Werden die Kohlefaserkomponenten der Kupplungsverstärker bei hohen Temperaturen verformt?

Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe sind aufgrund ihrer leichten und hohen Merkmale ein Vertreter von High-End-Materialien in den Feldern von Automobilen, Luft- und Raumfahrt usw. geworden. Als Schlüsselkomponente in Clutch Booster Die thermische Stabilität seiner Kohlefaserkomponenten hat viel Aufmerksamkeit erregt: Wird solche Materialien unter hohen Temperaturbedingungen verformt und versagen?

1. Die inhärenten Vorteile und die Temperaturschwelle von Kohlefasermaterialien
Kohlefaser besteht aus Polyacrylonitril (PAN) und bildet nach einer Hochtemperatur-Kohlenstoffbehandlung eine Graphitkristallstruktur. Seine axiale Zugfestigkeit kann mehr als das Fünffache des Stahls erreichen, während ihre Dichte nur 1/4 des Stahls beträgt. Die thermische Stabilität hängt jedoch von der Leistung der Harzmatrix ab. Die übliche Epoxidharz-Matrix-Glass-Übergangstemperatur (TG) beträgt etwa 120-180 ℃. Wenn diese Temperatur überschritten wird, wird das Harz weicher und die Materialsteifheit nimmt ab.
Die im Kupplungsverstärker verwendeten Kohlefaserkomponenten verwenden normalerweise hochtemperaturresistente modifizierte Harze (wie Bismsaleimid oder Polyimid), um TG auf über 250 ℃ zu erhöhen. Gleichzeitig beträgt die thermische Zersetzungstemperatur von Kohlefaser selbst bis zu 3000 ° C, was bedeutet, dass unter normalen Arbeitsbedingungen (die Temperatur des Kupplungssystems normalerweise ≤200 ° C beträgt, die Materialstruktur nicht im Wesentlichen beschädigt wird.
2. Leistungsüberprüfung unter extremen Bedingungen
Um die tatsächlichen Arbeitsbedingungen zu simulieren, führten wir systematische thermische Tests an den Kohlefaserkomponenten der Kupplung durch die Kupplung durch:
Kurzfristige Auswirkung mit hoher Temperatur: In einer 250 ° C-Umgebung für 30 Minuten beträgt die Änderungsrate der Komponentengrößen <0,05%, was viel niedriger ist als die 0,12% der Aluminiumlegierung;
Wärmeleitungstest: Nach 1000 Zyklen von -40 ℃ bis 200 ° C beträgt die Retentionsrate der Materialvertreibscherfestigkeit> 92%;
Dynamischer Belastungstest: Das Auftragen von 200 n · m Drehmoment bei 180 ℃ beträgt die Verformung von Kohlefaserkomponenten nur 1/3 der von herkömmlichen Stahlteilen.
Die Daten zeigen, dass durch Harzmatrixmodifikation und Faserschichtoptimierung (z. B. 0 °/90 ° orthogonale Laminierung) der Kriechwiderstand von Kohlefaserkomponenten bei hohen Temperaturen signifikant besser ist als die von Metallmaterialien. Das Geheimnis ist, dass die hohe thermische Leitfähigkeit von Kohlefaser (axiale Wärmeleitfähigkeit von bis zu 800 W/m · k) die lokalen Hotspots schnell zerstreuen kann, während die Zähigkeit des Harzes die Konzentration der thermischen Belastung puffern.
3.. Technologie -Upgrades brechen traditionelle Einschränkungen durch
Für extreme Nutzungsszenarien (wie häufige Halbkelüder von Rennwagen oder Hochtemperaturumgebungen in Wüsten) verbessert der Kupplungsverstärker die thermische Stabilität durch drei Technologien weiter:
Nanokeramikbeschichtung: Sprühen einer 50 & mgr; m al₂o₃-sic-Verbundbeschichtung auf der Oberfläche der Komponente, um die obere Temperaturgrenze der Oberfläche auf 400 ℃ zu erhöhen;
PrepREG-Prozessoptimierung: Verwendung von RTM-Technologie (Harzübertragung) mit hoher Drucke, um die Porosität unter 0,3% zu kontrollieren und das Risiko einer Grenzflächendelamination bei hohen Temperaturen zu verringern;
Intelligente Temperaturüberwachung: Integrierte Glasfasersensoren überwachen die Komponententemperatur in Echtzeit und passen automatisch die Clutch -Engagement -Strategie an, wenn sie sich dem kritischen Wert nähert.