Otomotiv endüstrisinde konfor ve güvenlik talep edilmektedir. Yeni nesil otomobil motorları ve vites kutuları daha sessiz hale geldi. Fonksiyonel gürültünün azaltılması rahat bir ortam yaratırken, diğer sesler ve titreşimler sürücü ve yolculardan fark edilmeye başlar. Ek olarak, otonom işlevselliğin artmasıyla birlikte, kritik sensörler ve modüller arasındaki iletişimin ve düzgün çalışmasının sağlanmasına yardımcı olmak için yabancı gürültü ve titreşimi daha da azaltmak gerekiyor. Günümüzde otomotiv üreticileri, bir araba tasarlarken NVH’ye (Gürültü, Titreşim ve Sertlik) çok dikkat ediyor. Sesler ağırlıklı olarak plastik, kauçuk veya deri gibi iki çiftleşme malzemesi birbirine sürtündüğünde ve kaydırıldığında ortaya çıkar. Örnekler arasında kolçaklar, kapı panelleri, anahtarlar, dişliler, klipsler ve koltuk kaydırma kılavuzları bulunur. NVH’nin nasıl kontrol edileceğine ve gürültünün nasıl ortadan kaldırılacağına dair farklı yaklaşımlar vardır. Ana konseptlerden biri sürtünmeyi azaltmanın yanı sıra yapışma-kaymayı önlemektir ve burası yağlamanın önemli bir rol oynadığı yerdir. Bu alandaki en son teknolojiler, yüksek standartta düşük sıcaklık performansı ve çok düşük yağ sızıntısı olan gürültü sönümleyici gresleri ve yapışmayı önleyen sürtünme önleyici kaplamalar gibi kuru yağlamayı içerir.
Otomotiv için NVH Yağlama
Giriş
Otomotiv Megatrends ve Impact o / Lubants Modern otomotiv tasarım gereksinimleri; güvenlik, konfor ve tasarım, enerji verimliliği ve emisyon kontrolü, otonom işlevsellik ve elektrifikasyon gibi mevcut endüstri mega trendlerinden etkilenmektedir. Gresler, bileşikler, sürtünme önleyici kaplamalar, macunlar, sıvılar ve dispersiyonlar dahil olmak üzere yağlayıcı çözümleri büyük bir rol oynar ve bu trendlerin her birini etkileyebilir. Bu alandaki yenilikler, gelişmiş performans ve uzun süreli güvenilirlik, artırılmış konfor ve güvenlik, artırılmış yakıt ekonomisi ve azaltılmış NVH (gürültü, titreşim ve sertlik) ile yönlendirilir. Örneğin, iç mekan uygulamalarında yağlayıcılar, gürültüleri ve titreşimleri azaltarak, yapışma-kaymayı azaltarak ve düzleştirme işlemini azaltarak ve serbest hareketi kontrol ederek konforu ve algılanan kaliteyi artırabilir. Dış veya gövde uygulamalarında, kilitler, açılır tavan, pencere ve ayna düzenleyicileri gibi bileşenlerin uygun şekilde yağlanması, bileşenlerin güvenilirliğini ve dayanıklılığını sağlamanın yanı sıra konfor ve rahatlığı artırır.
NVH: Tanım ve Kontrol
NVH, Gürültü, Titreşim ve Sertlikten uzaktır. Bina sakinlerinin deneyimlediği sesli ve dokunsal bir geri bildirimdir. Gürültü konforu, sadece satın alma kararını değil, aynı zamanda ürünle uzun vadeli müşteri memnuniyetini de etkileyen bir kalite kriteridir. Sertlik öznel bir değerlendirme olma eğilimindedir. İstenmeyen ve işlevsel olmayan gürültü, ses ve titreşim, insanların kendilerini rahatsız hissetmesine ve başarısızlık algılamasına neden olur. Otonom işlevselliğe doğru ilerlerken, güvenliği sağlamak için yabancı gürültü ve titreşimi daha da azaltmaya ihtiyaç vardır. sensörlerin sinyalleri dikkat dağınıklığı / parazit olmadan alması, yorumlaması ve iletmesi gerekir.
NVH’yi kontrol etmenin farklı yolları vardır. İki parçayı izole ederek, titreşimin başka bir parçaya geçmesini önleyebilirsiniz. Parçaları yapıştırıcı gibi daha sert bir yöntemle yapıştırmak da gürültüyü durdurabilir veya azaltabilir. Buna tasarım tarafından her zaman izin verilmez.
Bununla birlikte, aşağıdaki yaklaşımlar, uygun bir yağlayıcı seçimi ile nispeten kolay uygulanabilir:
Bir gürültünün veya titreşimin sönümlenmesi, rezonansı emerek veya dengeleyerek gürültüye karşı koymayı ifade eder.
Stick Slip önleme, bir parçanın hareketsiz ve hareketli olduğu (statik ve dinamik) nokta arasındaki sürtünme farkını azaltarak gerçekleştirilebilir.
Tutarlı bir sürtünmeyi sürdürmek, potansiyel uzak titreşimlerden ziyade sorunsuz çalışmayı mümkün kılar.
NVH’deki yağlayıcı uygulamalarının örnekleri arasında silecek motorları, anahtarlar, aktüatörler, vizörler, aynalar, bardak tutucular, sunrooflar, cam kaldırıcılar, emniyet kemerleri, kapı panelleri, direksiyon ve pedal sistemleri, iç kaplamalar ve konsollar ve diğerleri yer alır (Şekil 1).
Gürültü Önleyici Gresler
Yukarıda belirtildiği gibi, gresler otomotiv endüstrisinde gürültüyü azaltmak ve yapışma-kayma ve sürtünmeyi azaltmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Otomotiv uygulamalarındaki tüm yağlayıcı çözümleri genel gereksinimleri karşılamalıdır:
Geniş hizmet çalışma sıcaklık aralığı, ortalama -40ºC ila 140ºC / ağır ticari kamyonlar -S0ºC
• Kullanılan tüm malzemelerle uyumluluk (yani plastikler, sızdırmazlık malzemeleri, demir dışı metaller, kumaş ve deri)
• Ömür boyu yağlama (12-15 yıl)
• Nem, toz, su ve kimyasallar (ör. Araba yıkama) gibi çevresel faktörlere karşı son derece dirençli
• Konfor ve gürültü azaltmayla ilgili daha zorlu gereksinimleri ele alın
• Tehlikesiz / toksin temizleme (yani IMDS, bireysel RSMS)
• Küresel kullanılabilirlik
Bu gereksinimlere ek olarak, gresler çok düşük yağ sızıntısına sahip olmalı ve gürültü azaltma ile birlikte kontrol / pürüzsüzlük hissi vermelidir.
Mevcut çözümde, greslerin gürültü önleyici özellikleri yüksek baz yağ viskoziteleri ile elde edilebilir. Bununla birlikte, düşük sıcaklıklarda çok iyi performans düşük baz yağ viskoziteleri gereklidir. Bu iki özellik arasındaki dengenin sağlanması zordur.
Bununla birlikte, son gelişmeler, kıvam arttırıcı olarak ve aynı zamanda bir viskozite indeksi (VI) geliştirici olarak görev yapan polimerleri kullanarak bunu başarmanın mümkün olduğunu göstermiştir. Kullanılan malzeme, “sert” ve “yumuşak” bloklar olarak tanımlanabilecek iki bloktan oluşan bir kopolimer yapıya sahiptir. Şekil 2, polimerlerin yağ yapısına yönelimini şematik olarak göstermektedir. Bu ağ sayesinde, yağ sızıntısı da önemli ölçüde azaltılabilir.
