Для чего предусмотрены тепловые зазоры в грм: Тепловой зазор

Содержание

Тепловой зазор для клапана – Автоцентр.ua

Марка

Модель

Оставьте ваши контактные данные:

По телефону

На почту

Уточните удобное время для звонка:

День/дата

День/дата
Сегодня
Завтра
04
05
06
07
08
09

Часы

Минуты

Отправляя заявку я предоставляю свое согласие на сбор и обработку предоставленных мною личных персональных данных в соответствии с Законом Украины «О защите персональных данных»

Оставьте ваши контактные данные:

Уточните удобное время для звонка:

День/дата

День/дата
Сегодня
Завтра
04
05
06

Часы

Минуты

Прямо сейчас

Оставьте ваши контактные данные:

Выберите машину:

Марка

Сначала выберите дилера

Модель

Сначала выберите марку

Sample Text

Оставьте ваши контактные данные:

Выберите машину:

Марка

Сначала выберите дилера

Модель

Сначала выберите марку

Уточните удобное время для тест-драйва:

День/дата

День/дата
Сегодня
Завтра
04 марта
05 марта
06 марта
07 марта
08 марта
09 марта
10 марта
11 марта
12 марта
13 марта
14 марта
15 марта
16 марта

Часы

Минуты

Оберіть мовну версію сайту. За замовчуванням autocentre.ua відображається українською мовою.

Слава Україні! Героям слава!
Ви будете перенаправлені на українську версію сайту через 10 секунд

Регулировка зазоров клапанов с помощью щупа, рейки и индикатора

При работе двигателя все детали изменяют свои геометрические размеры по причине теплового расширения, не всегда точно предсказуемого. Касается эта проблема и привода клапанов газораспределительного механизма в четырёхтактных моторах. Здесь важно очень точно и своевременно открывать и закрывать каналы впуска и выпуска, воздействуя на торец стебля клапана, что затруднительно в условиях расширения, как самих стеблей, так и всей головки блока.

Содержание статьи:

1 Роль клапанов и фаз газораспределения в двигателе

2 Признаки и последствия неправильного зазора
- 2.1 Большой зазор
- 2.2 Маленький зазор
3 Регулировка тепловых зазоров клапанов
- 3.1 Используем щуп
- 3.2 С помощью рейки и индикатора
- 3. 3 Что делать если стоит ГБО
4 Пример регулировки клапанов на ВАЗ 2107

Конструкторы вынуждены оставлять в сочленениях тепловые зазоры или прибегать к установке узлов их механической компенсации.

Роль клапанов и фаз газораспределения в двигателе

Одной из самых важных характеристик двигателя, когда речь заходит о его максимальной мощностной отдаче при приемлемом расходе топлива, становится наполнение цилиндров свежей смесью. Попадает она в рабочий объём через систему клапанов, ими же и выпускаются отработавшие газы.

Когда двигатель работает на значительных оборотах, а ими можно считать с некоторым допущением как максимальные, так и минимальные холостого хода, массы газа, проходящие через цилиндры, начинают проявлять свои аэродинамические свойства, инертные и прочие, связанные с эффективностью горения и теплового расширения.

Точность и оптимальность отбора энергии топлива и превращения её в механическую зависят от своевременной подачи смеси в рабочую зону с последующим не менее оперативным её удалением.

По теме: Клапан PCV или как работает вентиляция картерных газов

Моменты открытия и закрытия клапанов определяются фазой движения поршня. Отсюда и понятие фазированности газораспределения.

В любое время, а для мотора это означает угол поворота коленчатого вала и конкретный такт работы двигателя внутри цикла, состояние клапана определяется совершенно чётко. Зависеть оно может лишь от оборотов и нагрузки в строго нормированных пределах, задаваемых системой подстройки фаз (фазорегуляторами). Ими оснащаются самые современные и совершенные двигатели.

Признаки и последствия неправильного зазора

В идеале, точность работы клапанов обеспечивает нулевой зазор. Тогда клапан будет чётко следовать траектории, задаваемой профилем кулачка распредвала. Он имеет достаточно сложную и тщательно подбираемую разработчиками мотора форму.

Но реализовать такое возможно только при использовании гидрокомпенсаторов зазоров, в зависимости от конкретного исполнения называемых также гидротолкателями и гидроопорами.

В остальных случаях зазор будет небольшим, но вполне конечным, зависимым от температуры. Разработчики ДВС экспериментально и расчётным путём определяют, каким он должен быть изначально, чтобы в любых условиях изменение зазоров не сказалось на работе мотора, нанеся ему повреждения или понизив его потребительские качества.

Большой зазор

На первый взгляд увеличение зазоров в приводе клапанов выглядит безопасно. Никакие тепловые изменения не сведут их к нулевым, что чревато проблемами.

Но рост подобных запасов бесследно не проходит:

двигатель начинает издавать характерный стук, что связано с увеличенным разгоном деталей перед входом в соприкосновение;
ударные нагрузки ведут к повышенному износу и выкрашиванию поверхностей металла, образовавшаяся пыль и стружка расходятся по двигателю, повреждая все детали, которые смазываются из общего картера;
фазы газораспределения начинают запаздывать из-за времени, потребного на выбирание зазоров, что ведёт к ухудшению характеристик на больших оборотах.

Интересно, что громко стучащий двигатель с огромными зазорами может прекрасно тянуть на низких оборотах, обретая, как говорят, «тракторную тягу». Но поступать так умышленно нельзя, мотор будет быстро изношен продуктами с поверхностей, испытывающих ударные нагрузки.

Маленький зазор

Уменьшение зазора чревато куда более быстрыми и непоправимыми последствиями. По мере прогрева недостаточный зазор быстро станет нулевым, в сочленении кулачков и клапанов появится натяг. В результате тарелки клапанов перестанут плотно садиться в свои гнёзда.

Нарушится охлаждение тарелок клапанов, часть тепла они по расчёту сбрасывают в металл головки во время фазы закрытия. Несмотря на производство клапанов из жаропрочных сталей, они быстро перегреются и прогорят, используя высокую температуру и имеющийся кислород. Мотор потеряет компрессию и выйдет из строя.

Регулировка тепловых зазоров клапанов

Некоторые двигатели в процессе штатной эксплуатации имеют свойство увеличивать клапанные зазоры в результате износа. Это безопасное явление, поскольку трудно не заметить начавшийся стук.

Гораздо хуже, а к сожалению так себя ведёт большинство моторов, когда зазоры со временем уменьшаются. Поэтому для исключения обнуления зазоров и прогаров тарелок надо выполнять регулировки строго по заводскому регламенту.

Используем щуп

Самый простой способ – это снять клапанную крышку, отвести кулачок от проверяемого клапана и попытаться ввести в зазор плоский щуп из набора.

Обычно толщина щупов имеет шаг 0,05 мм, что достаточно для измерений с допустимой точностью. За величину зазора принимается толщина максимального из щупов, который ещё проходит в зазор.

С помощью рейки и индикатора

На некоторых моторах, обычно это имеющие коромысла (рычаги, рокеры) в механизме привода, есть возможность установки приспособления в виде рейки, на которой предусмотрены гнёзда для монтажа точного индикатора часового типа.

Подведя его ножку к рычагу напротив стебля, можно покачать вручную или специальной вилкой рокер, свободный от кулачка, считав показания по шкале индикатора с точностью порядка 0,01 мм. Не всегда такая точность нужна, но регулировать становится значительно удобнее.

Что делать если стоит ГБО

Пропано-бутановая смесь имеет гораздо более высокое октановое число, чем традиционный бензин широкого применения. Соответственно, горит она медленнее, разогревая при выпуске выхлопные клапаны. Зазоры начинают уменьшаться гораздо сильнее, чем предусматривали разработчики мотора, предполагая использование бензина.

Это надо знать: Как понять, что прогорел клапан: причины, признаки и последствия

Чтобы избежать преждевременного прогара тарелок и гнёзд, зазоры при регулировках устанавливаются увеличенными. Конкретная величина зависит от двигателя, обычно добавка составляет 0,15-0,2 мм.

Можно и больше, но тогда придётся смириться с шумностью, снижением мощности и повышенным износом механизма газораспределения при работе с частичными нагрузками. Лучшим выходом будет использование под газ моторов с гидрокомпенсаторами.

