膠管應用新動向
近年來, 膠管的應用出現了一些新的變化, 一些傳統膠管已經或即將被取代, 也有一些新的應用不斷出現。
1、 汽車動力轉向膠管有可能最終被淘汰
與采用液壓助力轉向系統相比, 采用電動助力轉向系統可節省燃料, 提高可靠性, 減小質量,
便于裝配, 并可使二氧化碳排放量減少 3. 5%。福特汽車公司最近作出承諾, 將于 2012 年在其 80% ~ 90%的林肯和水星汽車上安裝電動助力轉向系統。采用電動助力轉向系統的趨勢在汽車行業將會延續。在西歐, 2007 年已經有610 萬輛轎車和輕型載重汽車裝配各種電動助力
轉向系統, 而在 2003 年僅有 330 萬輛。到 2011年, 北美使用電動助力轉向系統的汽車將達到約36% 。采用電動助力轉向的汽車, 其動力轉向系統就不再需要液壓泵和液壓流體, 當然也就不需要動力轉向膠管。
2、 膠管新產品不斷涌現
( 1) 柴油機渦輪增壓器膠管
柴油機普遍裝配有渦輪增壓器, 利用廢氣驅動氣泵, 將周圍的空氣壓縮進入氣缸, 使燃油充分
燃燒, 提高發動機輸出功率。空氣在壓縮機與發動機之間進行冷卻, 以提高其密度, 使其含有更多
的氧氣。增壓器的高溫側和冷卻器外側都使用膠管, 這種膠管通常為 4 層結構, 帶有防滲透層。
( 2) 選擇性催化降低排放系統膠管
為了使發動機適應現在和未來柴油機廢氣、廢物排放要求, 開發了一種選擇性催化降低排放
系統, 該系統利用脲溶液協助將氮氧化合物轉化成蒸汽和氮。在選擇性催化降低排放系統中, 有一個貯罐盛裝脲溶液, 通過膠管管路將溶液計量泵入催化劑注射系統。選擇性催化降低排放系統可使氮氧化合物和烴排放量至少減少 80% , 微粒排放量至少減少 40%, 從而使氮氧化合物排放量降低到EURO 4/ 1 規定的 3. 5 g · ( kW · h)- 1以下。在歐洲, 選擇性催化降低排放系統在商用車和大客車中愈來愈普及。在美國, 福特等一些汽車公司正在試驗該技術。選擇性催化降低排放系統膠管結構為防滲透層、EPDM 內膠層、纖維增強層和埋置有電熱線的 EPDM 外膠層。
( 3) 車體靈活控制裝置膠管
目前已開發出一種車體靈活控制裝置, 用于減小車輛轉彎時車體的傾斜程度, 保持車輛平衡。在車體靈活控制裝置中有一個液壓系統,液壓流體溫度相當高, 壓力呈脈動狀態, 對膠管的
要求非常苛刻, 通常使用 HNBR 制造。有些汽車制造廠已經使用這種裝置或類似裝置, 該裝置應
用于高檔轎車是大勢所趨, 并且將逐漸向中檔轎車推廣。
( 4) 耐新型制冷劑空調系統膠管
歐洲環保法規規定, 2008 年以后, 汽車生產廠裝配低排放空調系統, 將氫、氟、碳排放量減少90% , 目前汽 車空調系統 已經使用 四氟乙烷( R134a) 制冷劑。到 2011 年, 汽車開始裝配二氧化碳制冷劑空調系統, 使用二氧化碳制冷劑可使氫、氟、碳排放量減少 99% , 還能夠使空調系統更有效。目前, 二氧化碳制冷劑空調系統已經開始裝配在寶馬、奔馳和奧迪一些型號的汽車上。在二氧化碳制冷劑空調系統中, 條件變化和二氧化碳密度劇減會引起爆炸性分解, 從而損壞
聚合物材料, 因此必須對膠管進行特殊設計。二氧化碳制冷劑空調系統壓縮機的壓力為常規空調
壓縮機的 6~ 9 倍, 膠管的工作壓力為 14 MPa, 管接頭的設計也必須能夠在高壓下保持密封, 以防止管接頭處出現泄漏。德國大陸公司開發出一種二氧化碳制冷劑空調膠管, 其結構是防二氧化碳滲透層、彈性體內膠層、芳綸纖維增強層和彈性體外膠層, 內外膠層均使用 EPDM。這種膠管低壓側的滲透速率為 0. 21 g · a - 1 , 高壓側為 0. 79 g · a - 1 , 而目前汽車行業要求的滲透速率為1 g· a- 1。
( 5) 氫氣發生器膠管
最近, 日本開發出一種氫氣發生器, 利用汽車發動機產生的多余熱能, 將液態有機氫化物轉變
成氣態氫, 混在進入發動機的空氣中, 使燃料更充分地燃燒, 可將發動機效率提高 30%, 同時減少
尾氣排放, 可減少二氧化碳排放量 30% 。這種氫氣發生器的生產能力為 3 m3· h- 1, 尚不能滿足汽車用氫的需要, 目前正在加以改進, 預計在未來3年內投放市場。如果汽車安裝這種裝置, 則需要管線將有機氫化物從儲罐輸送到氫氣發生器中, 再將提取的氫氣輸送到發動機空氣系統中。
在處于高溫的發動機艙中, 對這種裝置所用膠管的性能要求將是非常苛刻的。
( 6) 海洋波浪發電用軟管泵軟管
德國大陸公司開發出一種利用海洋波浪發電的 AquaBuOY 波能轉化器, 其核心是軟管泵, 利用軟管泵和可上下運動的浮體進行工作。軟管泵的關鍵部件是一對匹配的海上用軟管, 連接在海面上漂浮的浮體與支承座之間。在軟管中間還有一個漂浮元件安裝在軟管的外表面上, 可在結構框架上的滑動裝置內自由運動。滑動裝置由浮體驅動, 與框架呈相對運動, 當其向上運動時, 軟管上半部被壓縮, 直徑增大, 軟管的下半部被拉伸,直徑減小, 軟管長度可伸長 20%。由于軟管的幾何形狀變化導致其上下部分容積變化, 將海水向上運送到整個結構的頂部, 通過渦輪機進行發電。這種軟管必須能夠迅速恢復其原來的容積,以便使泵的生產能力化。該軟管為非標準軟管, 膠料和增強材料是專門選擇和設計的, 其不但能產生的泵吸效率和捕捉波能, 還具有相當長的使用壽命, 以達到效率與經濟的平衡。預計這種波能發電系統將于 2011 年投入使用。
摘自 ：劉玉田( 沈陽橡膠研究設計院, 遼寧 沈陽 110021)
