ニュース

Apr 25, 2023

カムスプロケットにPAI樹脂を採用

Staff di PlasticsToday | 29 ottobre 2015 Le resine poliammide-immidiche (PAI) di Solvay

PlasticsToday スタッフ | 2015 年 10 月 29 日

Solvay Specialty Polymers (ジョージア州アルファレッタ) のポリアミドイミド (PAI) 樹脂は、Polimotor 2 プロジェクトの革新的なカム スプロケット設計の製造において、従来の金属の代わりに使用されました。 ソルベイは、この待望の技術プロジェクトの主要材料スポンサーであり、2016 年の競技レース用の次世代の全プラスチック製エンジンを設計および製造することを目的としています。

プロジェクトリーダーで社長でもあるマッティ・ホルツバーグ氏は、「ソルベイのトーロンPAIは、1980年代初頭の当社初のポリモーターエンジンの成功に重要な役割を果たした。それ以来、同社の材料技術の幅、性能、多用途性は確実に拡大した」と述べた。 Composite Castings（フロリダ州ウェストパームビーチ）の。 「ソルベイの継続的な進歩は、今日のポリモーター 2 のさらなる革新の基礎を提供しており、カーボンファイバーを充填したトーロン PAI により、機械的に強力でありながら非常に軽量なカム シャフト スプロケットの開発が可能になりました。これは、ソルベイの製品を使用したいくつかの新しい画期的なアプリケーションの最初の 1 つにすぎません。」今後数か月以内に発表する予定の先端材料技術です。」

カム スプロケットは自動車の内燃機関のカム シャフトの一端に取り付けられ、タイミング ベルトとともにカム シャフトとクランク シャフト間のタイミングを維持するのに役立ちます。 カム スプロケットは、高トルク、極端な温度、振動、汚れ、自動車用液体、道路の塩などに常にさらされているにもかかわらず、最適なエンジン性能を維持するために正確なタイミング制御を確実に提供する必要があります。 これらのスプロケットが過熱したり、欠けたり、形状が崩れたり、負荷がかかった状態で確実に動作しなくなったりすると、クランクからピストンに至るすべてがすぐに正常に動作しなくなる可能性があります。

カム スプロケットは通常、焼結鋼、アルミニウム、または場合によっては熱硬化性フェノール ポリマーで作られています。 しかし、Polimotor 2 は、ソルベイの 30% 炭素繊維強化トーロン 7130 PAI を使用してエンジンの平歯カム スプロケットを成形することを選択しました。これは、1980 年代の Polimotor の初期の反復のずっと後にソルベイが発売した超高性能グレードです。

ソルベイのトーロン PAI は、材料の一種として、最大 525° F (275° C) までの熱可塑性樹脂テクノロジーの中で最高の強度、剛性、耐疲労性を実現します。 特に Torlon 7130 PAI は、比強度 5.4 x 105 in-lbf/lb (1.4 105 J/kg) と比剛性 6 x 107 in-lbf/lb ( 15 106 J/kg)。 対照的に、ステンレス鋼は、それぞれ 3.1 x 107 インチ lbf/lb (0.8 106 J/kg) と 9.7 x 107 インチ lbf/lb (24 106 J/kg) の比強度と剛性を実現します。

実際には、これにより、Torlon 7130 PAI から製造された Polimotor 2 カム スプロケットは、重量 2.4 ポンド (1.1 kg) の同様のサイズのステンレス鋼製カム スプロケットと比較して 75% の重量削減を実現しながら、同等の機械的特性を実現できます。

金属とは異なり、トーロン 7130 PAI は熱を伝導しないため、ベルトの寿命が長くなります。 また、フェノール素材は脆いため、フェノール素材を使用する場合に懸念されるスプロケットの欠けの可能性も排除されます。 最後に、ソルベイの高性能 PAI は、高い圧力と速度で優れた耐疲労性と優れた摩耗性能を実現し、それによって騒音と振動を低減し、自動車用流体に対して広範な耐薬品性を提供します。

「従来の焼結鋼やアルミニウムではなく、高強度、軽量、耐疲労性のトーロン PAI を革新的に選択したことは、ポリモーター 2 用の新しい最先端のバルブ トレイン駆動システムを開発する当社の能力にとって極めて重要でした」とフレイザー レイシー氏は述べています。 、Gates Corp.のシニアエンジニアリングスペシャリスト。

トーロン PAI やその他のソルベイの高性能ポリマーは、OEM が自動車エンジンの小型化と高速化に取り組む中、自動車エンジンの金属代替オプションとして広く採用されています。 ソルベイの高度なポリマーは、軽量化による効率の向上を実現し、OEM が今後 10 年間の自動車業界の最優先事項と考えられている、より厳しい企業平均燃費 (CAFÉ) 規制とより厳格な CO2 排出基準に準拠できるようにします。

「ソルベイの自動車ポートフォリオの中で最も高性能なポリマーの 1 つであるトーロン PAI は、商用オートマチック トランスミッションやデュアル クラッチ トランスミッションで成功を収めてきた実績があります。これらの分野では、より高い圧力と速度により、優れた強度、剛性、耐疲労性を備えた高温材料が必要となります。」ソルベイ スペシャルティ ポリマーズのグローバル自動車ビジネス マネージャー、ブライアン バレーノは次のように述べています。 「注目すべき分野の 1 つは、ニードル ベアリングの金属代替です。トーロン® PAI は重量とスペースの両方を節約し、同等のアルミニウム鋳物よりもトランスミッションを小型化できるため、CO2 排出量の削減とコストの削減に役立ちます。」

Polimotor 2 プロジェクトは、重量が 138 ～ 148 ポンド (63 ～ 67 kg)、つまり今日の標準生産量よりも約 90 ポンド (41 kg) 軽い、全プラスチック製の 4 気筒ダブルオーバーヘッド CAM エンジンを開発することを目的としています。エンジン。 現在のカムスプロケットの用途に加えて、ホルツバーグの画期的なプログラムでは、ソルベイの高度なポリマー技術を活用して、最大 10 個のエンジン部品を開発します。 これらには、ウォーター ポンプ、オイル ポンプ、水入口/出口、スロットル ボディ、燃料レール、その他の高性能コンポーネントが含まれます。 使用対象のソルベイ材料には、アモデル ポリフタルアミド (PPA)、キータスパイア ポリエーテルエーテルケトン (PEEK)、アバスパイア ポリアリルエーテルケトン (PAEK)、ラーデル ポリフェニルスルホン (PPSU)、ライトン ポリフェニレン サルファイド (PPS)、およびテクノフロン VPL フルオロエラストマーが含まれます。

テキスト形式の詳細