在工業(yè)長(zhǎng)管生產(chǎn)比例不斷縮小的同時(shí)，工業(yè)短管幾十年來(lái)有了飛速發(fā)展，產(chǎn)量直線上升，如今已成為膠管的主導(dǎo)產(chǎn)品。

隨著液壓技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以高壓膠管為代表的各種短管已普及到飛機(jī)、汽車、工程機(jī)械、特種產(chǎn)業(yè)車輛、液壓機(jī)床、船舶、塑料加工機(jī)械、機(jī)器人等各個(gè)領(lǐng)域.尤其是汽車上用的各種連結(jié)管。

幾十年前，汽車上的膠管不過是散熱管、剎車管等少數(shù)幾種產(chǎn)品而已，而現(xiàn)代汽車上用的膠管已達(dá)到20余種之多。

除了高性能的剎車管、燃料管之外，還有空調(diào)管、動(dòng)力轉(zhuǎn)向管等多種類型的功能膠管，它們大多都是高附加值的高新技術(shù)產(chǎn)品，帶有復(fù)雜的金屬扣壓接頭，使膠管的制造技術(shù)日臻精密，產(chǎn)業(yè)逐漸升級(jí)。

汽車管路制品在汽車各系統(tǒng)中起到關(guān)鍵的作用，像人體中的神經(jīng)束、呼吸道等。主要體現(xiàn)在安全、節(jié)能、環(huán)保的為汽車各系統(tǒng)輸送氣體、液體等工作介質(zhì)。

隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展和汽車性能的不斷提高，及公眾環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，各主機(jī)廠對(duì)汽車流體管路產(chǎn)品的性能提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求，根據(jù)用途不同，管路系統(tǒng)會(huì)用到多種工程塑料，如PBT、POM、PPS、PA6/66、PA12、PPA，以及橡膠、聚酯等材料；

汽車管路種類繁多，按照行業(yè)分類，可以分為制動(dòng)、傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向、進(jìn)排氣、冷卻、燃油等。

不同用途的汽車膠管結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但總體大致分為內(nèi)層、增強(qiáng)層和外層等三個(gè)基本部分。

內(nèi)層是膠管直接接觸工作介質(zhì)的層面，起著密封、導(dǎo)流的作用，它應(yīng)有一定的厚度，能夠耐溫、耐腐蝕、耐摩擦。

增強(qiáng)層是膠管承受壓力的部分，具有相當(dāng)?shù)膭偠群蛷?qiáng)度，起到保護(hù)膠管結(jié)構(gòu)的作用。

外層是膠管的保護(hù)層,起到對(duì)外界的防御作用，應(yīng)有一定的厚度，能耐溫、耐腐蝕、耐磨和耐老化。

按照產(chǎn)品用途和功能：

制動(dòng)膠管是車輛重要的安全部件，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性要求非常高。制動(dòng)膠管內(nèi)外膠層的橡膠通常采用三元乙丙橡膠，增強(qiáng)層材料多采用維綸纖維或芳綸纖維。

制動(dòng)膠管對(duì)高壓條件下的膨脹變形有極其嚴(yán)格的要求，芳綸纖維的高強(qiáng)度和高模量特性可以充分滿足低形變的要求。

汽車的動(dòng)力轉(zhuǎn)向膠管分為液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)膠管和電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)膠管。傳統(tǒng)的液壓轉(zhuǎn)向膠管接觸的介質(zhì)是礦物油，要求其耐高溫性能好、不泄漏 ，最高使用溫度可達(dá)150 ℃。

液壓轉(zhuǎn)向膠管的增強(qiáng)層材料可采用尼龍66纖維和芳綸纖維等。新型的汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)越來(lái)越多地使用電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)不需要使用高壓泵和轉(zhuǎn)向介質(zhì)，也不需要膠管連接。

汽車?yán)鋮s系統(tǒng)膠管連接引擎和散熱器，通過冷卻液傳遞熱量。可細(xì)分為散熱器膠管（耐高溫）和加熱器膠管（耐高溫和耐脈沖震動(dòng)）通常工作水溫為125 ℃。

冷卻系統(tǒng)膠管的增強(qiáng)層材料主要是對(duì)位芳綸纖維和聚酯纖維。通常對(duì)位芳綸纖維，如帝人芳綸公司的Twaron?系列和杜邦公司的Kevlar?系列的耐熱性能較好，可長(zhǎng)期在160 ℃的條件下工作。此外，帝人芳綸公司的Technora? 系列芳綸能耐受更高的溫度，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)190 ℃。

汽車空調(diào)系統(tǒng)最早的制冷劑是氟利昂，由于氟利昂會(huì)破壞臭氧層，我國(guó)在2000年以后全面禁用，目前使用的制冷劑是R134a。

其空調(diào)系統(tǒng)膠管通常采用尼龍作為阻隔層材料，外膠層橡膠選用三元乙丙橡膠，而中間增強(qiáng)層材料選用聚酯纖維或聚乙烯醇縮醛（維綸）纖維，也少量使用芳綸纖維，在國(guó)內(nèi)聚酯纖維的應(yīng)用最廣泛。

