98 EKSPLOATACJA I NIEZAWODNOŚĆ NR 4/2006 Bogdan ANTOSZEWSKI Wojciech ŻÓRAWSKI WPŁYW TECHNOLOGII INŻYNIERII POWIERZCHNI NA ROZWÓJ MOTORYZACJI INFLUENCE OF SURFACE TECHNOLOGY FOR EVOLUTION OF MOTORISATION W opracowaniu przedstawiono wybrane osiągnięcia z zakresu inżynierii powierzchni mające istotny wpływ na postęp w motoryzacji. W szczególności odniesiono się do rozwiązań stosowanych w silnikach samochodowych szerzej skupiając się na skojarzeniu pierścień tłokowy – tuleja cylindrowa. Slowa kluczowe: Inżynieria powierzchni, motoryzacja, pierścień tłokowy This paper shows chosen achievements in the area of surface engineering, which significantly influenced on development of motorization. Developments applied in car engines included association of piston ring and cylinder sleeve are shown in details. Keywords: Surface engineering, motorization, piston ring Wprowadzenie Motoryzacja jest jedną z najbardziej dynamicznie rozwi- jających się dziedzin życia współczesnych cywilizacji. Decy- dują o tym spełnianie i akceptacja oczekiwań społecznych oraz poszerzający się rynek obszarów dostępności samochodów. Postęp w rozwoju motoryzacji nie byłby możliwy bez rozwoju technologii inżynierii powierzchni. Inżynieria powierzchni jest angażowana w dwóch sytuacjach: pierwsza dotyczy potrzeby zwiększenia trwałości i odporności na działanie różnych czyn- ników, a druga wiąże się z potrzebą obniżenia kosztów wytwa- rzania wyrobu. Najbardziej efektywne rozwiązania stosowane są w obszarze ochrony przed korozją elementów nadwozia. Współczesne nadwozie posiada elektrochemiczną powłokę cynkową, a coraz częściej stopową cynkowo-metalową Zn-Fe (ok.20%), Zn-Ni (ok.12%), co stanowi doskonałe zabezpiecze- nie przed korozją i udarami mechanicznymi. Proces nakładania powłok na blachy karoseryjne realizowany jest w automatach galwanizerskich wmontowanych w hutniczy proces technolo- giczny. Części samochodu odlewane, odkuwane i wytłaczane chronione są powłokami Fe-Co (ok. 1%), Zn-Fe (ok.5%), Zn-Ni (7-12%), komory silnikowe powłokami Fe-Ni, a części układów hamulcowych Zn-Fe. Stosowanie technologii inżynierii powierzchni umożliwia spełnianie postulatu, że skoro nie każdy fragment detalu jest narażony na duże obciążenia, więc nie koniecznie musi być cały wykonany z tak drogiego materiału. W efekcie takiego podejścia wykonuje się elementy ze stosunkowo tanich materiałów i jed- nocześnie posiadających w wybranych miejscach odpowiednie warstwy powierzchniowe. Zgodnie z taką filozofią występują powłoki na widełkach synchronizatora skrzyni biegów, trzonkach i grzybkach zaworów silnikowych czy też obudowach alterna- tora. W dalszej części opracowania uwagę skoncentrowano na niektórych rozwiązaniach technologii inżynierii powierzchni stosowanych w budowie silników spalinowych. Technologie inżynierii powierzchni w silnikach pojazdów sa- mochodowych Trzy grupy zadań dotyczą inżynierii powierzchni w odniesie- niu do silników spalinowych pojazdów samochodowych: Introduction Motorization belongs to the most dynamically developing areas of modern society, which is mainly due to the greater ava- ilability of vehicles as well as higher and higher expectations of users. The advances in motorization apparently coincide with the evolution of surface engineering technologies. Efficient so- lutions are designed and implemented whenever there is a need for increased durability and resistance of vehicle parts and lower production costs. The aims of the close collaboration of surface and automotive industry engineers include better protection of a vehicle body against corrosion and mechanical shocks. This is achieved by applying various coatings such as electrochemical zinc or zinc-metal coatings containing approximately 20% of Zn-Fe or 12% of Zn-Ni. Generally, the whole body and other metal sheet components are electroplated automatically during the manufacturing process. Other car parts, whether cast, forged or extruded, are coated with Fe-Co (approx. 1%), Zn-Fe (approx. 5%) and Zn-Ni (7-12%). Engine chambers, for instance, require Fe-Ni coatings, while brake system components Zn-Fe coatings. Elements which are not exposed to high loads as a whole can be made of relatively cheap materials. Special coatings are deposited on areas where better strength and resistance are requ- ired. New surface engineering technologies are used to protect, for example, the gear box synchronizer fork, engine valve stems and heads, and automotive alternator casing. The paper discusses also some of the surface engineering solutions for internal combustion engines. Surface engineering technologies for motor vehicle engines Surface engineering tasks aiming at the improvement of internal combustion engine efficiency for motor vehicles can be divided into three groups: