Ջերմության հարաբերյալ դիմացկուն գումի օղակ. Կիրառություններ շարժիչի խոռոչներում

Ինչու՞ շարժիչի խցերը պահանջում են հատուկ ջերմակայուն ռետինե օղակներ

Ջերմային լարվածություն և մեխանիկական վատթարացում ժամանակակից շարժիչի խցերում

Ժամանակակից շարժիչի խոռոչը նյութերի համար իրականում սաունայի նման է, քանի որ ջերմաստիճանը հաճախ գերազանցում է 150 աստիճան Ցելսիուս՝ հատկապես այդ սարքերի մոտ՝ արտանետման կոլեկտորների և տուրբոավելացուցիչների շրջակայքում: Այս բոլոր տաքությունը երկարաժամկետ ծանրացնում է մասերի վրա: Ռետինը ավելի արագ քայքայվում է օքսիդացման պատճառով, ինչպես նաև «սեղմման սահման» կոչված երևույթի պատճառով, երբ այն երկար ժամանակ ճնշման տակ գտնվելուց հետո հաստատապես ձևախախտվում է: Այնուհետև շարժիչի թրթռոցներից առաջանում է անընդհատ ցնցում, որն առաջացնում է փոքրիկ ճեղքեր ռետինե միացումներում: Եվ եթե ավելացնենք նաև շարժիչի յուղի հետ շփումը, հեղուկի արտահոսքը և ճանապարհից ցայտող մյութիկ նյութերը, ապա ռետինե մասերը սկսում են փքվել և մոլեկուլային մակարդակում քայքայվել: Այս համատեղված լարվածությունները նշանակում են, որ շատ ավտոմեքենաներում գրոմետների մեծամասնությունը հազիվ է վեց ամսից ավելի կյանք ունենա, հատկապես այն մեքենաներում, որոնք ստիպված են օդ մղել կամ հիբրիդային համակարգ ունեն: Մենք անթիվ դեպքեր ենք տեսել, երբ ձախողված գրոմետները հետագայում տարան մեծ խնդիրների տրանսմիսիայի համակարգում:

Ինչպես են ստանդարտ ռետինե օղակները ձախողվում՝ EPDM, NR և SBR սահմանափակումները 120°C-ից բարձր

Արդյունաբերական կիրառություններում հաճախ օգտագործվող կաուչուկային նյութեր, ինչպիսիք են EPDM-ը (Էթիլեն Պրոպիլեն Դիեն Մոնոմեր), Բնական կաուչուկը (NR) և Ստիրոլ Բուտադիեն կաուչուկը (SBR), սկսում են քայքայվել, երբ ջերմաստիճանները գերազանցում են մոտ 120 աստիճան Ցելսիուս: Վերցրեք, օրինակ, EPDM-ն, այն պնդանում է և կորցնում է այն հարազատ էլաստիկ հատկությունը, որը մենք պետք է ունենանք: Բնական կաուչուկն էլ հետևում է նրան՝ շատ արագ օքսիդանալով: Ըստ 2022 թվականին Polymer Degradation Studies հրատարակած որոշ հետազոտությունների՝ NR-ը կարող է կորցնել իր ձգման դիմադրության շուրջ 80%-ը, ուղղակի 500 ժամ անընդհատ գտնվելով 130°C-ում: Իսկ SBR-ը, ընդհանուր առմամբ, փքվում է 25-ից մինչև 40 տոկոսով, երբ ենթարկվում է յուղային միջավայրի: Իսկ հետո ինչ է տեղի ունենում? Բոլոր այս նյութերը վերջապես սկսում են ճեղքվել մակերեսին՝ կրկնվող տաքացման և սառեցման ցիկլերի արդյունքում: Այս ճեղքերը հեղուկների ներթափանցման մուտքային կետեր են դառնում և հանգեցնում են սարքերի մաշվածության: Ինչի՞ արդյունք է սա: Էլեկտրական կարճ միացումների, հեղուկի արտահոսքի խնդիրների և EMI պաշտպանության թուլացման ավելի մեծ հավանականություն տաքացման տիրույթներում, որտեղ ջերմաստիճանները հաճախ գերազանցում են ստանդարտ կաուչուկների նախատեսված սահմանները:

Նյութերի համեմատություն. Բարձր ջերմաստիճանային կատարողականի համար ճիշտ ռետինե խողովակի ընտրում

