采用Torlon? PAI制成的新型凸輪軸鏈輪取代了傳統(tǒng)金屬部件, 幫助Polimotor 2設(shè)計(jì)師減輕重量,降低噪音和振動(dòng),延長(zhǎng)正時(shí)皮帶壽命

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美國(guó)喬治亞州阿爾法利塔市，2015年10月28日—全球高性能聚合物領(lǐng)先供應(yīng)商索爾維特種聚合物今天宣布，由傳奇式汽車創(chuàng)新者 MattiHoltzberg 領(lǐng)導(dǎo)的Polimotor 2項(xiàng)目，在制造創(chuàng)新型凸輪軸鏈輪設(shè)計(jì)時(shí)選用了Torlon? 聚酰胺-酰亞胺 (PAI)作為金屬替代材料。 索爾維是這個(gè)備受期待的技術(shù)項(xiàng)目的主要材料贊助商， 該項(xiàng)目旨在為2016年賽車比賽設(shè)計(jì)和制造新一代全塑料發(fā)動(dòng)機(jī)。

“上世紀(jì)八十年代我們開(kāi)發(fā)的第一款Polimotor發(fā)動(dòng)機(jī)取得了成功，索爾維Torlon? PAI在其中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。毫無(wú)疑問(wèn)，此后該公司材料技術(shù)豐富的門類、多樣的性能和適用性進(jìn)一步得到了提升，”位于佛羅里達(dá)州西棕櫚灘Composite Castings, LLC（ 復(fù)合鑄件有限責(zé)任公司）總裁Holtzberg說(shuō)道，“索爾維持續(xù)的發(fā)展為今天Polimotor 2的更大創(chuàng)新提供了基礎(chǔ)，它的碳纖填充Torlon? PAI使我們得以成功開(kāi)發(fā)機(jī)械強(qiáng)度高、但重量特別輕的軸鏈輪。 這只是采用索爾維先進(jìn)材料技術(shù)取得突破的幾項(xiàng)應(yīng)用之一，接下來(lái)幾個(gè)月還有更多創(chuàng)新產(chǎn)品會(huì)陸續(xù)發(fā)布。 ”

領(lǐng)先的高性能熱塑性塑料阿勒格尼高性能塑料有限公司（Allegheny Performance Plastics, LLC）完成了發(fā)動(dòng)機(jī)的成型。 主要電力輸送帶生產(chǎn)商、全球主要的流體粉末產(chǎn)品加工商蓋茨公司（Gates Corp）對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了最后的機(jī)加工，使之帶有直齒，以減少磨損、優(yōu)化鏈輪和皮帶之間的傳輸扭矩。 最終Polimotor 2發(fā)動(dòng)機(jī)將帶有兩只直徑為4英寸(102毫米)的鏈輪， 在其配氣傳動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)，還配有一只直徑為2英寸（51mm）的鏈輪。

凸輪軸鏈輪連接到汽車內(nèi)燃機(jī)凸輪軸的一端和正時(shí)皮帶一起，幫助控制凸輪軸和曲軸之間傳動(dòng)時(shí)間。 盡管持續(xù)受到高扭矩、極端溫度和振動(dòng)、以及灰塵、汽車工作液和道路鹽的影響，凸輪軸鏈輪必須可靠、精確地控制正時(shí)皮帶，保持發(fā)動(dòng)機(jī)的性能處于理想狀態(tài)。如果這些鏈輪過(guò)熱、碎裂、變形或不能在負(fù)載下可靠工作，那么所有的部件，從曲軸到活塞，都會(huì)迅速停止正常工作。

凸輪軸鏈輪通常由燒結(jié)鋼、鋁，有時(shí)候也用熱固性酚醛聚合物制成。但Polimotor 2更傾向于選用索爾維的30%碳纖維增強(qiáng)Torlon? 7130 PAI來(lái)加工其發(fā)動(dòng)機(jī)的直齒凸輪軸鏈輪，該樹(shù)脂是Polimotor在1980年代早期取得成功后很久才推出的超高性能聚合物牌號(hào)。

索爾維Torlon? PAI系列樹(shù)脂的強(qiáng)度、剛度和抗疲勞性在所有使用溫度高達(dá)525°F(275°C)的熱塑性技術(shù)中最高。尤其是Torlon? 7130，機(jī)械性能在這個(gè)系列產(chǎn)品組合中取得了最好的平衡。其比強(qiáng)度為5.4×105 in-lbf /b(1.4 105 J /kg)，比剛度為6 x 107 in-lbf /b (15 106 J /kg)。 與之相比 ，不銹鋼的比強(qiáng)度和比剛度分別為3.1 x 107 in-lbf /b(0.8 106 J /kg )和9.7 x 107 in-lbf /b (24 106 J /kg)。

實(shí)際上，與尺寸相當(dāng)、重量為2.4-lb (1.1 kg)的不銹鋼凸輪軸鏈輪相比，用Torlon? 7130 PAI制成的Polimotor 2凸輪軸鏈輪在具有同等機(jī)械性能的情況下，重量可以降低75%。

與金屬不同，Torlon? 7130 PAI不導(dǎo)熱，有助于延長(zhǎng)皮帶壽命并消除了鏈輪碎裂的潛在危險(xiǎn)。如果采用酚醛材料則會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，因?yàn)槟欠N材料更脆弱。 最后，索爾維的高性能PAI在高壓和高速下，具有優(yōu)良的抗疲勞強(qiáng)度和杰出的耐磨損性，因此降低了噪音和和振動(dòng)，并能夠耐受各種汽車工作液的化學(xué)腐蝕。

“用高強(qiáng)度、輕質(zhì)、抗疲勞的Torlon? PAI取代傳統(tǒng)燒結(jié)鋼或鋁質(zhì)材料是一項(xiàng)創(chuàng)新選擇，它對(duì)我們能夠?yàn)镻olimotor 2開(kāi)發(fā)新型、一流的配氣機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)至關(guān)重要，”蓋茨公司高級(jí)工程專家Fraser Lacy表示。

Torlon? PAI和其它索爾維高性能聚合物正越來(lái)越多地作為金屬替代材料用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中， 因?yàn)镺EM希望縮小發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸、降低發(fā)動(dòng)機(jī)的速度。通過(guò)降低重量，使OEM能夠滿足日趨嚴(yán)格的公司平均燃料經(jīng)濟(jì)性（CAFé）條例和二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)，從而提高能效。公司平均燃料經(jīng)濟(jì)性（CAFé）條例和二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)這兩個(gè)問(wèn)題被汽車行業(yè)視為未來(lái)十年最重要的工作。

“作為索爾維車用樹(shù)脂產(chǎn)品組合中性能最高的一類聚合物，Torlon? PAI在工業(yè)自動(dòng)化傳動(dòng)和雙離合變速器傳動(dòng)領(lǐng)域取得了成功，這種高壓、高速環(huán)境需要耐高溫、強(qiáng)度、剛度和抗疲勞性能優(yōu)異的材料，” 索爾維特種聚合物全球汽車業(yè)務(wù)經(jīng)理Brian Baleno說(shuō)道，“一個(gè)很明顯的領(lǐng)域是滾針軸承的金屬替代，Torlon? PAI既可以減輕重量、節(jié)省空間，使得傳動(dòng)系統(tǒng)比鋁鑄件小，從而降低了二氧化碳排放和降低成本?！?/p>

Polimotor 2項(xiàng)目旨在開(kāi)發(fā)重量介于138磅至148磅(63 公斤至 67公斤)，或比今天的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)低90磅(41公斤)的全塑料制成的四缸、雙頂凸輪發(fā)動(dòng)機(jī)。 除了用于當(dāng)前的凸輪軸鏈輪外，Holtzberg的開(kāi)創(chuàng)性項(xiàng)目還將充分發(fā)揮索爾維先進(jìn)聚合物技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)出最10種發(fā)動(dòng)機(jī)部件，包括水泵、油泵、進(jìn)水口/出水口、節(jié)氣門體、燃油分配管和其它高性能部件。擬議中的索爾維材料包括Amodel? 聚肽酰胺樹(shù)脂(PPA)、KetaSpire? 聚醚醚酮(PEEK)、AvaSpire? 聚芳醚酮(PAEK)、Radel? 聚亞苯基砜(PPSU)、Ryton? 聚苯硫醚(PPS)和Tecnoflon? VPL氟橡膠。

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索爾維特種聚合物簡(jiǎn)介

索爾維特種聚合物是世界上產(chǎn)品系列最豐富、性能最多樣的聚合物生產(chǎn)企業(yè)，可向市場(chǎng)提供35種品牌、1500多種高性能聚合物產(chǎn)品，涵蓋氟聚合物、氟橡膠、氟流體、半芳香族聚合物、砜類聚合物、芳香族超聚合物、高阻隔性聚合物和可交聯(lián)型高性能化合物，廣泛用于航空、替代能源、汽車、醫(yī)療、膜、石油及天然氣、包裝、管道、半導(dǎo)體、電線電纜及其它市場(chǎng)。