Никосиловое покрытие цилиндров что это такое
Перейти к содержимому

Никосиловое покрытие цилиндров что это такое

  • автор:

Что такое Никасил?

В последнее время мы получаем множество вопросов от пользователей продукции ЗВК «Реагент 3000» — почему не рекомендуется использование составы для двигателей, в которых есть никасиловое или тефлоновое покрытие?
Немного истории…

Что такое Никасил (Nikasil)? Это торговая марка технологии обработки поверхности цилиндров и поршней, применяемая при изготовлении алюминиевого блока цилиндров двигателей внутреннего сгорания без дополнительных гильз и антифрикционных слоев. Эта технология имеет большое количество неоспоримых преимуществ перед традиционными методами изготовления ДВС. Наряду с отличными динамическими свойствами, при значительном снижении веса, намного проще регулировать тепловой режим, благодаря тому, что теплопроводность алюминия примерно в 4 раза выше используемых обычных материалов.

Что такое Никасил?

Технология была разработана в 1967 году и первоначально применялась на роторных двигателях в серийных автомобилях NSU Ro 80 (Германия, годы выпуска 1967-1977) и экспериментальном Mercedes-Benz C111 (Германия, 1970). С 1973 года компания Porshe так же до настоящего времени применяет эту технологию на серийных автомобилях Porshe 911 серий Turbo и RS, что позволяет Porsche производить уникальные двигатели воздушного охлаждения с самой высокой удельной мощностью.

Никасил был очень популярен в 1990-х. Он применялся такими компаниями, как Audi, Ferrari, Jaguar Cars и Moto Guzzi, но наиболее активно никасил применялся компанией BMW и не только в дорогостоящих, но и в автомобилях среднего ценового диапазона. Так же активно в 90-х годах никасиловое покрытие массово применялось, например, компаниями Honda и Suzuki при производстве двигателей для мотоциклов.

Неприятной особенностью никасилового покрытия, выявившейся в процессе эксплуатации серийных автомобилей, оказалась высокая чувствительность покрытия к качеству топлива. Повышенное содержание серы приводит к разрушению никасиловой пленки, её осыпанию и как результат к гарантированному выходу двигателя из строя. Большое количество гарантийных случаев замены двигателей компанией БМВ по всему миру привело к постепенному отказу от использования технологии Никасил в массовом производстве. Тем не менее, автомобили, с никасиловым покрытием в двигателях, до сих пор активно эксплуатируются в России, так как большое количество подержанных БМВ и Ауди выпуска 90-х годов было завезено к нам в начале 2000-х. Так же не исключена возможность приобретения подержанного автомобиля с двигателем в котором применена технология Никасил и других производителей, как правило, это автомобили либо спортивного типа, либо относятся к классу дорогостоящих автомобилей.

Применение продуктов линейки ЗВК «Реагент 3000» на таких автомобилях производителем категорически не запрещается. За время производства и применения наших препаратов накоплен большой положительный опыт обработки двигателей с никасиловым покрытием «Реагентом 3000», в частности в Одессе в клубе BMW, где от применения ЗВК «Реагент 3000» — только положительные результаты.

Тем не менее, мы не рекомендуем применение нашей продукции на таких двигателях, потому что не можем гарантировать нормальную работу двигателей с никасиловым покрытием в условиях применения некачественного или суррогатного топлива с повышенным содержанием серы. Применение нашей продукции не вредит никасиловому покрытию ДВС, но и не сможет ему помочь. Если в никасиловой пленке, покрывающей стенки цилиндров, уже начались необратимые процессы химического разрушения, вызванные использованием топлива с повышенным содержанием серы, то данное покрытие в конечном итоге разрушится и это приведет к поломке двигателя. А если на таком двигателе потребитель применил ЗВК «Реагент 3000» для любых моделей двигателя, то выход двигателя из строя может быть им связан с использованием ЗВК «Реагент 3000». Так что во избежание рекламаций, применяйте продукцию ЗВК «Реагент 3000» строго по инструкции.

Что касается применения ЗВК «Реагент 3000» для любых моделей двигателя в ДВС с установленными поршнями, у которых есть тефлоновое покрытие в области юбки (или с дисульфидом молибдена), особо отметим, что такие поршни на серийные автомобили не ставятся, а идут в ремонтных комплектах для разных марок автомобилей, как иностранного так и отечественного производства. Таким образом, если при ремонте ДВС Вы установили на свой автомобиль такие поршни — мы КАТЕГОРИЧЕСКИ не рекомендуем обрабатывать его продукцией ЗВК «Реагент 3000», так как при формировании нашими препаратами защитного слоя мягкий тефлон может частично удаляться с юбки поршня, что может привести к увеличению рабочих зазоров.