Սիլիկոն, FKM (Ֆտորապոլիմեր) և TPV. Տաքացման դիմադրություն, յուղի համատեղելիություն և սեղմման կորուստ 200°C+ պայմաններում

Շարժիչի խոռոչները երբեմն շատ տաքանում են, հաճախ գերազանցելով 200 աստիճան Ցելսիուս, որտեղ սովորական նյութերը այլևս չեն համապատասխանում: Վերցրեք, օրինակ, սիլիկոնը: Այն պլաստիկ է մնում մոտ 250 աստիճան Ցելսիուս ջերմաստիճանում և նույնիսկ այդ չափազանց բարձր ջերմաստիճաններում 1000 ժամ անցկացնելուց հետո պահպանում է սկզբնական ձգման դիմադրության մոտ 80 տոկոսը՝ համաձայն ASTM D573 ստանդարտների: Բայց սիլիկոնը հիդրոկարբոնների ազդեցության տակ կարող է ընդարձակվել մինչև 30 տոկոսով, ինչը այն պակաս հարմար դարձնում է նախատեսված յուղերի կամ վառելիքի հետ շփման մեջ գտնվող մասերի համար: Մեկ այլ տարատեսակ՝ ֆտորային էլաստոմերները (FKM), կարող են հեշտությամբ դիմակայել 300 աստիճան Ցելսիուսից բարձր ջերմաստիճանների և համաձայն ASTM Oil No. 3 ստանդարտի փորձարկումների ընդարձակվում են մինչև 10 տոկոսի չափով, ինչը դրանք դարձնում է խիստ քիմիական միջավայրերի համար հիանալի ընտրություն: Սակայն այստեղ էլ կա փոխզիջում. FKM նյութերը 200 աստիճան Ցելսիուսով կրկնվող տաքացման ցիկլերից հետո սովորաբար սեղմման դեֆորմացիայի մակարդակ են ձեռք բերում՝ 15-ից մինչև 25 տոկոս: Թերմոպլաստիկ վուլկանիզացված նյութերը (TPV) հանդիսանում են լավ միջանկյալ լուծում: Բարձրորակ TPV նյութերը կարող են դիմակայել մինչև 200 աստիճան Ցելսիուս ջերմաստիճանին՝ պահպանելով սեղմման դեֆորմացիան 40 տոկոսի սահմաններում: Բացի այդ, նրանց պլաստմասսաների նման մշակվելու հնարավորությունը և կոշտության հատկությունների կարգավորվողությունը դրանք հատկապես օգտակար են դարձնում բարդ կառուցվածք ունեցող փականների արտադրության համար, որոնք պետք է լինեն ինչպես մաշվածության դիմադրուն, այնպես էլ ճկուն:

Փոխզիջումների վերլուծություն՝ ճկունություն ընդդեմ քիմիական նյութերի դիմադրության հարցում յուղոտ, թրթռոցներին բախվող միջավայրերում

Երբ գորշ շարժիչի խցում է, որը կիրք է փորձում տատանումներ, ճիշտ նյութեր ընտրելը պահանջում է դժվար որոշումներ կայացնել: Սիլիկոնը շատ լավ է այս տատանումները կլանելու համար FKM-ի համեմատ, քանի որ այն ունի ավելի փոփկան կառուցվածք (մոտ 50-ից 70-ը Շոր A սանդղակով): Սա օգնում է զգույշ լինել նրբագույն սարքերի հետ, որոնք կարող են վնասվել այլ մասերի հետ շփվելիս: Բայց կա մի թերություն՝ երբ սիլիկոնը երկար ժամանակ մատչելի է վառելիքին, այն կորցնում է իր ձգվելու կարողության մոտավորապես կեսը, ինչը նշանակում է, որ այն չի կարողանում համատեղվել յուղի հետ: Մյուս կողմից, FKM-ը ավելի լավ է դիմադրում քիմիական նյութերին, սակայն դառնում է շատ կոշտ (սովորաբար 75-ից 90 Շոր A), և այս կոշտությունը փաստորեն ավելի հավանական է դարձնում ճեղքերի առաջացումը այն տեղերում, որտեղ մասերը շատ շարժվում են: TPV-ն առաջարկում է միջանկյալ լուծում՝ կարգավորվող կոշտության մակարդակներով (սովորաբար 60-ից 80 Շոր A) և լավ դիմադրություն հիդրոկարբոններին: Այնուամենայնիվ, եթե այն երկար ժամանակ մնում է տաք պայմաններում, սկսում է կորցնել իր ճկունությունը: Իրական կիրառություններն ուսումնասիրելիս՝ FKM-ն հաճախ ընտրվում է վառելիքի ռեյկերի միացումների համար, քանի որ այստեղ կարևոր է տևականությունը, այլ ոչ թե ճկունությունը: Մինչդեռ սիլիկոնը շարունակում է մնալ ECU սարքավորման լավագույն ընտրությունը, որը տեղակայված է յուղի կաթիլներից հեռու, շնորհիվ իր տատանումները մեղմելու արդյունավետության:

Ջերմակայուն ռետինե փողակների հիմնական ֆունկցիոնալ կիրառությունները շարժիչի խոռոչներում

Թելերի և կաբելների պաշտպանություն. մաշվածքի, մեկուսացման խախտման և կարճ միացումների կանխարգելում

Ջերմությունից դիմադրող կոճղային փողիկները անհրաժեշտ են սարքերի պաշտպանության համար սուր եզրերից և շարժիչի այն անճոռնի թրթռոցներից, որոնց մասին բոլորս էլ լավ գիտենք։ Պաշտպանված չլինելու դեպքում սարքերը շատ արագ սկսում են մաշվել, երբեմն ներքին հաղորդիչները ենթարկվում են ազդեցության ընդամենը վեց ամսում՝ ըստ SAE-ի 2023 թվականի տվյալների։ Երբ այս մասերը մոտ են արտանետման համակարգերին, այստեղ ջերմաստիճանը շատ բարձր է՝ մոտ 150 աստիճան Ցելսիուս։ Ստանդարտ կոճղային նյութը պարզապես չի կարող դիմանալ այս տիպի ջերմությանը, այն կորցնում է ճկունությունը և ժամանակի ընթացքում ճեղքվում է։ Ինչ է այնուհետև կատարվում։ Մեկուսացումը խափանվում է, ինչը բացում է դռները կարճ ամրացման, վտանգավոր էլեկտրական աղեղների առաջացման և տարբեր սենսորների անկարգության հնարավորությունը, երբ ներխուժում է խոնավությունը։ Այդ իսկ պատճառով հատուկ կոճղային փողիկները շատ կարևոր են՝ դրանք պահպանում են ճկունությունը, նույնիսկ երբ ջերմաստիճանները բարձրանում են, կանխելով մեկուսացման խափանումները, որոնք հաշվառվում են շարժիչի խցում առաջացած բոլոր էլեկտրական խնդիրների մոտ քառորդ մասը։

Դինամիկ լցման հարմարում յուղի, հեղուկի և փոշու դեմ՝ երկարաժամկետ գրոմետի ամբողջականություն ապահովելու համար

Գրոմետները ստեղծում են ճկուն լցումներ այդ հեղուկի գծերի և միացումների շուրջ, որոնք կարող են կառավարել ջերմային ընդարձակման խնդիրները՝ դիմադրելով յուղով փքվելուն, հեղուկի ներթափանցմանը և տարբեր տեսակի սաղ փոշուն: Ամենալավ նյութերը ցուցադրում են բավականին լավ դիմադրություն սեղմման դիմադրության նկատմամբ՝ մնալով 15%-ից ցածր նույնիսկ 1000 ժամ 175 աստիճան Ցելսիուսով պահելուց հետո: Ի՞նչ է սա նշանակում: Այս լցումները լավ են դիմանում շարժիչներում, որտեղ մշտապես տեղի են ունենում շարժումներ, ուստի չկան կաթումներ, որոնք կարող են վնասել սենսորները կամ էլեկտրական միացումներում կոռոզիայի խնդիրներ առաջացնել: Երբ արտադրողները ճիշտ են ընտրում այս գրոմետների սպեցիֆիկացիաները, նրանք իրականում տեսնում են մոտ 34% իջում երաշխիքային պնդումներում, որոնք կապված են հեղուկների հետ իրենց ավելի ծանրաբեռնված սարքավորումների կիրառման մեջ:

Շահագործման ապահովում՝ Էլեկտրականացում, ջերմային բեռնվածություններ և հաջորդ սերնդի ռետինե գրոմետների լուծումներ

Այսօր էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների տարածվածությունը շարժիչի խցի ջերմաստիճանը հաճախ բարձրացնում է 200 աստիճան Ցելսիուսից ավելի: Բատարեաների փաթեթներն ու այդքան շատ հզոր էլեկտրոնային սարքերը շատ շատ ջերմություն են արտադրում: Դա նշանակում է, որ մեզ անհրաժեշտ են անցքերի մեջ տեղադրվող պատվանդաններ, որոնք կկարողանան դիմանալ ջերմաստիճանի անկանոն փոփոխություններին ամեն օր, ինչպես նաև էլեկտրամագնիսային միջամտությունների խնդիրներին: Նոր նյութերի խառնուրդներ են ստեղծվում՝ սիլիկոնին ավելացնելով փոքր կերամիկական մասնիկներ կամ բորի նիտրիդի ավելցուկներ: Այս համադրությունները ջերմահաղորդականությունը բարձրացնում են մոտ 15-ից մինչև 25 տոկոս, և նրանք այնուամենայնիվ արդյունավետորեն նվազեցնում են թրթիռները: Արդյունաբերության որոշ ներկայացուցիչներ շատ հուզված են ֆտորային սիլիկոնի հիբրիդների հնարավորություններից, քանի որ դրանք արդյունավետ են աշխատում գլիկոլային հեղուկների և բարձր լարման դիէլեկտրիկ հեղուկների դեմ: Քանի որ 800Վ համակարգերը դառնում են ընդունված ստանդարտ, շատ ինժեներներ այժմ փնտրում են անցքերի մեջ տեղադրվող պատվանդաններ, որոնք վառվելու անվտանգության համար դասակարգված են UL94 V-0, և այնպիսիք, որոնք չեն արձակում վնասակար գազեր, որոնք կարող են խանգարել զգայուն սենսորների աշխատանքին: Կան նաև խոսակցություններ այն մասին, որ ստեղծվում են այսպես կոչված ինտելեկտուալ ռետինե միացություններ՝ ներդրված ջերմաստիճանի սենսորներով: Եթե դրանք տարածվեն, կարող են օգնել կանխատեսել սպասարկման անհրաժեշտությունը, ինչը ինքնավար ավտոմեքենաներում կբարձրացնի սարքավորման վստահելիությունը:

Հաճախ տրամադրվող հարցեր

Որո՞նք են ստանդարտ ռետինե փողկապերի դադարելու հիմնական պատճառները շարժիչի խցում:

Ստանդարտ ռետինե փողկապերը ձախողվում են բարձր ջերմաստիճանների պատճառով, որոնք հանգեցնում են ռետինի վատթարացման, օքսիդացման և շարժիչի թրթիռներից առաջացած մեխանիկական վատթարացման, ինչը հերթական հերթով հանգեցնում է ճեղքերի և նյութի քայքայման:

Ինչպե՞ս են սիլիկոնե և FKM ռետինե փողկապերը համեմատվում բարձր ջերմաստիճանների պայմաններում:

Սիլիկոնը կարող է դիմանալ մինչև 250°C ջերմաստիճանին և պահպանում է ճկունությունը, սակայն կարող է վատ աշխատել յուղի հետ շփվելիս: FKM-ը դիմանում է 300°C-ից բարձր ջերմաստիճաններին և կայուն է պահպանվում դժվար քիմիական միջավայրում, թեև ժամանակի ընթացքում կարող է դառնալ կոշտ:

Ինչո՞ւ է ռետինե փողկապերի համար ճիշտ նյութը ընտրելը կարևոր:

Ճիշտ նյութի ընտրությունը երաշխավորում է երկարաժամկետ մաշվածության դիմադրություն, ճկունություն և շարժիչի խցում գոյություն ունեցող պայմանների դիմադրություն, որով կանխվում են կարճ միացումները և հեղուկների արտահոսքը:

Որո՞նք են էլեկտրական տրանսպորտային միջոցների համար ռետինե փողկապերի նյութերի սպասվող առաջընթացները

Ապագայի զարգացումների շարքին են պատկանում սիլիկոնին խառնված կերամիկայի նման նյութերի օգտագործումը՝ ջերմության ավելի լավ կառավարման համար, ինչպես նաև ֆտորացված սիլիկոնի հիբրիդների մշակումը՝ քիմիական դիմադրությունն ավելի բարձրացնելու համար: Կա նաև ինտելեկտուալ նյութերի հնարավորություն ներդրված սենսորներով՝ սպասարկումն ավելի էֆեկտիվ դարձնելու համար: