CN102606354A - 一种涡轮增压排气管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种涡轮增压排气管及其制造方法，该排气管包括胶管本体，胶管本体包括含有硫化剂的AEM乙烯丙烯酸酯橡胶制作的橡胶层，并且胶管本体具有依次连通的启始直线段、弧形过渡段、中间连接段、变径过渡段和未端口径段，启始直线段的中心轴线与中间连接段的中心轴线具有120度至130度的倾斜夹角。其制造方法包括称取配方胶料组分、胶料混炼、胶料快检、胶管挤出、胶管切断硫化和胶管洗涤、检验、移印标识步骤。本发明产品耐高温柴油性能好，压缩应力回复好、耐高温柴油后的体积变化率小，压缩永久变形小并且其制作工艺先进、生产效率高能满足车辆装配需要。
Description
技术领域
本发明涉及汽车配件领域，特别是用于汽车发动机的一种排气管，具体地说是一种涡轮增压排气管及其制造方法。
背景技术
随着全球石油资源的不断开采、应用、匮乏，以及全球石油供应链造成的长期威胁，导致国际石油价格不断波动，上涨，供需矛盾日趋紧张。为了降低汽车油耗，保护大气层不被破坏，造福人类，保持生态平衡，国内外各大汽车厂纷纷研究开发带有蜗轮增压系统的发动机。蜗轮增压系统包括蜗轮增压器、中冷气、进气旁通阀、排气旁通阀及配套的进排气管道。涡轮增压器是一种利用发动机排气中的剩余能量来工作的空气泵。涡轮增压器的软管，主要是连接于涡轮增压器与中冷器和中冷器与发动机间，输送由涡轮增压器增压的气体至中冷器冷却，由中冷器输送到发动机。由于发动机的工作环境温度可达到200度以上，因此要求橡胶软管材料具有耐高温性能，耐柴油，在长期高温热油状态下使用无龟裂、无溶涨、无渗漏等，而普通橡胶材料无法满足这种苛刻的条件，需要使用特殊的橡胶材料。如果采用普通的橡胶软管不仅容易导致胶管产生漏气，变形而使系统无法正常运转，还有可能因高温燃油喷射引起火灾，造成更大的危害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供耐柴油性能好，在长期热油浸泡下体积变化率小，管子溶涨小，硬度变化率低，压缩应力回复好的一种涡轮增压排气管及其制造方法，该排气管制作工艺简单、环保安全、满足TL52291标准。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种涡轮增压排气管，包括胶管本体，胶管本体包括含有硫化剂的AEM乙烯丙烯酸酯橡胶制作的橡胶层，并且胶管本体具有依次连通的启始直线段、弧形过渡段、中间连接段、变径过渡段和未端口径段，启始直线段的中心轴线与中间连接段的中心轴线具有120度至130度的倾斜夹角，启始直线段、弧形过渡段和中间连接段形成了具有统一内孔径的弯曲统径段，变径过渡段和未端口径段形成了带有锥形变径孔的直线变径段，弯曲统径段和直线变径段共同组成了具有特定空间走向和异型口径的异型涡轮排气管体结构。
为优化上述技术方案，采取的措施还包括：
上述的弯曲统径段的内孔直径为15.8毫米至16毫米，未端口径段的内孔直径为17.4毫米至17.6毫米。
上述的中间连接段和直线变径段具有同一中心轴线。
上述的胶管本体的橡胶层组分中含有炭黑、增塑剂、促进剂、硬脂酸和防老剂。
上述的胶管本体由挤出机一体挤出并采用两端戴帽方式硫化成型，启始直线段的端口和未端口径段的端口均具有硫化形成的端平面。
上述的启始直线段的外径为21.8毫米至22毫米，未端口径段的外径为22.9毫米至23.1毫米。
