Der 5,4-Liter-Aluminium-V-8 mit Kompressor im '11 Shelby GT500 ist 100 Pfund leichter als sein Vorgänger. Acht Pfund davon stammen aus dem Fehlen traditioneller Zylinderlaufbuchsen. Was haben der Nissan GT-R und der GT500 gemeinsam? Dies.
Der Nissan GT-R ist eine technologische Tour de Force, und seine Zauberei beginnt auf der grundlegendsten Ebene: den Zylinderlaufbuchsen in seinem Aluminium-V-6 mit zwei Turboladern. Einfach gesagt, es gibt keine. Hier ist jedoch das Lustige: Die Technologie, mit der Nissan dieses Kunststück vollbringt, wurde tatsächlich von Ford entwickelt und patentiert.
Der fragliche Prozess wird als Plasma-Transfered Wire Arc (PTWA) bezeichnet. Im Grunde geht es darum, einen feinen Nebel geschmolzenen Stahls mit hoher Geschwindigkeit auf eine raue Oberfläche zu blasen und diese Oberfläche dann in eine perfekte Zylinderbohrung zu honen. Daran arbeitet Matthew Zaluzec, Fords Manager für Materialien und Nanotechnologie, seit 1991. Als das Konzept verfeinert wurde, holte Ford die Partner Flamespray und Honsel, um die Entwicklungsarbeiten abzuschließen. Die beiden Firmen waren auch für die Herstellung und Vermarktung der 25 Patente verantwortlich, die sich aus der Untersuchung ergaben.
Das Erstaunliche an diesem Verfahren ist seine relative Einfachheit: Aufgesprühte Oberflächenverfahren werden seit zwei Jahrzehnten in Luft- und Raumfahrtanwendungen eingesetzt, aber bis vor kurzem waren die Kosten, die in dieser Umgebung anfallen, nicht mit Massenmarktprodukten vereinbar. Es beginnt mit dem Motorblock - in diesem Fall Aluminium -, bei dem die zu beschichtende Oberfläche aufgeraut wird, um dem Auskleidungsmaterial etwas zu geben, an dem es haften kann. Als nächstes verwenden speziell entwickelte Geräte einen Argon-Wasserstoff-Plasmabogen, um einen fortschreitenden 1/16-Zoll-Draht aus einer 1010-Stahllegierung (im Grunde Schweißdraht) zu zerstäuben. Der zerstäubte Draht wird dann mit 358 Meilen pro Stunde gegen die Zylinderwand gesprüht. Der Kopf legt Schicht für Schicht dieses Materials ab. Weil die Partikel so klein sind, spritzen sie und übertragen schnell Wärme. Sie hinterlassen Eisenschichten und ein Eisenoxid namens Weustite (nein, es ist kein Rost); Diese Schichten bauen sich bis zu einer Dicke von ungefähr 0,6 mm auf, und der Block wird dann zu einem Schraffurmuster geschliffen und erhält eine endgültige Auskleidungsdicke von ungefähr 150 Mikrometern.
Schauen Sie sich Honsels Video des folgenden Prozesses an: Wenn wir an Motoren ohne eingepresste Zylinderlaufbuchsen denken, wenden wir uns den katastrophalen Jaguar Nikasil-Motoren in X308 Jaguar XJRs zu. (Oder auch die frühen M60 V-8 von BMW.) Die Laufbuchsen fielen in beiden Fällen aus, wenn sie schwefelreichen Kraftstoffen ausgesetzt waren, und erforderten einen massiven Rückruf, der normalerweise dazu führte, dass der gesamte Motor ausgetauscht wurde. Ist dieser Prozess ähnlich? Gar nicht. Nikasil war ein Nickel-Silizium-Material, das mit Motorblöcken galvanisiert war. Dies ist ein Eisen / Eisenoxid-Liner, der bei hohen Temperaturen eingesprüht wird. Es ersetzt im Grunde einen dicken Einpress-Eisenliner durch einen anderen Eisenliner, wenn auch einen, der deutlich leichter und ungefähr so dick wie ein menschliches Haar ist.
Fragen Sie sich nach Haltbarkeit? Wir haben es auch getan. Ford behauptet, dass er Motoren mit einem Verschleiß von 250.000 Meilen mit einem umsatzstarken Haltbarkeitszyklus mitgenommen hat, und stellte bei der Inspektion fest, dass die anfänglichen Honmuster brandneu erschienen - die Kolbenringe hatten sie nicht wegpoliert. Diese Verrücktheit ist zum großen Teil auf die molekularen Eigenschaften von Weustite zurückzuführen. Seine kristalline Struktur wirkt in Verbindung mit der durch den Schichtungsprozess erzeugten Mikroporosität als Ölschwamm, der es den Kolben ermöglicht, reibungslos zu gleiten und gleichzeitig den Ölverbrauch zu senken.
Das ist jedoch nicht der beste Teil. Hier geht es von "Gee, das ist ziemlich ordentlich" zu "no way": Amortisiert ist dieser Prozess tatsächlich billiger als eine eingepresste Zylinderlaufbuchse. Diese Maschinen können praktisch jeden Bohrungsdurchmesser schnell und kostengünstig auskleiden, und der Prozess ist schnell und einfach skalierbar. Als zusätzlichen Bonus ist es genau genug, dass keine Anpassung von Kolben zu Bohrung erforderlich ist - die Fabrik verwendet eine Kolbengröße, Punkt.
