何十年もの間、科学者やエンジニアは、疲労による歯車の歯の根元での破損、逃げ面の歯の摩耗、局所的な過熱、過度のノイズ、衝撃荷重やハードストップ、ノイズ 振動の問題など、いくつかの課題を克服しようとしながら、歯車に使用される材料の改良に注力してきました。

今日、自動車の焼結金属ギアは高性能プラスチックギアに置き換えられていますが、これは車両の軽量化と燃費の向上に対する需要が単なるトレンドではなく、排出量を削減するための新しい法律を満たすことによって推進されており、これは費用対効果の高いソリューションで満たす必要があるため、ギア設計を改善するための研究とテストが続いています。

自動車を軽量化するための費用対効果の高いソリューションの1つは、優れた機械的およびトライボロジー特性を持つプラスチック製品からギアが作られているアイドリングストップモーターです。これらのプラスチックギアは、重量とコストを削減します。プラスチックギアは、エンジン管理アクチュエーターや、電動パワーステアリングや電動ブレーキブーストなどのパワーブーストシステムなど、他の自動車アプリケーションでも使用されていますが、このブログでは、アイドリングストップモーターアプリケーションとエンバリオのギアテスト機能に焦点を当てます。

従来のスターターモーターでは、車両の耐用年数全体で40,000回ものエンジン始動、またはプラスチック製のアニュラスギア歯ごとに最大1,300万回の負荷サイクルが発生します。これを、アニュラスギアの歯あたり最大350,000回または最大4,500万回の負荷サイクルが発生するスタート/ストップスターターモーターと比較してください。

さらに、スタート/ストップスターターモーターは、燃費を最大15%、二酸化炭素排出量を最大8%削減できます。自動車 用途分野は_CO2 排出量と車両重量の削減に努めているため、自動車メーカーが耐久性要件を満たすために並外れた疲労 特性と摩耗率を提供するプラスチック製品などの軽量材料で作られたギアを必要とする理由は簡単に理解できます。エンバリオのStanyl  は、さまざまな電力定格でこれらの厳しい材料要件を満たしています。

Stanylのトライボロジー特性を最大限に活用し、アプリケーションと材料の摩耗および摩擦 特性との理論的および実用的な関係を理解するために、エンバリオはさまざまなテストを実行して、界面と環境温度条件を理解します。

エンバリオのアプローチは、テストにとどまらず、用途分野の標準にまで及び、テストパラメータをアプリケーションにリンクして実際の条件をシミュレートします。これに、基礎研究チームの豊富な知識ベースを組み合わせることで、どの材料 特性を改善する必要があるかを判断することができます。この高度な試験を実施するために、エンバリオは試験装置を変更して、圧力と摺動速度の変数に加えて正確な温度制御を含め、実用的なアプリケーションを最もよく近似します。

 オランダのゲリーンにある材料科学センターで は、スラストウォッシャー試験機にサーマルマネージメント機能が搭載されており、摩擦界面で最大200°Cまで冷却および加熱することにより、温度を積極的に制御します。また、温度スイープ、スライディングスピードスイープ、摩耗レートランなど、測定の精度を向上させるための機械的 安定性を高めました(下のグラフを参照)。また、潤滑状態での摩耗と摩擦を測定して、潤滑システムにおける会社概要のギアアプリケーションに関する知識を得ることもできます。

エンバリオには、2つのディスクを互いに動作させて、最大150°Cの制御温度、2,000rpm(3.6m/s)の速度、および2,000Nの最大垂直抗力で、ポリマー対ポリマーまたは金属対ポリマーの挙動をテストするディスクツーディスクテスターもあります。また、摺動と転がりの組み合わせをテストして、歯車の噛み合いに見られる実際の条件をより適切にシミュレートします。

エンバリオには、アプリケーションレベルで材料性能を検証し、引張り 強度、耐疲労性、トライボロジー特性などの基本的な材料 特性と関連付けるために使用される、オンサイトの最先端のギアテスターがあります。 

ギアテストの結果(下のグラフを参照)は、2.5 Nmで、Stanylが破壊前に200kサイクルを達成し、他の材料が40kサイクル以下を達成することを示しました。高負荷時には、代替材料に比べて寿命が長くなります。また、200kサイクルの寿命で、Stanylは2.5Nmのトルクを達成します。他の材料では2Nm以下しか達成できないため、ギアの軽量化と設計スペースの節約が求められます。

エンバリオは、世界中のOEMおよびティア1部品メーカーと提携して、モーター管理、エンジン制御、およびエンジン内アプリケーション用のギアとアクチュエータを改善するための新しいギア設計を開発およびテストしています。

Stanylの特性詳細情報 会社概要、または詳細情報 会社概要 エンバリオの材料サイエンスセンターとギアテスト お問い合わせ 追加情報を入手してください。また、plasticsfinder.envalior.com にアクセスして 、技術データシートなどの追加情報会社概要 Stanylを確認することもできます。