下一代的汽車空調(diào)系統(tǒng)制冷劑會(huì)采用二氧化碳。二氧化碳是環(huán)保性優(yōu)異的制冷劑，但作為空調(diào)系統(tǒng)制冷劑需要在超臨界條件下使用，從而對(duì)膠管提出了更高的耐溫、耐壓和耐滲透要求。使用對(duì)位芳綸纖維作為增強(qiáng)層材料是一種很好的選擇，目前國(guó)內(nèi)外的膠管生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)對(duì)此技術(shù)進(jìn)行研究。

通常渦輪增壓膠管可分為高溫段膠管和通過中冷器后的低溫段膠管。其中高溫段膠管的使用溫度較高，通?？蛇_(dá)到210 ℃ ，普通的增強(qiáng)層材料（如聚酯纖維和尼龍纖維）根本無(wú)法承受如此高溫。

帝人芳綸公司的Twaron? 系列和Technora?系列芳綸紗線、杜邦公司的Kevlar?系列芳綸紗線等可長(zhǎng)期耐受高溫環(huán)境，普遍應(yīng)用于渦輪增壓膠管。

汽車燃油膠管包括燃油輸送膠管和給發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)燃料的膠管，是重要的安全部件，對(duì)材料的性能要求也較多。

傳統(tǒng)的燃油膠管使用內(nèi)膠層-增強(qiáng)層-外膠層的結(jié)構(gòu)，膠層與膠層之間采用纏繞或編織工藝加入纖維增強(qiáng)層。燃油膠管的最高使用溫度可達(dá)到130 ℃。因此，很多燃油膠管采用耐高溫性能好和伸長(zhǎng)率小的芳綸纖維增強(qiáng)層。

把空氣或混合氣導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的零部件集合體稱為發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)。汽車排氣系統(tǒng)主要是排放發(fā)動(dòng)機(jī)工作所排出的廢氣，同時(shí)使排出的廢氣污染減小，噪音減小。

用途不一樣，工作介質(zhì)不一樣，汽車膠管的材料及制作工藝會(huì)也有很大區(qū)別，因此它們是“各司其職”，不能夠隨意混淆使用的。

例如制動(dòng)膠管和空調(diào)膠管從截面外表看都是多層結(jié)構(gòu)，但它們的材料及制作工藝會(huì)有很大差別。

制動(dòng)膠管內(nèi)層和外層多用乙烯丙烯橡膠，增強(qiáng)層多用聚酯、聚乙烯醇或玻璃纖維等，著重于強(qiáng)化及耐壓，適用于剎車油介質(zhì)；空調(diào)膠管不但采用乙烯丙烯橡膠，還要選用高氣密性材料調(diào)成最佳配方作內(nèi)層材料，以適用于高滲透性介質(zhì)。因?yàn)榭照{(diào)制冷劑是種很高滲透性的介質(zhì)，一般膠管材料組織結(jié)構(gòu)防止不了空調(diào)制冷劑的滲透。

汽車膠管的設(shè)計(jì)技術(shù)主要體現(xiàn)在材料的配方設(shè)計(jì)和整機(jī)的功能匹配兩方面，由于工況復(fù)雜，膠管必須具備耐腐蝕性、耐高溫性、阻燃、耐疲勞脈沖性，同時(shí)還要與各種傳感器、閥門、分水器等連接件進(jìn)行良好的匹配，在體積上還要滿足車輛空間尺寸的需求。設(shè)計(jì)人員需要在滿足這些前提的情況下，尋找到壽命和成本的最佳平衡點(diǎn)。

以汽車用異形膠管的制造為例：

在汽車用膠管中，許多通用橡膠已不能適應(yīng)不斷提高的性能和環(huán)保要求，一些特種橡膠如硅橡膠、氟橡膠、乙烯-乙酸乙酯共聚物、氫化丁腈橡膠等愈來(lái)愈多地被采用；具有防滲透性的熱塑性塑料作為一種額外層加入膠管結(jié)構(gòu)中；芳酰胺纖維也開始應(yīng)用于汽車用膠管中。

目前，汽車燃油膠管所面臨的難題已不僅僅是酸性汽油對(duì)丁腈橡膠的腐蝕作用，而主要是空氣污染和大氣臭氧層破壞的問題。

當(dāng)前，全球有141個(gè)國(guó)家和地區(qū)簽署了《京都議定書》，各國(guó)也相繼制定了一系列汽車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)。這些法規(guī)實(shí)施，要求汽車制造廠對(duì)汽車的各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，從而迫使膠管生產(chǎn)廠開發(fā)更先進(jìn)的結(jié)構(gòu)和工藝以適應(yīng)汽車制造新的要求。

