Η αυτοκινητοβιομηχανία
Η αυτοκινητοβιομηχανία συνεχίζει να τοποθετείται στην πρώτη γραμμή των τεχνολογικών εξελίξεων και προσφέρει καθοδήγηση σε πολλούς άλλους κλάδους που πρέπει να ακολουθήσουν. Οι πιο πρόσφατες εξελίξεις στην αγορά του αυτοκινήτου έχουν επικεντρωθεί στις ηλεκτρονικές εξελίξεις, είτε με πολύ βελτιωμένη εμπειρία οδηγού/επιβάτη από βελτιωμένο HMI είτε λόγω κρίσιμων εξελίξεων για την ασφάλεια και χαρακτηριστικών ημιαυτόνομης οδήγησης, όπως αυτόματο φρενάρισμα και υποβοήθηση διατήρησης λωρίδας, για παράδειγμα. Τώρα, η εστίαση είναι στη μετάβαση από τον κινητήρα εσωτερικής καύσης σε εναλλακτικές λύσεις που είναι φιλικές προς το περιβάλλον, κυρίως ηλεκτρικά όχηματα (EV) και διάφορες υβριδικές επιλογές (HEV) και με αυτήν την αλλαγή έρχονται ακόμη περισσότερες προκλήσεις για ηλεκτρικά κυκλώματα, συνδέσμους και επαφές.
Λιπαντικά ηλεκτρικών επαφών
Ανεξάρτητα από τον κλάδο, τα λιπαντικά ηλεκτρικών επαφών χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της απόδοσης και της αξιοπιστίας των ηλεκτρικών επαφών και των συνδέσεων. Αρχικά εφευρέθηκαν το 1941 για τη βελτίωση της ηλεκτρικής απόδοσης και της αξιοπιστίας των ελέγχων έντασης ήχου από τον ιδρυτή της Electrolube, η χρήση λιπαντικών ηλεκτρικής επαφής έχει εξαπλωθεί ευρέως σε πολλές διαφορετικές βιομηχανίες και αποτελεί κρίσιμο παράγοντα για την αξιόπιστη απόδοση των εξαρτημάτων αυτοκινήτων για δεκαετίες.
Τα λιπαντικά ηλεκτρικής επαφής είναι ειδικά διαμορφωμένα γράσα και λάδια, σχεδιασμένα να μειώνουν την τριβή και τη φθορά και να βελτιώνουν την ηλεκτρική απόδοση των μεταλλικών διεπαφών που φέρουν ρεύμα, όπως αυτές που βρίσκονται σε διακόπτες και ηλεκτρικούς συνδέσμους. Καθώς καμία μεταλλική διεπαφή δεν είναι τελείως ομοιόμορφη και λεία, όταν εφαρμόζονται σε τέτοιες επιφάνειες σε λεπτές μεμβράνες, γεμίζουν όλες τις ατέλειες της επιφάνειας, βελτιώνοντας με τη σειρά της την επαφή και την ηλεκτρική απόδοση καθώς και παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής της επαφής μειώνοντας τα hot spots, frettage και arcing.
Γεμίζοντας τα κενά αέρα μεταξύ των επαφών, τα λιπαντικά ηλεκτρικών επαφών αυξάνουν δραματικά την αποτελεσματική επιφάνεια, αποτρέποντας με τη σειρά τους το τόξο και τη σχετική αύξηση της θερμοκρασίας και το σχηματισμό οξειδίου. Παρέχουν επίσης ένα φράγμα στην ατμοσφαιρική μόλυνση και μειώνουν τις επιπτώσεις της τριβής διευκολύνοντας την ομαλή κίνηση. Επιπλέον, η χρήση των λιπαντικών αυτών συνήθως αξιολογείται για τα χαρακτηριστικά «αίσθησής» τους, βελτιώνοντας την ποιότητα κίνησης ενός διακόπτη ή σε απλές επαφές μεταξύ πλαστικού με πλαστικό για παράδειγμα.
Εάν η εφαρμογή αφορά εσωτερικά εξαρτήματα, όπως πτερύγια εξαερισμού κλιματισμού, εξωτερικά εξαρτήματα όπως ρυθμίσεις πλευρικών καθρεφτών ή σε κρίσιμες επαφές εντός της πλεξούδας καλωδίωσης, οι εφαρμογές για λιπαντικά ηλεκτρικών επαφών αυξάνονται συνεχώς σύμφωνα με τις εξελίξεις στις τεχνολογίες CASE (Συνδεδεμένο, Αυτόνομο, Κοινόχρηστο, Ηλεκτρικό).
