Revoluce v mazání motorů

Spalovací motor s rozděleným cyklem
Spalovací motor s rozděleným cyklem
Speciální povrchová úprava vyvinutá americko-izraelským týmem dodává povrchu kovů desetkrát nižší tření.

V každém okamžiku pracují po celém světě miliony spalovacích motorů. Plnou polovinu jejich ztrát mechanické energie má na svědomí tření válců o stěny bloku motoru. Pokud bychom dokázali tření potlačit, ušetřili bychom energii a snížili spotřebu pohonných hmot i maziva. Americko-izraelský tým vedený Michaelem Varenbergem z George W. Woodruff School of Mechanical Engineering při Georgia Institute of Technology představil na stránkách vědeckého časopisu Tribology Letters inovaci, která slibuje významnou redukci tření nejen pro spalovací motory.

Pro snížení tření se používají oleje, které přilnou k povrchu kovu válců i bloku motoru. Klíčovým požadavkem je pevná vazba oleje na kov. K tomu slouží nejrůznější aditiva. Varenberg zvolil jiný trik. Upravil kovový povrch tzv. balotinováním, při němž je kov bombardován keramickými granulemi. Doposud bylo balotinování používáno především k tomu, aby kov získal elegantnější vzhled. Někdy se tak dosahuje i zvýšení odolnosti kovu vůči korozi.

Účinné mazivo

Michael Varenberg a jeho spolupracovníci použili k balotinování ocelových odlitků částice sulfidu měďnatého a oxidu hlinitého. Přitom se na povrchu oceli chemickou reakcí vytváří tenký povlak sulfidu železitého. Velkou výhodou této látky je, že silně váže molekuly oleje. Mazivo na sulfidu železitém pevně ulpí, a i když se použije olej bez aditiv, sníží se koeficient tření na desetinu ve srovnání s povrchem, který neprošel balotinováním speciální směsí granulí.

„Po této úpravě dosahuje tření materiálu hodnoty, které překonávají i mazání těmi nejlepšími komerčně dostupnými oleji,“ říká Michael Varenberg. „Vyrovnají se jí jenom speciální maziva využívající jako aditiva nanočástice sulfidu wolframu. Nanočástice jsou ale velmi drahé. My se bez nich obejdeme.“

K vytvořením povrchové vrstvičky sulfidu železitého a následnému výraznému snížení povrchového tření lze dospět i jinými technologickými postupy než balotinováním, např. lapováním nebo honováním. Záhadou zůstává, proč dává tato povrchová úprava kovů tak skvělé výsledky. Na jejím rozluštění už Varenbergův tým ve spolupráci s vědci z izraelského Technionu usilovně pracují.

„Možná se tímhle objevem od základů mění náš pohled na mazání a startuje zcela nová kapitola v povrchových úpravách,“ říká Michael Varenberg.