Звичайні кабелі з ПВХ можуть стати «жорсткими, крихкими та потрісканими» в моторному відсіку
Якщо ви коли-небудь відкривали капот старого автомобіля і уважно дивилися на оголені джгути проводів, ви могли помітити щось тривожне:ізоляція кабелю здається твердою та крихкою, а на деяких ділянках вона вже тріснула, оголивши мідні провідники всередині.
Це не поодиноке явище. Це поширена проблема старіння, пов’язана зКабелі з ПВХ (полівінілхлориду), що працюють у моторних відсіках-з високою температурою.
Проблема полягає в характеристиках матеріалу ПВХ. Щоб зробити ПВХ м'яким і гнучким, виробники додаютьпластифікатори- хімічні добавки, які полегшують згинання твердого ПВХ. Однак тривалий вплив високих температур у моторному відсіку (80 градусів до 150 градусів, причому локальні температури поблизу вихлопної системи іноді перевищують200 градусів) можуть спричинити ці пластифікаторипоступово випаровуються або мігрують з матеріалу.
Як тільки пластифікатори виснажуються, ПВХ поступовоповертається до свого природно твердого та крихкого стану.
Що буде далі?
Затверділа ПВХ-ізоляція втрачає свою гнучкість і починає руйнуватисяутворення тріщин під дією постійної вібрації автомобіля. Коли тріщини розширяться, ділянки ізоляції можутьлускати або відриватися, піддаючи мідні провідники окисленню та корозії.
Що ще серйозніше, оголені провідники можуть стикатися один з одним і викликати aкоротке замикання, або торкніться металевого кузова автомобіля та спричинітьвитік струму або замикання на землю. Наслідки можуть варіюватися від спотворення сигналів датчиків до, у важких випадках, анелектрична пожежа.
Деякі власники транспортних засобів повідомляли, що під час заміни радіатора або виконання іншого технічного обслуговування захисна ПВХ трубка під капотом стала настільки крихкою, щопри дотику розсипався, як крихти печива.
Це не просто ізольована помилка.
У високо{0}}температурному середовищі моторного відсіку питання старіння ПВХ-кабелю залежить не від того, «чи» це відбудеться, а від того, «скільки довго» це займе.
Хімічна стійкість PUR: захист від моторного масла, охолоджуючої рідини та палива
PUR (поліуретан)має кардинально відмінну структуру матеріалу від ПВХ, що призводить до дуже відмінних- довгострокових характеристик.
ПВХ має обмежену стійкість до масел і деяких хімічних речовин. Ізоляція PUR, навпаки, забезпечує сильну стійкість до багатьох речовин, які зазвичай зустрічаються в промислових і автомобільних середовищах, у тому числімоторне масло, охолоджуюча рідина, гідравлічне масло, бензин, розбавлені кислоти та лужні розчини.
Його хімічну стійкість можна підсумувати таким чином:
Стійкість до моторних і мастильних масел:ВідповідаєDIN EN 50363-10-2вимоги, з хорошою стійкістю до тривалого-впливу мінеральних-олив-мастильних матеріалів без значного набухання чи розкладання.
Опір охолоджуючої рідини:Зберігає стабільну роботу під час впливу охолоджуючої рідини або її витоку.
Стійкість до бензину та палива:Стійкий до деградації під впливом автомобільного палива.
Стійкість до кислот і лугів:Забезпечує стійкість до ряду кислотних і лужних хімікатів.
Гідроліз і мікробна стійкість:Добре працює у вологому середовищі та стійкий до розкладання, спричиненого гідролізом та розмноженням мікробів.
ПВХ може поступово набухати, розм’якшуватися і, зрештою, тріскатися під впливом моторного масла.За порівнянних умов,PUR може зберігати свої фізичні властивості роками.
Це одна з причин широкого використання поліуретанових кабелів у складних середовищах, таких як машинобудування та виробництво автомобілів, де вплив нафти та інших забруднень є поширеним явищем.
PUR також є aматеріал без{0}}галогенів, тобто він не містить галогенних елементів, таких як хлор, фтор або бром. В екстремальних умовах, таких як пожежа, поліуретан не виробляє того самого типугалогеноводневі газипов’язаний із згорянням ПВХ, який може генеруватихлористий водень та інші токсичні пари.
Дані тестування на згинання: мільйони циклів згинання в програмах Drag-Chain
Жгути проводів-моторного-відсіку та-дверних петель зазнають не лише високих температур і хімічного впливу. Вони теж повинні витриматибагаторазове згинання і механічне тертя.
Кожного разу, коли двері автомобіля відкриваються та закриваються, джгут проводів у дверях згинається. Будь-яка вібрація під час руху також створює механічне навантаження на електропроводку в моторному відсіку.
З часом це може збільшитисямільйони повторюваних циклів згинання.
Отже, як ПВХ працює в цих динамічних умовах?
Під час тестування-ланцюга перетягування,Кабелі з ПВХ зазвичай витримують від 200 000 до 500 000 циклів згинання при кімнатній температурі. І це підкімнатні-температурні умови. При підвищених температурах у моторному відсіку термін служби може ще більше скоротитися.
Що щодо PUR?
Дані промислових випробувань надають кілька вражаючих прикладів:
L-com Cat5e PUR промисловий кабель Ethernet:Пройшов а1 мільйон-циклів тесту на згинанняпри радіусі вигину 10 × діаметр кабелю та a10 мільйонів-циклів тесту на згинанняпри радіусі вигину в 20 × діаметра кабелю.
Сенсорний кабель Phoenix Contact PUR:Витримує випробування на динамічний вигиндо 10 мільйонів циклів згинання.
Кабелі даних igus chainflex® PUR:Розроблено та протестовано длямільйони циклів згинанняу програмах-ланцюга перетягування, зберігаючи цілісність сигналу.
HELUKABEL MULTIFLEX 512-PUR Drag-Chain кабель:Перевірено приблизно10 мільйонів змінних циклів згинання.
Що насправді означають 10 мільйонів циклів згинання?
Припустимо, двері автомобіля відкриваються і закриваються 10 разів на день. Це дорівнюватиме приблизно 3650 циклам на рік.
При 10 мільйонах циклів це теоретично відповідало б приблизно2740 роківциклів-відчинення дверей.
Звичайно,-реальний термін служби залежить від багатьох інших змінних, тому цей розрахунок не слід тлумачити як фактичний термін служби продукту. Тим не менш, це ілюструє виняткову стійкість до втоми, яку PUR може забезпечити при багаторазовому згинанні.
PUR досягає такої продуктивності завдяки своїй молекулярній структурівідмінна еластичність і стійкість до розриву.
Під час повторного згинання PUR курткарозподіляє механічну напругу більш рівномірно, як пружина, а не зосереджувати напругу в одній точці та дозволяти утворюватися тріщинам, як ПВХ.
У поєднанні зтонкожильні, дуже гнучкі мідні провідники, поліуретанові кабелі можуть досягати мінімальних радіусів вигину6× діаметр кабелю, в залежності від конкретної конструкції кабелю.
Цикл високої/низької температури: від -40 градусів до +105 градусів
Автомобільні джгути проводів повинні витримувати набагато більш екстремальний діапазон температур, ніж більшість людей уявляють.
Зима
У таких регіонах, як Північна Америка, Північна Європа та Росія, зовнішня температура може опускатися до-40 градусів або навіть нижче.
Літо
У пустельних регіонах або на закритих паркувальних майданчиках температура всередині автомобіля може перевищувати60 градусів.
Моторний відсік
Після тривалої їзди температура в моторному відсіку може легко перевищитися100 градусів.
Кабель, який повинен працюватицілий рік-за цих умоввисуває надзвичайно високі вимоги до ізоляційного матеріалу.
Температурні обмеження ПВХ
Типовий робочий діапазон ПВХ становить приблизно-20 градусів до +70 градусів.
