«Зеркальное» покрытие цилиндров

Снижение потерь на трение, уменьшение расхода топлива и повышение мощности – суть главные цели производителей современных двигателей.

Эффективное использование энергии, содержащейся в моторном топливе – главный фактор, влияющий на расход топлива и производительность двигателя. Существует несколько причин, снижающих энергетическую эффективность; одна из них – механические потери, по причине трения деталей двигателя. Одной из недавних новинок для снижения подобных потерь стало «зеркальное» покрытие цилиндра.

У многих современных двигателей блоки цилиндров выполнены из легких сплавов на основе алюминия или магния. Поскольку легкие сплавы плохо противостоят трению и сильному нагреву, то приходится использовать в цилиндрах чугунные гильзы. 

Методика установки подобных гильз в блок может быть различной. К примеру: заготовки чугунных гильз помещают в форму, которую потом заливают алюминием. Или чугунную гильзу можно запрессовать (с натягом) в отверстие блока. Однако, в подобных случаях, чугунная гильза должна быть толстостенной, да и сам блок приходится выполнять достаточно массивным. Поэтому, вместо того, «вставлять» чугунную гильзу в цилиндр, можно использовать технологию «зеркального» покрытия отверстия цилиндра.

В основе этой технологии – газоплазменное напыление порошкового материала (на основе легированной стали и молибдена) на поверхность цилиндра в алюминиевом блоке. Плазменный «луч» с температурой 15000…20000° С плавит порошок и распыляет его по поверхности отверстия цилиндра. После остывания на внутренних стенках формируется тонкий рабочий слой на основе железа. После финишного хонингования этого слоя получается буквально «зеркало», по которому, со значительно сниженным сопротивлением, скользит поршень.

Главная цель этой технологии – сократить потери на трение, хотя у нее есть и другие преимущества. Прежде всего, избавившись от традиционных чугунных гильз, с толщиной стенки примерно 2 мм, можно сделать делает двигатель легче, поскольку напыленное покрытие имеет толщину всего 0,2 мм. Более того, у такого покрытия гораздо лучше теплопроводность. Это облегчает работу системы охлаждения и уменьшает возможность детонации двигателя. Полученные преимущества может быть еще больше за счет увеличения экономии топлива и мощности двигателя.

Подобная технология известна достаточно давно. Однако, прежде он была достаточно дорогой и трудоемкой, поэтому ее использовали только в двигателях для гоночных автомобилей или дорогих спортивных машин. Например, Nissan применял эту технологию в своем автомобиле GT-R. Однако, новейшие усовершенствования, в частности – предварительная обработка алюминиевой поверхности перед распылением, позволили добиться существенного сокращения затрат. Это значит, что газоплазменное напыление можно будет теперь использовать в двигателях массового производства.