Valdymo svirties įvorės, kaip svarbios elastinės pakabos sistemos jungtys, visų pirma remiasi polimerinėmis medžiagomis, tokiomis kaip guma arba poliuretanas, kad užtikrintų vibracijos slopinimo, amortizavimo ir padėties nustatymo funkcijas. Medžiagos, esančios valdymo svirties įvorėje 1K0407183M, pamažu prastėja ilgalaikio transporto priemonės eksploatavimo metu – procesas vadinamas senėjimu. Pagrindinė senėjimo priežastis yra cheminių jungčių nutrūkimas, nenormalus kryžminimas arba fizinės struktūros pažeidimas polimerų grandinėse, veikiamas daugelio aplinkos veiksnių, dėl kurių medžiaga sukietėja, trūkinėja, praranda elastingumą ir slopina slopinimą. Tokie veiksniai kaip šiluma, deguonis, ozonas, ultravioletinė (UV) šviesa ir naftos užterštumas dažnai egzistuoja kartu ir sukuria sinergetinį jungimosi efektą, todėl senėjimo procesas vyksta daug greičiau nei dėl bet kurio atskiro veiksnio.
Gumos medžiagos, ypač turinčios nesočiųjų dvigubų jungčių, pavyzdžiui, natūralios gumos ir stireno-butadieno kaučiuko, yra labai jautrios oksidacijai. Senėjimo procesas daugiausia vyksta per laisvųjų radikalų grandininę reakciją. Aukšta temperatūra veikia kaip galingas šio proceso greitintuvas. Automobilio važiuoklės aplinkoje šilumos spinduliavimas iš kelio, liekamasis variklio karštis arba aukšta vasaros temperatūra gali išlaikyti įvorės temperatūrą nuolat virš 80–100 °C. Šiluminė energija sukelia intensyvų molekulinės grandinės judėjimą, tuo pačiu paspartindama deguonies molekulių difuziją į guminį vidų, sukeldama autooksidaciją. Pradiniame etape oksidacija padidina molekulinį skersinį ryšį, todėl medžiaga palaipsniui kietėja; vėlesniuose etapuose nutrūksta grandinė, stipriai sumažėja stiprumas. Eksperimentai rodo, kad po kelių šimtų valandų nuolatinio karšto oro poveikio gumos tempiamasis stipris dažnai sumažėja 30–70%, o kietumas padidėja 10–20 Shore A balų.
Ozonas yra vienas pavojingiausių gumos priešų. Net esant 0,01–0,1 ppm atmosferos ozono koncentracijoms, pakanka pradėti skilimo reakcijas prie nesočiųjų dvigubų jungčių, suformuojant nestabilius ozonidus, kurie toliau skaidosi ir sukelia įtrūkimus. Šis ozono sukeltas įtrūkimas paprastai prasideda nuo paviršiaus ir plinta statmenai įtempių krypčiai. Regionuose, kuriuose gausu saulės šviesos, važiuojama dideliu greičiu ar ilgai stovi transporto priemonės, ozono koncentracija yra didesnė, o įtrūkimų plitimo greitis gali siekti kelis milimetrus per metus. Standartiniai ozono senėjimo bandymai rodo, kad po 72 valandų ekspozicijos esant 50 pphm ozono koncentracijai ir 40 °C, jautrūs guminiai paviršiai jau turi matomų įtrūkimų.
Ultravioletinė (UV) spinduliuotė dar labiau padidina žalą dėl fotocheminio poveikio. UV šviesa, ypač UVA ir UVB juostos, turi didelę energiją, galinčią tiesiogiai nutraukti anglies-anglies arba anglies-vandenilio ryšius ir generuoti laisvuosius radikalus. Šie laisvieji radikalai kartu su deguonimi skatina fotooksidacinį senėjimą. Ilgalaikis poveikis taip pat skatina ozono susidarymą ir sukuria užburtą ratą. Ant įvorių paviršių pirmiausia atsiranda pageltimas, kreidėjimas ir mikroįtrūkimai. Nors vidinė degradacija atsilieka, bendras elastingumas gerokai sumažėja. Transporto priemonėse, kurios ilgą laiką stovi lauke karšto, drėgno pietinio klimato sąlygomis, UV poveikis gali sutrumpinti gumos tarnavimo laiką 30–50%.
