國外卡車(chē)氣制動(dòng)系統早期基本上采 用銅管或鋼管 。管接頭主要有焊 接式 、擴口式和卡套式三種形式。 卡套式管接頭由于結構簡(jiǎn)單、 工藝性好、 密封性能可靠、使用方便、反復裝拆性能好等優(yōu)點(diǎn), 逐漸發(fā)展成為卡車(chē)制動(dòng)系統管接頭主流的結構形式 。

1 卡套式管接頭 

卡套式管接頭由接頭體 、卡套和螺母 三個(gè)零件組成 。其中起主要密封作用的 是卡套, 它是依靠螺母擰緊后卡套與接 頭體環(huán)形錐面緊緊接觸形成的密封帶來(lái) 實(shí)現密封的( 結構原理見(jiàn)圖 1) 。

卡套式管接頭的耐壓密封性能除與零件的材料 、 制造精度 、 熱處理等有關(guān)外, 裝配質(zhì)量極為重要 。實(shí)踐證明, 盡管零件制造質(zhì)量合格, 但如果裝配不當, 也不能獲得良好的密封效果。為了適應大批量生產(chǎn)的需要, 一般都采用專(zhuān)用設備進(jìn)行機械預裝 。 即在管子與接頭安裝之前, 預先將卡套壓裝在管子上 。在實(shí)際應用過(guò)程中, 鋼管的氣壓泄漏成為長(cháng)期困擾卡車(chē)制造商的一個(gè)較頭疼的問(wèn)題 。經(jīng)過(guò)分析, 問(wèn)題主要出在鋼管彎制和裝配方面 。

       zui初采用手工彎管工藝, 彎制角度 、 尺寸誤差較大, 不能完全滿(mǎn)足設計要求, 易產(chǎn)生累計制造公差 ;后來(lái)市場(chǎng)上出現 了數控彎管機, 彎制工藝水平得到了很 大提高 。但鋼管在裝配時(shí)由于是手工操 作, 連接時(shí)經(jīng)常出現管接頭與管路不同 心 、相互連接的管路不同心 、聯(lián)管螺母和 連接管接頭不同心等逐如此類(lèi)的問(wèn)題, 導致制動(dòng)系統密封性能很差 。 另外, 鋼管的抗震性差 。車(chē)輛行駛時(shí), 產(chǎn)生的震動(dòng)往往使管接頭松動(dòng), 從而使 管路漏氣 。

2 插入式管接頭的應用 

2.1 應用背景 

隨著(zhù)汽車(chē)技術(shù)的進(jìn)步, 尼龍管在歐洲 等地逐漸興起 。尼龍管( PA11/PA12) 重量 輕, 成本低, 耐腐蝕, 耐壓密封性好, 無(wú)振 動(dòng)噪音, 抗震動(dòng), 使用壽命長(cháng), 尺寸等物 理性能非常穩定, 能在 -40 ℃～ 120 ℃溫 度范圍內保持柔性 、正常工作 。實(shí)際應用 過(guò)程中管路連接點(diǎn)少, 安裝方便, 適合大 批量生產(chǎn) 。良好的柔軟性使管子安裝前 無(wú)需特別成型, 對空間尺寸適應性好 。其 低成本及良好的綜合性能是鋼管 、 橡膠 管無(wú)法比擬的 。而且, 其內表面象鏡面一 樣光滑, 能防止管路內壁結垢淤積, 保持氣流通暢 。因此, 目前世界上絕大多數卡 車(chē)制造商都在大量使用尼龍管 。VOLVO 、 MAN 等卡車(chē)車(chē)型上基本看不到鋼管的影 子 ( 見(jiàn)圖 2) , 即使是空壓機的出氣管, 有 些也換成了不銹鋼軟管 。

2.2 插入式管接頭的興起

       尼龍管發(fā)展初期采用的是卡套式管接頭 。隨著(zhù)安全要求的逐步提高, 卡車(chē)制 動(dòng)管路越來(lái)越復雜, 而汽車(chē)車(chē)架縱梁內 側 、 駕駛室前圍等空間狹小處電氣線(xiàn)束 、 制動(dòng)管束等往往擠在一起 。 在汽車(chē)總裝 配線(xiàn)上安裝時(shí)卡套式管接頭由于需要手 工擰緊, 耗費工時(shí)較多 。在歐洲, 人員成 本占其制造成本的比重很大, 為了節省人 力, 降低整車(chē)裝配成本, 人們發(fā)明了插入 式管接頭 。對于 OEM制造商來(lái)說(shuō), 使用插入式管接頭比原來(lái)可以節省 80 %的勞動(dòng) 力成本 。實(shí)際應用中, 人們逐步認識到其良好的密封性能和裝配適應性 。因此, 插 入式管接頭已經(jīng)逐漸取代了原來(lái)的卡套式管接頭而成為目前歐洲、美國 、日本等 主流卡車(chē)的標準配置 。 插入式管接頭有多種形式, 但其原理基本相同, 都是依靠精密加工的接頭、 O 形圈 、尼龍管組成一個(gè)密封整體 。擰入閥 體的部分都預涂了干式密封膠 。操作者無(wú)須使用任何工具, 用手將尼龍管直接插 入接頭中即可( 有的是將管子預先壓裝在 接頭上, 再插入與之配合的接頭內) 。它能允許管子 、接頭可以旋轉運動(dòng), 以消除 裝配或車(chē)輛運動(dòng)過(guò)程中管束扭轉而損壞 管子的現象 。其結構形式可以保證密封 性能, 裝配后不需要進(jìn)行氣密性檢查, 從 而節省了工時(shí) 。

