ما الذي يختفي مع محرك الاحتراق، وما الذي يبقى، وما هي الواجهات الجديدة التي تتحكم الآن في اختيار المطاط الصناعي؟

إزالة محرك الاحتراق لا تُزيل المطاط من المركبة، بل تُغير موضع عمل المطاط ونوع العطل الأكثر خطورة. تقل كميات الوقود وزيت المحرك في المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات، بينما تُنشئ محيطات البطاريات الطويلة ودوائر التبريد وموصلات الجهد العالي أسطح إحكام جديدة.

يجب اختيار مكونات المطاط في المركبات الكهربائية مع مراعاة السلامة الكهربائية، والإدارة الحرارية، والتحكم في الرطوبة، وأساليب التجميع الحديثة. ولا تزال بعض متطلبات صناعة السيارات التقليدية قائمة، بما في ذلك رذاذ الطريق، والأوزون، والاهتزازات، وسوائل الفرامل، ودرجة حرارة المقصورة، وفترات التخزين الطويلة.

متطلبات تتقلص

تحتوي المركبات الكهربائية التي تعمل بالبطارية على عدد أقل من موانع التسرب المتعلقة بزيت المحرك والوقود والعادم مقارنةً بالمركبات ذات محركات الاحتراق الداخلي. وقد يبالغ الموردون الذين ينسخون قائمة قديمة لمواد منع التسرب الموجودة أسفل غطاء المحرك في تحديد بعض المواقع، بينما يغفلون متطلبات التبريد أو الأنظمة الكهربائية الجديدة.

ينبغي تصنيف موانع التسرب الخاصة بالسيارات الكهربائية حسب وظيفتها. فمجرد كون السيارة كهربائية لا يجعلها مانع تسرب المحور أو الفرامل جزءًا خاصًا بها. ويكمن الفرق في أهمية هذا التصنيف عندما يؤثر الجهد الكهربائي، أو التركيب الكيميائي للبطارية، أو حرارة الشحن، أو السوائل العازلة، أو تعرض غلاف البطارية للعوامل الخارجية على وظيفتها.

متطلبات تتزايد

قد تمتد حشوات غلاف البطارية على محيط أكبر بكثير من غطاء المحرك. وتتراكم في الوصلات الطويلة عيوب في استواء الحافة، وارتفاع الخرزة، وتباعد البراغي. وقد تتحرك الأغطية المصنوعة من الألومنيوم أو المواد المركبة أثناء دورات التغير الحراري، وقد يتطلب الوصول للصيانة استبدال الحشوة أو إعادة إحكامها.

قد يحتاج الغلاف إلى مقاومة الماء والغبار الخارجيين مع السماح بتهوية مضبوطة أثناء تغيرات الضغط. يجب أن تميز اختبارات التسريب بين المحيط الخارجي، ومنافذ التوصيلات الكهربائية، وفتحات التهوية، ووصلات التبريد، حتى لا تخفي نتيجة انخفاض الضغط المسار الفعلي للتسريب.

يؤدي الجهد العالي إلى تغيير العواقب

تحمي موانع التسرب في موصلات الجهد العالي من الرطوبة والتلوث بالقرب من الموصلات. قد يؤدي تلف مانع التسرب إلى التآكل، ومشاكل العزل، أو أعطال التشخيص. وتُعدّ مواد التشحيم المستخدمة في التجميع، وحركة الكابل، وقوة إغلاق الموصل جزءًا من نظام منع التسرب.

أفادت شركة دوبونت بوجود حالة بين شركة تصنيع سيارات وأحد مصنعي السيارات تتعلق بحلقات مانعة للتسرب من مادة EPDM والسيليكون في وصلات طاقة العاكس، حيث تصل درجات حرارة التشغيل إلى 120 درجة مئوية. وقد تمت مقارنة مادة التشحيم من خلال اختبارات التقادم على عينات من المطاط الصناعي قبل أن يختارها العميل. [2]

يدعم الغلاف توافق مواد التشحيم، وليس العمر الافتراضي للموصل. لا تزال موانع تسرب موصلات الجهد العالي بحاجة إلى اختبارات تسرب الماء، والتغيرات الحرارية، والاهتزاز، والتوصيل والفصل باستخدام أجزاء مخصصة للإنتاج وكمية مواد التشحيم الفعلية.

يتحول التبريد إلى شبكة

قد تشترك البطارية والعاكس والمحرك ومعدات الشحن في دوائر تبريد منفصلة أو مشتركة. يمكن أن تتلامس المواد المطاطية في المركبات الكهربائية مع سوائل التبريد المائية، أو الإضافات، أو زيوت الضواغط، أو السوائل العازلة. ولا تكتمل عبارة "مقاومة لسوائل التبريد" دون ذكر نوع الوسط المستخدم ودرجة حرارته.