另一方面，汽車電子化從根本上改變了制動(dòng)系統(tǒng)、助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等汽車系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，削減了汽車膠管的用量，同時(shí)新能源汽車對(duì)整車結(jié)構(gòu)的改變也刪減了很多原有的需要膠管的結(jié)構(gòu)。

汽車非金屬材料的種類很多，包括塑料、橡膠、彈性體、發(fā)泡材料、紡織面料等，在汽車上的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，常見于內(nèi)外裝飾護(hù)板、座椅面料、頂棚地毯、發(fā)動(dòng)機(jī)艙周邊附件等等，當(dāng)前非金屬主要朝著高性能化、環(huán)保化、輕量化三個(gè)方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)其在整車上的兩大主要作用：一是裝飾性作用，通過內(nèi)外飾的精致、豪華及環(huán)保來(lái)實(shí)現(xiàn)整車品味提升，一個(gè)是功能性作用，隨著材料/工藝的技術(shù)發(fā)展，不斷擴(kuò)展非金屬的應(yīng)用領(lǐng)域，使其能應(yīng)用于更惡劣的工況下，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)材料的替代，如金屬、橡膠以及不同塑料間的替代。

在輕量化方面，則主要是從非金屬的塑料替代鋼材、橡膠或塑料，以及非金屬新的工藝和結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行研究。我們的輕量化研究領(lǐng)域非常廣泛，從熱塑性材料、發(fā)泡材料、彈性體材料到碳纖維材料都有研究。

聚酰胺纖維增強(qiáng)材料的特點(diǎn)就是強(qiáng)度高、耐熱性好、沖擊性好，是綜合性能均衡的主要以塑代鋼材料，它大量應(yīng)用于高溫或者強(qiáng)度要求較高等惡劣工況下，如進(jìn)氣歧管、氣門室罩蓋、節(jié)溫器、空氣管路等發(fā)動(dòng)機(jī)周邊零件，及油門踏板、換檔器骨架等，都在廣泛應(yīng)用尼龍材料。

當(dāng)然，高性能工程塑料（PA、PPA、PPS等）仍主要應(yīng)用于更惡劣的發(fā)動(dòng)機(jī)周邊附件。在發(fā)動(dòng)機(jī)周邊管類零件里，聚酰胺材料可替代金屬、橡膠，應(yīng)用于空氣管路、冷卻管路等零件。同時(shí)由于管的減震、耐油要求，耐熱性較好的彈性體材料應(yīng)用也越來(lái)越多，常見聚酰胺PA11、硫化聚烯彈性體（TPV）、聚醚酯彈性體(TPEE)和聚酰胺彈性體(TPA)。這樣的塑料替代傳統(tǒng)的金屬管和橡膠管可實(shí)現(xiàn)減重百分之十到百分之四十，同時(shí)它采用更快捷的擠出、吹塑、注塑工藝，生產(chǎn)效率遠(yuǎn)高于金屬管和橡膠管，設(shè)計(jì)自由度也很好。目前應(yīng)用的領(lǐng)域主要是在于燃油管、機(jī)油冷卻管、空氣管路等等。

聚酰胺材料高強(qiáng)度、高耐熱性，使其在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管、缸蓋罩以及周邊的鏈條張緊器、氣門室罩蓋、節(jié)氣閥上有很多塑代鋼的應(yīng)用。塑料進(jìn)氣歧管和缸蓋罩已較為普及，除可實(shí)現(xiàn)更好的減重效果外，還在于其優(yōu)異的功能集成度，如塑料缸蓋罩可集成油氣分離功能，塑料可變進(jìn)氣歧管大大提升發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣效率。

從國(guó)內(nèi)供應(yīng)商方面來(lái)說(shuō)，在實(shí)現(xiàn)材料密度更小、更耐久、更耐熱、尺寸穩(wěn)定性更好等性能上進(jìn)行持續(xù)創(chuàng)新，來(lái)實(shí)現(xiàn)材料本身的升級(jí)換代，以及生產(chǎn)工藝上的效率提升、節(jié)能化及新工藝的引入等方面，來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)更佳、成本更低。

從主機(jī)廠方面來(lái)說(shuō)，我們研究程度還較淺，主要精力仍放在了材料應(yīng)用上，側(cè)重材料信息調(diào)研，以及應(yīng)用技術(shù)可行性分析。在材料性能數(shù)據(jù)以及其對(duì)產(chǎn)品性能影響上還沒有系統(tǒng)性地技術(shù)積累，因此對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及性能保證的支持力度還較小。

當(dāng)然，前沿性材料工藝的引入對(duì)主機(jī)廠來(lái)說(shuō)是有系統(tǒng)性的影響，它不僅僅是一種簡(jiǎn)單材料和工藝的替代，還需要與產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能進(jìn)行掛鉤，局部零件的新材料應(yīng)用不能只考慮它在局部性能的改進(jìn)，還要把它放在整車性能的框架下去考慮它的性能是否能滿足整車的性能要求（安全、NVH等），這可以說(shuō)是輕量化材料工藝進(jìn)行減重的前提。