Kompozytowe zabezpieczenie skrzyni korbowej: charakterystyka, zasada działania, zalety i wady

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:16

Konieczność zamontowania zabezpieczenia skrzyni korbowej od dawna nie była kwestionowana przez właścicieli samochodów. Dno samochodu obejmuje różne ważne jednostki, w tym skrzynię biegów, skrzynię rozdzielczą, skrzynię korbową silnika, elementy i części podwozia oraz wiele innych. Uderzenie w jakiekolwiek przeszkody może je uszkodzić. Aby tego uniknąć, zainstalowano zabezpieczenie skrzyni korbowej - metalowe lub kompozytowe.

Cechy zabezpieczeń kompozytowych

Kompozytowe osłony skrzyni korbowej są wykonane z żywicy polimerowej wzmocnionej włóknem szklanym. Właściwości wytrzymałościowe zależą od tych warstw. Dla każdej konkretnej ochrony wybierana jest pewna liczba warstw i ich grubość, od których zależą przyszłe wskaźniki.

Geometryczny kształt zapewnia nie tylko wytrzymałość zabezpieczenia, ale także ochronę komory silnika przed wilgocią i kurzem. Ze względu na właściwości materiału kompozytowego -niewielka waga, wysokie właściwości fizyczne i mechaniczne, odporność na korozję i chemikalia - ochrona ma niezaprzeczalne zalety:

• Zapewnienie najskuteczniejszej ochrony skrzyni korbowej dzięki kształtowi ściśle dopasowanemu do geometrii standardowych pylników oraz rozmieszczeniu jednostek, które nie zmniejszają prześwitu i nie zmieniają temperatury roboczej.
• Wysoka wytrzymałość na zginanie i sztywność w porównaniu z metalowymi odpowiednikami.
• Lekka waga.
• Szeroki zakres temperatur pracy.
• Doskonała izolacja drgań i dźwięku.
• Odporny na korozję i chemikalia stosowane w obróbce dróg.

W przypadku zderzenia czołowego i nadmiernego obciążenia, kompozytowe zabezpieczenie skrzyni korbowej ulega zniszczeniu, co nie uniemożliwia opuszczenia silnika.

Materiał kompozytowy zachowuje swoje właściwości w zakresie temperatur od +120 do -60 stopni i nie wydziela niebezpiecznych substancji po podgrzaniu. Surowce użyte do produkcji posiadają wszelkie niezbędne atesty sanitarno-epidemiologiczne.

Wykorzystanie niuansów

Elastyczne zabezpieczenie skrzyni korbowej wykonane z materiałów kompozytowych niweluje obciążenia wywierane na nią podczas uderzeń i kolizji z przeszkodami. W rezultacie deformacja plastyczna jest całkowicie nieobecna, co pozwala kontynuować pracę bez konieczności wymiany części. W porównaniu z metalowymi odpowiednikami, które wymagają wymiany w identycznej sytuacji, materiały kompozytowe nie mają negatywnego wpływu akustycznego izachowują swoje główne cechy bez niszczenia agregatów i zespołów.

Różnica w cenie zabezpieczeń metalowych i kompozytowych

Kompozytowa skrzynia korbowa jest droższa niż metalowa ze względu na złożoność produkcji i niepowtarzalność użytych surowców. Produkcja modeli ze stali i aluminium nie wymaga drogiego i skomplikowanego sprzętu – próżni, wtrysku i obróbki. Ochrona kompozytowa jest wykonana z importowanych surowców - włókna szklanego, żywic, modyfikatorów i utwardzaczy.

Klasyfikacja

Istnieje kilka rodzajów zabezpieczeń kompozytowych w zależności od użytej substancji wzmacniającej, która jest częścią ich składu i która określa właściwości mechaniczne:

• Kevlar (włókno aramidowe).
• Włókno szklane.
• Włókno węglowe (węglowe).

Ochrona kevlarowa

Strukturalny kevlar składa się z krótkich włókien para-aramidowych rozmieszczonych w termoutwardzalnych tworzywach sztucznych. Wysoka wytrzymałość mechaniczna tworzyw termoplastycznych różni się w zależności od marki surowca; wytrzymałość na zerwanie włókien - od 280 do 550 kg/mm². Jednocześnie łączy się go z niską gęstością - do 1500 kg/m^{3. Niewielka waga kompozytowych osłon skrzyni korbowej jest w dużej mierze zdeterminowana przez te wskaźniki.}

Najpopularniejsze marki włókien para-aramidowych to Kevlar, produkowany przez DuPont i Twaron, z japońsko-holenderskiej firmy Teijin.

W 2007 roku na rynku pojawił się Kevlar marki Heracron. Południowokoreańska firma Colon Industries.

