Novinky Federal-Mogul: Pro motory Euro 5 a 6

Za modernizací motorů, zvyšováním jejich účinnosti při současném snižování rozměrů a hmotnosti stojí ve velké míře dodavatelé komponentů motorů a jejich vývoj.

K nejvýznamnějším na světě patří společnost Federal-Mogul, která pod několika svými značkami dodává například písty, kroužky, zapalovací svíčky, ložiska, součásti ventilových a vačkových rozvodů, těsnění a šrouby pro hlavy motoru výrobcům užitkových i osobních automobilů. Firma s šestnácti vývojovými centry a 106 výrobními závody po celém světě má velmi silné postavení v Německu. Na představení novinek Federal-Mogulu jsme mohli vidět písty z motorů Mercedes-Benz, MAN, DAF a koncernu Volkswagen.

Písty značky Nüral

Vznětové motory vytvářejí na písty větší nároky než zážehové. Proto pohonné jednotky v užitkových vozidlech a rovněž mnoha osobních musejí být vybaveny těmito součástmi schopnými odolávat tlaku až 25 MPa a teplotě 420 °C. Pro těžká nákladní vozidla a motory v top výkonových verzích se používají železné písty (například pro DAF MX 13/375 kW).

Hliníkové slitiny již nezvládají extrémní nároky nejvýkonnějších verzí motorů Euro 5 a Euro 6. Po dřívějším úprku od kovových pístů k lehčím hliníkovým v nákladních vozech se kvůli extrémnímu namáhání vrací doba kovových. Kvůli větším nárokům na ně musely být přepracovány tak, aby měly (stejně jako hliníkové) mazací kanálky vedoucí skrze dno. Federal-Mogul toho dosáhl patentovaným svařováním dvou částí kovového pístu tak, aby pod kroužky vznikl kanálek pro průtok chladícího oleje.

Písty z hliníkové slitiny vydrží maximálně teplotu dna 400 °C, což ale například 2,2litrový motor OM 651 pro Sprinter v nejvyšší výkonové verzi 120 kW překračuje. Divize společnosti Federal-Mogul Vehicle Component Solutions (VCS) na tyto mimořádné tepelné i mechanické nároky nejen výše uvedeného agregátu odpověděla pístem Nüral DuraBowl. Lehká hliníková slitina zůstala, ale v oblasti spalovací komůrky dna dostává navařováním tepelně-odolnější materiál schopný snášet 420 °C. Významnost tohoto řešení byla také potvrzena udělením prestižní ceny Automotive News Pace v kategorii Inovace výrobku. Díky němu bylo možné vyhnout se kovovým pístům při zachování velké účinnosti čtyřválcového motoru.

Trh náhradních dílů

Písty Durabowl se jako osvědčené komponenty automobilů z prvovýroby dostávají i na trh náhradních dílů. Protože na první pohled není možné rozeznat píst s Durabowlem či bez něj, přichází tento díl pouze do specializovaných autoservisů provádějících generální opravy motorů. V běžně navštěvovaných opravnách občas mechanik ani neví, že pro různé válce téhož motoru jsou určené jiné písty. V horším případě by pak servisman považoval dražší píst Durabowl za zbytečnost i v případě nejvíce tepelně namáhané verze motoru.

Důsledek si každý může představit sám. Díky konstrukci DuraBowl je dno pístu pevnější a jeho životnost je více než čtyřikrát vyšší než u klasického hliníkového pístu, odlévaného do kovové formy. Instalace pístů Nüral DuraBowl není o nic složitější než u běžných pístů a není pro ni zapotřebí žádné zvláštní nářadí či instruktáž. Ani objednávání těchto nových pístů není pro autoopravny ničím složitým. Pokud byly ve vozidle původně použity písty DuraBowl, odpovídající náhradní píst Nüral rovněž obsahuje zmíněné technické řešení. Výrobní proces je patentově chráněn, takže společnost Federal-Mogul je jediným dodavatelem těchto náhradních pístů, jejichž kvalita je stejná jako u originálních pístů DuraBowl.

Snížené tření pístů

Omezení třecích ztrát přináší při stejné práci menší nároky na palivo. Proto Federal-Mogul dodává pro největší výrobce automobilové techniky písty Nüral EcoTough. Mají speciální povrchovou úpravu obsahující pevná maziva jako grafit a disulfid molybdenu s karbonovým vláknem. Výsledkem je snížení tření až o 18 % a také přibližně devítiprocentní prodloužení životnosti. Někteří výrobci vozidel průběžně zavádějí písty EcoTough jako okamžité opatření vedoucí ke snížení spotřeby paliva, emisí a prodloužení životnosti. Také písty s povrchem EcoTough se dostávají na trh náhradních dílů.

Mnoho výrobců pístů používá k udržení kvality odlévání namátkovou kontrolu těchto komponentů jejich rozříznutím. Federal-Mogul však zavedl nedestruktivní kontrolu pomocí ultrazvuku, aby nejen vyloučil trhliny či bublinky v odlitku, ale také přesné zalití ocelového pouzdra pro první kroužek.