تتعرض مكونات المطاط في المركبات الكهربائية القريبة من دائرة التبريد لنبضات ضغط، وملء فراغي، وتغيرات سريعة في درجة الحرارة. قد يؤدي التورم إلى تغيير قوة الإدخال أو ملء الأخاديد. كما قد يؤدي الاستخراج والتصلب إلى تقليل قوة الإحكام بعد فترة طويلة من الاستخدام.

الصمت يكشف عن أصوات أخرى

بمجرد أن يختفي هدير المحرك، تصبح الأصوات الأخرى، مثل تلك الصادرة من المضخة وناقل الحركة والعاكس الكهربائي والطريق، أكثر وضوحًا. أحيانًا لا يكون استخدام مطاط أكثر ليونة هو الحل، بل يجب تعديل صلابة قواعد التثبيت والحلقات المطاطية ووسادات العزل إلى مستوى ديناميكي مختلف. ترددات التبديل الكهربائي قادرة على إحداث اهتزازات كافية في الهياكل والأقواس.

من المهم جدًا، بالنسبة لعازل الاهتزازات، أن يتوافق مع كتلة وحدة القيادة الكهربائية وطيف ترددها. علاوة على ذلك، مع مرور الوقت وتقادم المادة، يؤثر الحمل المسبق الواقع عليها ودرجة الحرارة المحيطة على استجابتها الديناميكية. بعبارة أخرى، لن تكون صلابة القطعة الثابتة هي العامل الحاسم في كيفية التعامل مع الضوضاء داخل المقصورة.

تصنيفات المواد لها قيود

تقترح الورقة البحثية SAE J2884 طريقةً موحدةً لتحديد خصائص مركبات المطاط المتصلد حراريًا المُفلكنة، والمناسبة لتطبيقات السيارات. تتناول هذه الورقة المطاط المتصلد حراريًا عالي التماسك، وتُحيل القارئ إلى عدة معايير بديلة للمواد المرنة الحرارية (TPE)، والسيليكون السائل، والمواد المُشكّلة في الموقع (FIP). [1]

بشكل عام، يُعدّ تصنيف المواد مفيدًا لوصف طبيعتها وخصائصها، لكن لا ينبغي اعتباره ضمانًا لملاءمة مادة معينة لأي مكون من مكونات السيارة الكهربائية. على سبيل المثال، يجب تحديد ما إذا كانت المادة مناسبة للبطارية، أو الموصل، أو سائل التبريد. ستتضمن الرسومات متطلبات إضافية تتعلق بتقادم المواد، ونظافتها، وخصائصها الكهربائية، وأدائها الوظيفي.

قائمة التحقق الجديدة للتحقق من الصحة

فيما يتعلق بالحشيات المستخدمة في أغلفة البطاريات، ينبغي مراعاة العوامل التالية: تفاوتات حواف الفلنجات، وتسلسل التثبيت، والتغيرات الحرارية، وتسرب الماء، ومعادلة الضغط، وإمكانية الفك للصيانة. أما بالنسبة لأجزاء منع التسرب الخاصة بالتبريد، فينبغي مراعاة عوامل أخرى مثل نوع السائل، ونبضات الضغط، والتعرض للتفريغ الهوائي. وبالنسبة للموصلات، يجب مراعاة دورات التوصيل والتشحيم.

يجب تتبع موانع التسرب المتعلقة بالكهرباء المستخدمة في صناعة السيارات بدقة، بدءًا من دفعة المواد، مرورًا بالتجويف، وصولًا إلى المعالجة اللاحقة والتجميع. عندما يؤدي اختبار فاشل إلى اكتشاف مشاكل محتملة في موانع التسرب، تساعد هذه السجلات ليس فقط في تحديد سبب الخلل، بل أيضًا في تحديد التغييرات المطلوبة في المكونات أو العملية، بدلًا من التخلص من مجموعة المواد بأكملها.

وفقًا لمنشورات باركر للسيارات الكهربائية المقرر نشرها عام 2025، سيتم دمج خاصية منع التسرب مع إدارة الحرارة. وفي هذا السياق، ستُشارك وظيفة منع التسرب مع الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي ومتطلبات الغلاف الإلكتروني. وعلى الرغم من أن هذه الوظائف وواجهاتها مع بعضها البعض مُدرجة في هذا التصنيف، إلا أن كل ادعاء يتعلق بالأداء سيظل خاضعًا لمواصفات التطبيق الخاصة به وبياناته الفنية. [3]