Els cables de PVC normals poden tornar-se "durs, trencadissos i esquerdats" al compartiment del motor
Si alguna vegada heu obert el capó d'un vehicle més antic i heu fet un cop d'ull als cablejats exposats, és possible que hàgiu notat alguna cosa relacionada amb:l'aïllament del cable se sent dur i trencadís, i en algunes zones ja s'ha esquerdat, deixant al descobert els conductors de coure a l'interior.
Aquest no és un fenomen aïllat. És un problema comú d'envelliment associatCables de PVC (clorur de polivinil) que funcionen en compartiments del motor d'-alta temperatura.
El problema rau en les característiques del material del PVC. Per fer que el PVC sigui suau i flexible, afegeixen els fabricantsplastificants- additius químics que fan que el PVC, d'altra banda, rígid sigui més fàcil de doblegar. Tanmateix, l'exposició prolongada a altes temperatures en un compartiment del motor (80 graus a 150 graus, amb temperatures localitzades prop del sistema d'escapament de vegades superiors200 graus) pot provocar que aquests plastificantss'evaporen o emigren gradualment fora del material.
Un cop esgotats els plastificants, PVC gradualmenttorna al seu estat inherentment rígid i trencadís.
Què passa després?
L'aïllament de PVC endurit perd la seva flexibilitat i comença a fer-hodesenvolupar esquerdes sota la vibració contínua del vehicle. A mesura que les esquerdes s'expandeixen, es poden produir seccions de l'aïllamentescates o trencar-se, exposant els conductors de coure a l'oxidació i corrosió.
Més greument, els conductors exposats poden entrar en contacte entre ells i causar acurtcircuit, o contacteu amb la carrosseria metàl·lica del vehicle i la causauna fuga elèctrica o una fallada a terra. Les conseqüències poden anar des de senyals del sensor distorsionades fins, en casos greus, unfoc elèctric.
Alguns propietaris de vehicles han informat que en substituir un radiador o realitzar altres manteniments, el tub protector de PVC sota el capó s'havia tornat tan trencadís quees va esmicolar com molles de galetes quan es toca.
Això no és simplement un fracàs aïllat.
En l'entorn d'alta-temperatura del compartiment del motor, l'envelliment del cable de PVC no és una qüestió de "si" passarà, sinó de "quant de temps" trigarà a passar.
Resistència química de PUR: protecció contra l'oli de motor, el refrigerant i el combustible
PUR (poliuretà)té una estructura de material fonamentalment diferent del PVC, la qual cosa dóna lloc a un rendiment-a llarg termini molt diferent.
El PVC té una resistència limitada als olis i certs productes químics. L'aïllament PUR, en canvi, ofereix una forta resistència a moltes substàncies que es troben habitualment en entorns industrials i automotius, com araoli de motor, refrigerant, oli hidràulic, gasolina, àcids diluïts i solucions alcalines.
La seva resistència química es pot resumir de la següent manera:
Resistència als olis de motor i lubricants:Complint ambDIN EN 50363-10-2requisits, amb bona resistència a l'exposició-a llarg termini a lubricants a base d'oli-mineral-sense inflor o descomposició significatius.
Resistència al refrigerant:Manté un rendiment estable quan s'exposa a refrigerant o fuites de refrigerant.
Resistència a la gasolina i al combustible:Resisteix a la degradació quan s'exposa als combustibles d'automoció.
Resistència àcid i àlcali:Proporciona resistència a una sèrie de productes químics àcids i alcalins.
Hidròlisi i resistència microbiana:Funciona bé en ambients humits i és resistent a la degradació causada per la hidròlisi i el creixement microbià.
El PVC es pot inflar gradualment, suavitzar-se i, finalment, trencar-se quan s'exposa a l'oli del motor.En condicions comparables,PUR pot mantenir les seves propietats físiques durant anys.
Aquesta és una de les raons per les quals els cables PUR s'utilitzen àmpliament en entorns exigents, com ara la fabricació de maquinària i la producció d'automòbils, on l'exposició al petroli i altres contaminants és habitual.