Пример регулировки клапанов на ВАЗ 2107

На ВАЗ-2107 установлен классический двигатель с приводом клапанов через рокеры от единственного распредвала. Зазоры со временем возрастают, конструкция не отличается совершенством, поэтому регулировка требуется примерно каждые 20 тысяч километров пробега.

Выполнять эту операцию можно самостоятельно, навык вырабатывается довольно быстро. Из расходников потребуется только прокладка клапанной крышки, не стоит пытаться применить её повторно или с герметиком, крышка слабая, крепёж ненадёжный, мотор быстро зарастёт грязью от подтекающего масла.

Для работы очень желательно приобрести набор из рейки и индикатора. Преимущества известны тем, кто занимается двигателями профессионально и способен оценить разницу между точным приспособлением и обычным щупом.

Порядок работы по цилиндрам и кулачкам распредвала отгравирован на самой рейке, а также имеется в любой вазовской инструкции или книге по ремонту.

Четвёртый цилиндр устанавливается в верхнюю мёртвую точку такта сжатия, после чего регулируются 6 и 8 клапаны. Замеряется зазор индикатором, после чего ослабляется контргайка и регулировочным болтом вводится расчётная компенсация износа.
Далее операции повторяются для всех клапанов, поворачивая коленвал последовательно на 180 градусов, или это будет 90 по распредвалу. Номера кулачков и углы поворота указаны на рейке.

Если используется щуп, то он вводится в зазор, поджимается регулировочным болтом и контргайкой. Добиваются такого его прижима, чтобы он вытаскивался из зазора с небольшим усилием, это и будет соответствовать штатному зазору 0,15 мм.

Пользуясь тем, что крышка снята, будет практично проверить натяжение цепи и состояние натяжителя, его башмака и успокоителя. Если потребуется что-то ремонтировать или подтягивать цепь, то регулировать клапаны следует уже после завершения всех процедур с цепью.

Сравнительное исследование влияния термического старения на свойства материалов для заполнения тепловых зазоров на основе и без силикона

. 2021 25 июня; 14 (13): 3565.

дои: 10.3390/ma14133565.

А.С.М. Рауфур Чоудхури ¹ , Монжур Моршед Рабби

1 2 , Мехзабин Кабир ¹ , Партха Пратим Дас ^{1
2} , Рабин Бхандари ¹ , Рассел Райхан ^{1
2} , Дереже Агонафер ¹

Принадлежности

¹ Факультет машиностроения и аэрокосмической техники Техасского университета в Арлингтоне, Arlington, TX 76019, США.
² Институт прогностических характеристик и методологий Техасского университета в Арлингтонском научно-исследовательском институте, Форт-Уэрт, Техас 76118, США.

PMID: 34202198
PMCID: PMC8269627
DOI: 10.3390/ma14133565

Бесплатная статья ЧВК

ASM Raufur Chowdhury et al. Материалы (Базель). 2021 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2021 25 июня; 14 (13): 3565.

дои: 10.3390/ma14133565.

Авторы

А. С.М. Рауфур Чоудхури ¹ , Монжур Моршед Рабби ^{1
2} , Мехзабин Кабир ¹ , Партха Пратим Дас ^{1
2} , Рабин Бхандари ¹ , Рассел Райхан ^{1
2} , Дереже Агонафер ¹

Принадлежности

¹ Факультет машиностроения и аэрокосмической техники Техасского университета в Арлингтоне, Арлингтон, Техас 76019, США.
² Институт прогностических характеристик и методологий Техасского университета в Арлингтонском научно-исследовательском институте, Форт-Уэрт, Техас 76118, США.

