线束橡胶件的系统选型设计方法

汽车线束过孔时一般运用橡胶件进行过渡，以起到耐磨、防水、密封等作用。主要分布在以下部位：发动机与驾驶室接口处、前舱与驾驶室接口处（左右共2处）、四门（或有后背门）与车厢接口处、油箱进口处。

1线束橡胶件的材质及特点

橡胶件常用的材质一般为天然橡胶、氯丁胶、硅橡胶、三元乙丙等。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/design-method-of-systematic-selection-for-rubber-parts/

天然橡胶的特性：具有良好的弹性和机械强度，有优异的耐曲挠性，有较高的撕裂强度和良好的耐寒性。缺点：耐老化性不大好，不耐油和臭氧，易燃。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/design-method-of-systematic-selection-for-rubber-parts/

氯丁胶的特性：耐臭氧、耐热老化、耐油等性能较好，具有难燃性和自熄性；但耐低温性不好。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/design-method-of-systematic-selection-for-rubber-parts/

硅橡胶的特性：耐热性、耐寒性和耐侯性较好；缺点是不耐油。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/design-method-of-systematic-selection-for-rubber-parts/

三元乙丙特性：耐侯性、耐臭氧、耐热、耐腐蚀性、耐酸碱等性能都较好，而且拥有高强度和高伸缩率；缺点：粘接性较差，且弹性没天然橡胶好，耐油性差。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/design-method-of-systematic-selection-for-rubber-parts/

三元乙丙的综合性能较好，所以现在汽车线束用橡胶件一般选用三元乙丙材料，其优势主要体现在：文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/design-method-of-systematic-selection-for-rubber-parts/

（1）耐老化性能

通用橡胶中：EPDM的耐老化性是最好的文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/design-method-of-systematic-selection-for-rubber-parts/

a，耐臭氧性最好：在含臭氧浓度较高的环境中不会产生裂口，大大优于天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶等通用橡胶。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/design-method-of-systematic-selection-for-rubber-parts/

b，耐候性好：能长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用而不会发生龟裂。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/design-method-of-systematic-selection-for-rubber-parts/

c，耐热性能：可以在120℃的环境中长期使用，最高使用温度为150℃。当温度高于150℃时，乙丙橡胶生胶开始缓慢分解，200℃时硫化胶的物理机械性能亦缓慢地下降。但加入防老化剂可以改善乙丙橡胶的高温使用性能，提高使用温度和高温下使用寿命。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/design-method-of-systematic-selection-for-rubber-parts/

（2）电绝缘性

其具有良好的电绝缘性和耐电晕性，浸水后电气性能变化也很小，特别适于制造电器绝缘制品。

（3）低密度和高填充特性

乙丙橡胶的密度是所有橡胶中最低的，约为860～870㎏/m3，即同体积的乙丙橡胶制的重量较其它橡胶重量轻，且可以大量填充油和填充剂，降低了成本，且对物理机械性能影响不大。

（4）低温性能和冲击弹性

乙丙橡胶具有较高的弹性，其弹性仅次于天然橡胶。乙丙橡胶具有好的低温性能，在低温下可保持较好的弹性和较小的压缩变形，其最低极限使用温度可达－50℃。

值得注意的是，发动机舱内线束橡胶件，由于舱内温度、湿度偏大且存在着很多腐蚀性气体和液体，因此一定要选择耐高温、耐油、耐化学介质橡胶件。

同时在新车型中，大功率发动机的应用，前舱布局要求紧凑，对线束橡胶件的性能要求越来越苛刻。EPDM橡胶最高使用温度为150℃，目前虽能基本满足要求，但是为了更安全可靠，可以采用硅橡胶（VMQ）。

在所用的橡胶中，硅橡胶具有最宽广的工作温度范围（-59.5～316℃）。优异的耐臭氧老化、耐氧老、耐光老化和耐候老化性能；优良的电绝缘性能；优异的耐油、耐燃烧等性能。硅橡胶高温使用寿命见下表：

表 硅橡胶的高温使用寿命

2橡胶件的种类与应用

橡胶件是在电器件在穿过车身等物体时，保证电器件不受损害和保持穿过物体的密封性。以起到耐磨、防水、密封等作用。

1）橡胶件的分类

其结构和固定方式也根据固定位置的不同而不同。

按橡胶件结构分为有骨架（导向结构，材料多为PA66）、无骨架两种。

按橡胶件固定方式分为单孔固定、双孔固定两种（见下面的图例）。

图一：单孔固定无导向结构A21右前舱线束过孔橡胶件）

图二：双孔固定带导向结构S21左前门线束过孔橡胶件）

注：1--橡胶护套；2--塑料支架导向结构）

2）材料分类

线束橡胶件材料按适用温度范围分三类见表1

表1橡胶件材料及适用温度

3）汽车线束橡胶件的主要特点

1）使用温度范围广，具有良好的耐高、低温性；

2）有较高的耐热性能，不同区域橡胶件，温度不同。

可以在120℃的环境中长期使用，最高使用温度为150℃；

3）与大气直接接触，会接触雨水等液体的侵蚀，需要能禁受冬天屋外的严寒，能长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用而不会发生龟裂；

4）弹性好，特别是要求复原性好；能承受多次的疲劳运动，能在各种环境种多次变形恢复能力；既能用于运动接合部位，又能用于静止接合部位。

5）精密的成品稳定性及严格的成品尺寸公差控制。

在汽车上，线束橡胶件被用来作为静态密封和动态密封元件。

3汽车橡胶件的性能要求

汽车橡胶件的性能要求见下表EPDM材料性能要求。

4线束橡胶件安装使用中的注意事项

线束用橡胶件开口位置大致分为：前舱、四门、地板、顶篷和后背门。其中前舱开孔尽量选择左右两侧，以保证线束走向的连贯性和避让高温区。四门的开孔要确保车身A、B柱的开孔高度高于门钣金的开孔高度，防止水流入室内。

5橡胶件常见问题分析

橡胶件常见的问题、原因及解决措施见下表：

6线束橡胶件材料未来的发展

日益严峻的能源问题和环境问题；全球持续规范的法规要求；汽车设计原则向轻量化和小型化的转变及设计经济性的提升；导致对车用材料的新要求，同时引导零部件用材的革新。线束橡胶件寻觅到新的突破口，逐渐青睐于热塑性弹性体。

热塑性弹性体简称TPE，是指在常温下显示橡胶状弹性、在高温下能够塑化成型的一类新型高分子材料，是一类介于橡胶和塑料之间的弹性体材料。自上世纪60年代中期问世以来，作为第三代橡胶取得了极为迅猛的发展。TPE最大特点为无需硫化加工，而采用热塑性塑料成型方法加工。如此，可大大缩短成型周期，而且废料可以在利用，有利于节资与节能，保护环境。因此各国都对TPE的开发与应用予以高度重视。TPE热塑性弹性体与通用橡胶的性能对比见下表：

＋＋为verygood     +为good     ○为medium  -为poor

TPE与传统TSR（如EPDM）的加工流程、加工效率对比见下图：

图：TPE与EPDM加工流程、加工效率对比图

热塑性弹性体在现阶段虽然还不能全面取代传统的硫化橡胶材料，但是它的应用近年来已有了长足的进展，特别是动态硫化技术的开发，为其在汽车工业中的应用开拓了广阔的前景。

还要指出的是以TPE取代某些传统的橡胶、塑料材料是符合当前汽车工业对控制噪声、降低震动、轻量化、环保以及资源再生等一系列要求的。并且在重量上轻于EPDM，这一点正适合于目前汽车工业提出的轻量化目标。TPE大规模的应用只是时间上问题，我们拭目以待。

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