Les câbles en PVC ordinaires peuvent devenir « durs, cassants et fissurés » dans le compartiment moteur
Si vous avez déjà ouvert le capot d'un véhicule plus ancien et examiné de près les faisceaux de câbles exposés, vous avez peut-être remarqué quelque chose d'inquiétant :l'isolation du câble est dure et cassante et, à certains endroits, elle est déjà fissurée, exposant les conducteurs en cuivre à l'intérieur.
Il ne s'agit pas d'un phénomène isolé. Il s'agit d'un problème de vieillissement courant associé àCâbles en PVC (chlorure de polyvinyle) fonctionnant dans des compartiments moteur à -température élevée.
Le problème réside dans les caractéristiques matérielles du PVC. Pour rendre le PVC souple et flexible, les fabricants ajoutentplastifiants- additifs chimiques qui facilitent le pliage du PVC autrement rigide. Cependant, une exposition prolongée à des températures élevées dans un compartiment moteur (80 degrés à 150 degrés, avec des températures localisées à proximité du système d'échappement dépassant parfois200 degrés) peut faire en sorte que ces plastifiantss'évaporer ou migrer progressivement hors du matériau.
Une fois les plastifiants épuisés, le PVC progressivementretourne vers son état intrinsèquement rigide et fragile.
Que se passe-t-il ensuite ?
L'isolation en PVC durci perd sa flexibilité et commence àdévelopper des fissures sous les vibrations continues du véhicule. À mesure que les fissures s'étendent, des sections de l'isolant peuvents'écailler ou se détacher, exposant les conducteurs en cuivre à l'oxydation et à la corrosion.
Plus grave encore, les conducteurs exposés peuvent entrer en contact les uns avec les autres et provoquer uncourt-circuit, ou contactez la carrosserie métallique du véhicule et provoquezfuite électrique ou défaut à la terre. Les conséquences peuvent aller d'une distorsion des signaux des capteurs à, dans les cas graves, uneincendie électrique.
Certains propriétaires de véhicules ont signalé que lors du remplacement d'un radiateur ou d'un autre entretien, le tube de protection en PVC situé sous le capot était devenu si cassant qu'ils'émiette comme des miettes de biscuits au toucher.
Il ne s’agit pas simplement d’un échec isolé.
Dans l'environnement à haute température d'un compartiment moteur, le vieillissement des câbles en PVC n'est pas une question de savoir si cela se produira, mais plutôt de savoir combien de temps cela prendra.
Résistance chimique du PUR : protection contre l'huile moteur, le liquide de refroidissement et le carburant
PUR (Polyuréthane)a une structure matérielle fondamentalement différente de celle du PVC, ce qui entraîne des performances à long terme-très différentes.
Le PVC a une résistance limitée aux huiles et à certains produits chimiques. L'isolation PUR, en revanche, offre une forte résistance à de nombreuses substances couramment rencontrées dans les environnements industriels et automobiles, notammenthuile moteur, liquide de refroidissement, huile hydraulique, essence, acides dilués et solutions alcalines.
Sa résistance chimique peut être résumée comme suit :
Résistance aux huiles moteur et lubrifiantes :Conforme àDIN EN 50363-10-2exigences, avec une bonne résistance à l'-exposition à long terme aux lubrifiants à base d'huile-minérale-sans gonflement ni décomposition significatifs.
Résistance au liquide de refroidissement :Maintient des performances stables lorsqu'il est exposé à un liquide de refroidissement ou à une fuite de liquide de refroidissement.
Résistance à l'essence et au carburant :Résiste à la dégradation lorsqu'il est exposé aux carburants automobiles.
Résistance aux acides et aux alcalis :Offre une résistance à une gamme de produits chimiques acides et alcalins.
Hydrolyse et résistance microbienne :Fonctionne bien dans les environnements humides et résiste à la dégradation causée par l’hydrolyse et la croissance microbienne.
Le PVC peut progressivement gonfler, ramollir et éventuellement se fissurer lorsqu'il est exposé à l'huile moteur.Dans des conditions comparables,Le PUR peut conserver ses propriétés physiques pendant des années.
C'est l'une des raisons pour lesquelles les câbles PUR sont largement utilisés dans des environnements exigeants tels que la fabrication de machines et la production automobile, où l'exposition à l'huile et à d'autres contaminants est courante.