PMID: 34202198
PMCID: PMC8269627
DOI: 10.3390/ma14133565

Абстрактный

Материалы для заполнения зазоров с теплопроводностью используются в качестве материалов теплового интерфейса (TIM) в электронных устройствах благодаря их многочисленным преимуществам, таким как более высокая теплопроводность, простота использования и соответствие требованиям. Силикон — это класс синтетических материалов на основе полимерной силоксановой основы, который широко используется в материалах для заполнения теплового зазора. В электронных корпусах материалы для заполнения теплового зазора на основе силикона широко используются в промышленности, в то время как материалы для заполнения теплового зазора без силикона появляются в качестве новых альтернатив для многочисленных приложений электроники. Безусловно, характеристика этих ТИМ имеет огромное значение, поскольку она играет решающую роль в рассеивании тепла и долговременной надежности электронных блоков. Несущественные исследования влияния различных химических соединений на свойства ТИМ на основе силикона и без него привели к этому исследованию, в котором основное внимание уделяется влиянию термического старения на механические, термические и диэлектрические свойства ТИМ на основе силикона и силикона. -свободные ТИМ и химические соединения, вызывающие изменение свойств этих материалов. Методы характеризации, такие как динамический механический анализ (ДМА), термомеханический анализ (ТМА), дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК), инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) и широкополосная диэлектрическая спектроскопия (BbDS), используются для изучения механических, тепловых и диэлектрических свойств. характеристики этих ИМП, которые помогут лучше понять применимость и надежность этих ИМП. Эксперименты показывают, что при термическом старении при 125 °С ТИМ без силикона становится твердым, а ТИМ на основе силикона остается вязкоупругим, что указывает на его широкую применимость в условиях более высоких температур в течение длительного времени. Хотя ТИМ на основе силикона демонстрирует лучшие механические и термические свойства при повышенных температурах, диэлектрические свойства указывают на низкую проводимость ТИМ без силикона, что делает его лучшим кандидатом для приложений, чувствительных к силикону, где желательна более высокая электрическая изоляция.

Ключевые слова: инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье; широкополосная диэлектрическая спектроскопия; дифференциальная сканирующая калориметрия; динамический механический анализ; материал для заполнения теплового зазора; термомеханический анализ.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Цифры

Рисунок 1

Схема электронного блока с…

Рисунок 1

Схема электронного блока с радиатором и IHS.

Рисунок 1

Схема электронного блока с радиатором и IHS.

Рисунок 2

Схема пробоподготовки TIM…

Рисунок 2

Схема сборки пробоподготовки TIM.

фигура 2

Схема сборки пробоподготовки TIM.

Рисунок 3

Схема динамического механического анализатора…

Рисунок 3

Схема динамического механического анализатора (режим растяжения) [16].

Рисунок 3

Схема динамического механического анализатора (режим растяжения) [16].

Рисунок 4

Схема термомеханического анализатора…

Рисунок 4

Схема термомеханического анализатора (ТМА) [17].

Рисунок 4

Схема термомеханического анализатора (ТМА) [17].

Рисунок 5

Принцип измерения диэлектрической проницаемости [26].

Рисунок 5

Принцип измерения диэлектрической проницаемости [26].

Рисунок 5

Принцип измерения диэлектрической проницаемости [26].

Рисунок 6

( и ) Токопроводящие пластины…

Рисунок 6

( a ) Токопроводящие пластины на электроде, ( b ) TIM размещен…

Рисунок 6

( a ) Токопроводящие пластины на электроде, ( b ) ТИМ, размещенный между электродами.

Рисунок 7

Модуль хранения ( E ′)…

Рисунок 7

Модуль упругости ( E ′) и модуль потерь ( E ″), ( а…

Рисунок 7

Модуль упругости ( E ′) и модуль потерь ( E ″), ( a ) TIM A с предварительным старением и ( b ) ( E ″ ) TIM A после термического старения при 125 °C.

Рисунок 8

Комплексный модуль TIM A.

Рисунок 8

Комплексный модуль TIM A.

Рисунок 8

Комплексный модуль TIM A.

Рисунок 9

Модуль хранения ( E ′)…

Рисунок 9

Модуль упругости ( E ′) и модуль потерь ( E ″), (а…

Рисунок 9

Модуль упругости ( E ′) и модуль потерь ( E ″), ( a ) TIM B, предварительно состаренный, и ( b ) TIM B, подвергнутый термическому старению при 125 °C.

Рисунок 10

Комплексный модуль, ( a )…

Рисунок 10

Комплексный модуль, ( a ) предварительно обработанный TIM B и ( b ) TIM…

Рисунок 10

Комплексный модуль, ( a ) TIM B, предварительно состаренный, и ( b ) TIM B, подвергнутый термическому старению при 125 °C.

