汽车用非金属材料之橡胶材料

(2) 合成橡胶 由于资源的限制,天然橡胶的产量远远不能满足工业生产的需要,因而发展了合 成橡胶。早在1914年就制造出了合成橡胶。随着石油工业的迅速发展,合成橡胶 原料来源丰富、成本低廉,产量也已超过天然橡胶。合成橡胶在各行各业得到了广 泛的应用,也是汽车工业的一种重要的材料。合成橡胶的种类繁多,目前,合成橡胶 分为通用合成橡胶和特种合成橡胶。
汽车用非金属材料 之橡胶材料
.1.
一、车用橡胶
1.车用橡胶的品种及性能特点
车用的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶和再生胶。
(1) 天然橡胶 天然橡胶材料是指以天然橡胶为生胶制成的橡胶材料,代号为NR。天然橡胶属 于通用橡胶。它具有优良的弹性,弹性温度范围为-70~130℃;具有较高的强度和 优异的抗疲劳性、耐磨性、耐寒性、防水性、减振性、绝热性和电绝缘性;具有良 好的加工性能。其缺点是耐老化性和耐候性差,耐油性和耐溶剂性较差,易溶于汽 油和苯类等溶剂,易受强酸侵蚀,且易自燃。
.18.
二、汽车轮胎
(2)轮胎的合理使用 1)正确选用轮胎。 2)保持轮胎气压正常。 3)防止轮胎超载。 4)精心驾驶车辆。 5)做好日常维护。 6)保持汽车技术状况良好。 7)强制维护、及时翻修。
.19.
二、汽车轮胎
.20.
二、汽车轮胎
轮胎换位的基本方法有循环换位法和交叉换位法两种(见图6—1—8)。一 次更换轮胎的位置,不能使所有轮胎从轮胎的一侧换到另一侧的换位方法,称 为循环换位法。仅一次更换轮胎的位置,便可实现所有轮胎从汽车的一侧完 全换到另一侧的换位方法,称为交叉换位法。子午线轮胎采用单边换位法,如 图6—1—9所示。
.12.
二、汽车轮胎
2. 汽车轮胎的规格
轮胎规格可用外胎直径D、轮辋名义直径d、断面宽B 和断面高H 的尺寸 代号等(见图6—1—7)表示。
(1) 轿车轮胎规格 由于轮胎断面轮廓不断演变和发展,传统 标记方法已经不适应新的要求,1997年9月, 我国在等效采用欧洲轮胎轮辋标准组织 (ETRTO)年鉴—1994的基础上,对《轿车轮 胎系列》(GB/T2978—1989)进行修订,即 《轿车轮胎系列》(GB/T2978—1997)。 2008年再次进行了修订,即《轿车轮胎系列》 (GB/T2978—2008)该标准以轮胎名义断面 宽度(mm)、轮胎扁平率(%)、轮胎结构代号 (如R代表子午线轮胎结构)、轮辋名义直径 (in)、负荷能力和速度标志表示。
图6—1—2 几种类型的 汽车输油管
.9.
二、汽车轮胎
轮胎的作用是支承全车重量,将汽车的牵引力传递给路面，与汽车悬架共同衰减、缓 和汽车行驶的振荡和冲击,并支持汽车的侧向稳定性，保证车轮与路面有良好的附着性能。
1.汽车轮胎的类型与结构特点
现代汽车广泛采用充气轮胎。按轮胎组成结构不同,可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎两 种。
.14.
二、汽车轮胎
3) 轮胎的速度等级符号。近年来,汽车和轮胎的性能都有很大的提高,要求轮 胎的速度性能和汽车的最高行驶速度相匹配。为此,轮胎需标明其速度等级。 国际化标准组织(ISO)制定了轮胎速度等级符号,每一个速度等级符号均有一个 对应的最高行驶速度,见表6—1—4。不同轮辋名义直径的轿车轮胎最高速度见 表6—1—5。
(1) 有内胎的充气轮胎 有内胎的充气轮胎主要由外胎、内胎和垫带组成，如图6—1—3所示，外胎的结构如图 6-1-4所示。
.10.
二、汽车轮胎
1)普通斜交轮胎。斜交轮胎帘布层和缓冲层各相邻层帘线交叉。帘线与胎 面中心线约呈35°，由一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边(见图6—1—5a)。由这 种斜置帘线组成的帘布层，通常有多层，它们交错叠合起来，成为胎体的基础。 由于帘布层的斜交排列，给轮胎胎面和胎侧增加了强度。
.22.
图6—1—1 汽车上的橡胶制品 a)汽车轮胎 b)汽车上其他橡胶零件
.6.
一、车用橡胶
车用的橡胶品种有天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙 橡胶、聚丙烯酸酯橡胶、氟橡胶、硅橡胶、聚氨酯橡胶和丁基橡胶等。汽车 橡胶制品主要分布在汽车车身、传动、转向、悬架、制动和电器仪表等系统 内。
(1) 汽车轮胎 汽车轮胎是汽车上橡胶用量最大的橡胶零件。制造轮胎的主要材料有生胶 (包括天然橡胶、合成橡胶、再生胶)、骨架材料(即纤维材料、人造丝、尼龙、 聚酯、玻璃纤维、钢丝等)以及炭黑等。轮胎的外胎普遍使用天然橡胶、丁苯 橡胶、顺丁橡胶等。内胎一般用气密性好的材料来制造,如丁基橡胶。 (2) 密封制品 汽车上使用的橡胶密封制品主要包括油封件、密封条、密封圈、皮碗、防 尘罩、衬垫等。根据使用环境的不同,要求这类橡胶制品应有良好的密封性能, 耐油及各种化学试剂、耐老化、耐热、耐寒、耐臭氧、耐磨，及强度高和永 久压缩变形小等特性。 1）密封条 2）油封 3）皮碗 4）防尘套
查找随车的使用说明书,找出原车油管的类型、规格。 查找汽车配件商店中的汽车油管资料, 从说明书中得知图中最 下面的油管是耐压、耐油软管,制造材料为丁腈橡胶, 测量油管的 外径和内径与原车油管相同, 与桑塔纳2000输油管使用的要求 基本一致。唯一的缺陷是选用油管的长度比原车油管长10mm。 考虑到汽车所处的环境,决定选用图6—1—2中最下面那种类 型的油管。至于油管偏长,只好在油管安装好后固定妥当就可以 了。
.7.
一、车用橡胶
(3) 胶管 每辆汽车中所用的胶管有几十种,总长约30m，用胶量达到20kg以上。所用的橡 胶材料有天然橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯酸酯橡胶等。胶 管按结构可分为纯胶管、夹布胶管和编织胶管，按其耐压性能分为低压管、高压管 和真空管。用在汽车上的燃油、制动、冷却、空调等系统中。 (4) 胶带 车用胶带主要是V 形带。通常V 带有三种，即包布V 带、切割V 带和多楔V 带， 以切割V 带为多。切割V 带两侧没有包布,屈挠性好，摩擦因数大，具有受力大、线 速高、散热性及耐疲劳性良好和节能等特点。常用的胶种有NBR和CR等。 (5) 减振块 减振块主要用在汽车发动机、底盘等部件上,用来防止和降低汽车行驶中的振动 和噪声。每辆车上使用的减振块有几十种，按其材料的组合形式可分为纯橡胶制品、 塑料—橡胶复合制品及金属—橡胶复合制品。一辆车上减振块的用量最多可达 15kg左右,使用的材料有天然橡胶、氯丁橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈橡胶等。
.2.
一、车用橡胶
.3.
一、车用橡胶
.4.
一、车用橡胶
(3) 再生胶 常用车用橡胶制品的性能特点见表6—1—2。
.5.
