A közönséges PVC-kábelek „keménnyé, törékennyé és repedezetté” válhatnak a motortérben
Ha valaha kinyitotta egy régebbi jármű motorháztetőjét, és alaposan megnézte a szabadon lévő kábelkötegeket, akkor észrevethetett valamit, ami a következőkre vonatkozik:a kábel szigetelése keménynek és törékenynek érzi magát, és néhány helyen már megrepedt, szabaddá téve a benne lévő rézvezetőket.
Ez nem elszigetelt jelenség. Ez egy gyakori öregedési problémaPVC (polivinil-klorid) kábelek, amelyek magas hőmérsékletű{0}}motorterekben működnek.
A probléma a PVC anyagjellemzőiben rejlik. Ahhoz, hogy a PVC puha és rugalmas legyen, a gyártók hozzátesziklágyítók- kémiai adalékok, amelyek megkönnyítik az egyébként merev PVC hajlítását. Azonban hosszan tartó magas hőmérsékletnek való kitettség a motortérben (80 foktól 150 fokig, ahol a kipufogórendszer közelében lévő helyi hőmérséklet néha meghaladja200 fok) okozhatja ezeket a lágyítókatfokozatosan elpárolognak vagy kivándorolnak az anyagból.
Miután a lágyítók kimerültek, a PVC fokozatosanvisszatér eredendően merev és rideg állapotába.
Mi történik ezután?
Az edzett PVC szigetelés elveszti rugalmasságát, és kezdrepedések keletkeznek a jármű folyamatos rezgése alatt. Ahogy a repedések kitágulnak, a szigetelés egyes részei előfordulhatnakpelyhesedik vagy elszakad, kitéve a rézvezetőket oxidációnak és korróziónak.
Ami még komolyabb, a szabadon álló vezetékek érintkezhetnek egymással, és arövidzár, vagy lépjen kapcsolatba a jármű fém karosszériájával és okozzaelektromos szivárgás vagy földelési hiba. A következmények a torz szenzorjelektől a súlyos esetekben az anelektromos tűz.
Egyes járműtulajdonosok arról számoltak be, hogy a hűtő cseréje vagy egyéb karbantartás során a motorháztető alatti PVC védőcső annyira törékennyé vált, hogymegérintve összeomlott, mint a süteménymorzsa.
Ez nem egyszerűen elszigetelt kudarc.
A motortér magas hőmérsékletű-hőmérsékletű környezetében a PVC-kábel elöregedése nem az a kérdés, hogy „megtörténik-e”, hanem „mennyi ideig” fog megtörténni.
A PUR vegyszerállósága: védelem motorolajjal, hűtőfolyadékkal és üzemanyaggal szemben
PUR (poliuretán)alapvetően eltérő anyagszerkezettel rendelkezik, mint a PVC, ami nagyon eltérő hosszú távú teljesítményt{0}} eredményez.
A PVC korlátozottan ellenáll az olajoknak és bizonyos vegyszereknek. Ezzel szemben a PUR szigetelés erős ellenállást biztosít számos, az ipari és autóipari környezetben gyakran előforduló anyaggal szembenmotorolaj, hűtőfolyadék, hidraulikaolaj, benzin, híg savak és lúgos oldatok.
Kémiai ellenállása a következőképpen foglalható össze:
Motor- és kenőolajokkal szembeni ellenállás:Megfelel aDIN EN 50363-10-2követelményeknek, jól ellenáll az ásványi-olaj-alapú kenőanyagoknak való hosszú távú kitettségnek, jelentős duzzadás vagy bomlás nélkül.
Hűtőfolyadék ellenállás:Stabil teljesítményt tart fenn, ha hűtőfolyadéknak vagy hűtőfolyadék szivárgásának van kitéve.
Benzin és üzemanyag ellenállás:Ellenáll a lebomlásnak, ha autóüzemanyagokkal érintkezik.
Sav- és lúgállóság:Ellenállást biztosít számos savas és lúgos vegyszerrel szemben.
Hidrolízis és mikrobiális rezisztencia:Jól teljesít párás környezetben, és ellenáll a hidrolízis és a mikrobiális növekedés okozta lebomlásnak.
A PVC fokozatosan megduzzad, meglágyul, és végül megrepedhet, ha motorolajjal érintkezik.Hasonló körülmények között,A PUR évekig megőrzi fizikai tulajdonságait.
Ez az egyik oka annak, hogy a PUR-kábeleket széles körben használják olyan igényes környezetekben, mint a gépgyártás és az autógyártás, ahol gyakori az olajnak és egyéb szennyeződéseknek való kitettség.