本发明还提供了一种涡轮增压排气管的制造方法：该方法包括以下步骤：
步骤1、按下列配方称取橡胶层各胶料组分，其胶料组分如下：
AEM 50重量份
硫化剂DINK NO.1 1.7重量份
炭黑774 40重量份
增塑剂TP-95 5.6重量份
促进剂DOTG 1重量份
硬脂酸 0.5重量份
防老剂445 1.2重量份
合计： 100
步骤2、将上述的胶料均匀混合后送入密炼机混炼；
步骤3、将密炼后的胶料进行快检试验，指定指标参数来控制胶料的门尼粘度、焦烧时间，以便于后面工序中的挤出工艺；
步骤4、将快检后的胶料放入直型机头的90挤出机挤出含有橡胶层的胶管；
步骤5、将胶管切断，穿模后送入硫化罐硫化制得半成品胶管本体；
步骤6、将半成品胶管本体经洗涤、检验和移印标识后得到本产品。
上述的步骤2中胶料采用逆向混合的方法，采用15RPM～20RPM的转子转速，冷却水的进水温度控制在20℃以下，混炼后的出胶温度为140℃～150℃，可以允许填料和助剂在转子的机械作用下先行混合，硫化剂最后加入。
上述的步骤4中直型机头的机头温度为80℃、喂料口的温度为55℃。
上述的步骤5中硫化时间为20分钟。
与现有技术相比，本发明的排气管橡胶层采用耐热性和耐柴油性能好的乙烯丙烯酸酯橡胶并配合炭黑、增塑剂等其他辅助材料制作而成，使本产品胶料的扯断强度、伸长率、压缩永久变形、耐高温柴油后的体积变化率、强力变化率和伸长变化率等都能满足产品使用环境的要求。本发明的胶管本体根据实际需要设计，其成型后具有五个空间形态段，能保证管体内孔径不会变形，流体流动阻力小。弯曲统径段和直线变径段构成了异型涡轮排气管体结构，能更方便地连接和安装，保证连接的密封性。本发明的优点是：胶管耐高温柴油性能好，压缩应力回复好、热油状态下体积变化溶涨小并且其制造方法简单，工艺先进，生产效率高，能满足TL52291标准，特适于全球奥迪Q7车型使用。
附图说明
图1是本发明实施例的剖视结构示意图；
图2是本发明实施例的外观结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
图1至图2所示为本发明的结构示意图。
其中的附图标记为：弯曲统径段A、直线变径段B、倾斜夹角C、胶管本体1、橡胶层1a、端平面1b、启始直线段11、弧形过渡段12、中间连接段13、变径过渡段14、锥形变径孔14a、未端口径段15。
如图1至图2所示，本发明的一种涡轮增压排气管，包括胶管本体1，胶管本体1包括含有硫化剂的AEM乙烯丙烯酸酯橡胶制作的橡胶层1a，并且胶管本体1具有依次连通的启始直线段11、弧形过渡段12、中间连接段13、变径过渡段14和未端口径段15，启始直线段11的中心轴线与中间连接段13的中心轴线具有120度至130度的倾斜夹角C，启始直线段11、弧形过渡段12和中间连接段13形成了具有统一内孔径的弯曲统径段A，变径过渡段14和未端口径段15形成了带有锥形变径孔14a的直线变径段B，弯曲统径段A和直线变径段B共同组成了具有特定空间走向和异型口径的异型涡轮排气管体结构。本发明的产品是为满足全球奥迪Q7车型使用而设计的，产品根据车辆发动机安装的空间需要，胶管本体1成型具有五个空间走向段，能最大限度地满足产品的安装使用要求，异型口径解决了不同连接接头密封安装困难的问题。与现有技术相比，本发明的胶管本体1的橡胶层1a采用耐热性和耐柴油性能好的乙烯丙烯酸酯橡胶制作而成，其管体柔软轻便，并且胶管在长期热油状态下耐油效果好，体积变化率小，能满足TL52291标准，具有安装使用方便、质量稳定，性能优良的特点。
实施例中，如图1所示，本发明的弯曲统径段A的内孔直径为15.8毫米至16毫米，优选为15.9毫米，未端口径段15的内孔直径为17.4毫米至17.6毫米，优选为17.5毫米。启始直线段11的外径为21.8毫米至22毫米，优选为21.9毫米，未端口径段15的外径为22.9毫米至23.1毫米，优选为23毫米。本发明为一种异型涡轮增压排气管，执行TL52291标准，从图中可以看出，胶管本体1的一端内径为φ15.9毫米×21.9毫米，另一端扩口，扩口尺寸内径为φ17.5毫米×23毫米。
实施例中，本发明的中间连接段13和直线变径段B具有同一中心轴线，并且本发明的胶管本体1的橡胶层1a组分中含有炭黑、增塑剂、促进剂、硬脂酸和防老剂。本发明考虑胶管要具备耐高温性能，以及能承受发动机排出的混合燃油气体的现实，因而橡胶层1a选用耐高温性能好，耐柴油和汽油性能好的AEM乙烯丙烯酸酯橡胶，同时为了进一步提高产品的性能，配方中添加有炭黑、增塑剂、促进剂、硬脂酸和防老剂以保证胶管具有更高的扯断强度以及耐高温柴油后的体积变化率小，压缩永久变形小等特性，从而使本发明的产品具有更强的市场竞争力。
实施例中，胶管本体1由挤出机一体挤出并采用两端戴帽方式硫化成型，启始直线段11的端口和未端口径段15的端口均具有硫化形成的端平面1b。为了满足胶管与其他分零件装配紧密，密封性好，保证产品两端内径和外径尺寸，硫化模具设计采用戴帽模具，采用戴帽模具后，即可保证产品尺寸，又可减少两端料头，降低了产品制造成本。
本发明的产品胶管耐高温柴油性能好，压缩应力回复好，在150度发动机油中浸泡5000小时后，仍然能表现出优异的性能。产品耐热温度达到175度，耐低温性-40度，其在高振动下阻尼性能几乎保持不变，属环保性产品。本发明性能可靠，质量稳定，合格率高，能满足TL52291标准，特适于全球奥迪Q7车型使用。
本发明的还提供了一种涡轮增压排气管的制造方法，该方法包括以下步骤：
步骤1、按下列配方称取橡胶层各胶料组分，所述胶料组分如下：
AEM 50重量份
硫化剂DINK NO.1 1.7重量份
炭黑774 40重量份
增塑剂TP-95 5.6重量份
促进剂DOTG 1重量份
硬脂酸 0.5重量份
防老剂445 1.2重量份
合计： 100
步骤2、将上述的胶料均匀混合后送入密炼机混炼；
步骤3、将密炼后的胶料进行快检试验，指定指标参数来控制胶料的门尼粘度、焦烧时间，以便于后面工序中的挤出工艺；
步骤4、将快检后的胶料放入直型机头的90挤出机挤出含有橡胶层的胶管；
步骤5、将胶管切断，穿模后送入硫化罐硫化制得半成品胶管本体；
步骤6、将半成品胶管本体经洗涤、检验和移印标识后得到本产品。
上述的步骤2中胶料采用逆向混合的方法，采用15RPM～20RPM的转子转速，冷却水的进水温度控制在20℃以下，混炼后的出胶温度为140℃～150℃，可以允许填料和助剂在转子的机械作用下先行混合，硫化剂最后加入。
上述的步骤4中直型机头的机头温度为80℃、喂料口的温度为55℃。
上述的步骤5中硫化时间为20分钟。
本发明与现有技术相比，其制造工艺还具有以下特点：
1、由于控制了半成品胶料的门尼黏度和含胶率，提高了胶料的挺性，胶管经挤出机挤出胶层后膨胀系数小。
2、改进了冷却水槽的降温方式，大大降低了冷却水槽的水温，冷却水槽水温≤15度，管胚得到了充分的冷却，不易变形。
3、胶料采用逆向混合的方法混合，防止了胶料过热焦烧，使胶料充分混炼均匀，保证了半成品胶料的质量。
4、硫化采用电脑自动控制系统控制硫化，避免了产品欠硫导致溶涨，渗漏现象。
