汽车油管和气管与非金属管路标准接头的高温拉拔试验方法

李 智 柳 颖 陈 魏 曾 蕾 张及亮

（1.中国检验认证集团湖北有限公司 湖北武汉 430050；2.湖北中检检测有限公司）

1 前言

近年来，汽车工业迅速发展，汽车是一种性能要求高、负荷变化大的运输工具，由发动机、底盘、车身和电气设备四大部分组成，其中汽车发动机和底盘中使用了大量的油路管件、气路管件、水路管件等管路零部件[1]。 汽车企业的竞争日益剧烈，而控制整车成本是汽车制造企业为获得更多利润的首选方式。优良耐久而性能可靠的汽车零部件产品，是汽车整车安全和各项性能的基本保障，因而汽车零部件产品的质量问题，受到社会各界的广泛关注。

汽车管路油管和气管是汽车动力系统的关键部件之一，其可靠性直接影响汽车的安全性能。它本身的机械性能、物理性能、密封性能及可靠性等各项性能都需要考核指标，首先是密封性问题，一旦燃料（主要是油或气）或其他润滑液体泄漏会有非常大的安全隐患，极易导致发动机舱或驾驶舱自燃或爆炸，造成人员伤亡，危害人身安全，或可能导致重大事故造成极大经济损失。其次，汽车行驶过程中发动机温度较高，管接头管体部位会有所膨胀，可能会导致油管或气管接头部位突发松动或断开情况，汽车将瞬间失去动力，危险性巨大[2]。 因此，在模拟汽车运行时，考察汽车油管或气管与非金属管路标准接头在高温条件下的性能可靠性显得尤为重要。

汽车及汽车零部件制造业是湖北第一大支柱产业，武汉是中国中部的中心，有“中国车都”之称。 汽车零部件产品质量引起了社会各界高度重视，为了提高产品质量安全和提升检测能力，更好地满足市场经济快速发展的需求，笔者特制定了本试验方法。

2 试验技术方法

2.1 试验方法适用范围

本试验规定了汽车油管和气管与非金属管路标准接头连接后，在高温条件下耐纵向拉拔性能的方法。

本试验方法适用于汽车油管和气管与非金属管路不同材质、不同结构形式的管路标准接头连接，不适用于熔焊连接。

2.2 试验原理

在恒速移动的拉力试验机上，将汽车用油管或气管产品总成试样进行高温拉拔试验，检验汽车油管或气管与非金属管路标准接头连接后承受纵向拉力时的耐拉拔能力，并按要求在不中断拉拔试样的过程中或在其拉脱时记录所用的拉力值。

2.3 试验设备

拉力试验机应符合GB/T 17200—2008《橡胶塑料拉力、压力和弯曲试验机（恒速驱动） 技术规范》[3]的规定。

高温环境箱应满足HG/T 5229—2017《热空气老化箱》[4]的相关规定，其箱内放置试样的部分，温度应控制在相应试验方法规定的公差范围内。

高温环境箱应与拉力试验机组合安装在一起，使夹具正对高温环境箱中间。

2.4 试验试样

试样由汽车油管或气管与非金属管路标准接头连接组装而成，每件管路长度至少为300 mm。 油管或气管尺寸应与非金属管路标准接头相配。

2.5 试验方法要求

将高温环境箱与拉力试验机组合安装在一起，把汽车油管或气管产品总成试样安装固定在拉力机的夹具上，并仔细地将其调节至对称中心位置，确保受力方向无偏差，以使试样在横截面上的拉拔力分布均匀。设定拉力试验机拉拔测试速度，拉拔试验速度为（50±5）mm/min；根据试验所需的温度，调节温度自动控制装置，试验温度为（115±2）℃，也可根据需要采用其他温度，可按照GB/T 2941—2006《橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序》[5]的规定温度进行或者按双方协议规定执行。

将试样放置在高温环境箱内，并依次匀称地夹在或套（固定）在上、下夹持器上，迅速关闭高温环境箱门，当高温环境箱内的温度达到试验所需的温度且恒定后，每个试样预热保持60 min 以上方可进行试验。 匀速加载拉力直至油管或气管与非金属管路标准接头连接拉脱或破裂损坏为止，记下最大拉拔力值。

2.6 试验结果

记录最大拉拔力值，单位：N。

试样状态类型描述：（1）试样直接拉脱。（2）样件任意一端管或部件出现破断或裂纹损坏。（3）试样未出现拉脱。

试验数量应不少于3 个，连续3 次检测结果相差不超过10%，方可记录该组数据。

试验结果取中位数，并保留小数点后2 位有效数字。

结果判定：油管总成最大拉拔力大于115 N 为合格，气管总成最大拉拔力大于65 N 为合格。

3 试验开展和结果验证分析

3.1 试验验证的说明

本试验方法是在高温环境温度条件下对汽车油管或气管与非金属管路标准接头进行纵向拉拔性能试验，对产品的力学性能进行量化分析。

3.2 试验验证样品

汽车油管总成和气管总成为汽配城市场采购所得（图1），油管和气管与非金属管路标准接头通过高温冲压组合连接成标准产品。

图1 汽车油管总成和汽车油管总成

3.3 试验验证设备

验证实验所用设备：精密电子万能材料试验机（AG-X 10 kN，日本岛津公司）；精密电子万能材料试验机高低温试验箱（TCE-N300，日本岛津公司），详见图2。

3.4 试验结果与分析

分别对汽车油管总成和气管总成进行3 组验证测试，详见表1～表2，图3～图7。

图2 精密电子万能材料试验机

表1 汽车油管总成试验结果

表2 汽车气管总成试验结果

图3 油管第1 组1#曲线图

图4 油管第1 组2#曲线图

图5 气管第1 组3#曲线图

5 结论

综上所述， 汽车用油管和气管与非金属管路标准接头连接后， 采用试验温度为115℃环境下进行汽车油管和气管与非金属管路标准接头的高温拉拔试验，对试验系统进行充分验证，对试验样品进行安全可靠的有效考核， 并分别对汽车油管总成和气管总成进行验证测试，共测试样品18 件，其中汽车油管总成共做了3 组（9 件）测试分析，汽车气管总成共做了3 组（9 件）测试分析。 通过上述试验数据对比分析，试验结果达到标准要求和预期指标，结果重现性非常好。

图6 气管第1 组1#曲线图

图7 气管第1 组2#曲线图

国内暂无与本项目高温拉拔试验方法类似的相关标准，本试验方法技术条件参照了SAE J2045—1998《燃油系统管路总成性能要求》[6]产品标准的4.2 章节条款要求，但与国外SAE J2045—1998 相比，本标准更清晰、更明确地介绍了汽车用油气管与非金属管路标准接头的高温拉拔试验方法的试验操作步骤，包括设备选择、工装夹具合理选择、试样要求及状态调节、试验参数要求、试验结果的处理等。 而国外标准简单含糊，有些地方不明确，导致试验操作流程无法确定，测试参数各式各样。 例如，关键的参数没有明确：试验在温度下保持多久等。通过试验分析出的试样处理时间直接影响测试的结果。 本文试验方法结合国内相接近常温标准和国外高温标准，通过多方面试验验证与分析，最终形成一套准确、可靠、实用性强的汽车用油气管与非金属管路标准接头的高温拉拔试验方法。

本试验方法的制定有助于填补国内相关专业领域标准的空白，提高产品质量安全和提升检测能力，更好地满足市场经济快速发展的需求，为汽车行业零部件产品提供新的方法标准。