Если у Вас есть сомнение в том, какой двигатель используется в Вашем автомобиле или мотоцикле — проконсультируйтесь, например, с дилером марки в Вашем городе, либо самостоятельно изучите вопрос используя поисковые системы сети интернет.

Вне зависимости от типа и модели Вашего двигателя, мы рекомендуем для уменьшения содержания серы и более полного и качественного сгорания используемого топлива применять ЗВК «Реагент 3000» для топливной системы. Данный продукт позволит избежать в большинстве случаев негативных последствий от использования некачественного топлива, снизить потребление топлива и токсичность выхлопных газов и увеличить мощность и качество сгорания автомобильного топлива.

ЗВК «Реагент 3000» стоит на защите автомобиля и Ваших интересов!

Восстановление цилиндров с покрытием Nikasil

За последние несколько десятилетий появилось много автомобильных и мотоциклетных двигателей с алюминиевыми блоками цилиндров, причем без применения чугунных гильз. Подобная конструкция мотора имеет несколько преимуществ, в том числе лучшую теплопередачу, меньший расход масла и возможность работы с меньшими зазорами. Однако первоначально основной целью было существенное снижение веса – ведь силуминовый блок цилиндров существенно легче чугунного. Однако алюминиевая поверхность цилиндра изнашивается гораздо быстрее, чем чугун и для повышения износостойкости пришлось придумывать специальные покрытия, по которым могли надежно работать поршни и поршневые кольца.

Одним из самых распространенных типов покрытия стал Nikasil®, когда поверхность алюминиевого цилиндра покрыта тонким слоем никеля. Сама технология была разработана корпорацией Mahle, еще в конце 1960-х годов прошлого века. Правда, автопроизводители не сразу оценили ее преимущества. Например, компания Porsche, начала использовать ее в начале 70-х годов, но на протяжении следующих двадцати лет оставалась в одиночестве, когда Nikasil® стали применять BMW, Jaguar и Ferrari. Кроме того, многие производители спортивных двигателей, в течение последних 20 лет, внедрили некоторые вариации никелевого покрытия цилиндров. Преимущества ее в том, что применяются сравнительно недорогие материалы и проще обработка заготовок.

Однако есть и недостатки. Никелевое покрытие чувствительно к «химическому» воздействию. Так, Jaguar в свое время заменил по гарантии много двигателей, из-за того, что применение сернистого бензина, в сочетании с перегревом, привело к разъеданию покрытия гильз цилиндров. Кроме того, тонкий слой никеля не позволяет растачивать цилиндры в ремонтный размер и, соответственно, отсутствуют и ремонтные поршни. И вот тут появляется еще одна трудность – как быть владельцу автомобиля или мотористу, если в цилиндрах двигателя появились глубокие – в несколько миллиметров глубиной – задиры (по тем или иным причинам). Ведь расточить цилиндр в увеличенный размер невозможно…

Так выглядит цилиндр мотоциклетного двигателя с глубокими задирами

Рис. 1
Так выглядит цилиндр мотоциклетного двигателя с глубокими задирами.

Один из способов решения проблемы – использование гальванического процесса для восстановления слоя никеля. Поэтому некоторые компании разработали и успешно применяют подобные процессы. К примеру, одна из компаний, выполняющих подобные работы – Langcourt Performance из Обурна, штат Алабама, которая, имея более чем двадцатипятилетний опыт в этой области, стала одной из ведущей в нанесении гальванических покрытий. Основываясь на ее опыте, мы попробуем рассказать об этой технологии от начала и до конца. Стоит только отметить, что основную часть продукции этой фирмы составляют отдельные цилиндры мотоциклетных или лодочных двигателей. Обработка блока цилиндров автомобильного двигателя сложнее, но принципиально ничем не отличается от нижеописанной.

Первый шаг – при поступлении в ремонт деталь (отдельный цилиндр или блок целиком) регистрируют, чтобы иметь возможность отслеживать ее перемещение в технологическом процессе. Сразу после этого она направляется в мастерскую для тщательной мойки и очистки. Чистота – один из основных моментов, обеспечивающих высокое качество восстановления детали.

После первичной мойки деталь направляется на пескоструйную обработку, чтобы удалить остатки загрязнений. Затем поврежденный цилиндр помещают в ванну с азотной кислотой – для травления и удаления исходного никелевого покрытия. Травление продолжается от одного до полутора часов, в зависимости от толщины покрытия и концентрации кислоты. Во время травления, на поверхности кислоты образуется желтая пленка, которую обязательно нужно удалять.

После травления, цилиндр снова тщательно промывают, а затем перемещают на пост сварки. Здесь поврежденный участок заваривают – т. е. наплавляют во вмятину слой алюминия, чтобы восстановить поврежденную поверхность.

