汽車制動(dòng)系統(tǒng)用橡膠軟管檢測(cè)技術(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀與發(fā)展

孫鶯鶯 董秀彩 張嵐

通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)（青島）有限公司 山東青島 266000

橡膠軟管是一種用于輸送氣體、液體或其他材料的管狀橡膠產(chǎn)品，主要由內(nèi)外橡膠層和骨架層組成。其中，骨架層的材料通常選自諸如棉纖維、合成纖維、碳纖維、石棉和鋼絲等材料。內(nèi)外橡膠層的主要材料通常是天然橡膠、丁苯橡膠或丁二烯橡膠等。具體橡膠類型取決于軟管的工作條件。例如，耐油橡膠軟管的主要材料主要是氯丁橡膠和丁腈橡膠。耐酸、耐堿和耐熱軟管的主要材料主要是EPDM、氟橡膠和硅橡膠。

在汽車工業(yè)中，特別使用橡膠軟管。汽車制動(dòng)管路主要使用橡膠軟管和尼龍軟管作為制動(dòng)介質(zhì)的傳輸通道。根據(jù)GB16897-2010“制動(dòng)軟管的結(jié)構(gòu)、性能要求及試驗(yàn)方法”，制動(dòng)軟管為除了管道連接之外，該系統(tǒng)還用于傳輸或存儲(chǔ)用于汽車制動(dòng)應(yīng)用的液壓、氣動(dòng)或真空柔性管線，主要材料是橡膠。盡管橡膠制動(dòng)軟管已從中國(guó)強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證（CCC）目錄中刪除，但它對(duì)于車輛安全尤為重要。OEM的既定要求是由認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行商標(biāo)認(rèn)證和由測(cè)試機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證和軟管供應(yīng)商的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。

1 橡膠制動(dòng)軟管的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

橡膠制動(dòng)軟管用于傳輸制動(dòng)介質(zhì)，因此需要考慮各種因素，例如車輛類型、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作條件，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮實(shí)際工作條件。橡膠制動(dòng)軟管通常由內(nèi)部橡膠層、外部橡膠層和編織層組成。編織層通常是鋼絲編織層，還有其他類型的編織層，編織層數(shù)至少為1層。

軟管組件通常包括軟管、管接頭（內(nèi)、外螺紋）、支架和墊片等。制動(dòng)軟管總成安裝在整個(gè)車輛制動(dòng)系統(tǒng)中。橡膠制動(dòng)軟管的每個(gè)橡膠層均由橡膠制成，編織層在結(jié)構(gòu)上用高強(qiáng)度纖維或金屬絲增強(qiáng)。從外到內(nèi)，有一層EPDM橡膠外層、一層聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）和EPDM編織層、聚乙烯醇（PVA）內(nèi)編織層、EPDM橡膠內(nèi)層。

橡膠改性技術(shù)的發(fā)展擴(kuò)大了橡膠制動(dòng)軟管原材料的選擇范圍。改性天然橡膠、改性合成橡膠和改性聚氨酯為各種工況提供了多種選擇。當(dāng)橡膠軟管暴露于氧氣、臭氧、熱、光、機(jī)械應(yīng)力、水和油中時(shí)，容易開(kāi)裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色和老化現(xiàn)象。此外，橡膠制動(dòng)器是軟管，使用時(shí)容易鼓脹、編織疲勞和粘合劑開(kāi)裂。因此，在其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中，應(yīng)專門設(shè)計(jì)測(cè)試項(xiàng)目，以盡可能模擬實(shí)際操作條件，以客觀地評(píng)估橡膠制動(dòng)軟管的性能[1]。

2 膠管材料性能的檢驗(yàn)方法

常用軟管材料的測(cè)試包括拉伸性能、硬度、粘合強(qiáng)度、耐流體性、空氣老化、壓縮永久變形、臭氧老化、低溫性能、金屬腐蝕和滲透性，通常為內(nèi)部橡膠應(yīng)根據(jù)其耐熱性和抵抗載液的能力來(lái)選擇，而外層橡膠應(yīng)具有耐熱性、耐臭氧性并與內(nèi)層橡膠具有良好的粘合性。