5、硫化采用戴帽模具方式，取消了传统硫化后的产品人工画线切割步骤，减少了两端料头损耗。
本发明的最佳实施例已阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
Claims (9)
1.一种涡轮增压排气管，包括胶管本体(1)，其特征是：所述的胶管本体(1)包括含有硫化剂的AEM乙烯丙烯酸酯橡胶制作的橡胶层(1a)，并且胶管本体(1)具有依次连通的启始直线段(11)、弧形过渡段(12)、中间连接段(13)、变径过渡段(14)和未端口径段(15)，所述启始直线段(11)的中心轴线与中间连接段(13)的中心轴线具有120度至130度的倾斜夹角(C)，所述启始直线段(11)、弧形过渡段(12)和中间连接段(13)形成了具有统一内孔径的弯曲统径段(A)，所述变径过渡段(14)和未端口径段(15)形成了带有锥形变径孔(14a)的直线变径段(B)，所述弯曲统径段(A)和直线变径段(B)共同组成了具有特定空间走向和异型口径的异型涡轮排气管体结构；所述的胶管本体(1)的橡胶层(1a)组分中含有炭黑、增塑剂、促进剂、硬脂酸和防老剂。
2.根据权利要求1所述的一种涡轮增压排气管，其特征是：所述的弯曲统径段(A)的内孔直径为15.8毫米至16毫米，所述未端口径段(15)的内孔直径为17.4毫米至17.6毫米。
3.根据权利要求1所述的一种涡轮增压排气管，其特征是：所述的中间连接段(13)和直线变径段(B)具有同一中心轴线。
4.根据权利要求1所述的一种涡轮增压排气管，其特征是：所述的胶管本体(1)由挤出机一体挤出并采用两端戴帽方式硫化成型，所述启始直线段(11)的端口和未端口径段(15)的端口均具有硫化形成的端平面(1b)。
5.根据权利要求1所述的一种涡轮增压排气管，其特征是：所述的启始直线段(11)的外径为21.8毫米至22毫米，所述未端口径段(15)的外径为22.9毫米至23.1毫米。
6.一种制备权利要求1所述的涡轮增压排气管的制造方法，其特征是：该方法包括以下步骤：
步骤1、按下列配方称取橡胶层各胶料组分，所述胶料组分如下：
AEM 50重量份
硫化剂DINK NO.1 1.7重量份
炭黑774 40重量份
增塑剂TP-95 5.6重量份
促进剂DOTG 1重量份
硬脂酸 0.5重量份
防老剂445 1.2重量份
合计： 100 ；
步骤2、将上述的胶料均匀混合后送入密炼机混炼；
步骤3、将密炼后的胶料进行快检试验，指定指标参数来控制胶料的门尼粘度、焦烧时间，以便于后面工序中的挤出工艺；
步骤4、将快检后的胶料放入直型机头的90挤出机挤出含有橡胶层的胶管；
步骤5、将胶管切断，穿模后送入硫化罐硫化制得半成品胶管本体；
步骤6、将半成品胶管本体经洗涤、检验和移印标识后得到本产品。
7.根据权利要求6所述的一种涡轮增压排气管的制造方法，其特征是：所述的步骤2中胶料采用逆向混合的方法，采用15RPM～20RPM的转子转速，冷却水的进水温度控制在20℃以下，混炼后的出胶温度为140℃～150℃，可以允许填料和助剂在转子的机械作用下先行混合，硫化剂最后加入。
8.根据权利要求7所述的一种涡轮增压排气管的制造方法，其特征是：所述的步骤4中直型机头的机头温度为80℃、喂料口的温度为55℃。
9.根据权利要求8所述的一种涡轮增压排气管的制造方法，其特征是：所述的步骤5中硫化时间为20分钟。
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