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                              汽車橡膠密封條技術概述

                              時間:2019-11-15928 次瀏覽

                              信息摘要:按使用部位,橡膠密封條可分為門框密封條、行李箱密封條、發動機蓋密封條、導槽密封條、內外側密封條、頭道密封條、風窗密封條等類型。其彈性體多由EPDM密實膠和海綿組成,骨架有鋼帶、鋼絲編織帶和鋁帶幾種類型。

                              近年來,通過引進國外先進技術和裝備,我國汽車橡膠制品的生產技術水平有了很大提高。其中,汽車橡膠密封條除在產量上能基本滿足國內汽車工業需求外,還有部分產品進入國際市場本文簡要介紹了汽車橡膠密封條的原材料、分類、結構和性能。

                              1、原材料

                              1.1橡膠

                              過去,國產汽車橡膠密封條的主體材料以CR和NR為主。隨著汽車工業的快速發展,CR和NR密封條的外觀質量和內在性能,尤其是耐天候性能和使用壽命已不能滿足轎車和其它汽車的需求,為此,推廣了EPDM汽車密封條的生產和應用。由于EPDM是一種飽和橡膠,主鏈由化學穩定的飽和烴組成,分子內無極性取代基,分子間內聚能低,分子鏈在較寬溫度范圍內柔順性好,因此與CR和NR密封條相比,EPDM密封條具有耐熱、耐光照、耐龜裂和耐臭氧性能好及使用壽命長等特點。

                              近年來,汽車橡膠密封條用的EPDM還在不斷更新和發展,目前已工業化生產出可控長支鏈化EPDM。這類EPDM不僅具有良好的混煉加工性能和優異的擠出性能,還具有良好的物理性能。

                              新型熱塑性彈性體憑借優良的物理性能(尤其是撕裂強度高)和加工性能及可回收利用等特點,在汽車密封條中的應用也越來越廣泛,大有取代EPDM的趨勢。

                              1.2骨架材料

                              按加工方法,汽車橡膠密封條的骨架材料分為:鋼帶、鋼絲編織帶和鋁帶。其中,鋼帶包括拉伸鋼帶、沖切鋼帶和光板帶(未經沖切或拉伸的鋼帶)。而拉伸鋼帶又分為對稱拉伸鋼帶和不對稱拉伸鋼帶;沖切鋼帶又分為單橋沖切鋼帶(又稱魚骨狀鋼帶)和雙橋沖切鋼帶。單橋沖切鋼帶橡膠密封條在使用時不可折斷,只能沿徑向彎曲;雙橋沖切鋼帶橡膠密封條在使用時可折斷,能多方位彎曲。

                              汽車橡膠密封條的各種骨架材料性能比較見表1。生產中,應綜合密封條與車體配合部位結構(包括曲率半徑大小)和夾緊部分抱合力、骨架材料加工成本、密封條質量要求等因素選擇適合的骨架材料。

                              橡膠密封條骨架材料

                              2、品種分類和結構

                              2.1品種分類

                              橡膠密封條主要用于汽車的門、窗、倉蓋等需要密封的間隙部位,除起密封作用,即防止外部風沙、雨水、塵土等有害物質浸入車內外,還起減震、隔音、裝飾作用,以提高汽車部件的工作壽命和汽車的乘坐舒適性。

                              按結構,橡膠密封條可分為純膠、密實膠海綿雙復合、密實膠海綿骨架材料三復合及多復合幾種類型。

                              按使用部位,橡膠密封條可分為門框密封條、行李箱密封條、發動機蓋密封條、導槽密封條、內外側密封條、頭道密封條、風窗密封條等類型。

                              橡膠密封條在車體中的安裝固定形式有:①夾緊部位固定:由密封條夾緊部位夾持在車體安裝部位固定,夾緊部位可以帶骨架,也可以不帶骨架。②嵌入式固定:由密封條鉤齒嵌入車體固定。③泡釘固定:安裝在車身且設有釘孔的密封條適合采用這種方式固定。具體的安裝固定過程為:在密封條上鉆釘孔并裝上泡釘,將泡釘插入車身釘孔并固定。④膠粘劑或膠粘帶固定:在密封條與車體結合部位涂刷膠粘劑或貼雙面膠帶,然后直接或扯去膠帶隔離紙后將密封條固定在車身指定部位。

                              2.2結構

                              (1)門框密封條、行李箱密封條和發動機蓋密封條結構

                              門框密封條、行李箱密封條和發動機蓋密封條通常由密封部分和固定部分組成,其結構見圖1~3。這幾種密封條的密封部分一般為管狀(單管或雙管)海綿,固定部分為夾緊部位(有骨架或無骨架)。

                              橡膠密封條

                              橡膠密封條

                              (2)導槽密封條和內外側密封條結構

                              導槽密封條和內外側密封條安裝在玻璃升降部位,故為提高密封性能、減小摩擦阻力、降低噪聲并起到清潔作用,這兩種密封條與玻璃的接觸面通常為單面或雙面植絨面,如圖4和5所示。

                              橡膠密封條

                              (3)頭道密封條

                              頭道密封條安裝在車門上,與門框密封條配合共同起密封作用,其結構如圖6所示。這類密封條常用泡釘或膠粘帶安裝。

                              橡膠密封條

                              (4)風窗密封條

                              風窗密封條安裝在車體與風窗玻璃之間,起密封和固定玻璃的作用,其結構如圖7所示。與其它密封條不同,這類密封條一經安裝就始終處于密封(受張力)狀態。風窗密封條常采用嵌入式固定法安裝固定。

