汽車制動系統(tǒng)用橡膠軟管檢測技術及其標準現(xiàn)狀與發(fā)展

孫鶯鶯 董秀彩 張嵐

通標標準技術服務（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。汽車制動管路主要使用橡膠軟管和尼龍軟管作為制動介質(zhì)的傳輸通道。根據(jù)GB16897-2010“制動軟管的結(jié)構(gòu)、性能要求及試驗方法”，制動軟管為除了管道連接之外，該系統(tǒng)還用于傳輸或存儲用于汽車制動應用的液壓、氣動或真空柔性管線，主要材料是橡膠。盡管橡膠制動軟管已從中國強制性產(chǎn)品認證（CCC）目錄中刪除，但它對于車輛安全尤為重要。OEM的既定要求是由認證機構(gòu)進行商標認證和由測試機構(gòu)對產(chǎn)品進行認證和軟管供應商的準入標準。

1 橡膠制動軟管的結(jié)構(gòu)與特點

橡膠制動軟管用于傳輸制動介質(zhì)，因此需要考慮各種因素，例如車輛類型、靜態(tài)和動態(tài)工作條件，因此結(jié)構(gòu)設計應充分考慮實際工作條件。橡膠制動軟管通常由內(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。制動軟管總成安裝在整個車輛制動系統(tǒng)中。橡膠制動軟管的每個橡膠層均由橡膠制成，編織層在結(jié)構(gòu)上用高強度纖維或金屬絲增強。從外到內(nèi)，有一層EPDM橡膠外層、一層聚對苯二甲酸乙二酯（PET）和EPDM編織層、聚乙烯醇（PVA）內(nèi)編織層、EPDM橡膠內(nèi)層。

橡膠改性技術的發(fā)展擴大了橡膠制動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。當橡膠軟管暴露于氧氣、臭氧、熱、光、機械應力、水和油中時，容易開裂、發(fā)粘、硬化、軟化、粉化、變色和老化現(xiàn)象。此外，橡膠制動器是軟管，使用時容易鼓脹、編織疲勞和粘合劑開裂。因此，在其技術標準中，應專門設計測試項目，以盡可能模擬實際操作條件，以客觀地評估橡膠制動軟管的性能[1]。

2 膠管材料性能的檢驗方法

常用軟管材料的測試包括拉伸性能、硬度、粘合強度、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)部橡膠應根據(jù)其耐熱性和抵抗載液的能力來選擇，而外層橡膠應具有耐熱性、耐臭氧性并與內(nèi)層橡膠具有良好的粘合性。

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

軟管主要用于輸送各種流體，因此流體阻力測試是材料測試的重要元素。流體阻力測試通常是在商用流體中進行的，因為它接近使用條件，但是由于波動大且測試結(jié)果的可比性差，建議使用標準或參考測試流體。

3 國外橡膠制動軟管標準進展與產(chǎn)品認證

3.1 國外技術標準

中國的橡膠制動軟管國家標準主要基于美國FMVSS106，在行業(yè)中具有重要地位。此外，美國機械工程師學會還開發(fā)了SAE J1401-2013公路車輛液壓制動軟管組件，該組件使用非石油基礎制動液SAE J1402-2010汽車空氣制動軟管和SAE軟管組件J1403-2014真空制動軟管和其他技術標準。這些標準可以用作美國運輸部或美國汽車配件制造商協(xié)會認證的基礎。

此外，日本、澳大利亞、新西蘭、韓國和印度制定的許多技術標準體系也非常重要。國際標準化組織（ISO）制定的許多標準也是許多國家參考和實施或制定和修訂國家標準時參考的重要模型。

3.2 國外橡膠制動軟管產(chǎn)品認證情況

在從CCC目錄中刪除橡膠制動軟管后，考慮到制造商對所購零件的質(zhì)量控制的需要，相關產(chǎn)品認證機構(gòu)（例如中國汽車認證中心有限公司）率先引入了該產(chǎn)品。橡膠制動軟管的徽標認證，有效地抵消了生產(chǎn)缺乏對公司質(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和供應商的風險，并提高市場對橡膠制動軟管認證結(jié)果的信心[3]。

