Componentele din fibră de carbon ale rapelului ambreiajului se vor deforma la temperaturi ridicate?

Materialele compozite din fibră de carbon au devenit un reprezentant al materialelor de înaltă calitate în câmpurile automobilelor, aerospațiale, etc., datorită caracteristicilor lor ușoare și de înaltă rezistență. Ca componentă cheie în Booster ambreiaj , Stabilitatea termică a componentelor sale din fibră de carbon a atras multă atenție: se vor deforma și nu reușesc aceste materiale în condiții de temperatură ridicată?

1.. Avantajele inerente și pragul de temperatură al materialelor din fibră de carbon
Fibra de carbon este fabricată din poliacrilonitril (PAN) și formează o structură de cristal de grafit după tratamentul de carbonizare la temperaturi ridicate. Rezistența sa la tracțiune axială poate ajunge de mai mult de 5 ori mai mare decât oțelul, în timp ce densitatea sa este doar 1/4 din cea a oțelului. Cu toate acestea, stabilitatea sa termică depinde de performanța matricei de rășină. Temperatura comună de tranziție a sticlei de rășină epoxidică (TG) este de aproximativ 120-180 ℃. Când această temperatură este depășită, rășina se va înmuia și rigiditatea materialului va scădea.
Componentele din fibră de carbon utilizate în rapel de ambreiaj folosesc, de obicei, rășini modificate rezistente la temperatură ridicată (cum ar fi bismaleimid sau polimidă) pentru a crește TG la peste 250 ℃. În același timp, temperatura de descompunere termică a fibrei de carbon în sine este de până la 3000 ℃, ceea ce înseamnă că în condiții normale de lucru (temperatura sistemului de ambreiaj este de obicei ≤200 ℃), structura materialului nu va fi în esență deteriorată.
2. Verificarea performanței în condiții extreme
Pentru a simula condițiile reale de muncă, am efectuat teste termice sistematice pe componentele din fibră de carbon de rapel al ambreiajului:
Impact la temperatură ridicat pe termen scurt: într-un mediu de 250 ℃ timp de 30 de minute, rata de modificare a mărimii componentelor este <0,05%, ceea ce este mult mai mic decât 0,12% din aliajul de aluminiu;
Testul ciclului termic: După 1000 de cicluri de la -40 ℃ la 200 ℃, rata de retenție a forței de forfecare a interviului de material este> 92%;
Test de încărcare dinamică: Aplicarea cuplului 200n · m la 180 ℃, deformarea componentelor din fibră de carbon este doar 1/3 din cea a pieselor tradiționale din oțel.
Datele arată că prin modificarea matricei de rășină și prin optimizarea stratului de fibre (cum ar fi laminarea ortogonală 0 °/90 °), rezistența la fluaj a componentelor din fibră de carbon la temperaturi ridicate este semnificativ mai bună decât cea a materialelor metalice. Secretul este că conductivitatea termică ridicată a fibrei de carbon (conductivitatea termică axială de până la 800 W/M · K) poate dispersa rapid punctele fierbinți locale, în timp ce duritatea rășinii tamponează concentrația de stres termic.
3.. Actualizări tehnologice se desparte prin limitări tradiționale
Pentru scenarii de utilizare extremă (cum ar fi semifabricarea frecventă a mașinilor de curse sau a mediilor de temperatură ridicată în deșerturi), rapelul ambreiajului îmbunătățește în continuare stabilitatea termică prin trei tehnologii:
Acoperire nano-ceramică: pulverizarea unui acoperire compozit de 50 μm Al₂O₃-SIC pe suprafața componentei pentru a crește limita de temperatură superioară a suprafeței la 400 ℃;
Optimizarea procesului prepreg: utilizarea tehnologiei RTM de înaltă presiune (modelare de transfer de rășină) pentru a controla porozitatea sub 0,3% și a reduce riscul de delaminare a interfeței la temperaturi ridicate;
Monitorizare inteligentă a temperaturii: senzori integrați cu fibră optică monitorizează temperatura componentelor în timp real și ajustează automat strategia de implicare a ambreiajului atunci când abordează valoarea critică.