PPS 美國(guó)雪佛龍菲利普 A-200

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東莞市港塑通塑膠有限公司

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詳細(xì)參數(shù)
品牌/廠家美國(guó)雪佛龍菲利普牌號(hào)R-4-200BL
類型正牌料加工級(jí)別注射級(jí)
熔體流動(dòng)速率其他密度cm3
拉伸強(qiáng)度cm2彎曲強(qiáng)度cm2
缺口沖擊強(qiáng)度cm斷裂伸長(zhǎng)率其他
成型收縮率其他熱變形溫度其他
特性級(jí)別耐磨 高剛性 高光澤 高滑動(dòng) 高抗沖 高流動(dòng) 高強(qiáng)度 耐低溫 耐水解 熱穩(wěn)定性 抗紫外線用途級(jí)別電子電器部件 電動(dòng)工具配件 瓶蓋專用料 電線電纜級(jí) 汽車部件 照明燈具 家電部件 運(yùn)動(dòng)器材 醫(yī)用級(jí)
產(chǎn)地美國(guó)

產(chǎn)品詳情

PPS材料的應(yīng)用于電子水泵
一、 電子水泵結(jié)構(gòu)及工作原理

發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高會(huì)使機(jī)油潤(rùn)滑能力下降,導(dǎo)致機(jī)件磨損加劇,溫度高到一定值會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸或燒瓦等嚴(yán)重故障出現(xiàn),最終導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)燒毀報(bào)廢。

水泵是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的重要組成部件,主要作用是負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)冷卻液循環(huán),吸收發(fā)動(dòng)機(jī)多余的熱量并通過(guò)散熱裝置傳遞到外部空氣中,避免發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高。

水泵分為傳統(tǒng)機(jī)械水泵和電子水泵兩種。傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)一般使用的是機(jī)械水泵,是通過(guò)皮帶輪帶動(dòng)水泵軸承及葉輪轉(zhuǎn)動(dòng),水泵中的冷卻液被葉輪帶動(dòng)一起旋轉(zhuǎn),在離心力的作用下被甩向水泵殼體的邊緣,同時(shí)產(chǎn)生一定的壓力,然后從出水道或水管流出。葉輪的中心處由于冷卻液被甩出而壓力降低,水箱中的冷卻液在水泵進(jìn)口與葉輪中心的壓差作用下經(jīng)水管被吸入葉輪中,實(shí)現(xiàn)冷卻液的往復(fù)循環(huán)。

傳統(tǒng)機(jī)械水泵是基于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而工作的,這也就導(dǎo)致了即使在對(duì)流量需求不高的冷啟動(dòng)和低負(fù)荷高轉(zhuǎn)速工況下仍然需要很大功率來(lái)驅(qū)動(dòng),在此時(shí)提供的冷卻能力遠(yuǎn)大于發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際需求,而且需要很大功率來(lái)驅(qū)動(dòng),就會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性的下降。

電子水泵工作原理如下:ECU(電子控制單元)根據(jù)水溫等反饋信號(hào),通過(guò)PWM(脈沖寬度調(diào)制)調(diào)節(jié)占空比的大小,并把信號(hào)傳到電子水泵內(nèi)部的控制器,控制器根據(jù)占空比大小控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),從而驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)冷卻液循環(huán)。

電子水泵

電子水泵可以根據(jù)冷卻裝置對(duì)冷卻液的需求來(lái)精確控制流量。隨著科技的發(fā)展及對(duì)燃油效率的高要求,電子水泵的應(yīng)用越來(lái)越多,目前市場(chǎng)上混動(dòng)及新能源發(fā)動(dòng)機(jī)都開(kāi)始使用電子水泵。

電子水泵由泵殼、葉輪、密封圈、電機(jī)殼、電器插頭、電機(jī)總成、軸承、轉(zhuǎn)子、控制器、控制器座、后蓋、固定螺栓等組成,如圖所示。

電子水泵結(jié)構(gòu)圖

ECU根據(jù)水溫等反饋信號(hào),通過(guò)PWM調(diào)節(jié)占空比的大小,控制器通過(guò)電氣插頭連接線束,然后根據(jù)占空比大小控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪和轉(zhuǎn)子,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)冷卻液循環(huán),確保對(duì)冷卻液流量的精確控制;密封圈是保證泵殼和電機(jī)殼、控制器座和后蓋之間的密封性;泵殼、電機(jī)殼、后蓋是將電子水泵的內(nèi)部元件密封在一個(gè)無(wú)塵環(huán)境,確保電子水泵工作可靠性,如圖所示。