PUR també és unmaterial lliure d'halògens{0}, és a dir, no conté elements halògens com el clor, el fluor o el brom. En condicions extremes com el foc, el PUR no produeix el mateix tipus degasos d'halogenur d'hidrogenassociat a la combustió de PVC, que pot generarclorur d'hidrogen i altres fums tòxics.
Flexió de dades de prova: milions de cicles de flexió en aplicacions d'arrossegament-cadenes
Els arnes de cablejats del-compartiment del motor i de la-frontissa de les portes s'enfronten a més que altes temperatures i exposició a productes químics. També han de suportarflexió repetida i fricció mecànica.
Cada vegada que s'obre i es tanca la porta d'un vehicle, el cablejat de la porta es flexiona. Totes les vibracions experimentades durant la conducció també exerceixen una tensió mecànica en el cablejat dins del compartiment del motor.
Amb el temps, això pot augmentarmilions de cicles de flexió repetits.
Llavors, com funciona el PVC en aquestes condicions dinàmiques?
A les proves d'-cadenes d'arrossegament,Els cables de PVC solen suportar entre 200.000 i 500.000 cicles de flexió a temperatura ambient. I això està sotacondicions{0}}de temperatura ambient. A les temperatures elevades que es troben dins del compartiment del motor, la vida útil es pot reduir encara més.
Què passa amb PUR?
Les dades de proves del sector ofereixen alguns exemples impressionants:
Cable Ethernet industrial L-com Cat5e PUR:Passat aProva de flexió d'1 milió-cicleamb un radi de flexió de 10 × el diàmetre del cable i aProva de flexió de 10 milions-ciclesamb un radi de flexió de 20 × el diàmetre del cable.
Cable del sensor PUR de Phoenix Contact:Les proves de flexió dinàmiques poden suportarfins a 10 milions de cicles de flexió.
Cables de dades igus chainflex® PUR:Dissenyat i provat permilions de cicles de flexióen aplicacions d'arrossegament-cadenes mantenint la integritat del senyal.
Cable de cadena arrossegament HELUKABEL MULTIFLEX 512-PUR:Provat a aproximadament10 milions de cicles de flexió alterns.
Què signifiquen realment 10 milions de cicles de flexió?
Suposem que la porta d'un vehicle s'obre i es tanca 10 vegades al dia. Això equivaldria a aproximadament 3.650 cicles per any.
A 10 milions de cicles, això teòricament correspondria a aproximadament2.740 anysde cicles-d'obertura de portes.
Per descomptat, la vida útil-real depèn de moltes altres variables, de manera que aquest càlcul no s'ha d'interpretar com una vida útil real del producte. No obstant això, il·lustra l'excepcional resistència a la fatiga que el PUR pot proporcionar sota flexió repetida.
PUR aconsegueix aquest rendiment perquè la seva estructura molecular proporcionaexcel·lent elasticitat i resistència al trencament.
Durant la flexió repetida, la jaqueta PURdistribueix la tensió mecànica de manera més uniforme, com una molla, en lloc de concentrar l'estrès en un sol punt i permetre que es desenvolupin esquerdes com ho pot fer el PVC.
Combinat ambconductors de coure molt flexibles i de filament fin, Els cables PUR poden aconseguir radis de flexió mínims tan baixos com6 × el diàmetre del cable, depenent de la construcció específica del cable.
Ciclisme d'alta/baixa temperatura: -40 graus a +105 graus
Els cablejats d'automòbils han de suportar un rang de temperatures molt més extrem del que la majoria de la gent s'adona.
Hivern
A regions com Amèrica del Nord, el nord d'Europa i Rússia, les temperatures exteriors poden baixar-40 graus o fins i tot més baix.
Estiu
A les regions desèrtiques o zones d'aparcament tancades, les temperatures dins d'un vehicle poden superar60 graus.
Compartiment del motor
Després d'una conducció prolongada, les temperatures dins del compartiment del motor poden superar fàcilment100 graus.
Un cable que ha de funcionartot l'any-en aquestes condicionsimposa requisits extremadament exigents al material aïllant.
Limitacions de temperatura del PVC
Un rang de funcionament típic de PVC és aproximadament-20 graus a +70 graus.