После чего деталь поступает на участок механической обработки. Здесь, с помощью пневмоинструмента со специальными фрезами, с наплавленного участка удаляют избыток металла, приближаясь к первоначальному размеру отверстия. Затем цилиндра растачивают, с небольшим припуском под нанесение нового покрытия. Для этого Langcourt использует пятиосевой обрабатывающий центр Rottler F69 ATC, очень быстро растачивает грубо обработанный цилиндр.

Поврежденный цилиндр, подготовленный к нанесению покрытия

Рис. 2
Поврежденный цилиндр, подготовленный к нанесению покрытия.

Сразу после расточки цилиндр очищают горячим паром, а затем промывают горячей водой, с использованием особой щетки из пемзы, которая очищает цилиндр от остатков моющих средств и делает расточенную поверхность шершавой, для лучшей адгезии покрытия.

Затем ремонтируемые цилиндры сортируются по диаметру и длине отверстия. Это делается для того, чтобы несколько однотипных деталей можно было «окунуть» в гальваническую ванну одновременно.

Перед началом «гальваники» цилиндры устанавливают на специальную арматуру, изготовленную из полипропилена. Так как он не реагирует с кислотами, щелочами и электролитами, используемыми при нанесении никелевого покрытия и защищает прочие поверхности обрабатываемых деталей. Подготовленные таким образом детали замачивают, погружая в ванну с водой, а затем переносят в емкость с раствором каустической соды. Щелочная ванна, занимающая всего несколько минут, «вскрывает» поры на поверхности цилиндра, чтобы улучшить сцепление никеля с основным металлом. Затем снова следует промывка водой, чтобы убрать избыток щелочи.

Потом цилиндры помещают на три минуты в азотную кислоту, которая удаляет оксиды алюминия и разъедает поверхность, чтобы подготовить цилиндр для следующего этапа обработки.

И опять цилиндры ополаскивают водой, чтобы без промедления поместить их в ванну с борной кислотой, которая действует как буфер кислотности (pH). Если не поддерживать нужную кислотность электролита, то покрытие хорошего качества вам не получить. Уровень рН проверяется лакмусовой бумагой несколько раз в течение дня. Затем сборка деталей помещается в раствор цинката. При этом химически удаляется слой оксида с алюминия и одновременно на поверхность детали осаждается слой цинка, который защищает алюминий от окисления.

Затем детали последний раз промывают водой, прежде чем направить в гальваническую ванну. Стоит отметить, что раствор электролита в ванне подогрет до 140° С. Внутрь каждого цилиндра, по его центру, помещают анод, то есть «плюсовой» электрод. А «-» подсоединяется непосредственно к деталям. Из-за разницы потенциалов никеля осаждается на поверхности цилиндра. После того, как цилиндры погружены в электролит, включаются выпрямители, а затем быстро проверяется напряжение на каждом аноде. Оно составляет не более 10 В, а сила тока определяется площадью обрабатываемой поверхности. Причем она плавно увеличивается до нужного уровня. Окончательное нанесение никелевого покрытия занимает от одного до трех часов.

Гальванический участок. Хорошо видны ванны с электролитом

Рис. 3
Гальванический участок. Хорошо видны ванны с электролитом

По завершении гальванического процесса цилиндры перемещают для финишной обработки на хонинговальный участок. Где установлен станок Rottler H75A, с ЧПУ. С помощью алмазных брусков достигается точная геометрия и шероховатость поверхности отремонтированного цилиндра.

Так выглядит цилиндр с восстановленным покрытием после хонингования

Рис. 4
Так выглядит цилиндр с восстановленным покрытием после хонингования

Чем хороша подобная технология? Прежде всего, это удобно для тех, кто хочет сохранить дорогой или редкий блок, вернув изношенным цилиндрам исходный размер. По сути, так можно восстановить почти любой алюминиевый цилиндр, если повреждение (задир, вмятина, глубокая царапина) не слишком велико.

Блок цилиндров Porsche до и после: слева – цилиндр с повреждениями, справа – восстановленный

Рис. 5
Блок цилиндров Porsche до и после: слева – цилиндр с повреждениями, справа – восстановленный

Однако, применение кислот, щелочей и других, не слишком «полезных» химикатов делают эту технологию сложной, довольно дорогой, требующей строгого соблюдения техники безопасности и предъявляющей особые требования к производственным помещениям. В ряде случаев ничуть не худших результатов можно достичь с помощью более привычной и безопасной металлообработки – расточки и хонингования. То есть поврежденный алюминиевый блок или отдельный цилиндр можно… загильзовать. А как это делается – мы расскажем в следующий раз.

Никасил

Знакомые подсказали, что в некоторых моторах BMW использовали никасил, который быстро изнашивался. Что это за материал? В каких именно двигателях он применялся и чем чревата покупка авто с никасилом?