Strukturalny kevlar ma wysoką stabilność termiczną i odporność chemiczną. Wytrzymałość para-amidu jest 2,5 razy większa niż wytrzymałość stali, co zapewnia kompozytową ochronę skrzyni korbowej o wysokiej wytrzymałości. W przeciwieństwie do włókna szklanego, Kevlar zapewnia doskonałą amortyzację.

Ochrona węgla

Włókno węglowe lub węgiel jest tworzone z żywic polimerowych wzmocnionych włóknami z włókna węglowego. W produkcji zabezpieczeń włókno węglowe jest stosowane dość rzadko ze względu na to, że jego koszt jest wyższy, a produkcyjność niższa.

Struktura matrycy i sposób układania włókna węglowego wpływają na właściwości włókna węglowego. W zależności od konkretnej sytuacji i potrzeb karbon może być sztywny lub elastyczny.

Wysoki koszt węgla zależy od złożoności technologii produkcji. Warstwy materiału są sklejane wysokiej jakości i drogimi żywicami. Sprzęt potrzebny do produkcji osłon węglowych jest również drogi.

CFRP jest 1,5 raza mocniejszy niż stal przy mniejszej wadze.

Istotną wadą węgla jest jego nietolerancja na uderzenia punktowe: po uszkodzeniu ochrona nie może zostać przywrócona. W przypadku drobnej usterki będziesz musiał całkowicie zmienić zabezpieczenie.

Ochrona z włókna szklanego

Większość kompozytowych skrzyń korbowych Toyoty jest wykonana z włókna szklanego, jednego z najbardziejwymagane materiały. Materiałem wzmacniającym we włóknie szklanym jest tkanina z włókna szklanego lub kwarc. Matryca z włókna szklanego wykonana jest z polimerów termoplastycznych i termoutwardzalnych.

Ochrona z włókna szklanego jest jedną z najcięższych w swojej kategorii.

Cechą charakterystyczną skrzyni korbowej Land Rovera z kompozytu włókna szklanego jest jej niska przewodność cieplna. Jest odporny na uszkodzenia mechaniczne i prześwitujący. Siłą włókna szklanego jest odporność na korozję, zachowanie kształtu i brak narażenia na ciepło.

Wytrzymałość ochrony z włókna szklanego jest mniejsza niż w przypadku stali, ale waga włókna szklanego jest również trzykrotnie mniejsza.

Stalowa skrzynia korbowa jest tańsza niż włókno szklane.

Zalety ochrony złożonej

Na podstawie informacji zwrotnych na temat kompozytowego zabezpieczenia skrzyni korbowej można wyróżnić kilka zalet:

• Części o wysokiej wytrzymałości. W przeciwieństwie do zabezpieczeń stalowych, kompozytowe wytrzymują 1,5-2,5 razy większe obciążenie.
• Niska waga produktów kompozytowych. Maksymalna grubość ochrony kompozytowej to 12 milimetrów.
• Prawie całkowita bezgłośność tego typu ochrony.
• W przeciwieństwie do metalu, ochrona kompozytowa może mieć skomplikowany geometrycznie kształt.

Wady

W tych samych recenzjach kompozytowego zabezpieczenia skrzyni korbowej odnotowuje się jednak również słabości produktów:

• Wysoka kruchość ochrony, którawpływa na podatność na obciążenia punktowe.
• Nie można dodać kilku dodatkowych otworów wentylacyjnych bez obniżenia bezpieczeństwa.
• Nie spełniają wymagań środowiskowych - po podgrzaniu uwalniają szkodliwe substancje.

Jak wybrać zabezpieczenie skrzyni korbowej

Wybierając kompozytową skrzynię korbową, brane są pod uwagę przede wszystkim warunki klimatyczne regionu i styl jazdy. Indywidualny rodzaj ochrony jest odpowiedni dla prawie każdego samochodu, ale ważne jest, aby określić grubość produktu. Ten parametr zależy od celu ochrony i materiałów, z których jest wykonana. Grubość wpływa głównie na bezpieczeństwo.

Drugim ważnym parametrem jest waga produktu: zbyt ciężkie produkty montowane na lekkich pojazdach mogą niekorzystnie wpływać na dynamikę i właściwości aerodynamiczne.

Trzeci parametr to jakość gwarantowana przez producentów. Eksperci radzą kupować ochronę kompozytową znanych marek i montować ją tylko w serwisach motoryzacyjnych. Obserwując niuanse procesu instalacji, zapewniona jest skuteczna ochrona.

Ostatnią cechą jest koszt produktu. Modele stalowe są uważane za najtańsze i najbardziej popularne opcje, ale mimo to zabezpieczenia kompozytowe są bardziej skuteczne i opłacalne.