Υπάρχουν 3 κύριοι τρόποι με τους οποίους τα λιπαντικά ηλεκτρικών επαφών χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές αυτοκινήτων:
Για τη βελτίωση της μεταφοράς ηλεκτρισμού και της αξιοπιστίας της επαφής
Όπως έχει ήδη συζητηθεί, τα λιπαντικά ηλεκτρικών επαφών αυξάνουν τις επιφάνειες επαφής γεμίζοντας τυχόν κενά και μειώνοντας την ηλεκτρική αντίσταση. Η τεχνολογία έχει εξαπλωθεί σε πιο κρίσιμες για την ασφάλεια λειτουργίες εντός οχημάτων και με τις ανακλήσεις αυτοκινήτων λόγω των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων να αυξάνονται, είναι επιτακτική ανάγκη αυτές οι κρίσιμες για την ασφάλεια συνδέσεις να διατηρούνται σωστά. Σε μια πρόσφατη έκθεση της AlixPartners, αναφέρθηκε λεπτομερώς ότι οι ανακλήσεις για τη διόρθωση βλαβών σε ηλεκτρονικά ή ηλεκτρικά συστήματα έχουν αυξηθεί κατά 30% ετησίως τα τελευταία χρόνια. Τέτοιες αστοχίες περιλαμβάνουν προβλήματα λογισμικού και ανάγκες αναβάθμισης λογισμικού, ωστόσο η συντριπτική πλειονότητα των ανακλήσεων οφείλεται στην πραγματικότητα σε βλάβες που σχετίζονται με ενσωματωμένα ηλεκτρικά εξαρτήματα. Ως πάροχος ηλεκτρο-χημικών λύσεων εγκεκριμένων από το IATF 16949, η Electrolube καλείται συχνά να βοηθήσει στην αποφυγή τέτοιων ζητημάτων και να κατανοήσει πλήρως τον αντίκτυπο που μπορεί να έχουν τέτοιες αστοχίες στις επιχειρήσεις, με κόστος που προέρχεται από όλους τους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της επίδρασης που έχει στη φήμη της επωνυμίας για την αυτοκινητοβιομηχανία. Επομένως, είναι εξαιρετικά σημαντικό να λαμβάνονται υπόψη όλες οι πτυχές των ηλεκτρονικών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένης της σύνδεσης μεταξύ συσκευών και της σωστής επιλογής λιπαντικού ηλεκτρονικών επαφών.
Παραδοσιακά, η βελτίωση των ηλεκτρικών ιδιοτήτων των διακοπτών και των βυσμάτων στα οχήματα αφορούσε γενικούς διακόπτες χαμηλής τάσης, προχωρώντας σε πιο κρίσιμες εφαρμογές καθώς προχωρούσε η ανάπτυξη ηλεκτρονικών εφαρμογών. Πράγματα όπως το connector potting είναι μια διαδικασία που δικαιωματικά παίρνει τη θέση της μεταξύ των πιο ουσιαστικών βελτιώσεων και εξελίξεων που παρατηρούνται στις τεχνολογίες ηλεκτρικών και βυσμάτων. Με την αλλαγή στα ηλεκτρικά οχήματα, έχει τεθεί ένα επιπλέον αυξημένο σύνολο προκλήσεων, συμπεριλαμβανομένων περισσότερων ηλεκτρικών συνδέσεων και κυρίως, πολύ υψηλότερων τάσεων που μεταφέρονται γύρω από το όχημα. Με εμπειρία σε βιομηχανίες όπως συσκευές διανομής μέσης και υψηλής τάσης, ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση και ρελέ, η Electrolube διαθέτει μια σειρά προϊόντων που ανταποκρίνονται στις απαιτητικές νέες απαιτήσεις της αγοράς ηλεκτρικών οχημάτων.
Για τη μείωση των επιπτώσεων των εξωτερικών επιρροών, μειώνοντας τη διάβρωση και τη φθορά
Λειτουργώντας όπως το κεντρικό νευρικό σύστημα του οχήματος, η καλωδίωση περιέχει πολλές συνδέσεις για να διευκολύνει την επικοινωνία πολλών συσκευών. Λόγω της πολυπλοκότητας των ηλεκτρονικών εφαρμογών σε ένα όχημα, η καλωδίωση έχει επίσης μεγάλο βάρος. Αυτό οδήγησε στη χρήση διαφορετικών υλικών, όπως αλουμίνιο και σε ορισμένες περιπτώσεις, διαφορετικά μέταλλα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στην ίδια καλωδίωση. Ενώ μειώνεται το βάρος, υπάρχουν και άλλες προκλήσεις με τη χρήση αλουμινίου, συμπεριλαμβανομένου του σχηματισμού στρωμάτων σκληρού οξειδίου και της ηλεκτροχημικής διάβρωσης παρουσία υγρασίας και διαφορετικών μετάλλων. Τα λιπαντικά ηλεκτρικών επαφών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προστασία των νέων επαφών που εκτίθενται στις περιβαλλοντικές συνθήκες, αλλά αυτό είναι μόνο ένα μέρος του προβλήματος. Κατά τη διάρκεια ζωής αυτών των επαφών, η διάβρωση που προκαλείται από το φράξιμο είναι συνηθισμένη και η χρήση λιπαντικού επαφής για την πρόληψη της έκθεσης οποιωνδήποτε βασικών υλικών σε επαφές ή εξαρτήματα αλουμινίου μπορεί να μειώσει σημαντικά τα ποσοστά αστοχίας των επαφών και των συνδέσμων. Όταν εργάζεστε με αλουμίνιο στην κατασκευή ανταλλακτικών και προϊόντων, οι μέθοδοι κατεργασίας μπορούν να κάνουν τη διαφορά.