 2.3 插入式管接頭的優(yōu)點(diǎn) 

       插入式管接頭有許多優(yōu)點(diǎn) 。 

 2.3 .1 設計先進(jìn), 密封性能可靠

      卡套式管接頭是靠金屬楔面靜態(tài)密 封, 如果管子和螺母之間的擰緊力矩不 夠, 就會(huì )產(chǎn)生泄漏 ?；蛘咂?chē)運行中的震 動(dòng)導致聯(lián)管螺母松動(dòng)也會(huì )產(chǎn)生泄漏 。而 插入式管接頭采用了動(dòng)態(tài)和靜態(tài)密封技 術(shù), 其性能已經(jīng)通過(guò) SAE 標準嚴格的測 試, 即使在 -40 ℃情況下仍然保持較好的 密封性能 。因此, 管路總裝完成后不需要 進(jìn)行氣密性檢查 。

 2.3 .2 材質(zhì)多樣, 滿(mǎn)足不同用戶(hù)需要

       與普通的卡套式管接頭相比, 插入式 管接頭的主體材料有黃銅 、 不銹鋼或工 程塑料等多種, O 型密封圈的材料多為丁 納橡膠 、腈橡膠等 。有些結構的滑動(dòng)件使 用黃銅 、不銹鋼或聚丙烯等 。如果使用工 程塑料作為接頭主體, 在一般卡車(chē)上可 以減輕重量約 10kg。材質(zhì)的不同, 帶來(lái)價(jià) 格和重量的差異也較大, 從而為用戶(hù)提 供更多的選擇 。

 2.3 .3 裝配快捷, 自鎖性能可靠 有些不需要工具, 用手將管子插到接 頭底端, 安裝就完成了 ;有些雖需要預 裝, 但在總成裝配時(shí)也不需要扳手等擰 緊工具, 對于安裝空間要求很低, 非常狹 小的空間內即可滿(mǎn)足要求 。這種接頭允 許管子做 360 度旋轉, 方便裝配, 避免管 束間的干涉 。同時(shí)還可以消除由于管子 在震動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的應力, 延長(cháng)管子的 使用壽命 。 另外, 大多數管接頭都在螺紋部分預 涂了干式密封劑, 節省了安裝涂膠時(shí)間, 而且密封性能優(yōu)良 。

 2.4 插入式管接頭的分類(lèi) 根據管子能否無(wú)損拆卸, 插入式管接 頭可分成兩類(lèi) :可拆卸式和非拆卸式 。

 2.4 .1 可拆卸式 如 NORGREN、 SMC 等公司生產(chǎn)的系 列產(chǎn)品( 結構見(jiàn)圖 3) 。

它的特點(diǎn)是結構簡(jiǎn) 單 、安裝方便, 不需要工具 , 用手即可裝 、 拆管子 ( 少數需要工具解除管子鎖圈) 。 接頭符合 FMVSS 、SAE 標準, 美國和日本 的車(chē)型選用較多 。這種接頭對尼龍管要 求較低 。首先將管子切割整齊, 再用手直接將管子插到接頭底部即可完成密封和 鎖緊 ;需要拆卸時(shí), 用手向接頭方向壓下 鎖緊環(huán), 管子就能很輕松地拔出來(lái) 。全車(chē) 管路可以在兩分鐘內完成拆裝, 非常方 便 。而且管子能進(jìn)行反復裝拆, 并不影響 密封性能 。

2.4 .2 非拆卸式 如 VOSS 、 RAUFOSS 等公司的系列產(chǎn) 品 , 具體結構見(jiàn)圖 4 。

這種接頭通常分兩 部分 :一部分有支撐套插入管子中, 露出 端有一個(gè)或兩個(gè) O 型密封圈并在頭部設 計有凹槽, 另一部分帶有鎖環(huán)擰入閥體 螺紋孔內或連接板處 。采用這種接頭的 管子需要專(zhuān)用工具進(jìn)行預裝, 完成后在 整車(chē)裝配線(xiàn)上工人只需將接頭插入帶鎖 環(huán)的另一半中即可完成管路組裝, 大大 縮短了裝配時(shí)間 。這種接頭的結構較復 雜, 制造成本高, 但由于從設計上采取了 多種防止泄漏的措施, 因此密封可靠性 好 。廣泛適用于按 SAE 、DIN標準生產(chǎn)的 尼龍管 。歐洲一些卡車(chē)公司如 VOLVO 、MAN 等選用了這種結構的管接頭 。

3 插入式管接頭的應用前景 插入式管接頭從誕生至今, 歷經(jīng)幾次 更新?lián)Q代, 產(chǎn)品日趨成熟, 國外重型卡車(chē) 上已經(jīng)普遍采用了這種先進(jìn)技術(shù) 。實(shí)踐 表明, 應用插入式管接頭可以節省裝配工 時(shí) , 提高勞動(dòng)效率, 同時(shí)也能改善制動(dòng)管 路系統的密封性能。與卡套式管接頭相 比, 插入式管接頭的價(jià)格較高, 對于低成 本的國產(chǎn)卡車(chē)來(lái)說(shuō), 這無(wú)疑是它在推廣應 用上存在的zui大障礙。但隨著(zhù)我們國家 經(jīng)濟的快速發(fā)展, 汽車(chē)技術(shù)的不斷進(jìn)步, 卡車(chē)制動(dòng)管路系統采用插入式管接頭的 時(shí)間也許并不遙遠 。