OEM परियोजनाओं को स्थायित्व की मांग होती है। कूलेंट रिजर्वायर को गर्मी, दबाव और रासायनिक संपर्क का सामना करना चाहिए। सामग्री का चयन सीधे विफलता दरों, वारंटी लागतों और ग्राहक संतुष्टि को प्रभावित करता है। यह गाइड पॉलीप्रोपिलीन (PP), पॉलियामाइड (PA) और एल्यूमीनियम की तुलना करता है। इसमें Carstar के मामले अध्ययन भी शामिल हैं। इंजीनियरों को थर्मल सीमा, रासायनिक प्रतिरोध और लागत संरचनाओं पर विशिष्ट डेटा मिलेगा।

क्यों सामग्री चयन रिजर्वायर की लंबी उम्र को निर्धारित करता है

कूलेंट रिजर्वायर तीन समकालिक तनावों का सामना करते हैं।

थर्मल तनाव। इंजन बे का तापमान इंजन के प्रकार, टर्बोचार्जिंग और परिवेशीय स्थितियों के आधार पर 90°C से 150°C तक होता है। कूलेंट स्वयं परिवेशीय तापमान और 120°C के बीच चक्र चलाता है। प्रत्येक गर्मी चक्र रिजर्वायर सामग्री को फैलाता और सिकोड़ता है।

यांत्रिक तनाव। दबाव वाले कूलिंग सिस्टम 1.0 से 1.5 बार पर काम करते हैं। कुछ हेवी-ड्यूटी अनुप्रयोग 2.0 बार तक पहुंचते हैं। यह दबाव रिजर्वायर की दीवारों पर लगातार हूप तनाव डालता है। कमजोर सामग्रियां समय के साथ क्रीप या बल्ज हो जाती हैं।

रासायनिक तनाव। कूलेंट में एथिलीन ग्लाइकॉल, कोरोसन इनहिबिटर और pH स्टेबिलाइजर होते हैं। कुछ प्लास्टिक हजारों घंटों तक इन रसायनों के संपर्क में आने पर नीचे गिर जाते हैं। हाइड्रोलिसिस पॉलीमर चेनों को तोड़ता है। परिणाम सतह क्रैकिंग या सामग्री की पूर्ण विफलता होती है।

इसलिए, OEM परियोजनाओं के लिए कूलेंट रिजर्वायर सामग्री का चयन इन तीन कारकों को संतुलित करने की आवश्यकता है। कोई भी एक सामग्री सभी क्षेत्रों में उत्कृष्ट नहीं होती है।

पॉलीप्रोपिलीन (PP)। गुण और सीमाएं

पॉलीप्रोपिलीन उद्योग का आधार है। लगभग 70% OEM कूलेंट रिजर्वायर PP का उपयोग करते हैं। इसकी सीमाओं को समझने से गलत अनुप्रयोग को रोका जा सकता है।

थर्मल प्रदर्शन। होमोपॉलीमर PP का 0.45 MPa पर हीट डिफ्लेक्शन तापमान (HDT) लगभग 100°C है। कोपॉलीमर PP 105°C तक पहुंचता है। इन तापमानों से ऊपर, PP नरम हो जाता है। 110°C पर लंबे समय तक संपर्क में आने से भंगुरता तेज होती है। 120°C पर 2,000 घंटों के बाद, तन्य शक्ति 40% कम हो जाती है।

रासायनिक प्रतिरोध। PP एथिलीन ग्लाइकॉल और अधिकांश कूलेंट एडिटिव्स का प्रतिरोध करता है। यह आसानी से हाइड्रोलाइज नहीं होता है। हालांकि, कुछ लॉन्ग-लाइफ कूलेंट में मजबूत ऑक्सीडाइजर PP पर हमला कर सकते हैं। विशिष्ट कूलेंट फॉर्मूलेशन के साथ परीक्षण आवश्यक है।

यांत्रिक गुण। तन्य शक्ति 30 से 40 MPa तक होती है। ताजा सामग्री के लिए टूटने पर विस्तार 100% से 600% तक होता है। गर्मी उम्र बढ़ने के बाद, विस्तार 50% से नीचे आ जाता है। सामग्री कांच जैसी हो जाती है। प्रभाव प्रतिरोध तेजी से गिर जाता है।

लागत। कच्चे माल की लागत प्रति किलोग्राम $1.20 से $1.80 है। मोल्डिंग चक्र तेज होते हैं, आमतौर पर प्रति हिस्सा 30 से 60 सेकंड। टूलिंग लागत मध्यम है।

PP का उपयोग कब करें। स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड यात्री कारें। कूलेंट का तापमान 105°C से नीचे है। अपेक्षित सेवा जीवन 5 से 8 वर्ष। प्रति वर्ष 100,000 से अधिक इकाइयों का उच्च उत्पादन आयतन।

PP से कब बचें। टर्बोचार्ज्ड या डीजल इंजन। टोइंग अनुप्रयोग। कोई भी वातावरण जहां कूलेंट नियमित रूप से 110°C से अधिक हो।

पॉलियामाइड (PA)। उच्च-गर्मी विकल्प

पॉलियामाइड, जिसे आमतौर पर नायलॉन कहा जाता है, उच्च तापमान को संभालता है। कूलेंट रिजर्वायर में दो ग्रेड दिखाई देते हैं: PA66 और PA6।

थर्मल प्रदर्शन। ग्लास-फिल्ड PA66 का 0.45 MPa पर हीट डिफ्लेक्शन तापमान 250°C है। निरंतर उपयोग तापमान 130°C से 150°C तक है। 160°C के लिए लघु-कालिक संपर्क स्वीकार्य है। यह PA को टर्बोचार्ज्ड और डीजल अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।

रासायनिक प्रतिरोध। PA नमी को अवशोषित करता है। संतृप्ति वजन के अनुसार 2.5% से 3.0% तक पहुंच सकती है। यह अवशोषण 0.5% से 1.0% तक आयामी परिवर्तन का कारण बनता है। तंग माउंटिंग टोलरेंस वाले रिजर्वायर के लिए, यह मायने रखता है। PA भी एथिलीन ग्लाइकॉल का अच्छी तरह से प्रतिरोध करता है लेकिन हाइड्रोलिसिस के खिलाफ स्थिरीकरण की आवश्यकता होती है। हाइड्रोलिसिस-स्थिरीकृत PA ग्रेड उपलब्ध हैं।

यांत्रिक गुण। ग्लास-फिल्ड PA66 100 से 150 MPa की तन्य शक्ति प्राप्त करता है। टूटने पर विस्तार 2% से 5% तक होता है। सामग्री कठोर और मजबूत होती है। वेल्ड लाइन शक्ति PP से अधिक है, जिससे सीमा रिस्क कम होता है।

लागत। कच्चे माल की लागत प्रति किलोग्राम $2.50 से $4.00 है। मोल्डिंग चक्र PP के समान हैं, लगभग 40 से 70 सेकंड। टूलिंग लागत तुलनीय है।

PA का उपयोग कब करें। टर्बोचार्ज्ड गैसोलीन इंजन। डीजल इंजन। हेवी-ड्यूटी ट्रक। कूलेंट का तापमान 110°C से 130°C के बीच। 10 से 15 वर्ष की सेवा जीवन आवश्यकताएं।

PA से कब बचें। अत्यधिक आर्द्रता चक्र वाले अनुप्रयोग। लॉन्ग-लाइफ कूलेंट फॉर्मूलेशन में अस्थिरीकृत ग्रेड। लागत-संवेदनशील निचले स्तर के वाहन।

एल्यूमीनियम। चरम स्थितियों के लिए प्रीमियम विकल्प

एल्यूमीनियम रिजर्वायर रेसिंग, हेवी-ड्यूटी वाणिज्यिक और लक्जरी अनुप्रयोगों में दिखाई देते हैं। सबसे सामान्य मिश्र धातु 6061 है।

थर्मल प्रदर्शन। एल्यूमीनियम की कोई हीट डिफ्लेक्शन सीमा नहीं है। 150°C पर निरंतर संचालन कोई गिरावट नहीं करता है। थर्मल विस्तार 23 ppm/°C है, जो पूर्वानुमानित और प्रबंधन योग्य है।

रासायनिक प्रतिरोध। बेयर एल्यूमीनियम कूलेंट में संक्षारण करता है। इसलिए, सभी एल्यूमीनियम रिजर्वायर को आंतरिक कोटिंग या एनोडाइजिंग की आवश्यकता होती है। सिलिकेट-आधारित कूलेंट अतिरिक्त सुरक्षा प्रदान करते हैं। उचित कोटिंग के बिना, महीनों के भीतर पिटिंग कोरोसन होता है।

यांत्रिक गुण। 6061-T6 की तन्य शक्ति 310 MPa है। यील्ड शक्ति 275 MPa है। बर्स्ट प्रेशर आमतौर पर 10 बार से अधिक होता है। समय के साथ कोई क्रीप या तनाव विश्राम नहीं होता है।

लागत। कच्चे माल की लागत प्रति किलोग्राम $3.00 से $5.00 है। हालांकि, निर्माण लागत प्रमुख है। वेल्डिंग प्रति हिस्सा $5 से $15 जोड़ती है। कोटिंग या एनोडाइजिंग में और $3 से $8 जोड़ता है। आयतन में भी प्रति यूनिट कुल लागत $20 से $50 है।

एल्यूमीनियम का उपयोग कब करें। रेसिंग अनुप्रयोग। मिलियन-मील सेवा जीवन वाले वाणिज्यिक ट्रक। लक्जरी वाहन जहां उपस्थिति लागत को जायज बनाती है। कूलेंट का तापमान 130°C से ऊपर।

एल्यूमीनियम से कब बचें। उच्च-आयतन वाली यात्री कारें। कोई भी अनुप्रयोग जहां प्रति हिस्सा लागत $15 से अधिक हो। बिना कोटिंग वाले अनुप्रयोग।

सामग्री तुलना सारांश

निम्नलिखित तुलना तीन सामग्रियों के पार कुंजी मेट्रिक्स को एकत्र करती है।

अधिकतम निरंतर तापमान। PP 105°C को संभालता है। PA 140°C को संभालता है। एल्यूमीनियम 150°C या उससे अधिक को संभालता है।

तन्य शक्ति। PP 30 से 40 MPa प्रदान करता है। PA 100 से 150 MPa प्रदान करता है। एल्यूमीनियम 310 MPa प्रदान करता है।

प्रति किलोग्राम लागत। PP की लागत $1.20 से $1.80 है। PA की लागत $2.50 से $4.00 है। एल्यूमीनियम की लागत $3.00 से $5.00 है।

50,000 इकाइयों पर तैयार हिस्से की लागत। PP की लागत $4 से $8 है। PA की लागत $6 से $12 है। एल्यूमीनियम की लागत $20 से $50 है।

सेवा जीवन की अपेक्षा। PP 5 से 8 वर्ष तक चलता है। PA 10 से 15 वर्ष तक चलता है। एल्यूमीनियम 20 वर्ष या उससे अधिक चलता है।

विफलता मोड। PP भंगुरता और क्रैकिंग से विफल होता है। PA हाइड्रोलिसिस या नमी सूजन से विफल होता है। एल्यूमीनियम बिना कोटिंग होने पर संक्षारण से विफल होता है।

OEM परियोजनाओं में साम