Κατεργασία κυλίνδρων | Αλουσίλ και Νικασίλ

Στην κατεργασία κυλίνδρων από κράματα αλουμινίου (μέθοδος Αλουσίλ), ύστερα από το ρεκτιφιέ (Honing) των τοιχωμάτων του κυλίνδρου, με ηλεκτροχημική διάβρωση ή και με “λάπινγκ“, απομακρύνεται το μαλακό αλουμίνιο γύρω από τους κρυστάλλους πυριτίου. Αυτοί σχηματίζουν επιφάνεια ολίσθησης που είναι ανθεκτικοί στην φθορά.Χρησιμοποιούνται έμβολα φέροκόουτ.

Εισαγωγή

Ο λόγος που μιλάμε για τις κατεργασίες με διαφορετικά υλικά, είναι γιατί το αλουμίνιο που έχουμε ως κορυφαίο υλικό θερμικής αγωγιμότητας και μικρότερου βάρους, ένα υλικό που χρησιμοποιείται ώς μέσο για τη μεγαλύτερη δυνατή απόδοση του κινητήρα. Αυτό λοιπόν το υλικό έχει 4 φορές τη θερμική αγωγιμότητα ενός σιδερένιου μπλοκ κινητήρα. 

Βέβαια όλα αυτά γίνονται για τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και των ρύπων. Ο κλασικός τρόπος είναι με μείωση του βάρους του κινητήρα. Επομένως σύμφωνα με όσα έγραψα πιο πάνω τα κράματα αλουμινίου δημιουργούν τη νέα “μόδα” στους κινητήρες εσωτερικής καύσης, έναντι των μαντεμένιων (σιδερένιων) μπλοκ. 

Το Αλουσίλ

Η πιο γνωστή χρήση του Αλουσίλ στους κυλίνδρους, γίνεται από την ΚS Kolbenschmidt (ΚΣ Κολμπενσμίχτ) με χρήση σιδερένιων εμβόλων. Η συγκεκριμένη εταιρεία ελατώνει τη χρήση των μαντεμένιων χιτωνίων, εξαλείφοντας την ελαστικότητά τους και τα ποσοστά διαστολής-συστολής.

Τα μπλοκ των κινητήρων με Αλουσίλ περιέχουν 17% σιλικόνη. Τα σωματίδια της σιλικόνης εμφανίζονται στα τοιχώματα των κυλίνδρων μέσω μιας διαδικασίας ενεργοποίησης. Οι φούστες των εμβόλων (το κάτω τμήμα) είναι επεξεργασμένες με σίδηρο ή άλλα υλικά, τα οποία είναι διαφορετικά ώστε να μην έρχεται σε επαφή αλουμίνιο με αλουμίνιο. 

Εκτελώντας τις δικές τις δοκιμές, η Πόρσε παρατήρησε πολύ μικρότερη παραμόρφωση στους κυλίνδρους με χρήση Αλουσίλ παρά με χρήση μαντεμένιου μπλοκ σε παλαιότερους κινητήρες. 

Το Νικασίλ

Στην κατεργασία με τη μέθοδο Νικασίλ μια στοιβάδα από νικέλιο και κρυστάλλους πυριτίου εναποτίθεται ηλεκτρολυτικά στα τοιχώματα του κυλίνδρου. Στους αερόψυκτους κυλίνδρους από αλουμίνιο εφαρμόζεται συχνά η ηλεκτροχημική σκληρή επιχρωμίωση.

Το Νικασίλ για πρώτη φορά εισήγαγε η Μάλε (Mahle) το 1967, ώστε να επιτρέψει τον κινητήρα Βάνκελ να λειτουργήσει έναντι σε αλουμινένιο εσωτερικό περίβλημα. Η συγκεκριμένη κατεργασία αναπτύχθηκε για να αντικαταστήσει τους σκληρούς χρωμιωμένους κυλίνδρων των αγωνιστικών κινηρήρων Μέρκιουρι (θαλάσσια σπορ), τους κινητήρες Κέλερ και ως κινητήρες αντικατάστασης στα μηχανάκια χιονιού (snowmobiles), τα “καθαρά” μότο κρός, τις γουρούνες και άλλα.

Η λέξη “Νικασίλ” είναι συντομογραφία για το “Nickel Silicon Carbide”. Το σιλικονούχο καρβίδιο είναι ένα πολύ σκληρό κεραμικό υλικό. 

Η Πόρσε χρησιμοποίησε το Νικασίλ το 1970 στο αγωνιστικό μοντέλο 917. Άλλαξε όμως σε Αλουσίλ λόγω του πολύ υψηλού κόστους του Νικασίλ. Το Νικασίλ ήταν δημοφιλές τη δεκαετία του ’90.

Η κατάργηση του Νικασίλ

Το Σούλφουρ (Sulfur) είναι στοιχείο που αντίδρά με το νικέλιο στο Νικασίλ, βρίσκεται σε κάποια φθηνής ποιότητας καύσιμα που βρέθηκαν κυρίως στη βόρεια Αγγλία και προκάλεσε μερικές πολύ δαπανηρές καταστροφές κινητήρων. Κάπου εκεί ήρθε και το τέλος των κινητήρων με Νικασίλ.

Βέβαια η αλήθεια είναι ότι μπορεί να υπάρχουν ακόμη κινητήρες με κατεργασία με Νικασίλ και να μην έχουν κανένα απολύτως πρόβλημα, παρά το μεγάλο σοκ που υπέστη τη δεκαετία του ΄90 η αυτοκινητοβιομηχανία. 

Χρησιμοποιήθηκε από τις μεγαλύτερες αυτοκινητοβιομηχανίες στον κόσμο, όπως Φεράρι, ΒMW, Πόρσε, Τζάγκουαρ και άλλες…