Şekil 3’te gürültü azaltma testlerinin sonuçları, düşük sıcaklık davranışına karşı çizilmiştir. Yeni greslerin iki farklı formülasyonu, hem iyi düşük sıcaklık performansı hem de gürültü azaltma elde etmek mümkün olmuştur. Standart PAO Li-sabun bazlı gresler ya iyi düşük sıcaklık performansı (düşük baz yağ viskozitesi ile) ya da iyi gürültü azaltma (yüksek baz yağ viskozitesi) sağladı.
Standart yağ sızdırma testleri (ASTM D 6184), polimer kalınlaştırıcı kullanan yeni bir gres çiftliği ile% 0 yağ sızıntısı verir. Aynı testteki geleneksel gres (Li sabun kalınlaştırıcılı PAO)% 6 yağ sızıntısı sonucunu verdi. Filtre kağıdındaki başka bir yağ difüzyon testi, yeni polimer kalınlaştırılmış gresten çok düşük yağ sızıntısı eğilimini göstermektedir. Sonuçlar Şekil 4’te gösterilmektedir. Otomotiv uygulamalarında, özellikle iç mekanda, düşük yağ sızıntısı, tekstil ve kumaşlar üzerindeki lekeleri ve görünür parçalar ile elektrik kontaklarının kirlenmesini önlemek için değerlidir.
Kuru Yağlama
İç gürültü sorunlarını çözmeye yönelik bir başka yaklaşım, gürültüyü üreten parçaların temas bölgelerine bir yüzey işlemi uygulamak olmuştur. Bu kuru yağlayıcı film, aşırı gürültü, sürtünme ve aşınmayı önlemenin etkili bir yoludur. Kuru yağlayıcı veya Sürtünme önleyici kaplama, bir çözücü taşıyıcı içindeki tuzlu yağlayıcıların bir reçine malzemesi ile yüzeye bağlandığı boya benzeri bir üründür. Boya gibi, kaplama kurur veya çözücünün buharlaşmasından sonra ince, kuru bir katı yağlayıcı tabakası toplamak için kürlenir (Şekil 5). Sürtünme önleyici kaplamalar tipik olarak yaklaşık 30 mikrometre kalınlığında bir ıslak film olarak uygulanır. Çözücü buharlaştıkça ve reçine matrisi yağlayıcıyı substratın üstüne bağlamak için sertleştikçe, yaklaşık 10-12 mikrometre kalınlığında kuru bir film kalır.
Kuru yağlayıcıların, NVH’deki otomotiv uygulamaları için gerekli olan gereksinimleri karşılaması gerekir
• Gürültü azaltma / yapışmayı önleme
• Plastik malzemelere iyi yapışma
• Şeffaf
• Su bazlı
• Hava ile kürleme (maksimum kurutma sıcaklığı = 60ºC)
• Kolay sanayileşme – uygulamanın mevcut üretim süreçlerine / hatlarına kolay entegrasyonu
Sürtünme önleyici kaplamalar geleneksel boyama ekipmanları ile uygulanabilir. Uzak iç bileşenler, en köklü işlem püskürtmedir.
Alman Otomotiv Derneği, gürültü üretimini ve iki malzemenin birbirine karşı kayan sürtünme katsayısını değerlendiren standart VDA 230 206’yı yayınladı. Genellikle plastik malzeme Is ve araba iç mekanlarında kullanılan deriyi analiz etmek için kullanılır. Testte – şekil 6 – bir malzeme salınımlı doğrusal bir kılavuza tutturulmuştur; diğeri sabit bir tutucuya sabitlenmiştir. Örnekler birbirine itilir ve belirli bir strok hızında kayma başlatılır. Bir gerinim ölçer, statik ve dinamik sürtünme katsayılarının hesaplanabilmesi için sürtünme kuvvetini sürekli olarak kaydeder. Bir ivme ölçer, kayma hızının sabit mi yoksa değişken mi olduğunu ölçer. Herhangi bir hız değişimi, doğrudan fark edilir bir akustik dalga oluşturan stick-slip veya aralıklı hareketle ilgilidir.