汽车的七大管路系统大盘点：用途、介质、工艺皆不同！

　　在工业长管生产比例不断缩小的同时，工业短管几十年来有了飞速发展，产量直线上升，如今已成为胶管的主导产品。

　　随着液压技术、气动技术的迅猛发展，以高压胶管为代表的各种短管已普及到飞机、汽车、工程机械、特种产业车辆、液压机床、船舶、塑料加工机械、机器人等各个领域.尤其是汽车上用的各种连结管。

　　随着汽车技术的不断发展和汽车性能的不断提高，及公众环保意识的日益增强，各主机厂对汽车流体管路产品的性能提出了越来越严格的要求，根据用途不同，管路系统会用到多种工程塑料，如PBT、POM、PPS、PA6/66、PA12、PPA，以及橡胶、聚酯等材料；

　　汽车管路种类繁多，按照行业分类，可以分为制动、传动、转向、进排气、冷却、燃油等。

　　制动胶管是车辆重要的安全部件，对产品的质量和稳定性要求非常高。制动胶管内外胶层的橡胶通常采用三元乙丙橡胶，增强层材料多采用维纶纤维或芳纶纤维。制动胶管对高压条件下的膨胀变形有极其严格的要求，芳纶纤维的高强度和高模量特性可以充分满足低形变的要求。

　　汽车的动力转向胶管分为液压转向系统胶管和电子转向系统胶管。传统的液压转向胶管接触的介质是矿物油，要求其耐高温性能好、不泄漏 ，最高使用温度可达150 ℃。液压转向胶管的增强层材料可采用尼龙66纤维和芳纶纤维等。新型的汽车动力转向系统越来越多地使用电子转向系统。该系统不需要使用高压泵和转向介质，也不需要胶管连接。

　　汽车冷却系统胶管连接引擎和散热器，通过冷却液传递热量。可细分为散热器胶管（耐高温）和加热器胶管（耐高温和耐脉冲震动）通常工作水温为125 ℃。

　　汽车空调系统最早的制冷剂是氟利昂，由于氟利昂会破坏臭氧层，我国在2000年以后全面禁用，目前使用的制冷剂是R134a。

　　而中间增强层材料选用聚酯纤维或聚乙烯醇缩醛（维纶）纤维，也少量使用芳纶纤维，在国内聚酯纤维的应用最广泛。下一代的汽车空调系统制冷剂会采用二氧化碳。二氧化碳是环保性优异的制冷剂，但作为空调系统制冷剂需要在超临界条件下使用，从而对胶管提出了更高的耐温、耐压和耐渗透要求。

　　通常涡轮增压胶管可分为高温段胶管和通过中冷器后的低温段胶管。其中高温段胶管的使用温度较高，通常可达到210 ℃ ，普通的增强层材料（如聚酯纤维和尼龙纤维）根本无法承受如此高温。帝人芳纶公司的Twaron® 系列和Technora®系列芳纶纱线、杜邦公司的Kevlar®系列芳纶纱线等可长期耐受高温环境，普遍应用于涡轮增压胶管。

　　汽车燃油胶管包括燃油输送胶管和给发动机供应燃料的胶管，是重要的安全部件，对材料的性能要求也较多。传统的燃油胶管使用内胶层-增强层-外胶层的结构，胶层与胶层之间采用缠绕或编织工艺加入纤维增强层。燃油胶管的最高使用

　　把空气或混合气导入发动机气缸的零部件集合体称为发动机进气系统。汽车排气系统主要是排放发动机工作所排出的废气，同时使排出的废气污染减小，噪音减小。

　　制动胶管内层和外层多用乙烯丙烯橡胶，增强层多用聚酯、聚乙烯醇或玻璃纤维等，着重于强化及耐压，适用于刹车油介质；空调胶管不但采用乙烯丙烯橡胶，还要选用高气密性材料调成最佳配方作内层材料，以适用于高渗透性介质。因为空调制冷剂是种很高渗透性的介质，一般胶管材料组织结构防止不了空调制冷剂的渗透。

　　汽车胶管的设计技术主要体现在材料的配方设计和整机的功能匹配两方面，由于工况复杂，胶管必须具备耐腐蚀性、耐高温性、阻燃、耐疲劳脉冲性，同时还要与各种传感器、阀门、分水器等连接件进行良好的匹配，在体积上还要满足车辆空间尺寸的需求。设计人员需要在满足这些前提的情况下，寻找到寿命和成本的最佳平衡点。

　　目前，汽车燃油胶管所面临的难题已不仅仅是酸性汽油对丁腈橡胶的腐蚀作用，而主要是空气污染和大气臭氧层破坏的问题。

　　当前，全球有141个国家和地区签署了《京都议定书》，各国也相继制定了一系列汽车污染物排放标准及法规。这些法规实施，要求汽车制造厂对汽车的各个系统进行相应的改进，从而迫使胶管生产厂开发更先进的结构和工艺以适应汽车制造新的要求。

　　另一方面，汽车电子化从根本上改变了制动系统、助力转向系统等汽车系统的结构，削减了汽车胶管的用量，同时新能源汽车对整车结构的改变也删减了很多原有的需要胶管的结构。

　　汽车非金属材料的种类很多，包括塑料、橡胶、弹性体、发泡材料、纺织面料等，在汽车上的应用领域非常广，常见于内外装饰护板、座椅面料、顶棚地毯、发动机舱周边附件等等，当前非金属主要朝着高性能化、环保化、轻量化三个方向发展，实现其在整车上的两大主要作用：一是装饰性作用，通过内外饰的精致、豪华及环保来实现整车品味提升，一个是功能性作用，随着材料/工艺的技术发展，不断扩展非金属的应用领域，使其能应用于更恶劣的工况下，实现了传统材料的替代，如金属、橡胶以及不同塑料间的替代。

　　当然，高性能工程塑料（PA、PPA、PPS等）仍主要应用于更恶劣的发动机周边附件。在发动机周边管类零件里，聚酰胺材料可替代金属、橡胶，应用于空气管路、冷却管路等零件。同时由于管的减震、耐油要求，耐热性较好的弹性体材料应用也越来越多，常见聚酰胺PA11、硫化聚烯弹性体（TPV）、聚醚酯弹性体(TPEE)和聚酰胺弹性体(TPA)。这样的塑料替代传统的金属管和橡胶管可实现减重百分之十到百分之四十，同时它采用更快捷的挤出、吹塑、注塑工艺，生产效率远高于金属管和橡胶管，设计自由度也很好。目前应用的领域主要是在于燃油管、机油冷却管、空气管路等等。

　　当然，前沿性材料工艺的引入对主机厂来说是有系统性的影响，它不仅仅是一种简单材料和工艺的替代，还需要与产品设计、性能进行挂钩，局部零件的新材料应用不能只考虑它在局部性能的改进，还要把它放在整车性能的框架下去考虑它的性能是否能满足整车的性能要求（安全、NVH等），这可以说是轻量化材料工艺进行减重的前提。