Знакомые подсказали, что в некоторых моторах BMW использовали никасил, который быстро изнашивался. Что это за материал? В каких именно двигателях он применялся и чем чревата покупка авто с никасилом?

Знакомые подсказали, что в некоторых моторах BMW использовали никасил, который быстро изнашивался. Что это за материал? В каких именно двигателях он применялся и чем чревата покупка авто с никасилом?

Чтобы иметь возможность изготавливать блоки цилиндров из легких алюминиевых сплавов, пришлось искать способ повышения износостойкости стенок цилиндров (без гильз). Для этого придуманы разные антифрикционные покрытия. Например, в некоторых моторах BMW на цилиндры нанесено покрытие из алюминиевых сплавов – никасила и алюсила. Преимущество этой технологии – снижение веса (так как не нужны чугунные гильзы) и более стабильный тепловой режим двигателя благодаря высокой теплопроводности алюминия. Такие блоки цилиндров для BMW производят компании Kolbenschmidt (материал – галникал, аналог никасила) и Mahle (никасил). Особенностью двигателя с никасиловым покрытием является то, что расточка блока не предусмотрена, поэтому поршни ремонтного размера не производились. Заводская технология ремонта предполагает замену блока цилиндров. В то же время «умельцы» освоили вариант гильзовки блока с установкой поршней номинальных размеров. Никасил «боится» серы, которая присутствует в нашем топливе, и постепенно просто «смывается» со стенок цилиндров. В итоге резко падает компрессия и увеличивается расход масла на угар – если он превышает 1 л на 1000 км, двигатель необходимо ремонтировать. Никасиловое покрытие имеют двигатели с заводскими индексами M52B20, M52B23, M52B28, M60B30, M60B40, M62B44, M62B35, причем на цилиндрах некоторых моторов в зависимости от даты выпус­ка вместо никасила нанесено более стойкое алюсиловое покрытие.

Подготовил Олег Полажинец

ВНИМАНИЕ. Обновите свой браузер! Наш сайт некорректно работает с IE 8 и более старыми версиями.

Стало интересно что это такое и хорошо это или плохо.
То что мне удалось найти заставляет задуматься.

Иногда в продаже встречаются автомобили (сделанные до сентября 1998 года) с двигателями, имеющими никель-кремниевое (никосиловое) покрытие цилиндров. Этот самый никосил со временем разрушается, и блок цилиндров необходимо менять. Надо сказать, что компания BMW довольно быстро поняла, что совершила большую ошибку, решив использовать этот «противный» препарат. И во многих случаях никосиловые двигатели были заменены еще по гарантии на новые, имеющие покрытие уже из надежного алюсила.

Я так понял что это покрытие применяетсЯ для снижения веса так как наносится непосредственно на алюминий.

Так же никосил разрушается от некачественного бензина с большим содержанием серы. и плохо переносит перегрев.

Может быть у кого то есть другие сведения*?

пилот выходного дня
18 Окт 2006

Покрытие представляет собой слой никеля со сверхтвердыми частицами карбида кремния SiC размером 3 мкм.
Пишут даже что никосиловое покрытие более пористое чем хромированное, — типа более стойкое к перегреву, типа в порах остаётся немножко масла, которое на хроме испаряется при перегреве.

Так же никосил разрушается от некачественного бензина с большим содержанием серы. и плохо переносит перегрев.

— что ж, может быть. вот только «плохо» по сравнению с чем.
Фирма «Mahle» — очень известная и ОО-очень не последняя фирма.
Хотя может имеют место быть нарушения технологии при изготовлении/нанесении?
= Может просто стОит лить бензин получше и не допускать перегрева.

От себя — смею утверждать:
— применение обусловлено в первую очередь вовсе не потребностью в снижении веса, а — подбора наилучшей пары поршень-гильза цилиндра по коэффициентам расширения для обеспечения оптимального зазора в необходимых температурных режимах. = так что важнейшим фактором является ещё и материал цилиндра.
— при использовании «цветной» (гильза из цветного металла) или «белой» пары с покрытием цилиндра ПОРИСТЫМ ТВЁРДЫМ (техническим) хромом, ещё значительно снижается коэффициент трения по сравнению с «чёрной» парой = меньше трение = выше КПД, ниже температура(даже при чуть бОльших нагрузках/оборотах), меньше вероятность задира — когда «чёрная» пара уже словит «клина», — «цветная» всё ещё будет «мычать»(без задиров и наклёпов).
— А никосиловое покрытие, как я понимаю, — прогрессивней гальванического хрома. думаю получше. хотя я изготавливал/эксплуатировал только моторчики с хромированными «гильзами».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *