Informacje ogólne

Tłok silnika spalinowego stanowi ruchomą część komory spalania i jego głównym zadaniem jest przejęcie przez jego denko siły wywołanej ciśnieniem gazów .Następnie tłok przekazuje tę siłę na sworzeń tłokowy i dalej na korbowód i wał korbowy. Konstrukcja tłoka musi więć być odporna na duże obciążenia mechaniczne, a ponadto uwzględniać możliwość m.in. odprowadzenia ciepła od gorącego denka tłoka , którego zewnętrzna strona jest ogrzewana omywającymi ją gorącymi gazami , których temperatura w chwili spalania wynosi w silnikach ZI do około 2500°C.Temperatura w górnej części tłoka nie powinna w zasadzie przekraczać 350°C, gdyż przy temperaturze około 400°C w tłokach ze stopów aluminium mogą występować pęknięcia krawędziowe. Do odbierania ciepła od tłoka i obniżenia jego temperatury stosuje się pionowe żebra we wnętrzu tloka poza tym denko tłoka musi być odpowiednio grube , aby umożliwić szybkie odpływanie ciepła od środka w kierunku części pierścieniowej.W pełni uzasadnione jest więc nałożenie na denko tłoka ceramicznej powłoki HPC1 (HPC2) tworzącej barierę termiczną. Wywodzą ca się z przemysłu lotniczego powłoka ma doskonałe właściwości izolacyjne dzięki czemu mniej ciepła powstałego w czasie spalania przenika do tłoka ,powstaje więc dodatkowe zabezpieczenie przed nadmiernym jego nagrzaniem .Pozytywne działanie powłoki jest szczególnie porządane w przypadku tłoków z tzw.okularami (gdzie ostre krawędzie na denku mogą być przyczyną powstawania pęknięć od naprężeń termicznych) oraz w przypadku tłoków przygotowywanych do celów sportowych gdy w celu obniżenia ich masy usuwa się część materiału z denka.

Ograniczenie ilości ciepła przenikającego do tłoka zwiększa stabilność jego wymiarów co umożliwia stosowanie mniejszych luzów między tłokiem i tuleją cylindra.Zmniejszenie wspomnianych luzów ogranicza przedmuchy z komory spalania do skrzyni korbowej .Powłoka HPC1 po wypolerowaniu staje się idealnie gładka co ułatwia przepływ czynnika oraz jego ewentualne zawirowanie i utrudnia osadzania się nalotów węglowych i ich silne przyleganie do powierzchni . Wypolerowana powierzchnia odbija ciepło w chłodniejsze obszary komory spalania co sprawia że przebieg spalania jest bardziej efektywny wzrasta więc moc silnika i obniża się emisja szkodliwych substancji. Własciwością powłoki jest również jej niska zdolność absorbowania ciepła, ograniczeniu ulega więc jego ilość przekazywana napływającemu ładunkowi.

Zgodnie z wynikami wielokrotnie przeprowadzonych badań straty tarcia występujące między tłokiem a gładzią cylindra przekraczają zwykle 50% ogólnych strat mechanicznych, jakie występują na skutek tarcia w silniku. Aby zmniejszyć te straty część prowadzącą tłoka można pokryć powłoką hpt1 stworzoną na bazie dwusiarczku molibdenu.Charakteryzuję się ona niskim współczynnikiem tarcia i zachowuje swoje właściwości smarujące przy obciążeniach sięgających 350 000 psi. Nawet przy takich obciążeniach powłoka zachowuje swoją szczególną zdolność utrzymywania oleju na swojej powierzchni. Właściwość ta zdecydowanie redukuje ryzyko zatarcia na przykład. wskutek utraty filmu olejowego co może się zdarzyć w wyniku niewydolności lub awarii układu smarowania.Ograniczeniu ulega również występowanie szkodliwych zjawisk w czasie rozruchu zimnego silnika. Zmniejszenie tarcia (co pośrednio wpływa na obniżenie temperatury) umożliwia zmniejszenie luzów między tłokiem i tuleją cylindra. Grubość nakładanej powłoki wynosi zazwyczaj ok.0.01 mm i używają scotchbrite można ją dowolnie zredukować gdyż w istocie właściwa powłoka znajduje się w mikro porach otwartych w procesie piaskowania tlenkiem aluminium o grubości kilkudziesięciu mikronów. Oprócz poprawy osiągów silnika w praktyce stwierdzono 2-3 krotnie dłuższą żywotność tłoków pokrytych powłoką HPT1

» Wersja do druku «