A PUR is ahalogén-mentes anyag, azaz nem tartalmaz halogén elemeket, például klórt, fluort vagy brómot. Szélsőséges körülmények között, például tűz esetén a PUR nem termel ugyanilyen típusú anyagothidrogén-halogenid gázoka PVC égésével kapcsolatos, ami generálhathidrogén-klorid és egyéb mérgező füstök.
Flexing tesztadatok: milliónyi hajlítási ciklus húzó{0}}láncalkalmazásokban
A motortér és az ajtó Nekik is ki kell állniukismételt hajlítás és mechanikai súrlódás.
Minden alkalommal, amikor egy jármű ajtaja kinyílik és becsukódik, az ajtóban lévő kábelköteg meghajlik. A vezetés közben tapasztalt minden rezgés mechanikai igénybevételt is jelent a motortérben lévő vezetékekre.
Idővel ez akár fel is nőhetmillió ismételt hajlítási ciklus.
Tehát hogyan teljesít a PVC ilyen dinamikus körülmények között?
A húzó{0}}lánc tesztelése soránA PVC-kábelek általában körülbelül 200 000-500 000 hajlítási ciklust bírnak ki szobahőmérsékleten. És ez alatta vanszobahőmérséklet-viszonyok. A motortérben található magasabb hőmérsékleten az élettartam tovább csökkenthető.
Mi a helyzet a PUR-ral?
Az iparági tesztadatok lenyűgöző példákkal szolgálnak:
L-com Cat5e PUR ipari Ethernet-kábel:Átment a1 millió -ciklus-rugalmas teszta kábelátmérő 10-szeresének megfelelő hajlítási sugárnál és a10 millió -ciklus-rugalmas teszta kábelátmérő 20-szorosának megfelelő hajlítási sugárnál.
Phoenix Contact PUR érzékelő kábel:A dinamikus hajlítási vizsgálat ellenállakár 10 millió hajlítási ciklus.
igus chainflex® PUR adatkábelek:Erre tervezték és teszteltékmillió hajlítási ciklusa drag{0}}lánc alkalmazásokban a jel integritásának megőrzése mellett.
HELUKABEL MULTIFLEX 512-PUR húzólánc kábel:Tesztelve kb10 millió váltakozó hajlítási ciklus.
Mit jelent valójában a 10 millió hajlítási ciklus?
Tegyük fel, hogy egy jármű ajtaját naponta 10-szer kinyitják és bezárják. Ez körülbelül évi 3650 ciklust jelentene.
10 millió ciklusnál ez elméletileg kb2740 évajtónyitási ciklusok-
Természetesen a valós{0}}élettartam sok más változótól is függ, ezért ezt a számítást nem szabad a termék tényleges élettartamaként értelmezni. Mindazonáltal szemlélteti azt a kivételes fáradtságállóságot, amelyet a PUR képes biztosítani ismételt hajlítás esetén.
A PUR azért éri el ezt a teljesítményt, mert molekuláris szerkezete ezt biztosítjakiváló rugalmasság és szakadásállóság.
Ismételt hajlítás során a PUR köpenyegyenletesebben osztja el a mechanikai feszültséget, hasonlóan egy rugóhoz, ahelyett, hogy egyetlen pontra koncentrálnák a feszültséget, és hagynák repedések kialakulását, ahogyan a PVC képes.
-vel kombinálvafinomszálú, rendkívül rugalmas rézvezetők, A PUR kábelek minimális hajlítási sugarakat is elérhetnekA kábel átmérőjének 6-szorosa, az adott kábelkonstrukciótól függően.
Magas/alacsony hőmérsékletű kerékpározás: -40 foktól +105 fokig
Az autóipari kábelkötegeknek sokkal szélsőségesebb hőmérsékleti tartományt kell kibírniuk, mint azt a legtöbben gondolják.
Téli
Az olyan régiókban, mint Észak-Amerika, Észak-Európa és Oroszország, a külső hőmérséklet mérséklődik-40 fok vagy még ennél is alacsonyabb.
Nyári
A sivatagi területeken vagy zárt parkolóhelyeken a jármű belsejében a hőmérséklet meghaladhatja60 fok.
Motortér
Hosszabb vezetés után a motortérben a hőmérséklet könnyen meghaladhatja100 fok.
Egy kábel, aminek működnie kellegész évben- ilyen feltételek mellettrendkívül szigorú követelményeket támaszt a szigetelőanyaggal szemben.
PVC hőmérsékleti korlátozások
A PVC tipikus működési tartománya kb-20 foktól +70 fokig.
