Покриття деталей двигунів
Покриття являють собою сухі плівки,відбивають тепло, утримують мастильні матеріали і захищають базовий метал від окислення. Досить поширені декоративні покриття, що не виконують жодних практичних завдань, але покращують товарний вигляд виробу.
Для забезпечення якісної адгезії покриття та базового металу, необхідна поверхня, очищена від будь-якого роду забруднень і має шорсткість необхідного рівня. Один із виробників складів для покриття компонентів двигунів стверджує, що на 85% робота з нанесення покриття складається саме з підготовки поверхні. Найбільш поширений спосіб очищення поверхні - обробка піскоструминним або дробоструминним апаратом. Після цього на поверхню розпорошується склад, деталь висушується та витримується в печі під постійним наглядом. Температура печі повинна залишатися у певних допустимих рамках, ніж перепалити базовий метал.
Сухі плівкові мастила містять такі компоненти якдисульфід молібдену або тефлон в термозбіжному полімерному складі. Це покриття забезпечує досить надійний захист поверхні в екстремальних випадках за недостатньої кількості мастила або її повної відсутності в момент запуску. Сухе плівкове покриття наноситься як правило на спідниці поршнів, вкладиші та шийки, штоки впускних та випускних клапанів, пружини клапанного приводу, шатуни, рокера та кулачки розподільчого валу.
Один із виробників складів для покриття компонентів двигуна повідомляє про гонку, на якій у учасника, що посів друге місце, у середині гонки зламався привід масляного насоса. Тиск у системі впав нижче за допустимий рівень. Тим не менш, пілот закінчив гонку. Коли механіки розібрали двигун, виявилося, що оброблені складом поршні, вкладиші та шатуни не постраждали. Пошкоджений привід насоса виправлено, а двигун зібрано без капітального ремонту. За тиждень після цього пілот виграв наступні змагання. І таких історій – безліч.
Безумовно, замінити масляної плівки таке покриття не в змозі, але воно дає резерв часу, що дозволяє вжити термінових заходів для запобігання серйозним ушкодженням. Саме тому покриття такі популярні серед гонщиків усіх різновидів. Оброблені подібними складами вкладиші валу – оптимальний вибір для будь-якого високооборотного транспортного засобу. Поршні, з обробленими спідницями, чудово протистоять регулярному перегріву, від якого страждають двигуни в міському режимі руху.
Сухе плівкове мастилозбільшує діаметр спідниці поршня в середньому на 0,025 мм. Це досить часто викликає питання, як це збільшення позначається на тепловому зазорі поршня. Виробники поршнів зазвичай не рекомендують змінювати величину зазору у зв'язку з встановленням поршнів з покриттям. Для прорахунку зазору необхідно скористатися цифрами, вказаними виробником на упаковці, а не реальним діаметром поршня з покриттям. Товщина покриття, що наноситься на вкладиші - ще тонше і становить 0,005 мм і менше. Така товщина покриття настільки незначна, що говорити про будь-які спеціальні операції з відновлення необхідного зазору не доводиться.
Одне з найбільшпоширених помилок, пов'язаних із сухими плівковими покриттями – подібна обробка металу знижує силу тертя і дозволяє виграти кілька додаткових кінських сил потужності. Це правда, але за однієї умови - якщо між поверхнями, що труться, абсолютно відсутня мастило. Однак поки мастило присутнє, покриття жодною мірою не знижує тертя і не покращує характеристик мастильного матеріалу. Кілька кінських сил можна виграти, обробивши спеціальним плівковим покриттям противаги коленвала. На думку деяких фахівців, така операція дозволяє заощадити 8-10 к.с. На швидкості обертання валу 7500 обмін. Завдяки покриттю масло не так сильно нагрівається і піниться.
Сухі плівкові мастилавзагалі знижують робочу температуру олії не 10-15 градусів, що дозволяє користуватися менш в'язким маслом не побоюючись вийти за небезпечну грань. Менш в'язке масло менше гальмує частини, що рухаються, що дозволяє отримати виграш у потужності і динаміці.
Сухі плівкові мастила, що містять у своєму складітефлон (PTFE)відносяться до класу масловідштовхувальних покриттів – сам тефлон є низькофрикційним матеріалом, що відштовхує олію. Тому деякі виробники не рекомендують такі покриття для вкладишів і спідниць поршнів. Вихід із цієї ситуації було знайдено у вигляді комбінованого тефлоново-молібденового покриття. Молібден міцно утримує пасло не поверхні, а тефлон успішно протистоїть тертю у разі раптового падіння тиску олії у системі.
Сухі плівкові покриттяможуть ефективно використовуватися для охолодження впускних колекторів та головок блоку циліндрів. Завдяки цьому вдається знизити рівень сепарації повітряно-паливної суміші, формула деяких плівкових покриттів дозволяє їмвиконувати функцію утеплювача та теплового бар'єру.
