| 在制造業(yè)領(lǐng)域中，最新研究出的設(shè)備、工藝方法以及材料往往會由汽車整機(jī)制造廠(OEMs)或一級供應(yīng)商首先進(jìn)行測試。Polimotor發(fā)動機(jī)就是一個很好的例子，這是一種全塑發(fā)動機(jī)，發(fā)明家Matti Holtzberg已經(jīng)對這項技術(shù)進(jìn)行了近40年的研究。
研發(fā)Polimotor發(fā)動機(jī)的動力就是為了向人們展示如何利用塑料代替金屬，以此來減輕發(fā)動機(jī)的重量(包括發(fā)動機(jī)的內(nèi)部、外部以及機(jī)罩下的部件)。Holtzberg在20世紀(jì)70年代末推出了Polimotor項目，直到1984年才說服了一名賽車車主為車輛裝備了第一代2.3升發(fā)動機(jī)，并且用改裝好的賽車參加了一系列國際汽車運(yùn)動協(xié)會舉辦的活動。這次改裝將發(fā)動機(jī)安裝在了Lola T616鋁制底盤上。
盡管在活動中該款發(fā)動機(jī)的表現(xiàn)令人稱贊(其中在1985年的美國公路賽中獲得了第三名的好成績)，但該項目仍被擱置多年。大約兩年前，Holtzberg在他位于佛羅里達(dá)州的分公司(復(fù)合鑄造有限責(zé)任公司)和索爾維特種聚合物(Solvay Specialty Polymers，一家生產(chǎn)聚苯硫醚和含氟彈性體材料的公司)這兩家公司工程師的幫助下，重新啟動了這個項目。
第一臺Polimotor發(fā)動機(jī)重量為168磅，是一種直立的頂置凸輪發(fā)動機(jī)，四缸配置，轉(zhuǎn)速能達(dá)到8500rpm，輸出馬力可以達(dá)到290hp。其主要使用的復(fù)合材料是Torlon，這是一種可熔融加工的熱塑性塑料，可以擠出成形，也可以利用注塑的方法獲得特定的幾何形狀。Polimotor 2將配備渦輪增壓器以及改進(jìn)后的燃油噴射裝置，從而保證發(fā)動機(jī)可以在8,000 rpm的轉(zhuǎn)速下獲得420到450的馬力。這款發(fā)動機(jī)的重量約為143磅，比生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)引擎輕約88磅。
根據(jù)Holtzberg的說法，新一代引擎在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面與之前的引擎并沒有什么不同。而此次設(shè)計的新穎之處在于，發(fā)動機(jī)中的一些部件是利用索爾維公司先進(jìn)的特種聚合物制成。實際上，這三個利用特種聚合物制造的部件每一個都被用于多個組件中。
發(fā)動機(jī)的除油線和燃油攝入流道使用到了KetaSphire PEEK(聚醚醚酮)。該聚合物含有30%的玻璃纖維(CF30)，具有與PPS(聚苯硫醚)相類似的化學(xué)穩(wěn)定性，同時還具有在464F高溫下連續(xù)使用的優(yōu)異機(jī)械性能。聚醚醚酮是一種高模量、達(dá)到KT-820級的聚合物，具有優(yōu)異的抗疲勞性、抗沖擊強(qiáng)度和延展性。該類聚合物采用天然色粉標(biāo)準(zhǔn)分類(可分為粗、細(xì)、極細(xì)、超細(xì)四種)。
Tecnoflon FKM用于制備出水口密封件和燃油噴射器的O型圈，因為它能夠與各種潤滑劑、燃料和添加劑相容，同時也能夠承受蒸汽、侵蝕性化學(xué)物質(zhì)以及高溫的環(huán)境，并且在低溫下還可以保持靈活性。
在胺基防腐添加劑的作用下，耐堿性能特別好。氟含量為66%至70%的條件下離子可固化能夠達(dá)到共聚物和三元共聚物的級別。這兩類特性適用于所有的成型技術(shù)。
發(fā)動機(jī)水泵中的葉輪和定子隔離器由Ryton R-4 PPS注塑成型。這種添加了40%玻璃纖維的增強(qiáng)復(fù)合材料在高達(dá)428F的工作溫度以及臨時峰值溫度高達(dá)509F的條件下，具有化學(xué)穩(wěn)定性、低吸濕性和尺寸穩(wěn)定性。利用該聚合物制備的零件也具有良好的熱穩(wěn)定性和阻燃性。
由索爾維公司提供的特種聚合物制成的其他發(fā)動機(jī)部件包括凸輪鏈輪和蓋子、出水口、增壓室以及油泵殼體。 |
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