Рисунок 11

Изменение относительной длины с…

Рисунок 11

Изменение относительной длины в зависимости от температуры TIM A.

Рисунок 11

Изменение относительной длины TIM A в зависимости от температуры.

Рисунок 12

Изменение относительной длины с…

Рисунок 12

Изменение относительной длины в зависимости от температуры TIM B.

Рисунок 12

Изменение относительной длины TIM B в зависимости от температуры.

Рисунок 13

Нормированный тепловой поток в зависимости от температуры…

Рисунок 13

Нормированный тепловой поток в зависимости от температуры TIM A.

Рисунок 13

Нормированный тепловой поток в зависимости от температуры TIM A.

Рисунок 14

Изображение цепи окислительного умягчения…

Рисунок 14

Изображение разрыва цепи окислительного размягчения [33].

Рисунок 14

Изображение разрыва цепи окислительного размягчения [33].

Рисунок 15

Нормированный тепловой поток в зависимости от температуры…

Рисунок 15

Нормированный тепловой поток в зависимости от температуры TIM B.

Рисунок 15

Нормированный тепловой поток в зависимости от температуры TIM B.

Рисунок 16

( a ) Спектры FTIR…

Рисунок 16

( a ) FTIR-спектры TIM A предварительно состаренного и ( b )…

Рисунок 16

( a ) FTIR-спектры предварительно состаренного TIM A и ( b ) FTIR-спектры TIM A, подвергнутого термическому старению при 125 °C.

Рисунок 17

( a ) Спектры FTIR…

Рисунок 17

( a ) ИК-Фурье-спектры TIM B предварительно состаренных и ( b )…

Рисунок 17

( a ) FTIR-спектры предварительно состаренного TIM B и ( b ) FTIR-спектры TIM B, подвергнутого термическому старению при 125 °C.

Рисунок 18

Реальная диэлектрическая проницаемость ТМ А…

Рисунок 18

Реальная диэлектрическая проницаемость TM A и TIM B.

Рисунок 18

Реальная диэлектрическая проницаемость TM A и TIM B.

Рисунок 19

Мнимая диэлектрическая проницаемость TIM A…

Рисунок 19

Мнимая диэлектрическая проницаемость TIM A и TIM B.

Рисунок 19

Мнимая диэлектрическая проницаемость TIM A и TIM B.

Рисунок 20

Диэлектрическая релаксационная прочность (DRS)…

Рисунок 20

Диэлектрическая релаксационная прочность (DRS) TIM A и TIM B.

Рисунок 20

Диэлектрическая релаксационная прочность (DRS) TIM A и TIM B.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Цитируется

Прогнозирование содержания влаги в полимерных композитах с использованием методов машинного обучения.
Дас П.П., Рабби М.М., Вадламуди В., Райхан Р. Дас П.П. и др. Полимеры (Базель). 2022 18 октября; 14 (20): 4403. doi: 10.3390/polym14204403. Полимеры (Базель). 2022. PMID: 36297980 Бесплатная статья ЧВК.

Одноразовые гели и прокладки для заполнения зазоров

Анализ терморегулирующих материалов

1 февраля 2021 г.

Поскольку достижения в области электронных продуктов требуют более высокой мощности в меньших корпусах, проблемы, связанные с управлением температурным режимом, становятся все более серьезными. Инженеры-конструкторы обычно используют два основных типа материалов теплового интерфейса — гели (или одноразовые заполнители зазоров) и прокладки для заполнения зазоров для вытеснения воздушных пустот и обеспечения надлежащей теплопередачи. Каждый из них имеет свои преимущества в зависимости от области применения.

Ниже приводится анализ ключевых характеристик производительности и технологичности как традиционных прокладок для зазоров, так и новых достижений в одноразовых гелевых материалах.

Основы теплопередачи

Цель управления температурным режимом в корпусах электроники — эффективный отвод тепла от перехода полупроводника в окружающую среду. Теплопроводные материалы используются для устранения воздушных зазоров или пустот от прилегания шероховатых или неровных сопрягаемых поверхностей. Поскольку материал теплового интерфейса имеет большую теплопроводность, чем воздух, который он заменяет, сопротивление в соединении уменьшается, и температура соединения компонентов будет снижена.