電子水泵工作原理

二、電子水泵的特點(diǎn)

1)提供適時(shí)適量冷卻能力,耗能低、效率高,根據(jù)水溫等信息實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻液流量的精確控制,減少冷卻液流動(dòng)距離并實(shí)現(xiàn)水泵排量降低60%左右。

2)減少摩擦,電子水泵采用電力驅(qū)動(dòng),相比機(jī)械水泵采用附件皮帶驅(qū)動(dòng),減少了摩擦功,NEDC(新歐洲駕駛周期,是歐洲的續(xù)航測(cè)試標(biāo)準(zhǔn))循環(huán)可實(shí)現(xiàn)油耗降低2%左右。

3)加速暖機(jī),對(duì)于混合動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī),由于啟停頻繁,需要較快的暖機(jī)速度,電子水泵由于排量可實(shí)時(shí)控制,因此在冷啟動(dòng)時(shí)降低冷卻液流量可達(dá)到加速暖機(jī)、降低油耗和排放的效果。

4)使用壽命更長(zhǎng),連續(xù)工作時(shí)間在2萬(wàn)小時(shí)以上。

5)漏水風(fēng)險(xiǎn)大大降低,機(jī)械水泵的葉輪是采用過(guò)盈配合壓裝在水泵軸承上的,而電子水泵的集成式磁力葉輪是由安裝在水泵殼體的磁芯驅(qū)動(dòng)的,這樣可實(shí)現(xiàn)水腔和外部的分離,可去除水封,也就降低了摩擦損失和漏水的風(fēng)險(xiǎn)。

6)控制方式靈活(PWM、總線)。

7)多重工作保護(hù)(過(guò)溫、過(guò)壓、過(guò)流等)。

三、電子水泵失效模式及失效原因

1)水溫異常升高,電子水泵性能降低。性能降低可能發(fā)生有兩種原因:

①葉輪組件與空心軸過(guò)盈設(shè)計(jì)過(guò)小,導(dǎo)致葉輪與空心軸連接不可靠,葉輪打滑,從而造成葉輪轉(zhuǎn)速不達(dá)標(biāo),水泵性能降低;
②鑲嵌件防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,導(dǎo)致鑲嵌件與注塑葉輪出現(xiàn)打滑,從而造成葉輪轉(zhuǎn)速不達(dá)標(biāo),水泵性能降低。

2)電子水泵轉(zhuǎn)速時(shí)有時(shí)無(wú),最終降為零,停止工作。導(dǎo)致水泵不工作的原因總結(jié)有以下5點(diǎn):

①芯片或電子器件失效,銅箔厚度不滿足設(shè)計(jì)要求,導(dǎo)致溫度升高時(shí)銅箔燒斷;
②防水透氣閥密封圈材料選擇不合理,在極限環(huán)境下老化,導(dǎo)致氣密性不合格,水汽進(jìn)入干區(qū),水泵短路,水泵停止工作;
③控制器簧片與漆包線焊接面積設(shè)計(jì)不合理,接觸段強(qiáng)度不夠,導(dǎo)致簧片與漆包線斷裂,水泵無(wú)法工作;
④控制器處的電容之間或者電容和支架之間未涂膠固定,導(dǎo)致電容只依靠針腳與簧片之間的焊接支撐,在振動(dòng)情況下,電容整體晃動(dòng),使針腳受循環(huán)負(fù)荷引起疲勞斷裂,導(dǎo)致水泵轉(zhuǎn)速降為零;
⑤散熱膠選擇不合理,導(dǎo)致散熱膠膨脹產(chǎn)生大量空洞,使PCB(印刷線路板)無(wú)法正常散熱,導(dǎo)致過(guò)溫失效。

四、PPS材料在電子水泵中的應(yīng)用

電子水泵由泵殼、葉輪、密封圈、電機(jī)殼、電器插頭、電機(jī)總成、軸承、轉(zhuǎn)子、控制器、控制座、后蓋、固定螺栓等組成。

電子水泵組成

電子水泵性能好壞除了優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),選擇合適的材料也是至關(guān)重要,直接影響到電子水泵是否能正常運(yùn)作。

電子水泵中的部件常用聚苯硫醚PPS材料,它是的特種工程塑料,具有耐高溫、尺寸穩(wěn)定不易變形、電氣性能、耐化學(xué)性腐蝕、阻燃UL94V-O級(jí)、電絕緣性能優(yōu)、耐水解等綜合性能,同時(shí)改性后的PPS具有高流動(dòng)性、高韌性、高耐磨、高強(qiáng)度、耐冷凍液、高CTI、低介電等多種特性,確保了電子水泵工作的可靠性。

水泵外殼要求與金屬結(jié)合力強(qiáng),耐防凍液,強(qiáng)度高,熔接線強(qiáng)度高(避免產(chǎn)品存放開(kāi)裂),耐水解,采用PPS料可滿足其材料要求,注塑一體成型,易加工,且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)不易變形。電機(jī)殼采用高韌PPS料,可達(dá)到高功率漏氣開(kāi)裂改良的效果。

水泵葉輪采用PPS注塑加工成型,其特點(diǎn)是強(qiáng)度高,阻燃耐高溫,高韌性,尺寸穩(wěn)定,使用壽命長(zhǎng)等。

水泵轉(zhuǎn)子采用PPS注塑加工成型,具有高耐磨、高強(qiáng)度等特點(diǎn)。

綜上:

1)電子水泵相比于機(jī)械水泵精度高、耗能低。
2)電子水泵可實(shí)現(xiàn)精確控制冷卻液流量,減少冷卻液流動(dòng)距離并實(shí)現(xiàn)水泵排量降低60%左右,從而提升效率。
3)電子水泵水溫異常升高,性能降低或停止工作有多種原因,可針對(duì)性處理。
4)聚苯硫醚PPS材料性能優(yōu)異,可滿足電子水泵多方面性能要求,在電子水泵中應(yīng)用廣泛。

行業(yè)資訊:

特種工程塑料品種眾多,主要包括聚苯硫醚(PPS),液晶聚合物(LCP),聚醚醚酮(PEEK),聚酰亞胺(PI),聚砜(PSF),聚芳酯(PAR),含氟聚合物(PTFE、PVDF、PCTFE、PFA)等。其中聚苯硫醚PPS是其中市場(chǎng)消費(fèi)量最大、國(guó)產(chǎn)化率最高的一種。

聚苯硫醚(Polyphenylene sulfide,PPS)是分子鏈中帶有苯硫基的高性能熱塑性樹(shù)脂,在常溫下通常呈粉末狀或顆粒狀。

聚苯硫醚PPS是聚芳硫醚中最重要、最常見(jiàn)的樹(shù)脂品種之一。PPS 有十分優(yōu)異的熱性能、電性能、耐化學(xué)性能、耐輻射、阻燃等性能。PPS 的發(fā)展成熟、性價(jià)比高,是綜合性能優(yōu)異的熱塑性特種工程塑料,常作為結(jié)構(gòu)性高分子材料使用。

從下游應(yīng)用看,PPS除了應(yīng)用在電子、燃油車、航空航天、精密器械等傳統(tǒng)領(lǐng)域,隨著新能源汽車、5G通信、高壓連接器、消費(fèi)電子、半導(dǎo)體、醫(yī)療、能源等行業(yè)的快速發(fā)展,PPS的應(yīng)用也不斷擴(kuò)展。比如,受益于新能源汽車的發(fā)展,PPS作為金屬材料的替代品,廣泛應(yīng)用于新能源汽車HVAC系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、傳感器、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)組件以及電池組件等。據(jù)報(bào)道,傳統(tǒng)汽車上的PPS用量為700g/車,而在新能源汽車上PPS用量達(dá)到2500g/車。

PPS在新能源汽車電機(jī)中的應(yīng)用

從中游改性和加工看,PPS往往需要進(jìn)行玻纖/碳纖增強(qiáng)、增韌、礦物填充、抗靜電、潤(rùn)滑、染色、耐磨、共混合金等改性,以進(jìn)一步增強(qiáng)其應(yīng)用價(jià)值。其加工及后加工方式包括共混改性、注塑成型、擠出成膜、浸漬復(fù)合、棒材型材、機(jī)械加工等,其中會(huì)使用到各種助劑、加工設(shè)備等。從上游聚合看,PPS聚合具有較高的技術(shù)門檻,除了吳羽、東麗、DIC、索爾維等傳統(tǒng)國(guó)際企業(yè),國(guó)內(nèi)產(chǎn)能目前主要集中在新和成、濱陽(yáng)燃化、重慶聚獅等少數(shù)企業(yè)。

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