Часть 2. Антифрикционные покрытия

В предыдущей части было рассказано о потерях мощности автомобиля на трение и как с этим можно бороться — при помощи антифрикционных покрытий — и с какими проблемами связана эта борьба с трением.

В этой части я обещал рассказать о том, как решается вопрос с быстрым изнашиванием антифрикционных покрытий …

И все-таки, прежде чем рассказать о том, как возможно создать самовосстанавливающееся антифрикционное покрытие, что было обещано в предыдущей части, считаю важным рассказать «ЧТО ТАКОЕ АНТИФРИКЦИОННОЕ ПОКРЫТИЕ» и «КАКОВЫ ЕГО СВОЙСТВА«.

Антифрикционное покрытие — это покрытие из материала со сниженным коэффициентом трения.

Коэффициент трения (μ)  — величина, характеризующая насколько велика сила трения, возникающая между двумя взаимодействующими материалами.

Коэффициент трения всегда определяется для пар материалов, например «сталь-сталь» или «резина-сталь». Кроме того, для определения коэффициента трения могут быть важны еще и дополнительные условия, такие как вакуум, влажность, наличие смазки…

Вот примеры коэффициентов трения некоторых пар металлов, применяемых в автомобилях:

Таблица 1. Коэффициенты трения металлов по стали

Некоторые материалы обладают гораздо меньшими коэффициентами трения в паре (со сталью, например), то есть они не так сильно препятствуют взаимному движению материалов, создают меньшее трение — такие материалы называют «антифрикционными».

Для сравнения, ознакомьтесь с коэффициентами трения скольжения по стали некоторых антифрикционных материалов:

Таблица 2. Коэффициенты трения антифрикционных материалов по стали

Легко заметить, что коэффициент трения например PTFE (тефлон) по стали в два раза, то есть на 50% (!), ниже, чем чугуна по стали либо стали по стали — этим и пользуются инженеры, покрывая поверхности деталей антифрикционным слоем одного из указанных в Таблице 2 (и другими) веществ, тем самым снижая потери на трение.

Так на свет появились поршни двигателя с графитовыми вставками, а также поршневые пальцы, рокеры клапанов и сами клапана с антифрикционными покрытиями, и другие конструктивные элементы …

Поршни с антифрикционными вставками

Поршневые пальцы с антифрикционными покрытием

Рокеры клапанов с антифрикционным напылением

Здесь необходимо сделать еще одно очень важное замечание: говоря о снижении трения большинство при этом подразумевают также и снижение износа — это не совсем правильно !!!

Поясняю на простейшем бытовом примере: представьте, что Вы поскользнулись на мокрой глине — мокрая глина очень скользкая, но мягкая, то есть она обладает хорошими антифрикционными свойствами, но легко разрушается, то есть изнашивается.

Так же и антифрикционные покрытия — они «скользкие», но зато довольно быстро изнашиваются, то есть недолговечны.

Поэтому подобные технические ухищрения востребованы в основном в мире спорта, где важны результаты каждого этапа, после которого двигатель может быть полностью перебран или заменен — конечно, если это разрешено регламентом.

Вот если-бы можно было сделать антифрикционный слой регенерирующимся, самовосстанавливающимся …

Такой способ есть — о нем читайте в следующей части !