При оценке материалов теплового интерфейса инженеры-конструкторы стремятся определить высокопроизводительные продукты, отвечающие требованиям по температуре, дизайну, производству и стоимости, присущим каждому индивидуальному применению. Несколько типов материалов были разработаны в ответ на меняющиеся потребности рынка упаковки электроники в таких приложениях, как телекоммуникационное оборудование, бытовая электроника, автомобильная электроника, светодиоды/освещение, преобразование энергии, силовые полупроводники, настольные компьютеры/ноутбуки и серверы, портативные устройства, модули памяти и гашение вибраций. В этом анализе мы сосредоточимся на прокладках и жидких или гелеобразных материалах.

Прокладки для заполнения зазоров: основные сведения

Теплопроводящие прокладки для заполнения зазоров обладают превосходными термическими свойствами и высокой прилегаемостью при низких усилиях зажима. Основные характеристики и преимущества:

Высокая прилегаемость
Сверхнизкое усилие отклонения
Поверхность с высокой липкостью для снижения контактного сопротивления
Минимальная нагрузка на компоненты гашение вибрации
Может «покрывать» несколько компонентов

Гели: основы

На этой схеме показаны две контактирующие поверхности и поток тепла через поверхность раздела без (слева) и с нанесенным материалом для термоинтерфейса.

Гели нового поколения представляют собой предварительно отвержденные (в большинстве случаев) однокомпонентные компаунды с высокой конформностью и имеют поперечно-сшитую гелевую структуру, которая обеспечивает долговременную термическую стабильность и надежность. Основные характеристики и преимущества:

Однокомпонентный одноразовый: устраняет необходимость в нескольких размерах/количествах деталей; помощь в автоматизации
Полностью отвержденный: не требует охлаждения; без смешивания или дополнительного отверждения; не оседают при хранении
Высокая пластичность при низком давлении: оказывает минимальное напряжение, что делает его эффективным для хрупких компонентов
Высокая липкость к поверхности

Прокладки и гели – основные различия

Теплопроводящие прокладки для заполнения зазоров разрезаются форму и наносится вручную, чтобы обеспечить тепловые свойства и высокую прилегаемость при низких усилиях зажима.

Как прокладки, так и расходные материалы зарекомендовали себя как эффективные средства терморегуляции во многих отраслях и областях применения. Несмотря на то, что подушечки давно доказали свою эффективность, недавние достижения в области гелей сократили разрыв в характеристиках, и в некоторых случаях гели превзошли характеристики подушечек. Ниже приведены способы сравнения недавно разработанных гелей с прокладками для зазоров в вопросах, имеющих решающее значение для инженеров-конструкторов:

Эксплуатационные характеристики

Приспособляемость – И гели, и подушечки до некоторой степени подходят друг к другу, но максимальная конфигурируемость подушечки для зазора меньше, чем у одноразовой подушечки из-за ее твердой структуры.

Скорость потока – Целью разработки гелей является достижение максимальной и воспроизводимой скорости потока. Клиенты хотят иметь возможность настроить дозирующее оборудование на одинаковую скорость потока от партии к партии, чтобы поддерживать постоянный объем материала и избегать отходов. Новые одноразовые технологии обеспечивают более высокую и воспроизводимую скорость потока, что повышает пропускную способность и снижает количество отходов.

Теплопроводность – Определение количества тепла [Ватт], необходимого для рассеивания, определит характеристики теплопроводности, необходимые для заполнения зазоров в этом приложении. Обычно это рассчитывается и измеряется в ваттах на метр Кельвина или Вт/м-К. Чем выше значение, тем больше тепла теоретически может рассеять материал. И прокладки, и гели способны рассеивать большое количество тепла, обычно от 1 Вт/м-К до 10 Вт/м-К, в зависимости от конкретного используемого продукта.

Подушечки вырезаются из листов различных вариантов материалов-носителей с отрывными вкладышами для обнажения прихваточной поверхности.

Долговременная надежность — Хотя эта проблема может быть неизвестной в реальных приложениях из-за новизны усовершенствованных гелей, тщательные испытания на ускоренное старение, тепловой удар и вибрацию показали, что гели способны достигать длительного срока службы. -срочная надежность.