一、车用橡胶
2. 橡胶制品在汽车上的应用
一台汽车上的橡胶件少则100多个,多则400多个,汽车轮胎就是典型橡胶 制品(见图6—1—1a)。除此之外,汽车上的橡胶件还有减振元件、油封、油 管(见图6—1—1b)、导线包皮和胶套等。
.13.
二、汽车轮胎
1) 轮胎的扁平率。轮胎的扁平率是指轮胎断面高度除以断面宽度得到的百分 数。目前国产子午线轮胎有80、75、70、65、60、55、50和45八个系列,数字 分别表示轮胎断面高(H )是断面宽(B)的80%、75%、70%、65%、60%、55%、 50%和45%。
2) 轮胎的负荷能力。轮胎的负荷能力是指在一定行驶速度和相应充气压力时的 最大载质量。国际标准将轮胎全部预计到的负荷量从小到大依次划分为280个等 级负荷指数,每一个指数代表一级“轮胎负荷能力”,见表6—1—3。
.21.
二、汽车轮胎
一辆丰田卡罗拉轿车的外胎侧面标有“195/65R1491H”的字样, 这些字样代表什么? 怎样理解这些数字和符号?
由相关知识“轿车轮胎规格” 部分可知: “195” 表示轮胎名义断 面宽度是195mm;“65”表示轮胎的扁平率是60%;“R”表示该轮胎 为子午线轮胎;“14”表示轮胎的轮辋直径为14in;“91”表示负荷指 数为91,负荷值为615kg;“H”表示该汽车最高行驶速度为210km/h。 综合起来理解就是该丰田卡罗拉轿车使用的是名义断面宽度为 195mm,扁平率为65%,负荷值为615kg,最高行驶速度为210km/h,轮 辋直径为14in的子午线轮胎。
.17.
二、汽车轮胎
3.汽车轮胎的合理使用
合理使用轮胎的目的在于:降低轮胎的磨损速度,防止不正常的磨损和损耗,延 长轮胎的使用寿命,保障行车安全,降低运输成本,提高经济效益。《轮胎使用与 保养规程》(GB/T9768—2008)和《汽车轮胎使用与维修要求》(JT/T303— 1996)规定了轮胎管理、使用和维护的基本原则和具体技术要求。
.8.
一、车用橡胶
一辆桑塔纳2000在行驶途中突然熄火,经检查发现燃油进油管 严重漏油,抢修的唯一办法是更换输油管,而附近的汽车配件商店 没有标准的桑塔纳2000发动机输油管,可供使用的油管就只有图 6—1—2所示的几种类型,请问驾驶员如何选择?
按照规定,驾驶员应选用桑塔纳2000说明书中规定的燃油系统 输油管,但在特定的条件下,为了让汽车继续行驶,只能选用代用油 管。选用代用油管必须知道原用油管的规格、类型,检查代用油 管与原车油管的规格类型是否相同或相近,然后决定是否选用。
2)子午线轮胎。子午线轮胎用钢丝或纤维织物作帘布层。帘线与胎面中心 线约呈90°，从一侧胎边穿过胎面到另一侧胎边。这样的分布就像地球上的子 午线，故称为子午线轮胎(见图6—1—5b)。
.11.
二、汽车轮胎
(2) 无内胎充气轮胎 近年来在轿车和一些货车上，无内胎充气轮胎的使用日渐广泛。没有 内胎的轮胎，空气直接压入外胎中，因此要求外胎和轮辋之间有很好的密 封性。无内胎充气轮胎结构如图6—1—6所示。
(1) 轮胎的损坏 汽车轮胎承受和传递汽车与路面的全部作用力,在各种力的作用下,产生复杂 的变形。因变形发生摩擦,产生大量的热,使轮胎温度升高、强度降低。轮胎的 损坏,基本上就是力和热作用的结果。汽车轮胎损坏的主要形式有胎面磨损、 帘线松散、折断、帘布脱层、胎面与胎体脱胶以及由上述结果引起的胎体破裂。