国外卡车气制动系统早期基本上采 用铜管或钢管 。管接头主要有焊 接式 、扩口式和卡套式三种形式。 卡套式管接头由于结构简单、 工艺性好、 密封性能可靠、使用方便、反复装拆性能好等优点, 逐渐发展成为卡车制动系统管接头主流的结构形式 。

1 卡套式管接头 

卡套式管接头由接头体 、卡套和螺母 三个零件组成 。其中起主要密封作用的 是卡套, 它是依靠螺母拧紧后卡套与接 头体环形锥面紧紧接触形成的密封带来 实现密封的( 结构原理见图 1) 。

卡套式管接头的耐压密封性能除与零件的材料 、 制造精度 、 热处理等有关外, 装配质量极为重要 。实践证明, 尽管零件制造质量合格, 但如果装配不当, 也不能获得良好的密封效果。为了适应大批量生产的需要, 一般都采用专用设备进行机械预装 。 即在管子与接头安装之前, 预先将卡套压装在管子上 。在实际应用过程中, 钢管的气压泄漏成为长期困扰卡车制造商的一个较头疼的问题 。经过分析, 问题主要出在钢管弯制和装配方面 。

       zui初采用手工弯管工艺, 弯制角度 、 尺寸误差较大, 不能完全满足设计要求, 易产生累计制造公差 ;后来市场上出现 了数控弯管机, 弯制工艺水平得到了很 大提高 。但钢管在装配时由于是手工操 作, 连接时经常出现管接头与管路不同 心 、相互连接的管路不同心 、联管螺母和 连接管接头不同心等逐如此类的问题, 导致制动系统密封性能很差 。 另外, 钢管的抗震性差 。车辆行驶时, 产生的震动往往使管接头松动, 从而使 管路漏气 。

2 插入式管接头的应用 

2.1 应用背景 

随着汽车技术的进步, 尼龙管在欧洲 等地逐渐兴起 。尼龙管( PA11/PA12) 重量 轻, 成本低, 耐腐蚀, 耐压密封性好, 无振 动噪音, 抗震动, 使用寿命长, 尺寸等物 理性能非常稳定, 能在 -40 ℃～ 120 ℃温 度范围内保持柔性 、正常工作 。实际应用 过程中管路连接点少, 安装方便, 适合大 批量生产 。良好的柔软性使管子安装前 无需特别成型, 对空间尺寸适应性好 。其 低成本及良好的综合性能是钢管 、 橡胶 管无法比拟的 。而且, 其内表面象镜面一 样光滑, 能防止管路内壁结垢淤积, 保持气流通畅 。因此, 目前世界上绝大多数卡 车制造商都在大量使用尼龙管 。VOLVO 、 MAN 等卡车车型上基本看不到钢管的影 子 ( 见图 2) , 即使是空压机的出气管, 有 些也换成了不锈钢软管 。

2.2 插入式管接头的兴起

       尼龙管发展初期采用的是卡套式管接头 。随着安全要求的逐步提高, 卡车制 动管路越来越复杂, 而汽车车架纵梁内 侧 、 驾驶室前围等空间狭小处电气线束 、 制动管束等往往挤在一起 。 在汽车总装 配线上安装时卡套式管接头由于需要手 工拧紧, 耗费工时较多 。在欧洲, 人员成 本占其制造成本的比重很大, 为了节省人 力, 降低整车装配成本, 人们发明了插入 式管接头 。对于 OEM制造商来说, 使用插入式管接头比原来可以节省 80 %的劳动 力成本 。实际应用中, 人们逐步认识到其良好的密封性能和装配适应性 。因此, 插 入式管接头已经逐渐取代了原来的卡套式管接头而成为目前欧洲、美国 、日本等 主流卡车的标准配置 。 插入式管接头有多种形式, 但其原理基本相同, 都是依靠精密加工的接头、 O 形圈 、尼龙管组成一个密封整体 。拧入阀 体的部分都预涂了干式密封胶 。操作者无须使用任何工具, 用手将尼龙管直接插 入接头中即可( 有的是将管子预先压装在 接头上, 再插入与之配合的接头内) 。它能允许管子 、接头可以旋转运动, 以消除 装配或车辆运动过程中管束扭转而损坏 管子的现象 。其结构形式可以保证密封 性能, 装配后不需要进行气密性检查, 从 而节省了工时 。

