Kompozitná ochrana kľukovej skrine: vlastnosti, princíp činnosti, výhody a nevýhody

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-19 18:21

O potrebe inštalácie ochrany kľukovej skrine sa majitelia áut už dlho nepopierajú. Spodok auta pokrýva rôzne dôležité jednotky, vrátane prevodovky, rozvodovej skrine, kľukovej skrine motora, podvozkových komponentov a dielov a oveľa viac. Náraz na akékoľvek prekážky ich môže poškodiť. Aby sa tomu zabránilo, je nainštalovaná ochrana kľukovej skrine – kovová alebo kompozitná.

Funkcie kompozitných ochrán

Kompozitné chrániče kľukovej skrine sú vyrobené z polymérovej živice vystuženej sklenenými vláknami. Pevnostné charakteristiky závisia od týchto vrstiev. Pre každú špecifickú ochranu sa vyberie určitý počet vrstiev a ich hrúbka, od ktorých závisia budúce ukazovatele.

Geometrický tvar poskytuje nielen pevnosť ochrany, ale aj ochranu motorového priestoru pred vlhkosťou a prachom. Vďaka vlastnostiam kompozitného materiálu -nízka hmotnosť, vysoké fyzikálne a mechanické vlastnosti, odolnosť proti korózii a chemikáliám - ochrana má nepopierateľné výhody:

• Poskytuje najefektívnejšiu ochranu kľukovej skrine vďaka tvaru, ktorý presne kopíruje geometriu štandardných prašníkov a usporiadaniu jednotiek, ktoré neznižuje svetlú výšku a nemení prevádzkovú teplotu.
• Vysoká pevnosť v ohybe a tuhosť v porovnaní s kovovými náprotivkami.
• Nízka hmotnosť.
• Široký rozsah prevádzkových teplôt.
• Vynikajúca izolácia vibrácií a zvuku.
• Odolné voči korózii a chemikáliám používaným pri úprave ciest.

Pri čelnom náraze a nadmernom zaťažení sa zničí kompozitná ochrana kľukovej skrine, čo nezabráni pohybu motora nadol.

Kompozitný materiál si zachováva svoje vlastnosti v rozsahu teplôt od +120 do -60 stupňov a pri zahrievaní neuvoľňuje nebezpečné látky. Suroviny používané pri výrobe majú všetky potrebné hygienické a epidemiologické certifikáty.

Nuansy využívania

Elasticita ochrany kľukovej skrine vyrobenej z kompozitných materiálov vyrovnáva zaťaženie, ktoré na ňu pôsobí pri nárazoch a kolíziách s prekážkami. V dôsledku toho úplne chýba plastická deformácia, čo vám umožňuje pokračovať v prevádzke bez toho, aby ste sa museli uchýliť k výmene dielu. V porovnaní s kovovými náprotivkami, ktoré vyžadujú výmenu v identickej situácii, kompozitné materiály nemajú negatívny akustický vplyv azachovať svoje hlavné charakteristiky bez zničenia agregátov a zostáv.

Rozdiel v cene kovovej a kompozitnej ochrany

Kompozitná kľuková skriňa je drahšia ako kov kvôli zložitosti výroby a jedinečnosti použitých surovín. Výroba modelov z ocele a hliníka si nevyžaduje drahé a zložité vybavenie - vákuum, vstrekovanie a spracovanie. Kompozitná ochrana je vyrobená z dovážaných surovín - sklolaminát, živice, modifikátory a tvrdidlá.

Klasifikácia

Existuje niekoľko typov kompozitných ochrán v závislosti od použitej výstužnej látky, ktorá je súčasťou ich zloženia a ktorá určuje mechanické vlastnosti:

• Kevlar (aramidové vlákno).
• Sklolaminát.
• Uhlíkové vlákno (uhlík).

Kevlarová ochrana

Štrukturálny kevlar je vyrobený z krátkych para-aramidových vlákien rozmiestnených v termosetoch plastov. Vysoká mechanická pevnosť termoplastov sa líši v závislosti od značky suroviny; medza pevnosti vlákien - od 280 do 550 kg/mm². Zároveň je kombinovaný s nízkou hustotou - až 1500 kg/m^{3. Nepodstatná hmotnosť kompozitných ochrán kľukovej skrine je do značnej miery určená týmito ukazovateľmi.}

Najobľúbenejšie značky para-aramidových vlákien sú Kevlar vyrábaný spoločnosťou DuPont a Twaron od japonsko-holandskej spoločnosti Teijin.

V roku 2007 sa na trhu objavil kevlar značky Heracron. Juhokórejská spoločnosť Colon Industries.

