โมดูลเพลาลูกเบี้ยว: พลาสติกแทนโลหะ

ผลิตภัณฑ์ใหม่ให้ประโยชน์ในแง่ของน้ำหนักต้นทุนและสิ่งแวดล้อม

นักวิจัยจาก Fraunhofer Institute ร่วมกับ Mahle และ Daimler ได้สร้างวัสดุใหม่สำหรับตัวเรือนเพลาลูกเบี้ยว ตามที่ผู้เชี่ยวชาญกล่าวสิ่งนี้จะก่อให้เกิดประโยชน์มากมาย

ใครบอกว่าวันของเครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นตัวเลข? หากคุณติดตามจำนวนนวัตกรรมที่ยังคงได้รับการพัฒนาสำหรับรูปแบบการเคลื่อนไหวแบบคลาสสิกคุณจะพบได้อย่างง่ายดายว่าวิทยานิพนธ์คงที่นี้เกินจริงหากไม่ได้วางผิดที่ ทีมวิจัยกำลังนำเสนอโซลูชั่นใหม่ ๆ อย่างต่อเนื่องที่ทำให้เครื่องยนต์เบนซินดีเซลและแก๊สมีประสิทธิภาพมากขึ้นประหยัดน้ำมันมากขึ้นและบ่อยครั้งในเวลาเดียวกัน

• 

• 

• 

• 

• 

• 

เสริมด้วยเรซินสังเคราะห์แทนอลูมิเนียม

นี่คือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ของ Fraunhofer Institute for Chemical Technology (ICT) กำลังทำอยู่ พวกเขาร่วมกับผู้เชี่ยวชาญจาก Daimler, Mahle และซัพพลายเออร์ยานยนต์อื่น ๆ พวกเขาได้พัฒนาโมดูลเพลาลูกเบี้ยวรูปแบบใหม่ที่ทำจากพลาสติกแทนที่จะเป็นโลหะผสมที่มีน้ำหนักเบา โมดูลนี้เป็นส่วนประกอบที่สำคัญของระบบขับเคลื่อนดังนั้นความมั่นคงจึงเป็นข้อกำหนดที่สำคัญที่สุดสำหรับนักออกแบบ อย่างไรก็ตาม Fraunhofer ใช้พอลิเมอร์เทอร์โมเซตติงเสริมความแข็งแรงสูง (เรซินสังเคราะห์) แทนอะลูมิเนียมสำหรับโมดูลที่ทำหน้าที่เป็นตัวเรือนเพลาลูกเบี้ยว

ผู้เขียนการพัฒนายืนยันว่าสิ่งนี้จะก่อให้เกิดประโยชน์หลายประการในเวลาเดียวกัน ในแง่หนึ่งในแง่ของน้ำหนัก:“ โมดูลเพลาลูกเบี้ยวจะอยู่ที่ฝาสูบซึ่งโดยปกติจะอยู่ที่ด้านบนสุดของเส้นทางขับเคลื่อน” Thomas Sorg นักวิทยาศาสตร์จาก Fraunhofer Institute อธิบาย ที่นี่การประหยัดน้ำหนักมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อลดจุดศูนย์ถ่วงของรถลง " แต่มันไม่ได้ดีแค่สำหรับการขับเคลื่อนบนท้องถนนเท่านั้น การลดน้ำหนักเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุดวิธีหนึ่งในการลดการปล่อยก๊าซ CO2 จากรถยนต์

ผลประโยชน์ด้านต้นทุนและภูมิอากาศ

แม้ว่าชิ้นส่วนของสถาบันจะเบากว่าโมดูลเพลาลูกเบี้ยวอะลูมิเนียม แต่ผู้สร้างอ้างว่ามีความทนทานต่ออุณหภูมิสูงและความเครียดทางกลและทางเคมีอย่างมากเช่นที่เกิดจากน้ำมันเครื่องสังเคราะห์และสารหล่อเย็น การพัฒนาใหม่นี้ก็มีข้อดีเช่นกัน เนื่องจากพลาสติกมีพฤติกรรมเป็นฉนวนกันเสียง“ พฤติกรรมทางเสียงของโมดูลเพลาลูกเบี้ยวสามารถปรับให้เหมาะสมได้ดีมาก” Sorg อธิบาย

อย่างไรก็ตามผลประโยชน์ที่ใหญ่ที่สุดอาจเป็นต้นทุนต่ำ หลังจากหล่อชิ้นส่วนอลูมิเนียมจะต้องผ่านการตกแต่งที่มีราคาแพงและมีอายุการใช้งานที่ จำกัด ในการเปรียบเทียบต้นทุนของการแปรรูปเพิ่มเติมของวัสดุเทอร์โมเซตติงเสริมเส้นใยนั้นค่อนข้างต่ำ การออกแบบเสาหินทำให้สามารถนำชิ้นส่วนไปแปรรูปล่วงหน้าในโรงงานซึ่งสามารถติดตั้งเข้ากับเครื่องยนต์ได้ด้วยการเคลื่อนไหวเพียงไม่กี่ครั้ง นอกจากนี้ Fraunhofer ICT ยังรับประกันความทนทานที่มากขึ้นอย่างมากสำหรับการพัฒนาใหม่

ท้ายที่สุดแล้วจะมีประโยชน์ต่อสภาพอากาศเช่นกัน เนื่องจากการผลิตอะลูมิเนียมนั้นใช้พลังงานมากคาร์บอนฟุตพรินต์ของโมดูลเพลาลูกเบี้ยวไฟเบอร์ออปติก Durometer จึงควรต่ำกว่าอย่างมีนัยสำคัญ

เอาท์พุต

ในขณะนี้ โมดูลเพลาลูกเบี้ยวของสถาบันไอซีที Fraunhofer ยังคงอยู่ในขั้นตอนของแบบจำลองการสาธิตการทำงาน บนแท่นทดสอบเครื่องยนต์ ชิ้นส่วนได้รับการทดสอบเป็นเวลา 600 ชั่วโมง “เราพอใจมากกับต้นแบบการทำงานและผลการทดสอบ” Catherine Schindele ผู้จัดการโครงการของ Mahle กล่าว อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ พันธมิตรยังไม่ได้หารือเกี่ยวกับหัวข้อของเงื่อนไขที่เป็นไปได้ที่จะวางแผนการใช้งานแบบต่อเนื่องของการพัฒนา