前言壓力尼龍管

氣壓制動系統(tǒng)多用于載貨汽車、客車、工程車等，該類車輛載質量較大，發(fā)生事故的后果往往致命。制動尼龍管在氣壓制動系統(tǒng)中連接各制動系統(tǒng)零部件，使用量較大，且布置上貫穿車輛前后，其可靠性直接影響整車制動安全。制動尼龍管高溫失效是常見故障之一，消除該類故障可有效規(guī)避安全事故。

1 制動尼龍管耐高溫性能

制動系統(tǒng)尼龍管多用于大中型載貨汽車、客車、工程車型等，其成分為PA11或PA12，具有優(yōu)良的理化和機械性能。使用溫度方面范圍廣，在- 40℃~100℃下可正常工作，具有較好的耐溫性能。

對制動尼龍管的耐高溫性能要求：將試樣連同直徑為管子外徑10倍的金屬芯軸一起放置在溫度100℃±2℃的循環(huán)空氣式烘箱內70h取出試樣恢復至環(huán)境溫度23℃±2℃（包括芯軸） 4h后，將每一試樣伸直，并以相反的方向再次繞芯軸彎曲180°，對試樣進行23℃±2℃爆破試驗。結果：試樣無明顯破壞的跡象；爆破壓力≥5.0MPa。由此可見，制動尼龍管可在較大的溫度范圍內使用，耐高溫達100℃，能夠應用于大多數環(huán)境，適應性較強。

2 制動尼龍管高溫失效模式

盡管制動尼龍管具有優(yōu)良的耐高溫性能，但當尼龍管在溫度高于100℃時，耐壓性能會明顯降低，尤其是在120℃以上，尼龍管開始出現膠狀，在高壓氣體作用下瞬間損壞。而在車輛上一些部件溫度較高，遠超過尼龍管承受極限。如表是外徑12mm壁厚1.5mm的制動尼龍管在不同溫度下的爆破壓力，可以看出，溫度越高，尼龍管耐壓性能越差。

尼龍管在不同溫度下的爆破壓力

因制動尼龍管的失效會導致制動失效，進而危及車輛安全。為有效避免因尼龍管高溫失效而導致的安全事故，對尼龍管的高溫失效模式進行研究是十分必要的。

2.1 高溫失效特點

破裂口向外張開，裂口邊緣成不規(guī)則形狀，附近區(qū)域因高溫出現白色印記。失效模式如下：

2.2 高溫失效環(huán)境

車輛高溫部件主要是排氣系統(tǒng)，而排氣系統(tǒng)的溫度隨著發(fā)動機工作狀態(tài)的不同而改變，一般來說，發(fā)動機功率越大產生熱量越多，在發(fā)動機最大功率點時的溫度最高，隨著發(fā)動機溫度的升高，尼龍管高溫失效的風險增加。另外，由于排氣密封件失效導致高溫氣體泄漏，也是導致制動尼龍管失效的原因。

如圖是某輕卡車型發(fā)動機最大功率點工況下排氣系統(tǒng)及周邊的時間- 溫度曲線。由此可以看出，排氣系統(tǒng)部件溫度均超過200℃，無疑超過尼龍管的承受極限。

2.3 高溫失效的危害

車輛往往在行駛過程中才需要發(fā)動機提供較大功率，此時排氣系統(tǒng)溫度較高，也是制動尼龍管容易發(fā)生高溫失效的工況，此時風險劇增：首先，高溫失效是不可預見的，其發(fā)生過程迅速、突然，對駕駛員的操作造成影響。其次，失效發(fā)生時車輛處于行駛狀態(tài)，往往造成較為嚴重的后果。

3 預防措施

一般情況下，發(fā)動機參數已確定的情況下，消除或降低熱量的產生難以實現，故只能被動的方式來避免高溫損害。為有效防范風險，降低制動尼龍管高溫失效的發(fā)生率，給如下預防措施，以供參考。

3.1 遠離熱源

設計時使制動尼龍管遠離排氣系統(tǒng)，最好異側布置；若結構上不能實現，則應使尼龍管距排氣管有一定距離，該距離需視發(fā)動機而定，有時為設計方便，許多公司設定經驗距離，但最終都應保證尼龍管溫度在合理的范圍內。

3.2 固定可靠

雖然設計、裝配時制動尼龍管與排氣系統(tǒng)的距離滿足要求，但當車輛經過長期使用后，尼龍管的固定可能出現松動、脫落，使尼龍管晃動，與排氣系統(tǒng)的距離縮小，甚至可能接觸，導致失效的發(fā)生。因此，必須保證制動尼龍管有可靠的固定。

3.3 通風

在相對密閉的空間內，高溫的排氣管或高溫排氣的泄漏，其熱量無法散發(fā)出去，會導致其周圍局部環(huán)境溫度急劇升高，使制動尼龍管失效。故需要保證制動尼龍管周圍空間保持通風。

3.4 增加防護

對于設計上無法避免制動尼龍管與高溫件距離較近時，可以增加防護措施。一是增加隔熱板，其對于高溫氣體泄漏的情況非常有效，但占用空間較大，結構設計困難，且對因局部環(huán)境溫度升高導致的高溫失效沒有作用。二是增加鋁箔護套，可以全方位的保護制動尼龍管，僅覆蓋尼龍管表面，占用空間小，容易實現。

4 結論

制動尼龍管作為氣壓制動系統(tǒng)的主要零件之一，使用量較大，結構復雜，是保證車輛安全的生命線。預防制動尼龍管高溫失效是氣壓制動系統(tǒng)設計面臨的重大問題，合理的設計可以有效保證尼龍管處于合適的工作溫度，使車輛安全可靠。

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