客車制動管路材料選擇探討

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銅和尼龍都在汽車行業(yè)有著廣泛的應用，尤其是客車制動管路材料主要使用的TP2銅管和PA11尼龍管。TP2是磷脫氧銅（純銅）的英文簡稱，它是一種熔解高純度的原材料，質地堅硬，不易腐蝕，且耐高溫、耐高壓，可以承受極冷和極熱的溫度（－196～250℃），適用范圍大，且適應溫度劇烈變化。銅的熔點高達1083℃，常用于汽油或氣體輸送管、排水管、冷凝管、冷凝器、蒸發(fā)器、熱交換器及零件。但作為制動管路使用時也存在一些劣勢，如多出接頭連接點，增加整車管路漏氣的質量隱患，損壞出現(xiàn)漏氣不便于后期維修更換。

PA11尼龍管屬于工程塑料類，密封性能好，采用卡箍、襯芯結構，無需使用管路密封膠，同樣能達到密封要求；內壁光滑，空氣阻力小，系統(tǒng)充（排）氣時間短，氣制動響應速度快，壓力損耗小；不僅質量極輕，而且固定方便，同時無振動噪聲；耐壓值較高，一般的尼龍管耐壓值都在1500kPa以上，足以達到各種汽車氣制動管路壓力的要求；中間過渡少，可減少接頭數(shù)量，便于檢測、裝配、整車布置。國外在20世紀60年代后期汽車制動管路已開始采用尼龍管取代傳統(tǒng)的金屬管[1-2]。

為進一步探討銅管和尼龍管在制動管路材料使用中的可靠性，下面通過全方面試驗進行對比。

可靠性試驗方案

結合尼龍管與銅管的性能以及在客車制動管路中使用的要求，項目團隊分析了客車制動管路的實際運行條件，可能遇到的涉及沙石撞擊的管強度、耐油、耐防凍液和各種惡劣環(huán)境的防腐，影響制動力的管氣密性、涉及長久可靠性的老化等各種工況，建立了一套制動管路材料的“8+3”試驗驗證評估體系。

8項全面對比試驗包括低溫沖擊試驗、高溫沖擊試驗、振動試驗、耐油試驗、氣密性試驗、耐高溫試驗、耐低溫試驗及鹽霧試驗，見表1。

尼龍管進行3項專項試驗，分別為爆破試驗、紫外線試驗及拉伸試驗，見表2。試驗材料規(guī)格選擇客車制動管路材料使用的外徑12mm、壁厚1.5mm的PA11尼龍管和TP2銅管。

表1 PA11尼龍管與TP2銅管使用性能對比試驗方案

表2 PA11尼龍管專項試驗方案

試驗結果和分析

制動管路材料“8+3”試驗驗證如圖1～圖11所示，結果見表3。

圖1 低溫沖擊試驗

圖2 高溫沖擊試驗

圖3 高溫試驗

圖4 耐油試驗

圖5 密封試驗

圖6 低溫試驗

圖7 振動試驗

圖8 鹽霧試驗

圖9 爆破試驗

圖10 拉伸試驗

圖11 紫外線試驗

表3 材料全套驗證評估試驗結果

為進一步確認尼龍管的長久使用可靠性，考察了制動管路采用部分PA11尼龍管的某公交公司部分客車的實際運行情況，無售后返修的問題，結果均無異常，詳見表4。

表4 采用部分PA11尼龍管公交實際運行情況

通過以上11項不同時段、不同車型、不同工況的全面試驗，評估驗證結果和分析可知，不僅銅管使用可靠，尼龍制動管路材料也滿足使用要求。以10m車為例，可使用尼龍管取代29m長銅管，并取消16個管接頭，預計單臺可節(jié)約成本800元，并可減少銅管下料、鉚接頭以及管連接作業(yè)時間共計80min。

結語

本文從對客車制動管路材料基本性能的分析和實際使用情況出發(fā)，并通過全面完善試驗驗證可靠性，得出以下結論。

1）制定的低溫沖擊、高溫沖擊、振動、耐油耐防凍液、氣密性、耐高溫、耐低溫及鹽霧共8項全面對比試驗以及爆破、紫外線、拉伸共3項專項試驗方案，即“8+3”試驗驗證可靠性評估體系，全面包含了客車制動管路材料實際使用中的所有工況，體系完備。

2）PA11尼龍完全滿足客車制動管路材料國標和行業(yè)使用要求。

3）為客車制動管路材料的可靠性選擇和新材料研發(fā)應用提供了很好的解決方案。