這些測(cè)試通常在試件上進(jìn)行，主要用于產(chǎn)品質(zhì)量控制。由于硫化條件與軟管的實(shí)際硫化條件不同，因此在評(píng)估材料時(shí)，通常指示應(yīng)從軟管制備樣品，而在評(píng)估材料的耐用性時(shí)，應(yīng)在一定條件下存放或使用后從軟管上切下來(lái)。由于使用軟管的特殊條件，所選的標(biāo)準(zhǔn)物理測(cè)試也不同于其他橡膠產(chǎn)品。一般用于測(cè)量拉伸永久變形。由于與金屬管接頭接觸，通常需要對(duì)壁材料進(jìn)行滲透性測(cè)試。需要進(jìn)行金屬腐蝕測(cè)試[2]。

軟管主要用于輸送各種流體，因此流體阻力測(cè)試是材料測(cè)試的重要元素。流體阻力測(cè)試通常是在商用流體中進(jìn)行的，因?yàn)樗咏褂脳l件，但是由于波動(dòng)大且測(cè)試結(jié)果的可比性差，建議使用標(biāo)準(zhǔn)或參考測(cè)試流體。

3 國(guó)外橡膠制動(dòng)軟管標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展與產(chǎn)品認(rèn)證

3.1 國(guó)外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

中國(guó)的橡膠制動(dòng)軟管國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要基于美國(guó)FMVSS106，在行業(yè)中具有重要地位。此外，美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)還開(kāi)發(fā)了SAE J1401-2013公路車輛液壓制動(dòng)軟管組件，該組件使用非石油基礎(chǔ)制動(dòng)液SAE J1402-2010汽車空氣制動(dòng)軟管和SAE軟管組件J1403-2014真空制動(dòng)軟管和其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)可以用作美國(guó)運(yùn)輸部或美國(guó)汽車配件制造商協(xié)會(huì)認(rèn)證的基礎(chǔ)。

此外，日本、澳大利亞、新西蘭、韓國(guó)和印度制定的許多技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系也非常重要。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）制定的許多標(biāo)準(zhǔn)也是許多國(guó)家參考和實(shí)施或制定和修訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)參考的重要模型。

3.2 國(guó)外橡膠制動(dòng)軟管產(chǎn)品認(rèn)證情況

在從CCC目錄中刪除橡膠制動(dòng)軟管后，考慮到制造商對(duì)所購(gòu)零件的質(zhì)量控制的需要，相關(guān)產(chǎn)品認(rèn)證機(jī)構(gòu)（例如中國(guó)汽車認(rèn)證中心有限公司）率先引入了該產(chǎn)品。橡膠制動(dòng)軟管的徽標(biāo)認(rèn)證，有效地抵消了生產(chǎn)缺乏對(duì)公司質(zhì)量保證和制造一致性能力的第三方監(jiān)督可以有效降低OEM和供應(yīng)商的風(fēng)險(xiǎn)，并提高市場(chǎng)對(duì)橡膠制動(dòng)軟管認(rèn)證結(jié)果的信心[3]。

已實(shí)施制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品認(rèn)證的國(guó)家和地區(qū)包括美國(guó)、日本、澳大利亞、韓國(guó)、印度和歐盟。制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品認(rèn)證不僅包括制動(dòng)軟管，還包括制動(dòng)襯片、制動(dòng)盤/制動(dòng)鼓、制動(dòng)液等。

4 我國(guó)橡膠制動(dòng)軟管標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)分析

早先參考FMVSS106-1993制定并實(shí)施了GB16897-2010，并且制動(dòng)軟管的制造工藝已發(fā)生重大變化。根據(jù)對(duì)現(xiàn)行國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的分析，缺少GB16897-2010驗(yàn)證的一些關(guān)鍵要素，而某些項(xiàng)目指標(biāo)值太弱，因此應(yīng)密切關(guān)注國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)。受橡膠制動(dòng)軟管認(rèn)證的約束，歐洲共同市場(chǎng)（Emark）制動(dòng)系統(tǒng)認(rèn)證不適用于軟管[4]。此外，美國(guó)DOT認(rèn)證和AMECA認(rèn)證對(duì)中國(guó)公司的影響相對(duì)較大。制動(dòng)軟管技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將在指定的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)符合美國(guó)FMVSS106。同時(shí)，日本汽車市場(chǎng)也是中國(guó)軟管制造商的重要供應(yīng)目的地。應(yīng)根據(jù)中國(guó)國(guó)情整合不同國(guó)家的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂[5]。

