汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體，沒有線束也就不存在汽車電路。不管是高級豪華汽車還是經(jīng)濟型普通汽車，線束編成的形式基本上是一樣的，都是由電線、接插件、橡膠件和包裹膠帶組成。隨著人們對汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟性和排放性要求的提高，汽車線束變得越來越復(fù)雜，但車身給予線束的空間卻越來越小。因此，如何提高汽車線束的綜合性能設(shè)計便成為關(guān)注的焦點，而且汽車線束制造廠家不再單純地搞線束后期設(shè)計和制造，和汽車主機廠家聯(lián)合進(jìn)行前期開發(fā)成為必然的趨勢。

一、橡膠件的種類與應(yīng)用

橡膠件是在電器件在穿過車身等物體時，保證電器件不受損害和保持穿過物體的密封性。以起到耐磨、防水、密封等作用。

1.1 橡膠件的分類

其結(jié)構(gòu)和固定方式也根據(jù)固定位置的不同而不同。

按橡膠件結(jié)構(gòu)分為有骨架（導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，材料多為PA66）、無骨架兩種 。

按橡膠件固定方式分為單孔固定、雙孔固定兩種（見下面的圖例）。

圖一：單孔固定無導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(A21右前艙線束過孔橡膠件) 

圖二：雙孔固定帶導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(S21左前門線束過孔橡膠件) 

注:  1--橡膠護(hù)套;       2--塑料支架(導(dǎo)向結(jié)構(gòu))

1.2 材料分類

線束橡膠件材料按適用溫度范圍分三類見表1

表1　橡膠件材料及適用溫度

二、汽車線束橡膠件的主要特點

1） 使用溫度范圍廣，具有良好的耐高、低溫性；

2） 有較高的耐熱性能，不同區(qū)域橡膠件，溫度不同。

可以在120℃ 的環(huán)境中長期使用，最高使用溫度為150℃；

3） 與大氣直接接觸，會接觸雨水等液體的侵蝕，需要能禁受冬天屋外的嚴(yán)寒，能長期在陽光、潮濕、寒冷的自然環(huán)境中使用而不會發(fā)生龜裂；

4） 彈性好，特別是要求復(fù)原性好；能承受多次的疲勞運動，能在各種環(huán)境種多次變形恢復(fù)能力；既能用于運動接合部位，又能用于靜止接合部位。

5） 精密的成品穩(wěn)定性及嚴(yán)格的成品尺寸公差控制。 

在汽車上，線束橡膠件被用來作為靜態(tài)密封和動態(tài)密封元件。表2列舉了線束橡膠件在奇瑞B(yǎng)21車型上的應(yīng)用。

表2　線束橡膠件在B21車型上的應(yīng)用

三、汽車橡膠件的性能要求和選材原則

3.1汽車橡膠件的性能要求

表3　EPDM材料性能要求

3.2材料選擇

表4　常見通用橡膠的優(yōu)缺點和應(yīng)用

表5　常用橡膠的各項性能

比較而言，三元乙丙的綜合性能較好，所以現(xiàn)在汽車電器線束用橡膠件主要選用的材料是三元乙丙橡膠，簡稱EPDM。選用材料的依據(jù)是：

（1）耐老化性能

通用橡膠中：EPDM的耐老化性是最好的

a，耐臭氧性最好: 在含臭氧濃度較高的環(huán)境中不會產(chǎn)生裂口，大大優(yōu)于天然橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠等通用橡膠。

b，耐候性好:   能長期在陽光、潮濕、寒冷的自然環(huán)境中使用而不會發(fā)生龜裂 。

c，耐熱性能：可以在120℃的環(huán)境中長期使用，最高使用溫度為150℃ 。當(dāng)溫度高于150℃時，乙丙橡膠生膠開始緩慢分解，200℃時硫化膠的物理機械性能亦緩慢地下降。但加入防老化劑可以改善乙丙橡膠的高溫使用性能，提高使用溫度和高溫下使用壽命。

（2）電絕緣性

其具有良好的電絕緣性和耐電暈性，浸水后電氣性能變化也很小，特別適于制造電器絕緣制品。

（3）低密度和高填充特性

乙丙橡膠的密度是所有橡膠中最低的，約為860～870㎏/m3，即同體積的乙丙橡膠制的重量較其它橡膠重量輕，且可以大量填充油和填充劑，降低了成本，且對物理機械性能影響不大。

