Модуль распредвала: пластик вместо металла
Содержание
Новый продукт обещает преимущества с точки зрения веса, стоимости и экологии
Совместно со специалистами Mahle и Daimler исследователи из Института Фраунгофера создали новый материал для корпусов, в которые устанавливаются распределительные валы. По мнению экспертов, это принесет много пользы.
Кто сказал, что дни двигателя внутреннего сгорания сочтены? Если вы отслеживаете, сколько инноваций продолжают разрабатываться для классической формы движения, вы легко обнаружите, что этот постоянный тезис преувеличен, если не сказать неправильно. Исследовательские группы постоянно представляют новые решения, которые делают бензиновые, дизельные и газовые двигатели более мощными, экономичными и часто одновременно.
Армированная синтетической смолой вместо алюминия.
Именно этим занимаются ученые из Института химической технологии Фраунгофера (ИКТ). Совместно со специалистами Daimler, Mahle и других поставщиков компонентов для автомобильной промышленности они разработали новый тип модуля распределительного вала, который состоит из пластика, а не из легких сплавов. Модуль является важным компонентом приводного тракта, поэтому стабильность является наиболее важным требованием для конструкторов. Однако специалисты Fraunhofer используют высокопрочный термореактивный полимер (синтетические смолы), армированный волокнами, вместо алюминия в качестве материала для модуля, который служит корпусом распределительного вала.
Авторы разработки утверждают, что это принесет несколько преимуществ одновременно. С одной стороны, с точки зрения веса: «Модуль распределительного вала расположен в головке цилиндров, то есть, как правило, в верхней части пути привода», объясняет Томас Зорг, ученый из Института Фраунгофера. Здесь экономия веса особенно целесообразна, поскольку позволяет снизить центр тяжести автомобиля ». Но это хорошо не только для динамики дороги. Потеря веса в конечном итоге является одним из наиболее эффективных методов снижения выбросов CO2 от автомобилей.
Стоимость и климатические преимущества
Хотя деталь, разработанная в институте, легче алюминиевого модуля распределительного вала, его создатели утверждают, что она чрезвычайно устойчива к высоким температурам и механическим и химическим нагрузкам, например, вызванным синтетическими моторными маслами и охлаждающими жидкостями. Акустически, у новой разработки также есть преимущества. Поскольку пластмассы ведут себя как звукоизоляторы, «акустическое поведение модуля распределительного вала может быть очень хорошо оптимизировано», объясняет Зорг.
Однако самым большим преимуществом могут быть низкие затраты. После отливки алюминиевые детали должны подвергаться дорогостоящей отделке, и срок их службы ограничен. Для сравнения, затраты на дополнительную обработку армированных волокном термореактивных материалов относительно невелики. Их монолитная конструкция позволяет предварительно обрабатывать деталь на заводе, где ее можно установить на двигатель всего несколькими движениями руки. Кроме того, Fraunhofer ICT обещает значительно большую долговечность своей новой разработки.
В конечном счете, климатические выгоды также будут. Поскольку производство алюминия потребляет много энергии, углеродный след волоконно-оптического модуля распределительного вала Durometer должен быть значительно меньше.
Вывод
В настоящий момент модуль распределительного вала Института ИКТ им. Фраунгофера все еще находится на стадии работающей демонстрационной модели. На испытательном стенде для двигателей испытания детали продолжались в течение 600 часов. «Мы очень довольны рабочим прототипом и результатами испытаний», – сказала Кэтрин Шинделе, менеджер проекта в Mahle. Однако до сих пор партнеры не обсуждали тему условий, в которых можно планировать серийное применение разработки.
