Cablurile obișnuite din PVC pot deveni „dure, fragile și crăpate” în compartimentul motorului
Dacă ați deschis vreodată capota unui vehicul mai vechi și ați aruncat o privire atentă la cablajele expuse, este posibil să fi observat ceva referitor la:izolația cablului se simte dură și fragilă, iar în unele zone s-a crăpat deja, expunând conductorii de cupru din interior.
Acesta nu este un fenomen izolat. Este o problemă comună de îmbătrânire asociată cuCabluri din PVC (clorură de polivinil) care funcționează în compartimentele motorului cu temperatură ridicată-.
Problema constă în caracteristicile materialelor PVC. Pentru a face PVC moale și flexibil, adaugă producătoriiplastifianti- aditivi chimici care fac PVC-ul, altfel rigid, mai ușor de îndoit. Cu toate acestea, expunerea prelungită la temperaturi ridicate într-un compartiment motor (80 de grade până la 150 de grade, cu temperaturi localizate în apropierea sistemului de evacuare depășind uneori200 de grade) poate determina acesti plastifianti sase evaporă sau migrează treptat din material.
Odată ce plastifianții sunt epuizați, PVC-ul treptatrevine la starea sa inerent rigidă și fragilă.
Ce se întâmplă în continuare?
Izolația PVC întărită își pierde flexibilitatea și începedezvolta fisuri sub vibrația continuă a vehiculului. Pe măsură ce fisurile se extind, secțiunile izolației potse desprinde sau se desprinde, expunând conductorii de cupru la oxidare și coroziune.
Mai grav, conductorii expuși pot intra în contact unul cu celălalt și pot cauza ascurt-circuit, sau contactați caroseria metalică a vehiculului și cauzascurgeri electrice sau o defecțiune la pământ. Consecințele pot varia de la semnale distorsionate ale senzorilor până la, în cazuri severe, unfoc electric.
Unii proprietari de vehicule au raportat că la înlocuirea unui radiator sau la efectuarea altor lucrări de întreținere, tubulatura de protecție din PVC de sub capotă devenise atât de fragilă încâts-a sfărâmat ca firimiturile de prăjituri când sunt atinse.
Acesta nu este doar un eșec izolat.
În mediul cu temperatură înaltă-din compartimentul motorului, îmbătrânirea cablului din PVC nu este o problemă de „dacă” se va întâmpla, ci de „cât timp” va dura.
Rezistența chimică a PUR: protecție împotriva uleiului de motor, lichidului de răcire și combustibilului
PUR (poliuretan)are o structură de material fundamental diferită de PVC, rezultând performanțe foarte diferite-pe termen lung.
PVC are o rezistență limitată la uleiuri și anumite substanțe chimice. Izolația PUR, prin contrast, oferă o rezistență puternică la multe substanțe întâlnite frecvent în mediile industriale și auto, inclusivulei de motor, lichid de răcire, ulei hidraulic, benzină, acizi diluați și soluții alcaline.
Rezistența sa chimică poate fi rezumată după cum urmează:
Rezistenta la uleiuri de motor si lubrifiante:Conform cuDIN EN 50363-10-2cerințe, cu rezistență bună la-expunerea pe termen lung la lubrifianți pe bază de-ulei-minerale, fără umflare sau descompunere semnificativă.
Rezistenta lichidului de racire:Menține performanța stabilă atunci când este expus la scurgeri de lichid de răcire.
Rezistenta la benzina si combustibil:Rezistă la degradare atunci când este expus la combustibili pentru automobile.
Rezistență la acizi și alcali:Oferă rezistență la o serie de substanțe chimice acide și alcaline.
Hidroliza și rezistența microbiană:Funcționează bine în medii umede și este rezistent la degradarea cauzată de hidroliză și creșterea microbiană.
PVC-ul se poate umfla treptat, se înmoaie și în cele din urmă se poate crăpa atunci când este expus la uleiul de motor.În condiții comparabile,PUR își poate menține proprietățile fizice ani de zile.
Acesta este unul dintre motivele pentru care cablurile PUR sunt utilizate pe scară largă în medii solicitante, cum ar fi producția de mașini și producția de automobile, unde expunerea la ulei și alți contaminanți este obișnuită.
PUR este, de asemenea, unmaterial fără-halogen, ceea ce înseamnă că nu conține elemente de halogen, cum ar fi clorul, fluorul sau bromul. În condiții extreme, cum ar fi focul, PUR nu produce același tip degaze de halogenură de hidrogenasociat cu arderea PVC-ului, care poate generaacid clorhidric și alți vapori toxici.
Flexarea datelor de testare: milioane de cicluri de îndoire în aplicațiile de tragere-lanț
Cablurile-compartimentului motorului și ale balamalei-ușilor se confruntă cu mai mult decât temperaturi ridicate și expunere la substanțe chimice. De asemenea, trebuie să rezisteîndoiri repetate și frecare mecanică.
De fiecare dată când o ușă de vehicul se deschide și se închide, cablajul din ușă se îndoaie. Fiecare vibrație experimentată în timpul conducerii pune, de asemenea, un stres mecanic asupra cablajului din interiorul compartimentului motor.
În timp, acest lucru se poate adăugamilioane de cicluri de îndoire repetate.
Deci, cum funcționează PVC-ul în aceste condiții dinamice?
La testarea-lanțului de tragere,Cablurile din PVC pot rezista de obicei la aproximativ 200.000 până la 500.000 de cicluri de îndoire la temperatura camerei. Și asta e subcondiţiile de temperatură a camerei{0}. La temperaturile ridicate găsite în interiorul unui compartiment motor, durata de viață poate fi redusă și mai mult.
Dar PUR?
Datele de testare din industrie oferă câteva exemple impresionante:
Cablu Ethernet industrial L-com Cat5e PUR:A trecut aTest de flexibilitate cu 1 milion-ciclula o rază de îndoire de 10× diametrul cablului și aTest de flexibilitate cu 10 milioane-ciclurila o rază de îndoire de 20× diametrul cablului.
Cablu senzor Phoenix Contact PUR:Testarea dinamică la îndoire poate rezistapână la 10 milioane de cicluri de îndoire.
Cabluri de date igus chainflex® PUR:Proiectat și testat pentrumilioane de cicluri de îndoireîn aplicațiile de tragere-lanț, menținând în același timp integritatea semnalului.
Cablu cu lanț de tractare HELUKABEL MULTIFLEX 512-PUR:Testat la aproximativ10 milioane de cicluri de îndoire alternante.
Ce înseamnă de fapt 10 milioane de cicluri de îndoire?
Să presupunem că ușa unui vehicul este deschisă și închisă de 10 ori pe zi. Aceasta ar echivala cu aproximativ 3.650 de cicluri pe an.
La 10 milioane de cicluri, asta ar corespunde teoretic cu aproximativ2.740 de anide cicluri de-deschidere a ușilor.
Desigur, durata de viață reală-lumea depinde de multe alte variabile, așa că acest calcul nu trebuie interpretat ca o durată de viață reală a produsului. Cu toate acestea, ilustrează rezistența excepțională la oboseală pe care PUR o poate oferi la flexii repetate.
PUR atinge această performanță deoarece structura sa moleculară oferăelasticitate excelentă și rezistență la rupere.
În timpul îndoirii repetate, jacheta PURdistribuie stresul mecanic mai uniform, la fel ca un arc, mai degrabă decât să concentreze stresul într-un singur punct și să permită dezvoltarea fisurilor așa cum poate PVC-ul.
Combinat cuconductori de cupru cu fire fine, foarte flexibili, Cablurile PUR pot atinge raze de îndoire minime de până la6× diametrul cablului, în funcție de construcția specifică a cablului.
Ciclism la temperatură înaltă/joasă: de la -40 grade până la +105 grade
Cablajele auto trebuie să reziste la un interval de temperatură mult mai extrem decât își dau seama majoritatea oamenilor.
Iarnă
În regiuni precum America de Nord, Europa de Nord și Rusia, temperaturile exterioare pot scădea până la-40 de grade sau chiar mai jos.
Vară
În regiunile deșertice sau în zonele de parcare închise, temperaturile din interiorul unui vehicul pot depăși60 de grade.
Compartimentul motorului
După conducere prelungită, temperaturile din interiorul unui compartiment motor pot depăși cu ușurință100 de grade.
Un cablu care trebuie să funcționezepe tot parcursul anului-în aceste condiţiiimpune cerințe extrem de solicitante asupra materialului izolator.
