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利用特种聚合物制备的发动机好在哪?

发布: 2017-08-11 | 来源:青娱乐-青娱乐官网 | 编辑:gdpia | 查看:

    在制造业领域中,最新研究出的设备、工艺方法以及材料往往会由汽车整机制造厂(OEMs)或一级供应商首先进行测试。Polimotor发动机就是一个很好的例子,这是一种全塑发动机,发明家MattiHoltzberg已经对这项技术进行了近40年的研究。

    图中所示为利用注射成型的黑色聚合物部件(左前臂)取代Polimotor2发动机中油泵外壳的三个金属部件(图片供稿:索尔维特种聚合物)

图中所示为利用注射成型的黑色聚合物部件(左前臂)取代Polimotor2发动机中油泵外壳的三个金属部件(图片供稿:索尔维特种聚合物)

    研发Polimotor发动机的动力就是为了向人们展示如何利用塑料代替金属,以此来减轻发动机的重量(包括发动机的内部、外部以及机罩下的部件)。Holtzberg在20世纪70年代末推出了Polimotor项目,直到1984年才说服了一名赛车车主为车辆装备了第一代2.3升发动机,并且用改装好的赛车参加了一系列国际汽车运动协会举办的活动。这次改装将发动机安装在了LolaT616铝制底盘上。

    尽管在活动中该款发动机的表现令人称赞(其中在1985年的美国公路赛中获得了第三名的好成绩),但该项目仍被搁置多年。大约两年前,Holtzberg在他位于佛罗里达州的分公司(复合铸造有限责任公司)和索尔维特种聚合物(SolvaySpecialtyPolymers,一家生产聚苯硫醚和含氟弹性体材料的公司)这两家公司工程师的帮助下,重新启动了这个项目。

    第一台Polimotor发动机重量为168磅,是一种直立的顶置凸轮发动机,四缸配置,转速能达到8500rpm,输出马力可以达到290hp。其主要使用的复合材料是Torlon,这是一种可熔融加工的热塑性塑料,可以挤出成形,也可以利用注塑的方法获得特定的几何形状。Polimotor2将配备涡轮增压器以及改进后的燃油喷射装置,从而保证发动机可以在8,000rpm的转速下获得420到450的马力。这款发动机的重量约为143磅,比生产的标准引擎轻约88磅。

    根据Holtzberg的说法,新一代引擎在结构设计方面与之前的引擎并没有什么不同。而此次设计的新颖之处在于,发动机中的一些部件是利用索尔维公司先进的特种聚合物制成。实际上,这三个利用特种聚合物制造的部件每一个都被用于多个组件中。

    发动机的除油线和燃油摄入流道使用到了KetaSphirePEEK(聚醚醚酮)。该聚合物含有30%的玻璃纤维(CF30),具有与PPS(聚苯硫醚)相类似的化学稳定性,同时还具有在464F高温下连续使用的优异机械性能。聚醚醚酮是一种高模量、达到KT-820级的聚合物,具有优异的抗疲劳性、抗冲击强度和延展性。该类聚合物采用天然色粉标准分类(可分为粗、细、极细、超细四种)。

    TecnoflonFKM用于制备出水口密封件和燃油喷射器的O型圈,因为它能够与各种润滑剂、燃料和添加剂相容,同时也能够承受蒸汽、侵蚀性化学物质以及高温的环境,并且在低温下还可以保持灵活性。

    在胺基防腐添加剂的作用下,耐碱性能特别好。氟含量为66%至70%的条件下离子可固化能够达到共聚物和三元共聚物的级别。这两类特性适用于所有的成型技术。

    发动机水泵中的叶轮和定子隔离器由RytonR-4PPS注塑成型。这种添加了40%玻璃纤维的增强复合材料在高达428F的工作温度以及临时峰值温度高达509F的条件下,具有化学稳定性、低吸湿性和尺寸稳定性。利用该聚合物制备的零件也具有良好的热稳定性和阻燃性。

    由索尔维公司提供的特种聚合物制成的其他发动机部件包括凸轮链轮和盖子、出水口、增压室以及油泵壳体。

来源:材料科技在线
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