Le PUR est également unmatériau sans halogène-, ce qui signifie qu'il ne contient pas d'éléments halogènes tels que le chlore, le fluor ou le brome. Dans des conditions extrêmes comme un incendie, le PUR ne produit pas le même type degaz d'halogénure d'hydrogèneassociés à la combustion du PVC, qui peuvent générerchlorure d'hydrogène et autres vapeurs toxiques.
Données de test de flexion : des millions de cycles de flexion dans les applications de chaînes de traction
Les faisceaux de câbles du compartiment moteur et des charnières de porte-ne sont pas seulement soumis à des températures élevées et à une exposition aux produits chimiques. Ils doivent également résisterflexions répétées et frottements mécaniques.
Chaque fois qu'une porte de véhicule s'ouvre et se ferme, le faisceau de câbles dans la porte fléchit. Chaque vibration ressentie pendant la conduite exerce également une contrainte mécanique sur le câblage à l’intérieur du compartiment moteur.
Au fil du temps, cela peut représenterdes millions de cycles de pliage répétés.
Alors, comment le PVC se comporte-t-il dans ces conditions dynamiques ?
Lors des tests de chaîne d'entraînement-,Les câbles en PVC peuvent généralement résister à environ 200 000 à 500 000 cycles de flexion à température ambiante.. Et c'est sousconditions de température ambiante-. Aux températures élevées rencontrées à l’intérieur d’un compartiment moteur, la durée de vie peut être encore réduite.
Et le PUR ?
Les données de tests industriels fournissent des exemples impressionnants :
Câble Ethernet industriel L-com Cat5e PUR :Passé unTest de flexion sur 1 million de-cyclesà un rayon de courbure de 10 × le diamètre du câble et unTest de flexibilité de 10 millions de-cyclesà un rayon de courbure de 20× le diamètre du câble.
Câble de capteur PUR Phoenix Contact :Les essais de flexion dynamique peuvent résisterjusqu'à 10 millions de cycles de pliage.
Câbles de données igus chainflex® PUR :Conçu et testé pourdes millions de cycles de pliagedans les applications de chaîne de glisser-tout en préservant l'intégrité du signal.
Câble pour chaîne de traction HELUKABEL MULTIFLEX 512-PUR :Testé à environ10 millions de cycles de pliage alternés.
Que signifient réellement 10 millions de cycles de flexion ?
Supposons qu'une porte de véhicule soit ouverte et fermée 10 fois par jour. Cela équivaudrait à environ 3 650 cycles par an.
A 10 millions de cycles, cela correspondrait théoriquement à environ2 740 ansde-cycles d'ouverture de porte.
Bien entendu, la durée de vie réelle-de service dépend de nombreuses autres variables. Ce calcul ne doit donc pas être interprété comme la durée de vie réelle du produit. Néanmoins, cela illustre la résistance exceptionnelle à la fatigue que le PUR peut offrir sous des flexions répétées.
Le PUR atteint cette performance car sa structure moléculaire lui confèreexcellente élasticité et résistance à la déchirure.
Lors de pliages répétés, la gaine PURrépartit les contraintes mécaniques plus uniformément, un peu comme un ressort, plutôt que de concentrer les contraintes en un seul point et de laisser des fissures se développer comme le PVC.
Combiné avecconducteurs en cuivre finement torsadés et très flexibles, les câbles PUR peuvent atteindre des rayons de courbure minimaux aussi bas que6× le diamètre du câble, en fonction de la construction spécifique du câble.
Cyclisme haute/basse température : -40 degrés à +105 degrés
Les faisceaux de câbles automobiles doivent résister à une plage de températures beaucoup plus extrême que la plupart des gens ne le pensent.
Hiver
Dans des régions comme l'Amérique du Nord, l'Europe du Nord et la Russie, les températures extérieures peuvent descendre jusqu'à-40 degrés ou même moins.
Été
Dans les régions désertiques ou dans les parkings fermés, les températures à l'intérieur d'un véhicule peuvent dépasser60 degrés.
Compartiment moteur
Après une conduite prolongée, les températures à l'intérieur d'un compartiment moteur peuvent facilement dépasser100 degrés.
Un câble qui doit fonctionnertoute l'année-dans ces conditionsimpose des exigences extrêmement élevées au matériau d'isolation.
Limites de température du PVC
Une plage de fonctionnement typique du PVC est d'environ-20 degrés à +70 degrés.
Ci-dessous-20 degrés, le PVC peut devenirrigide et cassant, augmentant le risque de fissuration ou de casse lorsqu'il est plié.
Lors d'un fonctionnement prolongé au-dessus70 degrés, la migration des plastifiants et le vieillissement thermique peuvent s'accélérer considérablement.
Performances de température du PUR
Réunion de câbles PUR de qualité automobile-OIN 6722les exigences peuvent fournir une plage de températures de fonctionnement d'environ-40 degrés à +105 degrés.
Qu’est-ce que cela signifie concrètement ?
À -40 degrés
Par temps extrêmement froid, isolation PURconserve sa flexibilitéet est moins susceptible de devenir cassant et de se briser lorsqu'il est plié.
Certaines constructions spécialisées de câbles PUR peuvent maintenir de bonnes performances de flexion même à des températures aussi basses que-60 degrés.
À +105 degré
À des températures élevées, l'isolation PUR est conçue pourrésister au ramollissement, à la déformation et au vieillissement accéléré.
Selon les données de tests à long terme-à haute température-, les câbles PUR peuvent maintenir des performances stables pendantTests à haute température de 3 000-heures.
Le défi le plus important : le cycle de température
Le véritable défi n’est souvent pas simplement la température élevée ou basse, maiscycles de température répétés.
Par exemple, un véhicule peut connaître une séquence telle que :
-30 degrés pendant la nuit → démarrage du moteur → la température du compartiment moteur augmente jusqu'à +80 degrés pendant le fonctionnement
Ce cycle répété d'expansion-et-de contraction exerce une contrainte considérable sur l'isolation des câbles.
Dans ces conditions de cyclage, le PUR est conçu pour résistermicrofissuration causée par une dilatation et une contraction thermique répétées, tandis que le PVC peut progressivement devenir plus dur et plus susceptible de se fissurer.
C'est pourquoi-les harnais de diagnostic automobile haut de gamme utilisent des gaines en PUR :
Ils sont conçus pour maintenir des performances mécaniques et électriques fiables dans une large gamme de climats -, du cercle polaire arctique au désert du Sahara, et depuis un démarrage à froid du moteur jusqu'à un fonctionnement à pleine charge.
Lorsque l’on compare côte à côte le PVC et le PUR, les différences sont évidentes :
| Comparaison | PVC (chlorure de polyvinyle) | PUR (Polyuréthane) |
|---|---|---|
| Plage de température | -20 degrés à +70 degrés | -40 degrés à +105 degrés |
| Résistance à l'huile | Limité; peut gonfler | Excellent(conforme à la norme DIN EN 50363-10-2) |
| Résistance au liquide de refroidissement | Relativement pauvre | Excellent |
| Flexion de la vie | 200 000 à 500 000 cycles | 1 à 10 millions de cycles |
| Résistance à l'hydrolyse | Modéré | Excellent |
| Résistance aux UV | Modéré | Excellent |
| Produits de combustion | Peut libérer du chlorure d'hydrogène et d'autres gaz toxiques | Caractéristiques sans halogène-et à faible-émission de fumée |
| Applications typiques | Installations intérieures, sèches et fixes | Compartiments moteur, environnements extérieurs, applications de flexion dynamique |
Les câbles en PVC sont peu coûteux et faciles à traiter, et ils peuvent fonctionner de manière adéquate dans des environnements intérieurs secs.
Cependant, dans lecompartiment moteur- un environnement exigeant combinant températures élevées, contamination par l'huile, vibrations et flexions répétées - L'isolation en PVC est finalement plus vulnérable au vieillissement.
Le PUR est souvent considéré comme un « bouclier protecteur » pour les faisceaux de câbles automobiles car sa résistance chimique aide à résister à l'exposition à l'huile moteur et au liquide de refroidissement, sa structure élastique résiste à des millions de cycles de flexion et sa large plage de températures de fonctionnement permet des performances fiables dans des climats extrêmes.
Pour un faisceau de câbles de diagnostic-de haute qualité,le matériau utilisé pour la gaine extérieure peut faire la différence entre un câble qui dure un an et un câble conçu pour fournir un service fiable pendant de nombreuses années.