Alyvos pagrindu pagamintos medžiagos, tokios kaip variklio alyva, stabdžių skystis ir kelių alyva, sukelia brinkimą ir plastifikavimo poveikį. Angliavandenilių terpės prasiskverbia į guminį vidų, išskirdamos priedus arba padidindamos tūrį, o tai sumažina stiprumą ir padidina nuolatinę deformaciją. Nors nitrilo kaučiukas šiek tiek atsparus mineralinėms alyvoms, ilgalaikis kontaktas vis tiek sumažina kietumą ir pablogina deformaciją. Alyvos ir aukštos temperatūros derinys yra ypač sunkus, nes karštis pagreitina ir alyvos prasiskverbimą, ir polimero grandinės irimą.
Šie veiksniai turi stiprią sinergetinę sąveiką. Aukšta temperatūra skatina deguonies ir ozono difuziją; UV spinduliuotė generuoja laisvuosius radikalus ir netiesiogiai didina ozono lygį; aliejus minkština paviršių, palengvindamas įtrūkimų plitimą. Ekstremaliose klimato sąlygose, pvz., karštose, didelio ozono sluoksnio dykumose ar pakrantės regionuose, guminių įvorių veikimo blogėjimo kreivė dažnai stebima eksponentine tendencija: lėti pokyčiai per pirmuosius dvejus ar trejus metus, o po to per ateinančius dvejus ar penkerius metus standumas sumažėja 20–40 %, o po to įtrūkimai greitai plečiasi ir visiškai prarandama amortizacinė funkcija.
Priešingai, poliuretano medžiagos tokiomis aplinkos sąlygomis veikia žymiai geriau. Poliuretanas turi labai prisotintą pagrindą, kuriame beveik nėra pažeidžiamų dvigubų jungčių, todėl jis beveik atsparus ozono poveikiui ir pašalina tipiškus įtrūkimų reiškinius. Jo atsparumas UV spinduliuotei taip pat gerokai pranašesnis už įprastą kaučiuką; ilgalaikis poveikis gali sukelti tik nedidelį pageltimą be didelių struktūrinių pažeidimų. Poliuretano terminio skilimo temperatūra paprastai viršija 150–200°C, todėl jis pasižymi išskirtiniu trumpalaikiu atsparumu karščiui. Alyvos aplinkoje jos tūrio kitimo greitis yra daug mažesnis nei gumos – paprastai mažiau nei 5%, o guma gali išsipūsti 20–50%. Pramoniniai bandymai ir literatūros palyginimai rodo, kad kombinuoto terminio, ozono ir UV senėjimo sąlygomis įprastų guminių įvorių dinaminis standumas per 5–8 metus sumažėja 30–60 %, o amortizacija pastebimai sumažėja, o tai lemia triukšmo ir valdymo pablogėjimą; tomis pačiomis sąlygomis aukštos kokybės poliuretanas apriboja gedimą iki 15–25 %, pailgindamas tarnavimo laiką 2–3 kartus, o kartais net per visą transporto priemonės gyvavimo ciklą. Ekstremaliame klimate poliuretanas pasižymi stipresnėmis regeneracinėmis savybėmis ir žymiai mažesne nuolatinio suspaudimo funkcija nei guma.
Žinoma, poliuretanas taip pat turi apribojimų – pavyzdžiui, jo didesnis dinaminis standumas gali užtikrinti šiek tiek mažesnę aukšto dažnio vibracijos izoliaciją nei guma, todėl važiavimo komfortas šiek tiek sumažėja, o jo kaina yra santykinai didesnė. Tačiau, kalbant apie ilgaamžiškumą, prisitaikymą prie aplinkos ir eksploatacines savybes ekstremaliomis eksploatavimo sąlygomis, tai tapo svarbia didelio našumo pakabos įvorių plėtros kryptimi.
Valdymo svirties įvorės senėjimas yra negrįžtamas, su daugybe veiksnių susijęs procesas. Šiluma pagreitina difuziją, ozonas ir UV tiesiogiai suardo molekulines grandines, o aliejus dar labiau pablogina paviršiaus gedimą. Kartu šie veiksniai paprastai apriboja įprastos gumos eksploatavimo trukmę iki 50 000–100 000 kilometrų važiuojant realiame pasaulyje, atsižvelgiant į klimato pokyčius. Šių mechanizmų supratimas padeda geriau parinkti medžiagas ir optimizuoti sudėtį, pvz., pridėti antioksidantų ir antiozonantų, kad pailgėtų įvorės tarnavimo laikas ir išvengtumėte priešlaikinio pakabos veikimo pablogėjimo. Kviečiame užsisakyti VDI valdymo svirties įvorę 1K0407183M!
