
巴斯夫(BASF)公司生产的一种塑料配混料首次用於商用货车的增压空气装置中。DD13/DD15卡车发动机中的增压空气管是新型聚酰胺(PA)牌号Ultramid A3W2G6首次大规模生产的产品之一。该组件由ElringKlinger公司用极耐热的PA制造,具有极高的机械强度和耐热性。多功能进油模块也由巴斯夫公司的聚酰胺制造。DD13/DD15包含多种高性能卡车柴油发动机,排量分别约为13和15升,由Detroit Diesel公司(卡车发动机和部件制造商,戴姆勒公司的子公司)在美国制造。
热稳定Ultramid制造的轻量导管
卡车行业同样存在轻量化的发展趋势。与轿车一样,在DD13/DD15上的目标是用轻量但具有同等性能的塑料件替代较重的金属件。与以前的铝制产品相比,由巴斯夫聚酰胺制造的轻量增压空气管重1.8kg,或重量减轻50%。
聚酰胺66特种产品Ultramid A3W2G6的高耐热性由其在14℃下进行的部件脉动压力试验所证明。在0.4-3.5 bar之间的压力波动条件下,增压空气管必须保持完好3000小时,这是商用货车行业的特殊要求。压力波动是涡轮增压新鲜空气与高温(高达230℃)再循环的排气(EGR:排气再循环)混合产生的。排放的气体再进入,并处於高负荷下(如在山路上爬陡坡)时,最高温度有可能达到200℃。
集成止回阀的进油模块
DD13/DD15上的吸油模块对材料也具有极高的要求。该产品由Ultramid A3WG7制造,除了进油连接件和供油管线外,还配有一个集成的止回阀。
在部件试验中,老化材料必须在120℃下耐受1000万次以上的5-13 bar的油压脉动循环。在止回阀的长期试验中,在存在含有老化机油以及燃油组分的强腐蚀油的条件下必须耐受50万次。卡车期望行驶里程约120万公里。该部件中,用Ultramid替代了金属,而且进行了高度功能化集成,因而降低了成本,重量减轻了0.8 kg,或每件减轻50 %。
计算机仿真和组件试验
凭借其通用计算机仿真设备Ultrasim,巴斯夫公司为ElringKlinger公司的开发人员提供了帮助。例如,对於油模块,目标之一是防止动态发动机运行时导致材料疲劳,从而延长使用寿命。同时,必须小心设计焊缝:焊缝是潜在的弱点,在运行过程中,应当尽可能使其承受最小的负荷。
巴斯夫利用了计算机技术来满足这两种要求:首先是进行数字拓扑优化;其次是进行形状优化:利用仿生学原理,利用模拟技术将塑料制件精确地放置於其实际工作环境,并按实际承受负载进行预测分析。
开发过程中还在巴斯夫公司的部件测试实验室进行了泄漏、脉动压力和爆破压力试验。