Diamantové pístní kroužky

Snížené tření také přinesly pístní kroužky LKZ vyráběné pod značkou Goetze. Jde o stírací kroužky s diamantovým povrchem a sníženou výškou (dosedací plochou s vložkou válce). Používají se v prvovýrobě motorů pro užitková vozidla zejména německé a nizozemské oblasti a jejich životnost je testována na odpovídající ujetou vzdálenost milionu kilometrů.

Údery do ložisek

Již před zavedením start-stop systémů zejména v osobních automobilech a později i užitkových musel Federal-Mogul vyvinout odolnější ložiska klikových hřídelí. Pozitivní přínos v úspoře paliva totiž provází nepříjemný fakt, že během tvrdého restartu motoru dochází nejen k většímu tlaku na pánvičku ložiska, ale také k suchému protočení ložiska, než se v něm obnoví olejový film. Kvůli používání nízkoviskózních olejů dochází k rychlému stečení oleje do vany po zastavení motoru.

Kombinace těchto tří pro životnost ložiska nepříznivých vlivů si vynutila nové materiály. Exkluzivní ložiskové pánve Irox od značky Glyco jsou nyní k dostání i jako náhradní díly.

Nová technologie s povrchem ložiskové pánvičky z polymeru tvořeného tvrdými částicemi, měděným základem a pryskyřicí zvyšující otěruvzdornost zejména při suchém protočení může ve srovnání s kovovou kluznou vrstvou prodloužit životnost ložiska klikového hřídele více než pětinásobně. Zároveň dochází ke snížení tření až o polovinu.

„Systémy stop-start zvyšují počet a náročnost opakovaných startů natolik významně, že motory s touto technologií potřebují speciální ložiska, aby mohly bez problémů fungovat i v těchto podmínkách sníženého množství oleje. Technologie Irox je cenově dostupným řešením, které si s tímto komplexním problémem dokáže poradit,” říká Paul Vure, technický manažer poprodejních služeb Federal-Mogulu pro Evropu.

Pokud by mechanik při opravě motoru se start-stop systémem zanedbal důležitost speciálních ložisek, brzy by došlo k zadření klikového hřídele. Proti téměř na pohled nerozeznatelným pístům Nüral s Durabowlem či bez něj poznáte ložiska Irox hned. Povrch pánvičky je díky měděné složce načervenalý, takže i laik v případě uplatňování garance může poznat, zda má v motoru se start-stop systémem odpovídající ložiska.

„Počet automobilů se silně přeplňovanými motory a agregáty vybavenými systémem stop-start rychle roste, a proto budou mít ložiska Irox zásadní význam pro zajištění dlouhé životnosti. Jejich instalace není o nic složitější než u jakýchkoli jiných ložisek a není ani zapotřebí žádné speciální nářadí,“ zakončuje Vure.

Nucená regenerace DPF

V rámci prezentace novinek pro trh s náhradními díly (v prvovýrobě jsou již pár let) jsme se zeptali, zda s příchodem nuceného vypalování filtrů pevných částic nákladních vozidel a autobusů Euro 6 (některá i Euro 5) došlo ke změnám na ložiscích klikových hřídelí. Jak známo, nucené vypalování filtru po zastavení vozidla provádí řidič stiskem tlačítka, po němž následuje záměrné přečasování vstřikování (posílení předvstřiku i povstřiku) a zvýšení otáček přibližně na 900-1000/min, aby vzrostlo tepelné namáhání agregátu. Teplota výfukových plynů přicházejících do DPF pak dosahuje 500-600 °C, aby ve filtru zaplněném sazemi došlo k jejich shoření na popel. Kdo tento záměrně nepravidelný chod motoru zažil poprvé ví, že ho přepadla obava, že motor z vozidla asi vyskočí.

Co se týká nároků na ložiska klikové hřídele, jde jen o lépe mazaný případ start-stop systému. Toto nucené vypálení filtru po té, kdy řidič ignoroval pobídku k zajištění podmínek běžné regenerace DPF, však u nákladních vozidel trvá přibližně dvacet minut.

Proto tyto motory dostávají od firmy Glyco ložiska Sputter, která byla původně vyvinutá pro generální opravy agregátů. Díky kombinaci cínu, mědi a nikl-cín-niklové vrstvě jsou ložiska schopna přizpůsobit se minimálnímu vyosení klikové hřídele a bloku motoru, které vzniká kvůli extrémnímu namáhání stále odlehčovaných a zmenšovaných bloků motoru (downsizing).

Nová ložiska po výměně za zadřená vyžadují nepatrně jiné „usednutí“ na klikovou hřídel. Tato přizpůsobivost ložisek Sputter se využívá v motorech nákladních vozidel pro přežití nepravidelného chodu agregátu během nuceného vypalování DPF.

Šíře nabídky

Federal-Mogul dodává výrobcům široký sortiment technicky vyspělých dílů motoru do originální výbavy automobilů a nově také na trh náhradních dílů pro autoopravny provádějící generální opravy agregátů. Servisy získají komponenty motorů s kvalitou originální výbavy jako například součásti rozvodů od značky AE, ložiska Glyco, vložky válců a pístní kroužky Goetze, písty Nüral, těsnění i šrouby hlav motorů Payen, zapalovací komponenty Champion a Beral.