يلزم أن تعمل بطانات ذراع التحكم بشكل موثوق في نطاق واسع من درجات الحرارة، والذي يتضمن البيئات الشتوية المتجمدة إلى الحرارة المرتفعة بالقرب من مناطق المحرك أو أسطح الطرق الدافئة خلال فصل الصيف. تم تصميم جلبة ذراع التحكم VDI 191407181A لتلبية هذا المتطلب الدقيق - حيث تم تركيبها باستخدام مركب مطاطي مستقر حراريًا يحافظ على التحميل المسبق المتسق والصلابة الشعاعية من -40 درجة مئوية إلى +120 درجة مئوية، مما يضمن هندسة تعليق موثوقة في جميع المناخات. تتمتع مادة المطاط الصناعي، المطاط بشكل عام، المستخدمة في هذه البطانات بمعامل تمدد حراري أكبر بشكل ملحوظ مقارنة بالأجزاء المعدنية المحيطة بها، مما يؤدي إلى أداء ملحوظ الاختلافات مع تغير درجات الحرارة.
يكون معامل التمدد الحراري للمطاط بشكل عام أعلى بـ 10 إلى 20 مرة من معامل التمدد الحراري للفولاذ، حيث تظهر المواد المطاطية القياسية نطاقًا يتراوح بين حوالي 150 إلى 250 × 10⁻⁶/درجة مئوية، بينما تبلغ قيمة الفولاذ حوالي 12 × 10⁻/درجة مئوية. يشير هذا الاختلاف الكبير إلى أنه عندما ترتفع درجات الحرارة، يتوسع حجم القلب المطاطي بشكل ملحوظ أكثر من الغلاف المعدني أو الحشو الداخلي. في المناطق ذات درجات الحرارة المرتفعة - مثل المناطق القريبة من حجرة المحرك (حيث يمكن أن تتجاوز درجات الحرارة 100 درجة مئوية) أو على أسطح الطرق التي تتجاوز 60 درجة مئوية في المناخات الدافئة - تشهد الجلبة زيادة ملحوظة في الحجم.
هذه الزيادة في درجة الحرارة تؤدي إلى تأثيرات ميكانيكية فورية. يمارس المطاط الصناعي ضغطًا خارجيًا على الغلاف المعدني الصلب، مما يقلل من التحميل المسبق لبدء التشغيل (تناسب التداخل الضاغط) الذي يحافظ على الجلبة في وضع متوتر. مع انخفاض التحميل المسبق، تتضاءل الصلابة الشعاعية نظرًا لأن المطاط الصناعي يمكن أن يتشوه بسهولة أكبر عند تطبيق القوى الجانبية. ونتيجة لذلك، هناك انخفاض ملحوظ في دقة هندسة التعليق: زيادة الحركة في ذراع التحكم، وتغييرات طفيفة في زوايا الحدبة والأصابع، وانخفاض الثبات الجانبي أثناء الدوران أو الكبح. في الحالات الشديدة، قد يؤدي التمدد الحراري المفرط إلى بروز المطاط الصناعي قليلاً من الغلاف المعدني، مما يؤدي إلى تسريع تآكل الحواف.
يؤدي التعرض لفترات طويلة لدرجات حرارة عالية إلى تسريع تحلل المواد على المستوى المجهري. تعمل الحرارة على تسريع انهيار سلاسل البوليمر وتقليل كثافة الارتباط المتقاطع في الإطار المطاطي المفلكن. قد يؤدي هذا الحدوث إما إلى التصلب (نتيجة لزيادة الارتباط المتبادل أو التحلل التأكسدي) أو التليين (بسبب قطع السلاسل وإزاحة الملدنات)، اعتمادًا على المركب المعين. يؤدي التصلب إلى زيادة الهشاشة ويزيد من فرص التشقق، بينما يؤدي التليين إلى مرونة أكثر من اللازم وزحف أسرع عند التعرض للضغط.
تُظهر الخلائط المطاطية المختلفة أنماطًا مميزة لتقليل الصلابة عند تعرضها لدرجات حرارة أعلى. على سبيل المثال، تم تصميم المركبات المصنوعة من EPDM (إيثيلين بروبيلين ديين مونومر) مع التركيز على مقاومة الحرارة والحماية ضد الأوزون، مما يؤدي إلى انخفاض تدريجي في الصلابة عند درجات حرارة مرتفعة أكثر من ذلك الذي لوحظ في المطاط الطبيعي أو مطاط ستايرين بوتادين (SBR). تؤكد الاختلافات في أنماط الاستقرار الحراري هذه على أهمية اختيار المواد المناسبة، خاصة للسيارات التي تعمل في البيئات الدافئة أو المعرضة لحرارة كبيرة في حجرة المحرك. تستفيد جلبة ذراع التحكم VDI 191407181A من مركب متقدم قائم على EPDM مقاوم للأوزون لتقليل انحراف الصلابة ومنع التصلب أو التليين تحت الضغط الحراري لفترة طويلة، مما يجعلها مثالية للبيئات الحرارية الصعبة.
لا يزال الاعتماد على درجة الحرارة يشكل العائق الرئيسي في تصميم البطانات. يُطلب من المصممين إيجاد حل وسط بين المرونة في درجات الحرارة المنخفضة (لمنع أن تصبح شديدة الصلابة أثناء الظروف الباردة) والاستقرار في درجات الحرارة المرتفعة (لإيقاف الانخفاض في التحميل المسبق والاتساق الهندسي عند التعرض للحرارة). تساهم الاختيارات التي تم اتخاذها فيما يتعلق بتركيب المواد، وتحسين الأشكال، واختيار طرق الربط، في تخفيف التأثيرات السلبية للتمدد الحراري والتقادم، مما يساعد في الحفاظ على وظيفة التعليق الموثوقة عبر النطاق الكامل لدرجات حرارة التشغيل.