                              橡膠密封條

                              目前,國產汽車橡膠密封條的結構、骨架材料類型、安裝固定方式仍按整車廠的要求確定。從國外汽車零部件向模塊化方向發展看,密封條與車體的固定形式應逐漸由整車制造企業和密封條生產企業共同決定。如北美一些公司打破傳統模式,提出密封條生產企業與整車制造企業合作設計密封條及密封條供應商將密封條及其配件作為總成,如車門總成、風窗玻璃總成等直接提供給整車制造企業的發展思路,這既給密封條生產商更多的自主權,又對其提出了更高的要求。

                              3、性能

                              3.1膠料性能

                              (1)基本性能

                              汽車橡膠密封條的基本性能包括硬度、拉伸強度、扯斷伸長率和壓縮變形等。通常,密封條生產企業要提供這些性能的供貨狀態數據和熱空氣老化后數據。根據使用狀態,熱空氣老化試驗溫度一般選擇70℃。表2示出了一些國外公司對轎車密封條供貨狀態的膠料拉伸強度、扯斷伸長率和脆性溫度的性能要求。

                              橡膠密封條

                              (2)耐臭氧老化和耐大氣老化性能

                              汽車長期處于全天候狀態,因此要求密封條具有良好的耐臭氧老化和耐大氣老化性能。

                              (3)耐油漆性能

                              密封條直接安裝在車體上,與車體油漆板直接接觸,油漆中游離出來的物質會與密封條相互作用,加速密封條老化,故耐油漆性能是密封條膠料的常規性能。

                              (4)低溫性能

                              密封條的使用溫度一般為-40~+70℃,因此要求其耐低溫性能好。密封條膠料的脆性溫度指標見表2

                              3.2成品性能

                              (1)擠壓力

                              一般來說,對門框密封條、行李箱密封條和發動機蓋密封條等泡管型密封條的擠壓力要求較高。如車門關閉時,要求門框密封條的擠壓力(關門力)越小越好,而車門關閉后,又要求門框密封條的擠壓力越大越好,以保證車門良好的密封性。因此,為平衡這兩個方面的要求,密封條的擠壓力應設計適當。目前,密封條的擠壓力可以通過計算機輔助設計、計算機輔助試驗和有限元分析法確定。

                              減小關門力的方法有:①在密封條上設計適當數量的排氣孔,以在關門時排出泡管中的空氣。②在門框密封條與車門安裝接觸面涂覆一定厚度的涂層,以減少密封條與車門接觸面的摩擦。目前,這種涂層一般為PU和硅油類涂覆材料。

                              (2)插入力和拔出力

                              插入力和拔出力分別是裝車狀態下密封條壓入和拉出車殼固定部位所需的力,它們分別影響密封條的使用狀態和裝配工藝。對拔出力起主要作用的密封條夾緊部位由具有一定夾緊力的硬度較高的密實膠或密實膠與骨架材料(經彎曲)構成,且內側設有防止滑脫的倒齒(如圖1~3所示)。拔出力的大小由夾緊力和倒齒結構決定。

                              有夾緊部分結構的密封條要求插入力小而拔出力大。但對于同一密封條,這一對力的大小總是一致的,即插入力小,拔出力就??;插人力大,撥出力也大,這就給密封條的設計和安裝帶來一定難度。如為保證拔出力而進行過彎曲的密封條,由于插入力較大,安裝操作就較困難。同時,密封條的安裝方式是錘擊法,即用木錘或橡膠錘打擊密封條,使之插入并固定在車體上。因此,如果密封條的拔出力過大,即夾緊力和插入力過大,安裝時錘擊力勢必大,易造成密封條表面被擊傷。故在設計夾緊部分結構時應考慮好拔出力和插入力平衡。

                              現在,一些整車制造企業已逐漸改用滾壓式工藝安裝密封條,即用一種帶有轉子的氣動工具滾壓密封條夾持部位,使安裝部位都能達到均勻一致的裝配效果,這既可提高安裝質量,又可減輕裝配工人的勞動強度,為解決插入力和拔出力這對矛盾開辟了新途徑。

                              (3)植絨面耐磨性能

                              植絨橡膠密封條一般安裝在玻璃升降位置,長期處于與玻璃摩擦的狀態,故對其植絨面耐磨性能要求較高。

                              (4)涂層耐磨性能

                              在車門開關時,門框密封條和頭道密封條之間要發生摩擦且摩擦頻率很高,因此對這兩種密封條的涂層耐磨性能要求很高。

                              近年來,我國汽車橡膠密封條在研究開發和推廣應用方面已有很大發展,但與汽車工業發達國家相比還有很大差距,特別是在新材料的研制和應用、密封條的設計制造能力和外觀質量等方面還存在很大不足。今后,我們應注重對各類汽車橡膠密封條產品資料的收集和分析,盡快建立和健全密封條產品的數據庫,為自主開發設計各類密封條奠定堅實的基礎;同時,應逐漸擺脫目前依靠整車制造企業來圖加工、產品配套滯后的局面,實現真正意義上的產品開發設計,使我國汽車橡膠密封條行業在全球激烈的市場競爭中立于不敗之地。


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