最新版本的GB16897標(biāo)準(zhǔn)已于2019年發(fā)布并提交審議，新版本的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在2020年正式發(fā)布。與2010版標(biāo)準(zhǔn)相比，新版標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)行重大更改，某些測(cè)試條件將變得更加嚴(yán)格，測(cè)試項(xiàng)目的數(shù)量也將增加，這將與FMVSS106-2018更加一致。

與GB16897-2010相比，該標(biāo)準(zhǔn)的新版本在橡膠制動(dòng)軟管的位置上有以下更改：

（1）增加公稱外徑的定義。

（2）將液壓制動(dòng)軟管總成最大膨脹量的技術(shù)要求提高了20.0MPa。

（3）迅速增加液壓制動(dòng)軟管總成的技術(shù)要求。

（4）液壓制動(dòng)軟管總成對(duì)動(dòng)態(tài)耐臭氧性的技術(shù)要求不斷提高。

（5）更改了頸縮后檢查內(nèi)部孔的通量的方法。

（6）更改制動(dòng)液兼容性測(cè)試的溫度，并將其從90℃升高至120℃。

（7）更改耐寒性測(cè)試溫度，將-40℃降低至-48-45℃。

（8）彎曲疲勞后，對(duì)空氣制動(dòng)器的橡膠軟管的密封性提高的技術(shù)要求。

（9）將空氣制動(dòng)橡膠軟管總成的抗拉強(qiáng)度更改為耐腐蝕后的抗拉強(qiáng)度。

（10）取消空氣制動(dòng)橡膠軟管總成的耐氯化鋅規(guī)格。

（11）更改空氣制動(dòng)橡膠軟管總成的系列公稱尺寸。

（12）更改真空制動(dòng)軟管的熱阻技術(shù)要求。

（13）修改真空制動(dòng)軟管的耐燃油性規(guī)格。

此外，它還包括總共25個(gè)新指標(biāo)，例如動(dòng)態(tài)臭氧、耐沸騰性和耐甲醇性，所有這些指標(biāo)都考慮到了汽車和制動(dòng)軟管行業(yè)發(fā)展到產(chǎn)品及其測(cè)試中所帶來(lái)的新變化[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)制動(dòng)軟管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已初具規(guī)模，但標(biāo)準(zhǔn)措詞仍在“完善”中。這在很大程度上是由于中國(guó)大多數(shù)制動(dòng)軟管制造商都是小型企業(yè)而沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力。結(jié)構(gòu)統(tǒng)一，研發(fā)能力薄弱，難以形成產(chǎn)業(yè)協(xié)同效應(yīng)，缺乏國(guó)際聲音。各國(guó)橡膠制動(dòng)管路的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正在動(dòng)態(tài)開(kāi)發(fā)中，并且正在修訂中。中國(guó)橡膠制動(dòng)軟管行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)上下游聯(lián)系，強(qiáng)化生產(chǎn)鏈，提升價(jià)值鏈，積極開(kāi)發(fā)核心產(chǎn)品，研發(fā)基礎(chǔ)技術(shù)，初步實(shí)施對(duì)外合作的標(biāo)準(zhǔn)制定和充分抓住行業(yè)機(jī)遇，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)化，收集高新技術(shù)元素，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化，努力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)“領(lǐng)導(dǎo)”。

此外，在橡膠制動(dòng)軟管測(cè)試與認(rèn)證領(lǐng)域，我們必須積極促進(jìn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的融合，協(xié)調(diào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定，促進(jìn)測(cè)試與認(rèn)證的國(guó)際共識(shí)，減少國(guó)際貿(mào)易的技術(shù)壁壘，減少橡膠制動(dòng)軟管的數(shù)量。建立國(guó)際分銷渠道的起點(diǎn)，以建立全方位的“互連”，以加快橡膠制動(dòng)軟管及其測(cè)試技術(shù)的“退出”速度。