A sota-20 graus, el PVC es pot convertirrígid i trencadís, augmentant el risc d'esquerdes o trencaments quan es doblega.
Durant el funcionament prolongat anterior70 graus, la migració del plastificant i l'envelliment tèrmic poden accelerar significativament.
Rendiment de temperatura PUR
Reunió de cables PUR de grau-automocióISO 6722requisits poden proporcionar un rang de temperatura de funcionament d'aproximadament-40 graus a +105 graus.
Què significa això en termes pràctics?
A -40 graus
En condicions extremadament fredes, aïllament PURconserva la seva flexibilitati és menys probable que es torni trencadís i es trenqui quan es doblega.
Algunes construccions de cable PUR especialitzades poden mantenir un bon rendiment de flexió fins i tot a temperatures tan baixes com-60 graus.
A +105 grau
A temperatures elevades, l'aïllament PUR està dissenyat perresisteix el suavització, la deformació i l'envelliment accelerat.
D'acord amb les dades de proves d'alta-temperatura a llarg termini{0}}referenciades, els cables PUR poden mantenir un rendiment estable durantProves d'alta temperatura de 3.000-hores.
El repte més important: la temperatura en bicicleta
El veritable repte sovint no és simplement la temperatura alta o baixa, sinócicle de temperatura repetit.
Per exemple, un vehicle pot experimentar una seqüència com ara:
-30 graus durant la nit → arrencada del motor → la temperatura del compartiment del motor augmenta a +80 graus durant el funcionament
Aquest cicle repetit d'expansió-i-contracció posa una tensió considerable a l'aïllament del cable.
En aquestes condicions de ciclisme, PUR està dissenyat per resistirmicrocracking causat per dilatacions i contraccions tèrmiques repetides, mentre que el PVC es pot tornar gradualment més dur i més susceptible a l'esquerda.
És per això que els-arnesos de diagnòstic d'automòbils de gamma alta utilitzen jaquetes PUR:
Estan dissenyats per mantenir un rendiment mecànic i elèctric fiable en una àmplia gamma de climes -, des del cercle polar àrtic fins al desert del Sàhara, i des d'un arrencada en fred fins a un funcionament a plena càrrega-.
Quan es comparen PVC i PUR, les diferències són clares:
| Comparació | PVC (clorur de polivinil) | PUR (poliuretà) |
|---|---|---|
| Interval de temperatura | -20 graus a +70 graus | -40 graus a +105 graus |
| Resistència a l'oli | Limitat; pot inflar-se | Excel·lent(Compatible amb DIN EN 50363-10-2) |
| Resistència al refrigerant | Relativament pobre | Excel·lent |
| Flexionant la vida | 200.000–500.000 cicles | 1 milió-10 milions de cicles |
| Resistència a la hidròlisi | Moderat | Excel·lent |
| Resistència UV | Moderat | Excel·lent |
| Productes de combustió | Pot alliberar clorur d'hidrogen i altres gasos tòxics | Característiques-sense halògens i baix-fum |
| Aplicacions típiques | Instal·lacions interiors, seques, fixes | Compartiments del motor, entorns exteriors, aplicacions de flexió dinàmica |
Els cables de PVC són econòmics i fàcils de processar, i poden funcionar adequadament en ambients interiors i secs.
Tanmateix, en elcompartiment del motor- un entorn exigent que combina alta temperatura, contaminació d'oli, vibració i flexió repetida - L'aïllament de PVC és, en última instància, més vulnerable a l'envelliment.
El PUR sovint es considera un "escut protector" per als arnes de cablejats d'automòbils perquè la seva resistència química ajuda a resistir l'exposició a l'oli del motor i el refrigerant, la seva estructura elàstica suporta milions de cicles de flexió i el seu ampli rang de temperatures de funcionament permet un rendiment fiable en climes extrems.
Per obtenir un arnès de cables de diagnòstic d'alta-qualitat,el material utilitzat per a la jaqueta exterior pot marcar la diferència entre un cable que dura un any i un dissenyat per oferir un servei fiable durant molts anys.