Якщо термовідбивним покриттям обробляється головка поршня, зайва теплова енергія відбивається назад в камеру згоряння. Це сприяє кращому згорянню суміші та виробленню більшої кількості "корисної" енергії. Перегріта головка поршня не стає каталізатором таких небажаних явищ як передчасне запалення та детонація.
Товщина термовідбивного покриттястановить як правило0,025-0,075 мм. Особливо корисним є обробка компонентів турбованих двигунів і двигунів з компресором. У процесі роботи таких двигунів виробляється величезна кількість тепла, що може призвести до пошкоджень певних компонентів.
Робоча температура впускних і випускних клапанів, оброблених термовідбиваючими покриттями знижується відчутно. Деякі виробники плівкових покриттів рекомендують обробляти сухими плівковими мастилами також шток та зворотний бік тарілки клапана. Це має покращити змащуваність і знизити знос напрямної. Подібне покриття титанових клапанів захищає їхню відмінність від ерозії. Крім цього покриття перешкоджає відкладенню повітря, що перешкоджає вільному течії.
Обробка внутрішньої поверхні камери згоряння, особливо двигунів з алюмінієвими головками блоків перешкоджає надмірному накопиченню тепла головкою. Таким чином підвищується ефективність згоряння, збільшується потужність та знижується температура охолоджуючої рідини в системі. Обробляється зазвичай вся поверхня камери згоряння і випускні порти. Зниження робочої температури стандартного атмосферного двигуна на 10 градусів збільшує потужність на один відсоток, турбованого або обладнаного компресором - на два відсотки.
Ділянка, де термічний бар'єр показує найкращі результати - випускні колектори.Оброблені термозахисними складами, колектори не накопичують у собі теплової енергії, завдяки чому вихлопні гази проходять у них з більшою швидкістю і не створюючи зворотного тиску. Результат – найкраща вентиляція колектора та менше втрат потужності, особливо на високих оборотах.
Після обробки колектора термозахисним складомвідчутно знижується температура його зовнішньої поверхні, що позитивно позначається на стані всього підкапотного простору і знижує ризик займання сторонніх предметів, що потрапляють на колектор. Один із виробників термозахисних складів стверджує, що оброблений випускний колектор можна фарбувати термостійкою фарбою. І фарба не обгорятиме навіть після значного пробігу.
Покриття для вихлопної системизовні буває схожим на хромування. У цьому випадку воно виконує більше декоративну та антикорозійну функцію, ніж тепловідбиваючу. Хоча почасти воно захищає і від перегріву. І навпаки, темне сіре або майже чорне матове покриття призначене в першу чергу від перегріву і лише як захист від корозії.Деякі виробники роблять багатошарові покриття, що дозволяє об'єднати властивості різних типів покриттів. Переважна більшість покриттів вихлопної системи наноситься шляхом розпилення. Завдяки такому способу нанесення покриття утворює з металом основи міцне з'єднання. Дещо менш надійний захист забезпечують фарбоподібні покриття.
Покриття хромом– докорінно відрізняється процес. Колектор або будь-яка інша деталь занурюється у кислотну ванну і потім її поверхню шляхом електролізу наноситься шар хрому. Хром забезпечує надійний захист відперегріву, проте покриття такого типу не застосовується для клапанних кришок та масляних піддонів. Хромована поверхня не має, на жаль, достатньої стійкості до впливу агресивного зовнішнього середовища і не може захистити деталі від корозії.
Деякі типи покриттів розроблені саме для інтенсивного розсіювання теплової енергії, що накопичується в обробленому компоненті. Ці покриття можуть бути сухими плівковими мастилами та виконувати подвійну функцію. Такого типу плівки ідеально підходять для обробки зовнішньої та внутрішньої поверхні масляних піддонів, оброблений нею метал розсіює на порядок більше теплової енергії, ніж пофарбований спеціальною фарбою або просто полірована поверхня. Термін служби клапанних пружин також суттєво збільшиться, якщо обробити їх сухим плівковим покриттям із функцією розсіювання теплової енергії.
При нагріванні пружини сила, з якою вона впливає на клапан, знижується. Відповідно, будь-який фактор, що знижує робочу температуру пружини клапанного приводу, збільшує її силу, знижує ризик її втоми та передчасного виходу з ладу. Теплова енергія поглинається пружинами від головки блоку, а також виробляється пружиною при контакті окремих витків один з одним. Як показують дослідження, покриття пружини сухим мастилом, що розсіює тепло, збільшує термін служби пружини від двох до десяти разів! Вражаючий результат.
Ще одна ділянка, де обробка покриттям, що розсіює тепло, забезпечує також високий результат -верхня частина впускного колектора, внутрішня і зовнішня сторона масляного піддону, клапанна кришка і кожух передачі газорозподільного фільму.
Щодо рекомендацій щодо вибору покриття для компонентівдвигунів, то дати їх практично неможливо. По можливості потрібно опитати максимальну кількість торгових представників та зробити вибір на основі їх описів. Важливо чітко визначити особливості експлуатації автомобіля (тягати причепи або брати участь у перегонах) і те, що очікується від покриття.