（4）低溫性能和沖擊彈性

乙丙橡膠具有較高的彈性，其彈性僅次于天然橡膠。乙丙橡膠具有好的低溫性能，在低溫下可保持較好的彈性和較小的壓縮變形，其最低極限使用溫度可達(dá)－50℃。

（5）實用配方例

適用于線束護(hù)套的配方體系舉例（非充油型）：

（6）根據(jù)不同的使用環(huán)境和設(shè)計需要，可以兼顧考慮其他的材料。

發(fā)動機艙內(nèi)線束橡膠件，由于艙內(nèi)溫度、濕度偏大且存在著很多腐蝕性氣體和液體，因此一定要選擇耐高溫、耐油、耐化學(xué)介質(zhì)橡膠件。同時在新車型中，大功率發(fā)動機的應(yīng)用，前艙布局要求緊湊，對線束橡膠件的性能要求越來越苛刻。EPDM橡膠最高使用溫度為150℃，目前雖能基本滿足要求，但是為了更安全可靠，可以采用硅橡膠（VMQ）。在所用的橡膠中，硅橡膠具有最寬廣的工作溫度范圍（-59.5～316℃）。優(yōu)異的耐臭氧老化、耐氧老、耐光老化和耐候老化性能；優(yōu)良的電絕緣性能；優(yōu)異的耐油、耐燃燒等性能。硅橡膠高溫使用壽命見表5。硅橡膠與其他種類橡膠的耐熱和耐油性能比較見表6。 

表6　硅橡膠的高溫使用壽命

表7　不同種類橡膠的耐熱和耐油性能

3.3線束橡膠件安裝使用中的注意事項

線束用橡膠件開口位置大致分為：前艙、四門、地板、頂篷和后背門。其中前艙開孔盡量選擇左右兩側(cè)，以保證線束走向的連貫性和避讓高溫區(qū)。四門的開孔要確保車身A、B柱的開孔高度高于門鈑金的開孔高度，防止水流入室內(nèi)。

3.4橡膠件常見問題分析

橡膠件常見的問題、原因及解決措施見表8

表8　橡膠件常見的問題、原因及解決措施

四、線束橡膠件材料未來的發(fā)展

日益嚴(yán)峻的能源問題和環(huán)境問題；全球持續(xù)規(guī)范的法規(guī)要求；汽車設(shè)計原則向輕量化和小型化的轉(zhuǎn)變及設(shè)計經(jīng)濟性的提升；導(dǎo)致對車用材料的新要求，同時引導(dǎo)零部件用材的革新。線束橡膠件尋覓到新的突破口，逐漸青睞于熱塑性彈性體。

熱塑性彈性體簡稱TPE，是指在常溫下顯示橡膠狀彈性、在高溫下能夠塑化成型的一類新型高分子材料，是一類介于橡膠和塑料之間的彈性體材料。自上世紀(jì)60年代中期問世以來，作為第三代橡膠取得了極為迅猛的發(fā)展。TPE最大特點為無需硫化加工，而采用熱塑性塑料成型方法加工。如此，可大大縮短成型周期，而且廢料可以在利用，有利于節(jié)資與節(jié)能，保護(hù)環(huán)境。因此各國都對TPE的開發(fā)與應(yīng)用予以高度重視。TPE熱塑性彈性體與通用橡膠的性能對比見表9

表9　TPE熱塑性彈性體與通用橡膠EPDM的對比

＋＋＝very  good   +=good   ○=medium   -=poor

TPE與傳統(tǒng)TSR（如EPDM）的加工流程、加工效率對比見表10

表10　TPE和傳統(tǒng)TSR的加工流程、加工效率對比 

熱塑性彈性體在現(xiàn)階段雖然還不能全面取代傳統(tǒng)的硫化橡膠材料，但是它的應(yīng)用近年來已有了長足的進(jìn)展，特別是動態(tài)硫化技術(shù)的開發(fā)，為其在汽車工業(yè)中的應(yīng)用開拓了廣闊的前景。還要指出的是以TPE取代某些傳統(tǒng)的橡膠、塑料材料是符合當(dāng)前汽車工業(yè)對控制噪聲、降低震動、輕量化、環(huán)保以及資源再生等一系列要求的。并且在重量上輕于EPDM，這一點正適合于目前汽車工業(yè)提出的輕量化目標(biāo)。TPE大規(guī)模的應(yīng)用只是時間上問題，我們拭目以待。

本文轉(zhuǎn)載自“線束中國”微信公眾號，版權(quán)歸原作者所有。