Mô-đun trục cam: nhựa thay vì kim loại
nội dung
Sản phẩm mới hứa hẹn những lợi ích về trọng lượng, chi phí và môi trường
Cùng với Mahle và Daimler, các nhà nghiên cứu tại Viện Fraunhofer đã tạo ra một loại vật liệu mới cho vỏ trục cam. Theo các chuyên gia, điều này sẽ mang lại nhiều lợi ích.
Ai nói rằng ngày của động cơ đốt trong được đánh số? Nếu bạn theo dõi bao nhiêu đổi mới tiếp tục được phát triển cho hình thức vận động cổ điển, bạn sẽ dễ dàng nhận thấy rằng luận điểm bất biến này bị phóng đại, nếu không muốn nói là đặt sai chỗ. Các nhóm nghiên cứu liên tục đưa ra các giải pháp mới giúp động cơ xăng, dầu diesel và khí đốt mạnh hơn, tiết kiệm nhiên liệu hơn và thường xuyên đồng thời.
Được gia cố bằng nhựa tổng hợp thay vì nhôm.
Đây là những gì các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Hóa học Fraunhofer (ICT) đang làm. Cùng với các chuyên gia từ Daimler, Mahle và các nhà cung cấp linh kiện ô tô khác, họ đã phát triển một loại mô-đun trục cam mới được làm bằng nhựa chứ không phải hợp kim nhẹ. Mô-đun là một thành phần thiết yếu của hệ thống truyền động, vì vậy tính ổn định là yêu cầu quan trọng nhất đối với các nhà thiết kế. Tuy nhiên, Fraunhofer sử dụng polyme nhiệt rắn có độ bền cao, được gia cố bằng sợi (nhựa tổng hợp) thay vì nhôm cho mô-đun đóng vai trò là vỏ trục cam.
Các tác giả của sự phát triển lập luận rằng điều này sẽ mang lại nhiều lợi ích cùng một lúc. Mặt khác, về trọng lượng: “Mô-đun trục cam nằm ở đầu xi-lanh, tức là, thường ở đầu đường dẫn động,” Thomas Sorg, nhà khoa học tại Viện Fraunhofer giải thích. Ở đây, việc tiết kiệm trọng lượng đặc biệt hữu ích khi chúng hạ thấp trọng tâm của xe. " Nhưng nó không chỉ tốt cho động lực học trên đường. Giảm cân cuối cùng là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để giảm lượng khí thải CO2 từ ô tô.
Chi phí và lợi ích khí hậu
Mặc dù bộ phận được phát triển tại viện này nhẹ hơn mô-đun trục cam bằng nhôm, nhưng những người sáng tạo ra nó khẳng định rằng nó có khả năng chịu nhiệt độ cao cũng như các ứng suất cơ học và hóa học, chẳng hạn như các tác nhân gây ra bởi dầu động cơ tổng hợp và chất làm mát. Về mặt âm học, sự phát triển mới cũng có những lợi thế. Vì nhựa hoạt động như chất cách âm nên “hoạt động âm học của mô-đun trục cam có thể được tối ưu hóa rất tốt,” Sorg giải thích.
Tuy nhiên, lợi ích lớn nhất có thể là chi phí thấp. Sau khi đúc, các bộ phận bằng nhôm phải trải qua quá trình hoàn thiện đắt tiền và có tuổi thọ hạn chế. Trong khi đó, chi phí xử lý bổ sung vật liệu nhiệt rắn gia cố bằng sợi là tương đối thấp. Thiết kế nguyên khối của chúng cho phép bộ phận này được gia công trước tại nhà máy, nơi nó có thể được gắn vào động cơ chỉ bằng một vài chuyển động tay. Ngoài ra, Fraunhofer ICT hứa hẹn độ bền cao hơn đáng kể cho sự phát triển mới của nó.
Cuối cùng, sẽ có những lợi ích về khí hậu. Vì sản xuất nhôm tiêu tốn nhiều năng lượng, nên lượng khí thải carbon của mô-đun trục cam sợi quang Durometer sẽ thấp hơn đáng kể.
Đầu ra
Hiện tại, module trục cam của Viện CNTT-TT. Fraunhofer vẫn đang ở giai đoạn của một mô hình trình diễn đang hoạt động. Trên băng ghế thử nghiệm động cơ, bộ phận đã được thử nghiệm trong 600 giờ. Catherine Schindele, giám đốc dự án tại Mahle cho biết: “Chúng tôi rất hài lòng với nguyên mẫu hoạt động và kết quả thử nghiệm. Tuy nhiên, cho đến nay các đối tác vẫn chưa thảo luận về chủ đề các điều kiện theo đó có thể lập kế hoạch ứng dụng nối tiếp của sự phát triển.