Alatt-20 fok, PVC válhatmerev és törékeny, növelve a repedés vagy törés kockázatát hajlításkor.
A fenti hosszan tartó működés során70 fok, a lágyítószer migrációja és a termikus öregedés jelentősen felgyorsulhat.
PUR hőmérsékleti teljesítmény
Autóipari-minőségű PUR-kábelek találkozójaISO 6722követelmények kb. üzemi hőmérséklet-tartományt biztosíthatnak-40 foktól +105 fokig.
Mit jelent ez a gyakorlatban?
-40 fokon
Rendkívül hideg körülmények között PUR szigetelésmegőrzi rugalmasságátés kevésbé valószínű, hogy törékennyé válik és hajlításkor eltörik.
Egyes speciális PUR-kábel-konstrukciók jó hajlítási teljesítményt képesek fenntartani akár alacsony hőmérsékleten is-60 fok.
+105 fokon
Magasabb hőmérsékleten a PUR szigetelést úgy tervezték, hogyellenáll a lágyulásnak, a deformációnak és a felgyorsult öregedésnek.
A hivatkozott hosszú távú-magas-hőmérsékletű tesztelési adatok szerint a PUR-kábelek stabil teljesítményt tudnak fenntartani3000-órás magas hőmérsékletű tesztek.
A fontosabb kihívás: hőmérsékleti kerékpározás
Az igazi kihívás gyakran nem egyszerűen a magas vagy alacsony hőmérséklet, hanemismételt hőmérséklet-ciklus.
Például egy jármű olyan sorozatot tapasztalhat, mint például:
-30 fok egyik napról a másikra → motorindítás → a motortér hőmérséklete +80 fokra emelkedik működés közben
Ez az ismétlődő tágulási{0}}és-összehúzódási ciklus jelentős terhelést jelent a kábelszigetelésre.
Ilyen kerékpározási körülmények között a PUR-t úgy tervezték, hogy ellenálljonismételt hőtágulás és összehúzódás okozta mikrorepedések, míg a PVC fokozatosan keményebbé és érzékenyebbé válhat a repedésre.
Ez az oka annak, hogy a csúcskategóriás{0}}autó-diagnosztikai hevederek PUR-köpenyt használnak:
Úgy tervezték, hogy megbízható mechanikai és elektromos teljesítményt tartsanak fenn az éghajlati viszonyok széles skáláján - az Északi-sarkkörtől a Szahara-sivatagig, és a motor hidegindításától a teljes terhelésig{1}}.
Ha a PVC-t és a PUR-t egymás mellett hasonlítjuk össze, a különbségek egyértelműek:
| Összehasonlítás | PVC (polivinil-klorid) | PUR (poliuretán) |
|---|---|---|
| Hőmérséklet tartomány | -20 foktól +70 fokig | -40 foktól +105 fokig |
| Olajellenállás | Korlátozott; megduzzadhat | Kiváló(DIN EN 50363-10-2-nek megfelelő) |
| Hűtőfolyadék Ellenállás | Viszonylag szegény | Kiváló |
| Rugalmas élet | 200 000-500 000 ciklus | 1 millió-10 millió ciklus |
| Hidrolízisrezisztencia | Mérsékelt | Kiváló |
| UV-ellenállás | Mérsékelt | Kiváló |
| Égési termékek | Hidrogén-kloridot és egyéb mérgező gázokat bocsáthat ki | Halogén-mentes, alacsony-füstjellemzők |
| Tipikus alkalmazások | Beltéri, száraz, fix telepítések | Motorterek, kültéri környezet, dinamikus hajlító alkalmazások |
A PVC-kábelek olcsók és könnyen feldolgozhatók, és megfelelően működnek beltéri, száraz környezetben.
Azonban amotortér- a magas hőmérsékletet, az olajszennyeződést, a vibrációt és az ismétlődő hajlítást ötvöző, igényes környezet - A PVC szigetelés végső soron sebezhetőbb az öregedés ellen.
A PUR-t gyakran "védőpajzsnak" tekintik az autók kábelkötegeinél, mivel vegyszerállósága segít ellenállni a motorolajnak és hűtőfolyadéknak, rugalmas szerkezete több millió hajlítási ciklusnak is ellenáll, széles üzemi hőmérséklet-tartománya pedig megbízható teljesítményt tesz lehetővé szélsőséges éghajlaton is.
A jó minőségű{0}}diagnosztikai kábelkötegérta külső köpeny anyaga különbséget tesz az egy évig tartó kábel és a hosszú évek megbízható kiszolgálására tervezett kábel között.