Полимеры против свинца

Антифрикционное покрытие подшипников скольжения — это тонкий баланс между твердостью и мягкостью материала. Современные полимерные покрытия показывают отличное сопротивление износу. При использовании полимеров для вкладышей двигателей внутреннего сгорания исключается микросварка контактных поверхностей даже в экстремальных условиях.

MAHLE представила свои первые коренные и шатунные вкладыши с полимерным покрытием для автомобилей с системами stop-start в сентябре 2011 г. Вкладыши представляли собой полимерное покрытие из полиамид-имида (PAI), обладающее очень низким трением с добавками, нанесенное напылением на алюминиевое основание. Типичные признаки износа такого двухслойного подшипника, благодаря включениям, обладающим эффектом твердой смазки, значительно уменьшались. Каждый раз при запуске двигателя подшипник проходит через изнашивающий смешанный, граничный режим трения, из-за чего резко увеличивается износ вкладышей.

Метод напыления обеспечивал особо прочный слой износостойкого покрытия. Содержащиеся в слое полимера частицы металла, кроме увеличения прочности, обеспечивали отвод тепла. Полимер PAI имеет высокую механическую и химическую стойкость, может работать при температуре 220°С.

Через год, в сентябре 2012 г., MAHLE сообщила о разработке нового бессвинцового полимерного покрытия, наносимого на слой бронзы. Полимерная матрица слоя содержала компоненты твердой смазки и алюминиевую стружку. На тестах такое покрытие выдерживало нагрузку до 95 МПа, что позволяло использовать его для подшипников двигателей тяжелых грузовых автомобилей.

Тем не менее, компания продолжала совершенствовать свое покрытие, обращая внимание на добавленные микрокапсулы, которые заполнены смазочным материалом. Такие капсулы обеспечивают локальную смазку по мере необходимости в случае воздействия высокой нагрузки. Исследователям удалось увеличить количество восстанавливаемых после прекращения действия нагрузки микрокапсул с 25% до 70%.

На сегодняшний день, по словам Джеймса Джорджа (James George), главы отдела технологии продуктов MAHLE Rugby, U.K., технология полимеров уже хорошо зарекомендовала себя на рынке для легких и средних двигателей рабочим объемом до 10 л. Этим летом компания пошла дальше, начав производство подшипников с новой полимерной системой для тяжелых дизелей в США на заводе MAHLE в Атлантике, Айова. Первая партия дизелей с такими вкладышами уже в производстве. В настоящее время MAHLE Engine Components разрабатываются программы развития продукта с двумя крупными производителями тяжелых двигателей.