Производство/Сборка/Динамика затрат

Автоматизация – Возможность автоматизации является значительным преимуществом для гелей, поскольку системы дозирования достаточно универсальны. В то время как размещение прокладок может быть до некоторой степени автоматизировано, оборудование и приспособления, необходимые для этого, как правило, весьма специализированы и не могут быть легко адаптированы от одной работы к другой. Даже если время программирования дозирующего оборудования заложено в стоимость установки, этот процесс может быть рентабельным по сравнению со временем, необходимым для разработки и производства инструментов для нанесения подушечек, и дополнительными усилиями по последующей квалификации процесса нанесения.

Чтобы максимизировать тепловые характеристики, термоматериал должен соприкасаться со всей целевой областью как на поверхности компонента, так и на поверхности радиатора без захвата воздуха. Для достижения этого критическое значение имеет правильная схема дозирования. Принимая во внимание детали, следующей задачей проектирования процесса является определение схемы распределения материала. Простая точка, подобная первой схеме, обеспечивает адекватное покрытие, кратчайшее время цикла и наименьшую вероятность проникновения воздуха в материал теплового интерфейса.

Чем сложнее профиль, тем больше вероятность введения воздуха (например, змеевик и спираль).

Производительность – Скорость производства деталей зависит от области применения, но чтобы проиллюстрировать потенциальное преимущество гелей, мы приведем пример конкретного клиента. Этот конкретный клиент рассматривал возможность перехода с прокладок на гели и провел тест обоих материалов, чтобы оценить разницу в пропускной способности. Их исследование показало, что оператору требовалось 18 секунд, чтобы применить одну прокладку, включая манипуляции с прокладкой, ее правильное размещение и переход к следующему компоненту. Используя необязательный и автоматизированный процесс, те же самые шаги заняли всего четыре секунды.

Аргумент в пользу гелей становится еще более убедительным, если на одной детали имеется несколько точек дозирования. Автоматизированный/роботизированный дозатор может поразить каждое место за один цикл, в то время как при использовании прокладки с зазором оператору пришлось бы наносить прокладку на каждую часть отдельно.

При разработке одноразового материала теплового интерфейса необходимо учитывать несколько соображений при выборе подходящего продукта. Основная цель материала — проводить тепло, но с одноразовым гелем процесс выбора — это нечто большее, чем просто оценка теплопроводности. В этих таблицах представлены различные соображения, связанные с объемом частей, задействованных в приложении. (См. увеличенное изображение.)

Простота применения – При размещении прокладки оператор должен знать ориентацию прокладки. У площадки есть верхняя и нижняя стороны, и во многих случаях есть ориентация влево-вправо и/или вверх-вниз. Ручное применение повышает риск человеческой ошибки. При применении геля дозированный материал просто распределяется в определенном месте.

Precision – Преимущество прокладок для зазоров заключается в том, что их можно вырезать точно по форме детали заказчика, тогда как гель принимает форму, в которой он растекается после сжатия. Конкретное применение будет определять требуемую степень точности, а также определять приемлемость того, выходит ли материал за пределы поверхности, на которую он наносится.

Сложность формы – Форма, в которую распределяется гель, может помочь определить и контролировать простоту изготовления и форму полученного спреда. Например, кукольная форма или форма «Hershey Kiss» является самой простой для дозирования и приводит к округлому поперечному сечению. Х-образная или змеевидная схема дозирования приводит к квадратному поперечному сечению за счет пропускной способности. Очень сложные или тонкие формы не обязательно хорошо подходят для вырубных прокладок для зазоров; расходный материал может лучше достичь этой геометрии.

Стоимость – В широком спектре гелей, как правило, дешевле по объему, если сравнивать их с прокладками для зазоров аналогичного уровня производительности. Опыт многократного применения показывает, что около 5000 деталей в год — это порог, при котором использование гелей и автоматизированной системы дозирования становится более экономичным по сравнению с подушечками, которые наносятся вручную для одного и того же применения. Однако форма и геометрия играют важную роль в этом расчете.

Инвестиции в оборудование для дозирования могут начинаться от 10 000 до 30 000 долларов США для малообъемных настольных устройств, для которых требуется оператор. Повышенная сложность и дополнительные функции, такие как распознавание камеры для контроля качества, увеличивают стоимость оборудования до 80 000–120 000 долларов плюс установка и обучение для полностью автоматизированной системы.

Упаковка – Упаковка геля начинается с 10-кубовых картриджей, которые подходят для ручного дозирования для использования в качестве образцов или для применения в очень малых объемах. Следующий уровень — это различные картриджи с пневматическим дозированием объемом от 30 до 600 куб. Для них требуется простое дозирующее оборудование, которое обычно может включать линию подачи воздуха высокого давления с регулятором и соплом для подсоединения к картриджу. Оператор может дозировать его вручную или может быть какой-то робот-помощник.

THERM-A-GAP ^TM GEL 37 — это одноразовый заполнитель термических зазоров, который можно наносить полностью отвержденным в нестандартных геометрических формах в зависимости от области применения.

Самые большие упаковки, поддерживающие самые высокие объемы пропускной способности, представляют собой одно- или пятигаллонные ведра. Для этого требуется пневматический насос для подачи материала во вторичный дозирующий клапан.

Упаковка прокладок так же сложна, как и клиентская часть. Геометрически сложная штампованная подушка требует затрат, связанных с разработкой и изготовлением подкладки такой формы. Тем не менее, есть и другие варианты, если клиент хочет справиться с нарезкой подложки самостоятельно и/или имеет несколько требований к форме с меньшим бюджетом. Например, подушечки доступны в виде листов, которые можно легко разрезать или обрезать перед нанесением.

Дозирование жидкости/геля дает покупателю больший контроль, что часто является преимуществом. Клиенты могут вносить изменения на лету без необходимости изменения чертежа, выполнять проверку первого изделия и выполнять формальные процедуры контроля технических изменений, связанные, например, с изменением конструкции детали.

Заключение

Прокладки для заполнения зазоров долгое время были предпочтительным выбором для многих инженеров-конструкторов, но недавние достижения в области термогелей, которые представляют собой предварительно отвержденные однокомпонентные компаунды с высокой конформностью, могут обеспечить превосходные характеристики, более легкое нанесение. производство и сборка, а также более низкая стоимость в некоторых крупносерийных приложениях; особенно по мере того, как приложения для электронного проектирования становятся меньше, более хрупкими и более сложными.

Непредвзятое отношение к использованию высокоэффективных гелей может окупиться за счет производительности, эффективности производства и экономии средств.

Эта статья была написана Джонатаном Аппертом, инженером по исследованиям и разработке процессов, Parker Chomerics (Woburn, MA). Для получения дополнительной информации посетите здесь .

Темы:
Аэрокосмическая промышленность Процессы проектирования Теплообмен Теплообмен Промышленные средства управления и автоматизация Manufacturing & Prototyping Materials Thermal Management Thermal management Thermal management Thermodynamics Thermodynamics

Главные новости

INSIDERWeapons Systems

Northrop Grumman представит B-21 Raider — Технология мобильного проектирования

INSIDERManned Systems

ВВС изучают возможность использования термопластического стабилизатора для F-16 — разработка мобильности…

INSIDERS Sensors/Data Acquisition

Airbus начинает испытания автономной посадки и помощи при рулении на A350 DragonFly. ..

INSIDER0Weapons4 Systems

Ракета PAC-3 успешно перехватывает цель крылатой ракеты — Мобильность…

INSIDERPropulsion

Пионеры ВВС будущего синтетического реактивного топлива — Мобильность…

INSIDERCommunications

Миссия InSight прекращена НАСА после четырех лет на Марсе — разработка мобильности…

Веб-трансляции

Автомобилестроение

The Inside Track: Solutions for Automotive Testing

Программное обеспечение от нулевых прототипов до дорог

Фотоника/оптика

Лазерная сварка для электромобилей: вызовы и возможности

Материалы

Инновации в области оптики и покрытий

Производство и прототипирование

Как максимизировать преимущества медицинского устройства на

Automotive

Мониторинг водителя: новая эра для датчиков.

SAE Media Group

Предоставляя свою личную информацию, вы соглашаетесь с тем, что SAE Media Group и тщательно отобранные отраслевые спонсоры этого контента могут связаться с вами, и что вы прочитали и согласны с Политикой конфиденциальности.

Разное