已實施制動系統(tǒng)產(chǎn)品認證的國家和地區(qū)包括美國、日本、澳大利亞、韓國、印度和歐盟。制動系統(tǒng)產(chǎn)品認證不僅包括制動軟管，還包括制動襯片、制動盤/制動鼓、制動液等。

4 我國橡膠制動軟管標準發(fā)展趨勢分析

早先參考FMVSS106-1993制定并實施了GB16897-2010，并且制動軟管的制造工藝已發(fā)生重大變化。根據(jù)對現(xiàn)行國內(nèi)外標準的分析，缺少GB16897-2010驗證的一些關鍵要素，而某些項目指標值太弱，因此應密切關注國外標準的發(fā)展趨勢。受橡膠制動軟管認證的約束，歐洲共同市場（Emark）制動系統(tǒng)認證不適用于軟管[4]。此外，美國DOT認證和AMECA認證對中國公司的影響相對較大。制動軟管技術標準將在指定的時間內(nèi)繼續(xù)符合美國FMVSS106。同時，日本汽車市場也是中國軟管制造商的重要供應目的地。應根據(jù)中國國情整合不同國家的技術標準，并對標準進行修訂[5]。

最新版本的GB16897標準已于2019年發(fā)布并提交審議，新版本的標準已經(jīng)在2020年正式發(fā)布。與2010版標準相比，新版標準將進行重大更改，某些測試條件將變得更加嚴格，測試項目的數(shù)量也將增加，這將與FMVSS106-2018更加一致。

與GB16897-2010相比，該標準的新版本在橡膠制動軟管的位置上有以下更改：

（1）增加公稱外徑的定義。

（2）將液壓制動軟管總成最大膨脹量的技術要求提高了20.0MPa。

（3）迅速增加液壓制動軟管總成的技術要求。

（4）液壓制動軟管總成對動態(tài)耐臭氧性的技術要求不斷提高。

（5）更改了頸縮后檢查內(nèi)部孔的通量的方法。

（6）更改制動液兼容性測試的溫度，并將其從90℃升高至120℃。

（7）更改耐寒性測試溫度，將-40℃降低至-48-45℃。

（8）彎曲疲勞后，對空氣制動器的橡膠軟管的密封性提高的技術要求。

（9）將空氣制動橡膠軟管總成的抗拉強度更改為耐腐蝕后的抗拉強度。

（10）取消空氣制動橡膠軟管總成的耐氯化鋅規(guī)格。

（11）更改空氣制動橡膠軟管總成的系列公稱尺寸。

（12）更改真空制動軟管的熱阻技術要求。

（13）修改真空制動軟管的耐燃油性規(guī)格。

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

5 結(jié)語

中國標準制動軟管系統(tǒng)的設計已初具規(guī)模，但標準措詞仍在“完善”中。這在很大程度上是由于中國大多數(shù)制動軟管制造商都是小型企業(yè)而沒有競爭力。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，缺乏國際聲音。各國橡膠制動管路的技術標準正在動態(tài)開發(fā)中，并且正在修訂中。中國橡膠制動軟管行業(yè)應加強上下游聯(lián)系，強化生產(chǎn)鏈，提升價值鏈，積極開發(fā)核心產(chǎn)品，研發(fā)基礎技術，初步實施對外合作的標準制定和充分抓住行業(yè)機遇，推進產(chǎn)業(yè)新舊動能轉(zhuǎn)化，收集高新技術元素，促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化，努力實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)“領導”。

此外，在橡膠制動軟管測試與認證領域，我們必須積極促進國家標準與國際標準的融合，協(xié)調(diào)國家標準的制定，促進測試與認證的國際共識，減少國際貿(mào)易的技術壁壘，減少橡膠制動軟管的數(shù)量。建立國際分銷渠道的起點，以建立全方位的“互連”，以加快橡膠制動軟管及其測試技術的“退出”速度。