 2.3 插入式管接头的优点 

       插入式管接头有许多优点 。 

 2.3 .1 设计先进, 密封性能可靠

      卡套式管接头是靠金属楔面静态密 封, 如果管子和螺母之间的拧紧力矩不 够, 就会产生泄漏 。或者汽车运行中的震 动导致联管螺母松动也会产生泄漏 。而 插入式管接头采用了动态和静态密封技 术, 其性能已经通过 SAE 标准严格的测 试, 即使在 -40 ℃情况下仍然保持较好的 密封性能 。因此, 管路总装完成后不需要 进行气密性检查 。

 2.3 .2 材质多样, 满足不同用户需要

       与普通的卡套式管接头相比, 插入式 管接头的主体材料有黄铜 、 不锈钢或工 程塑料等多种, O 型密封圈的材料多为丁 纳橡胶 、腈橡胶等 。有些结构的滑动件使 用黄铜 、不锈钢或聚丙烯等 。如果使用工 程塑料作为接头主体, 在一般卡车上可 以减轻重量约 10kg。材质的不同, 带来价 格和重量的差异也较大, 从而为用户提 供更多的选择 。

 2.3 .3 装配快捷, 自锁性能可靠 有些不需要工具, 用手将管子插到接 头底端, 安装就完成了 ;有些虽需要预 装, 但在总成装配时也不需要扳手等拧 紧工具, 对于安装空间要求很低, 非常狭 小的空间内即可满足要求 。这种接头允 许管子做 360 度旋转, 方便装配, 避免管 束间的干涉 。同时还可以消除由于管子 在震动过程中产生的应力, 延长管子的 使用寿命 。 另外, 大多数管接头都在螺纹部分预 涂了干式密封剂, 节省了安装涂胶时间, 而且密封性能优良 。

 2.4 插入式管接头的分类 根据管子能否无损拆卸, 插入式管接 头可分成两类 :可拆卸式和非拆卸式 。

 2.4 .1 可拆卸式 如 NORGREN、 SMC 等公司生产的系 列产品( 结构见图 3) 。

它的特点是结构简 单 、安装方便, 不需要工具 , 用手即可装 、 拆管子 ( 少数需要工具解除管子锁圈) 。 接头符合 FMVSS 、SAE 标准, 美国和日本 的车型选用较多 。这种接头对尼龙管要 求较低 。首先将管子切割整齐, 再用手直接将管子插到接头底部即可完成密封和 锁紧 ;需要拆卸时, 用手向接头方向压下 锁紧环, 管子就能很轻松地拔出来 。全车 管路可以在两分钟内完成拆装, 非常方 便 。而且管子能进行反复装拆, 并不影响 密封性能 。

2.4 .2 非拆卸式 如 VOSS 、 RAUFOSS 等公司的系列产 品 , 具体结构见图 4 。

这种接头通常分两 部分 :一部分有支撑套插入管子中, 露出 端有一个或两个 O 型密封圈并在头部设 计有凹槽, 另一部分带有锁环拧入阀体 螺纹孔内或连接板处 。采用这种接头的 管子需要专用工具进行预装, 完成后在 整车装配线上工人只需将接头插入带锁 环的另一半中即可完成管路组装, 大大 缩短了装配时间 。这种接头的结构较复 杂, 制造成本高, 但由于从设计上采取了 多种防止泄漏的措施, 因此密封可靠性 好 。广泛适用于按 SAE 、DIN标准生产的 尼龙管 。欧洲一些卡车公司如 VOLVO 、MAN 等选用了这种结构的管接头 。

3 插入式管接头的应用前景 插入式管接头从诞生至今, 历经几次 更新换代, 产品日趋成熟, 国外重型卡车 上已经普遍采用了这种先进技术 。实践 表明, 应用插入式管接头可以节省装配工 时 , 提高劳动效率, 同时也能改善制动管 路系统的密封性能。与卡套式管接头相 比, 插入式管接头的价格较高, 对于低成 本的国产卡车来说, 这无疑是它在推广应 用上存在的zui大障碍。但随着我们国家 经济的快速发展, 汽车技术的不断进步, 卡车制动管路系统采用插入式管接头的 时间也许并不遥远 。