Нижче-20 градусів, ПВХ може статижорсткий і крихкий, що підвищує ризик розтріскування або поломки під час згинання.
При тривалій експлуатації вище70 градусів, міграція пластифікатора та термічне старіння можуть значно прискоритися.
Температурні характеристики PUR
Зустріч з поліуретановими-кабелями автомобільного рівняISO 6722Вимоги можуть забезпечити діапазон робочих температур приблизно-40 градусів до +105 градусів.
Що це означає з практичної точки зору?
При -40 градусах
У надзвичайно холодних умовах ізоляція PURзберігає свою гнучкістьі менш імовірно стане крихким і зламається при згинанні.
Деякі спеціалізовані поліуретанові конструкції кабелю можуть підтримувати хороші показники згинання навіть при таких низьких температурах, як-60 градусів.
На +105 градусі
При підвищених температурах поліуретановий утеплювач призначений дляпротистоять розм'якшенню, деформації та прискореному старінню.
Згідно з даними довготривалих-високотемпературних-випробувань, поліуретанові кабелі можуть підтримувати стабільну роботу під час3000-годин високотемпературних випробувань.
Більш важливий виклик: зміна температури
Справжньою проблемою часто є не просто висока чи низька температура, аповторювані температурні цикли.
Наприклад, транспортний засіб може зіткнутися з такою послідовністю:
-30 градусів вночі → запуск двигуна → під час роботи температура моторного відділення підвищується до +80 градусів
Цей повторюваний цикл-і-стискування створює значне навантаження на ізоляцію кабелю.
У цих циклічних умовах PUR розроблений для опорумікротріщини, викликані повторним тепловим розширенням і звуженням, тоді як ПВХ може поступово ставати твердішим і більш сприйнятливим до розтріскування.
Ось чому висококласні автомобільні діагностичні джгути використовують поліуретанові оболонки:
Вони розроблені для підтримки надійної механічної та електричної роботи в широкому діапазоні кліматичних умов - від Полярного кола до пустелі Сахара, а також від запуску холодного двигуна до роботи з повним-навантаженням.
Якщо ПВХ і PUR порівняти поруч, відмінності очевидні:
| Порівняння | ПВХ (полівінілхлорид) | PUR (поліуретан) |
|---|---|---|
| Діапазон температур | -20 градусів до +70 градусів | -40 градусів до +105 градусів |
| Стійкість до масла | Обмежений; може набрякати | Чудово(відповідає DIN EN 50363-10-2) |
| Опір охолоджуючої рідини | Відносно бідний | Чудово |
| Flexing Life | 200 000–500 000 циклів | 1 мільйон–10 мільйонів циклів |
| Стійкість до гідролізу | Помірний | Чудово |
| Стійкість до ультрафіолету | Помірний | Чудово |
| Продукти горіння | Може виділяти хлористий водень та інші токсичні гази | Характеристики-без галогенів, низький{1}}дим |
| Типові застосування | Внутрішні, сухі, стаціонарні установки | Моторні відсіки, зовнішнє середовище, застосування динамічного згинання |
Кабелі з ПВХ недорогі, їх легко обробляти, і вони можуть нормально працювати в сухих приміщеннях.
Проте вмоторний відсік- вимогливе середовище, що поєднує високу температуру, масляне забруднення, вібрацію та багаторазове згинання - ПВХ-ізоляція зрештою більш вразлива до старіння.
PUR часто розглядається як «захисний екран» для автомобільних джгутів проводів, оскільки його хімічна стійкість допомагає протистояти впливу моторного масла та охолоджуючої рідини, його еластична структура витримує мільйони циклів згинання, а його широкий діапазон робочих температур забезпечує надійну роботу в екстремальних кліматичних умовах.
Для високоякісного діагностичного кабельного джгута-матеріал, який використовується для зовнішньої оболонки, може зробити різницю між кабелем, який служить протягом року, і кабелем, призначеним для забезпечення надійної роботи протягом багатьох років.