26 września 2021


Tradycyjny sposób obróbki części silników spalinowych przez cały czas ich rozwoju wpływał na ich projektowanie. Dążenie do zoptymalizowania termicznego i obniżenia masy zależało od dostępnych materiałów i możliwości ich wykorzystania. Bloki z żeliwa i stopów aluminium z żeliwnymi tulejami cylindrowymi cały czas są dominującym rozwiązaniem. Rozwijając technologie stosowania powłok ochronnych na części silników, od lat dążono do uzyskania takich powłok, które dobrze odprowadzałyby ciepło, a jednocześnie były odporne na zużycie. Ponadto zwracano uwagę, aby ich koszty w produkcji przemysłowej nie przekraczały kosztów dotychczasowych rozwiązań.

Ryszard Romanowski

U schyłku lat sześćdziesiątych firma Mahle opatentowała powłokę Nicasil. Elektrolityczne powlekanie aluminiowych bloków węglikiem krzemu do dziś dominuje w produkowanych seryjnie sinikach wyczynowych. Rozwiązanie to zapewnia znacznie lepsze odprowadzanie ciepła, mniejsze i bardziej przewidywalne deformacje oraz znacznie większą trwałość niż tuleje żeliwne. Ponadto, przy przemysłowym upowszechnieniu byłoby tańsze, chociażby ze względu na to, że nie wymaga aż tak wielu precyzyjnych narzędzi wykorzystywanych przy stosunkowo długotrwałych operacjach technologicznych. Na razie Nicasil zarezerwowano głównie dla wybranych silników wyczynowych i lotniczych.

powloki plazmowe

Technologia SUMEBore
Przełomem mogą być powłoki natryskiwane plazmowo. Od wielu lat wykorzystuje się podobną technologię w procesach naprawczych. Po raz pierwszy na szeroką skalę w budowie silników zastosował ją szwajcarski koncern Sulzer. Nie koncentrowano się przy tym na powstających w krótkich seriach, dostosowanych do ekstremalnych warunków silnikach wyczynowych, ale również wykorzystywano ją do budowy dużych diesli dla ciężarówek i lokomotyw. Powłokę APS (Atmospheric Plasma Solutions) SUMEBore opracowano w ścisłej współpracy z firmą Metco z Taiwanu. Powstały obrotowe palniki RotaPlasma oraz narzędzia do precyzyjnego pomiaru grubości, pomagające określić jakość powłoki.

Technologia pozwala pokrywać nie tylko otwory na tuleje cylindrowe na szerokim spektrum materiałów od aluminium po żeliwa, lecz pozwala także na znacznie swobodniejsze niż dotąd projektowanie silników. Zapewnia znaczne zmniejszenie ich masy i zwiększenie trwałości. Proces zastosowania technologii SUMEBore można podzielić na opisane niżej etapy.

 

cały artykuł dostępny jest w wydaniu sierpień/wrzesień 2020