Nowe technologie - stare rozwiązania

Z tulejami w plazmie

Jednym z przykładów nowatorskiego podejścia do powszechnie stosowanego podzespołu, jest nowa technologia produkcji powszechnie stosowanych tulei cylindrowych. Zamiast tradycyjnego procesu nawęglania w kąpieli solnej, coraz częściej wykorzystywane jest tzw. azotowanie plazmowe. Technologia ta pozwala na znacznie bardziej dokładne wykonanie tulei cylindrów. Charakteryzują się one przy tym bardziej jednorodną powłoką, niż wykonywane wspomnianą powyżej metodą nawęglania w kąpieli solnej. Co istotne z ekonomicznego punktu widzenia, elementy wytworzone dzięki azotowaniu w plazmie, nie wymagają jakiejkolwiek obróbki i nadają się do natychmiastowego montażu. Nowe podejście do produkcji tulei cylindrowych ma również swój wymiar ekologiczny: metoda azotowania plazmowego pozwala na pełne wyeliminowanie toksycznych zarówno dla pracowników, jak i środowiska substancji, których wykorzystywanie było niezbędne w metodzie nawęglania w kąpieli solnej.

Polimery na panewkach

Kolejnym przykładem innowacyjnego podejścia do powszechnie znanego podzespołu, są panewki pokrywane powłoką polimerową, a właściwie warstwą tworzywa nazywanego fachowo poliamidoimidem (PAI), z domieszkami uszlachetniającymi. Technologia ta zapewnia znacznie lepsze właściwości ślizgowe (niski współczynnik tarcia), w porównaniu do tradycyjnie stosowanych panewek pokrytych aluminium lub brązem. W konsekwencji panewki z powłoką polimerową charakteryzują się bardzo wysoką wytrzymałością mechaniczną, co przy tym istotne – w szerokim zakresie temperatur (nawet do ok. 279 st. C) . Dość powiedzieć, iż są one nawet pięciokrotnie trwalsze, niż panewki standardowe. Dzięki zastosowanej technologii, wykazują się one też odpornością na ścieranie: powłoka polimerowa zabezpiecza panewkę przed uszkodzeniami wywoływanymi przez różnego rodzaju zanieczyszczenia przenoszone wraz z przepływającym olejem. W wyniku zastosowania panewek pokrytych warstwą PAI, stało się możliwe uzyskanie większej mocy i momentu obrotowego silników z tej samej pojemności skokowej, przy jednoczesnym obniżeniu emisji szkodliwego dwutlenku węgla do atmosfery.

Gdzie się to sprawdza?

Wspomniane powyżej panewki pokryte powłoką polimerową, znajdują swoje zastosowanie w tych jednostkach napędowych, które poddawane są dużym obciążeniom podczas codziennej eksploatacji. O jakie zatem silniki chodzi? Przede wszystkim panewki takie montuje się w pojazdach z napędem hybrydowym oraz wyposażonych w tzw. system start-stop. Nic w tym dziwnego, bowiem w tych samochodach silniki są wyłączane i załączane znacznie częściej, niż w rozwiązaniach standardowych. W hybrydach oraz autach z systemami start-stop dochodzi do powtarzających się wielokrotnie przeciążeń elementów łożyskujących, ze względu na niewystarczające smarowanie w pierwszych sekundach każdego rozruchu silnika. Oznacza to, iż na krótki czas panewki i czopy wału korbowego stykają się z sobą, powodując niekorzystne tarcie. Temu ostatniemu potrafią z powodzeniem sprostać elementy z powłoką polimerową, które są nieporównywalnie bardziej wytrzymałe, niż standardowe panewki pokrywane brązem lub aluminium. Dowód? Podczas codziennej eksploatacji, panewki pokryte powłoką polimerową nie wykazują praktycznie zużycia nawet po 300 tys. cykli start-stop. W porównaniu z nimi, standardowe panewki nadają się do wymiany już po 100 tys. wyłączeń i włączeń jednostki napędowej. Cyfry te mówią zatem same za siebie, dając tym samym obraz postępujących zmian w technologii produkcji poszczególnych komponentów samochodowych.