Štrukturálny kevlar má vysokú tepelnú stabilitu a chemickú odolnosť. Pevnosť para-amidu je 2,5-krát väčšia ako pevnosť ocele, čo poskytuje vysokopevnostnú ochranu kľukovej skrine z kompozitu. Na rozdiel od sklolaminátu poskytuje Kevlar vynikajúce tlmenie nárazov.

Ochrana uhlíka

Uhlíkové vlákno alebo uhlík sa vyrába z polymérových živíc vystužených vláknami z uhlíkových vlákien. Pri výrobe chráničov sa uhlíkové vlákno používa pomerne zriedka, pretože jeho cena je vyššia a vyrobiteľnosť je nižšia.

Štruktúra matrice a spôsob kladenia uhlíkových vlákien ovplyvňujú vlastnosti uhlíkových vlákien. V závislosti od konkrétnej situácie a potreby môže byť uhlík tuhý alebo pružný.

Vysokú cenu uhlíka určuje zložitosť jeho výrobnej technológie. Vrstvy materiálu sú lepené kvalitnými a drahými živicami. Vybavenie potrebné na výrobu uhlíkových chráničov je tiež drahé.

CFRP je 1,5-krát pevnejší ako oceľ pri nižšej hmotnosti.

Významnou nevýhodou karbónu je jeho neznášanlivosť voči bodovým nárazom: po poškodení sa ochrana nedá obnoviť. V prípade menšej chyby budete musieť ochranu úplne zmeniť.

Ochrana zo sklenených vlákien

Väčšina kompozitných kľukových skríň Toyota je vyrobená zo sklenených vlákien, čo je jedna z najčastejšíchpožadované materiály. Výstužný materiál v sklolamináte je tkanina zo sklenených vlákien alebo kremeň. Matrica zo sklenených vlákien je vyrobená z termoplastických a termosetových polymérov.

Ochrana zo sklenených vlákien je jednou z najťažších vo svojej kategórii.

Charakteristickým znakom sklolaminátovej kompozitnej kľukovej skrine Land Rover je jej nízka tepelná vodivosť. Je odolný voči mechanickému poškodeniu a priesvitný. Silnou stránkou sklenených vlákien je odolnosť proti korózii, stálosť tvaru a nedostatočné vystavenie teplu.

Sila ochrany zo sklenených vlákien je nižšia ako u ocele, ale hmotnosť sklolaminátu je tiež trikrát nižšia.

Oceľová kľuková skriňa je lacnejšia ako sklolaminát.

Výhody kompozitnej ochrany

Na základe spätnej väzby na kompozitnú ochranu kľukovej skrine možno rozlíšiť niekoľko výhod:

• Súčiastky s vysokou pevnosťou. Na rozdiel od oceľových chráničov, kompozitné vydržia 1,5-2,5-krát väčšiu záťaž.
• Nízka hmotnosť kompozitných produktov. Maximálna hrúbka kompozitnej ochrany je 12 milimetrov.
• Takmer úplná nehlučnosť tohto typu ochrany.
• Na rozdiel od kovu môže mať kompozitná ochrana geometricky zložitý tvar.

Chyby

V rovnakých recenziách kompozitnej ochrany kľukovej skrine sú však zaznamenané aj slabé stránky produktov:

• Vysoká krehkosť ochrany, ktoráovplyvňuje náchylnosť na bodové zaťaženie.
• Je nemožné pridať niekoľko extra vetracích otvorov bez zníženia bezpečnosti.
• Nespĺňajú environmentálne požiadavky – pri zahrievaní uvoľňujú škodlivé látky.

Ako vybrať ochranu kľukovej skrine

Pri výbere kompozitnej kľukovej skrine sa berú do úvahy predovšetkým klimatické podmienky regiónu a štýl jazdy. Individuálny typ ochrany je vhodný takmer pre každé auto, dôležité je však určiť hrúbku výrobku. Tento parameter závisí od účelu ochrany a materiálov, z ktorých je vyrobený. Hrúbka väčšinou ovplyvňuje bezpečnosť.

Druhým dôležitým parametrom je hmotnosť výrobku: príliš ťažké výrobky inštalované na ľahkých vozidlách môžu nepriaznivo ovplyvniť dynamiku a aerodynamické vlastnosti.

Tretím parametrom je kvalita garantovaná výrobcami. Odborníci odporúčajú zakúpiť si kompozitnú ochranu známych značiek a nainštalovať ju iba v automobilových službách. Pozorovaním nuancií procesu inštalácie je zabezpečená účinná ochrana.

Poslednou charakteristikou sú náklady na produkt. Oceľové modely sa považujú za najdostupnejšie a najobľúbenejšie možnosti, ale napriek tomu sú kompozitné ochrany efektívnejšie a ziskovejšie.