Οι περιβαλλοντικές επιδράσεις μπορεί να περιλαμβάνουν αλλαγές θερμοκρασίας, έκθεση στην υγρασία και διαβρωτικές ατμόσφαιρες. Οι αλλαγές στη θερμοκρασία μπορεί να επηρεάσουν τη συνοχή του λιπαντικού επαφής, για παράδειγμα, ένα λιπαντικό μπορεί να έχει τιμή cone penetration 320 στους 25 ̊C, αλλά όταν εκτίθεται σε θερμοκρασίες -40 ̊C ή χαμηλότερες, αυτή η τιμή μπορεί να μειωθεί σημαντικά, με αποτέλεσμα πολύ σκληρότερη συνοχή του γράσου. Τα υγρά περιβάλλοντα είναι επίσης κοινά και τα περισσότερα λιπαντικά επαφής αντέχουν σε υψηλή υγρασία για παρατεταμένες περιόδους. Όταν η υψηλή υγρασία συνδυάζεται με διαβρωτικά περιβάλλοντα, μπορούν να γίνουν αντιληπτές διαφορές μεταξύ των προϊόντων. Η Electrolube έχει σχεδιάσει μια σειρά δοκιμών για να απεικονίσει αυτές τις διαφορές και να παρέχει περαιτέρω βοήθεια με τη σωστή επιλογή προϊόντος. Αυτές οι δοκιμές περιλαμβάνουν υγρασία ακολουθούμενη από δοκιμές θαλασσινής ομίχλης, δοκιμές αντοχής στο χλώριο και εξέταση διαφορετικών υλικών επαφής.
Η συνδυασμένη δοκιμή υγρασίας και ομίχλης αλατιού υπέβαλε τα λιπαντικά σε υγρασία 90% στους 35 ̊C για 3 εβδομάδες, ακολουθούμενη από 1 εβδομάδα στους 35 ̊C στον θάλαμο θαλασσινής ομίχλης. Η προστασία των υποστρωμάτων χαλκού και χάλυβα αξιολογήθηκε οπτικά μετά από αυτή τη δοκιμή. Τυπικά, τα συνθετικά λιπαντικά, όπως το Electrolube CTG παρείχαν την καλύτερη προστασία σε αυτό το περιβάλλον. Εκτός από αυτή τη δοκιμή, οι επαφές χρυσού και αργύρου που προστατεύονται με διάφορα λιπαντικά υποβλήθηκαν επίσης στο περιβάλλον θαλασσινής ομίχλης. Τα αποτελέσματα ενίσχυσαν περαιτέρω τα προηγούμενα ευρήματα, τονίζοντας ότι ορισμένα λιπαντικά με βάση τα ορυκτά δεν είναι κατάλληλα για την προστασία αυτών των υλικών σε σκληρά περιβάλλοντα. Τέλος, ως ακραίο τεστ, δημιουργήθηκε ένα οξειδωτικό περιβάλλον που περιέχει χλώριο και διατηρήθηκε στους 35 ̊C για 2 μήνες και τα αποτελέσματα έδειξαν ξανά ότι το Electrolube CTG παρείχε εξαιρετική προστασία, ακολουθούμενο από το Electrolube CG53A και το CG60.
Για τη βελτίωση της ποιότητας, της αίσθησης και της δύναμης εισαγωγής/λειτουργίας των συνδέσμων και των διακοπτών.
Τα λιπαντικά ηλεκτρικών επαφών χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως σε πολλές εφαρμογές για τη βελτίωση της «αίσθησης» ενός διακόπτη, δίνοντας έτσι την εντύπωση υψηλής ποιότητας. Αυτό ισχύει επίσης για πολλές εφαρμογές στο εσωτερικό των οχημάτων, διασφαλίζοντας ότι οι επαφές μετάλλου-μετάλλου, πλαστικού-μετάλλου και πλαστικού-πλαστικού έχουν καλή σύνδεση μεταξύ των εξαρτημάτων, μειώνοντας έτσι τον θόρυβο και την κίνηση όταν υπόκεινται σε κραδασμούς που προκαλούνται από την κανονική λειτουργία του οχήματος. Με μια κίνηση προς πιο αθόρυβα οχήματα, βελτιώσεις στην τεχνολογία ελαστικών και το μέλλον με τα EV, το εσωτερικό του οχήματος είναι ένα πολύ πιο ήσυχο μέρος και ως εκ τούτου, η ποιότητα αυτών των επαφών και η συνολική απόσβεση του θορύβου είναι απαραίτητα για τη διασφάλιση μιας υψηλής ποιότητας οδηγικής εμπειρίας.
Προϊόντα όπως το CG60 και το SPG της Electrolube έχουν χρησιμοποιηθεί για τέτοιες εφαρμογές αυτοκινήτων εδώ και πολλά χρόνια και είναι κατάλληλα για μελλοντική προστασία του εσωτερικού των οχημάτων, διασφαλίζοντας τη μέγιστη άνεση στην οδηγική εμπειρία. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ένα φθοριούχο λιπαντικό, όπως το EGF της Electrolube, μπορεί να απαιτείται για να προσφέρει μεγαλύτερη απόδοση σε αυτούς τους τομείς και ιδιαίτερα στην περίπτωση μείωσης των δυνάμεων εισαγωγής κατά την ένωση των συνδέσμων. Αυτό μας οδηγεί και πάλι σε μια συζήτηση σχετικά με την καλωδίωση και με την αύξηση του αριθμού των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων και συνδέσμων καθώς προχωράμε προς τα EV, η ανάγκη για λιπαντικά όπως τα CG60, CTG ή EGF της Electrolube για τη βελτίωση της κατασκευής και της προστασίας κατά τη χρήση είναι επίσης πολύ μεγάλη. Μάλιστα, σε μελέτη της Research and Markets αναφέρεται ότι, η σύνδεση ηλεκτρονικών εντός οχημάτων μέσω καλωδίων αναμένεται να σημειώσει την ταχύτερη ανάπτυξη έως το 2025 λόγω της ανάπτυξης προηγμένων τεχνολογιών στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, συμπεριλαμβανομένου τα συστήματα υποβοήθησης οδήγησης και χαρακτηριστικά ασφαλείας.
Η αυτοκινητοβιομηχανία βρίσκεται σε μια περίοδο συνεχών αλλαγών και εξελίξεων. Με τη μετάβαση σε HEV και EV, ένα νέο σύνολο προκλήσεων για ηλεκτρικούς συνδέσμους, διακόπτες και συσκευές τίθεται μπροστά και θα συνεχίσει να εξελίσσεται για τα επόμενα χρόνια. Οι εξελίξεις στην τεχνολογία μπαταριών, καθώς και στις διεπαφές χρήστη, τις εναλλακτικές πηγές καυσίμου και την συνεχώς διευρυνόμενη αγορά αυτόνομης οδήγησης, προστίθενται σε αυτές τις προκλήσεις . Αντιμετωπίζοντας το καθήκον της εξασφάλισης υψηλής ποιότητας, αξιόπιστων και προστατευμένων συνδέσεων, τα λιπαντικά επαφής θα βοηθήσουν στην κάλυψη αυτών των νέων απαιτήσεων. Το σύστημα μετάδοσης κίνησης EV είναι κατά μέσο όρο δυόμισι φορές πιο ακριβό από τα συμβατικά συστήματα μετάδοσης κίνησης (AlixPartners), με αποτέλεσμα το κόστος να αποτελεί ένα άλλο εμπόδιο για την ανάπτυξη σε αυτήν την αγορά. Αυτό το κόστος φυσικά θα μειωθεί με την πάροδο του χρόνου με οικονομίες κλίμακας και βελτιώσεις στις τεχνολογίες. Αυτό, σε συνδυασμό με το μειωμένο συνολικό κόστος που προκύπτει από τη διατήρηση υψηλών επιπέδων ποιότητας και τις μειωμένες ανακλήσεις οχημάτων λόγω αστοχιών συνδέσμων, είναι ο λόγος που οι κατασκευαστές πρέπει να έχουν την επιλογή λιπαντικών ηλεκτρικών επαφών ψηλά στην ατζέντα ανάπτυξής τους τώρα και για πολλά χρόνια στο μέλλον.
Jade Bridges
Global Technical Support Manager – Electrolube
December 2019