Limitări de temperatură PVC
Un interval de operare tipic din PVC este de aproximativ-20 de grade până la +70 grade.
De mai jos-20 de grade, PVC poate devenirigidă și fragilă, crescând riscul de fisurare sau rupere atunci când este îndoit.
În timpul funcționării prelungite de mai sus70 de grade, migrarea plastifianților și îmbătrânirea termică pot accelera semnificativ.
Performanța temperaturii PUR
Întâlnire cu cabluri PUR de calitate-autoISO 6722cerințele pot oferi un interval de temperatură de funcționare de aproximativ-40 de grade până la +105 grade.
Ce înseamnă acest lucru în termeni practici?
La -40 de grade
In conditii extrem de reci, izolatie PURîși păstrează flexibilitateași este mai puțin probabil să devină fragil și să se rupă atunci când este îndoit.
Unele construcții specializate de cablu PUR pot menține o performanță bună de îndoire chiar și la temperaturi la fel de scăzute-60 de grade.
La +105 grade
La temperaturi ridicate, izolația PUR este proiectată pentrurezistă la înmuiere, deformare și îmbătrânire accelerată.
Conform datelor de testare la temperatură înaltă-pe termen lung-de referință, cablurile PUR pot menține o performanță stabilă în timpulTeste la temperatură înaltă de 3.000-ore.
Cea mai importantă provocare: Ciclismul cu temperatură
Adevărata provocare este adesea nu doar temperatura ridicată sau scăzută, cicicluri repetate de temperatură.
De exemplu, un vehicul poate experimenta o secvență precum:
-30 de grade peste noapte → pornirea motorului → temperatura compartimentului motor crește la +80 grade în timpul funcționării
Acest ciclu repetat de expansiune-și-contracție pune un stres considerabil asupra izolației cablurilor.
În aceste condiții de ciclism, PUR este proiectat să rezistemicrofisurare cauzată de expansiunea și contracția termică repetată, în timp ce PVC-ul poate deveni treptat mai dur și mai susceptibil la crăpare.
Acesta este motivul pentru care hamurile-de diagnosticare auto de ultimă generație folosesc jachete PUR:
Acestea sunt concepute pentru a menține performanța mecanică și electrică fiabilă într-o gamă largă de climate - de la Cercul Arctic la Deșertul Sahara și de la pornirea la rece a motorului la funcționarea la sarcină maximă-.
Când PVC și PUR sunt comparate unul lângă altul, diferențele sunt clare:
| Comparaţie | PVC (clorura de polivinil) | PUR (poliuretan) |
|---|---|---|
| Interval de temperatură | -20 de grade până la +70 grade | -40 de grade până la +105 grade |
| Rezistenta la ulei | Limitat; se poate umfla | Excelent(conform DIN EN 50363-10-2) |
| Rezistenta la lichid de racire | Relativ săraci | Excelent |
| Flexând Viața | 200.000–500.000 de cicluri | 1 milion–10 milioane de cicluri |
| Rezistența la hidroliză | Moderat | Excelent |
| Rezistență UV | Moderat | Excelent |
| Produse de ardere | Poate elibera clorură de hidrogen și alte gaze toxice | Caracteristici-fără halogeni, cu-fum redus |
| Aplicații tipice | Instalatii interioare, uscate, fixe | Compartimentele motorului, medii exterioare, aplicații dinamice de flexie |
Cablurile din PVC sunt ieftine și ușor de prelucrat și pot funcționa adecvat în medii interioare, uscate.
Cu toate acestea, încompartimentul motorului- un mediu solicitant care combină temperaturi ridicate, contaminare cu ulei, vibrații și îndoiri repetate - Izolația PVC este în cele din urmă mai vulnerabilă la îmbătrânire.
PUR este adesea privit ca un „scut de protecție” pentru cablajele auto, deoarece rezistența sa chimică ajută la expunerea la uleiul de motor și lichidul de răcire, structura sa elastică rezistă milioane de cicluri de îndoire și intervalul său larg de temperatură de funcționare permite performanțe fiabile în condiții climatice extreme.
Pentru un cablaj de-cabluri de diagnosticare de înaltă calitate,materialul folosit pentru mantaua exterioară poate face diferența între un cablu care durează un an și unul conceput pentru a oferi servicii de încredere mulți ani.