Laserowe teksturowanie płaszcza tłoka silnika spalinowego

• Autorzy: Napadłek W. , Przetakiewicz W.

Warianty tytułu

EN

Laser texturing overcoat piston of combustion engine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych laserowego teksturowania płaszcza tłoka silnika spalinowego w celu wytworzenia na jego powierzchni zasobników oleju. W pierwszym etapie badań na próbkach ze stopu aluminium dobrano najlepsze parametry obróbki laserowej (długość promieniowania, gęstość mocy, układ geometryczny), przy których wykonano teksturowanie płaszcza tłoka silnika. W drugim etapie badań o charakterze porównawczym analizowano topografię powierzchni płaszcza tłoka po tradycyjnej obróbce mechanicznej oraz po teksturowaniu laserowym. Dobór parametrów obróbki laserowej realizowano na podstawie uzyskanych wyników z analizy topografii powierzchni, twardości oraz mikrostruktury. Ablacyjna impulsowa mikroobróbka laserowa pozwala na wytworzenie mikrozasobników olejowych na płaszczu i piaście tłoka wykonanego ze stopu aluminium AlSi12Cu1Ni1Mg (EN AW-2816). Stosując wiązkę laserową o gęstości mocy q = 0,90ź106 W/cm2, czasie trwania impulsu t = 155 ns i częstotliwości repetycji f= 5 Hz uzyskano zasobniki olejowe o powtarzalnych wymiarach geometrycznych: średnica fi = 70÷100 um, głębokość H < 20 um, wysokość wypływki h < 2 um. Badania wykazały bardzo korzystny i powtarzalny układ geometryczny zasobników oleju, o kształcie regularnych półczasz kulistych, co rokuje duże nadzieje na możliwość kontynuacji badań z wykorzystaniem silnika spalinowego.

EN

The results of investigations laboratory of laser texturing overcoat piston combustion engine in the aim of producing on his surface the containers of oil were introduced in the article. The best parameters of laser processing (the length of the radiation, the thickness of the power, geometrical arrangement) were chosen in first stage of audits on samples from the melt of aluminum, near which the texturing of the sheath piston of the engine was made. The topography of the surface of the sheath piston after the traditional mechanical processing and after laser texturing was analyzed in second stage of comparative audits. The selection of the parameters of the laser processing was realized in the support about got results from the analysis of the topography of surface, hardness and microstructure. Pulse laser ablative micromachining enables the oil micro trays production on the coat and the hub of the piston made of aluminum alloy such a AlSi12Cu1Ni1Mg (EN AW-2816). Using a laser beam with power density of q = 0.90ź106 W/cm2, pulse duration t = 155 ns, repetition frequency f = 5 Hz, the oil micro trays with reproducible geometrical dimensions: diameter fi = 70÷100 um, the depth H < 20 um, height of micro burr h < 2 um, were obtained. Audits showed very profitable and repetition geometrical arrangement of the containers of oil what, about the shape cubic spherical, augurs large he will impale on the possibility of the farther continuation of audits on the real object - the combustion engine.

Słowa kluczowe

PL

ablacja laserowa; tłoki; topografia warstwy powierzchniowej

EN

laser ablation; piston; surface layer topography

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 32, nr 4
• Strony: 637--640
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Napadłek W.

autor

Przetakiewicz W.

• Wydział Mechaniczny, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa,

Bibliografia

• [1] Wajand J. A., Wajand J. T.: Tłokowe silniki spalinowe średnio i szybko obrotowe. WNT, Warszawa (2005).
• [2] Burakowski T., Wierzchoń W.: Surface engineering of metals – principles, equipment, technology. CRC Press, Boca Raton-New York-London-Washington (1999).
• [3] Marian Victor: Lubrication of textured surface. International Conference Universitaria Enngineering, Petrosani 17-19 October (2002) vol. 2.
• [4] Marczak J.: Analiza i usuwanie nawarstwień obcych z różnych materiałów metodą ablacji laserowej. ISBN: 83-88442-94-5 (2004).
• [5] Schreck S., Zum Gahr K.-H.: Laser-assisted structuring of ceramic and steel surfaces for improving tribological properties. Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, Institute for Materials Research I, P.O. Box 3640, 76021 Karlsruhe, Germany 13 March (2005).
• [6] Burakowski T., Napadłek W., Marczak J.: Ablacyjna mikroobróbka laserowa w areologii. Inżynieria Materiałowa 5 (153) (2006) 882÷889.
• [7] Soveja A., Jouvard J. M., Grevey D.: Metal surface laser texturing multiphysics modelling of a single impact effect. Excerpt from the proceedings of the COMSOL Users Conference 2007 Grenoble.
• [8] Napadłek W.: Modele tribologiczne współpracy skojarzenia tłok-pierścienie tłokowe-tuleja cylindrowa silnika spalinowego. Tribologia 5 (2009) 135÷145.
• [9] Napadłek W.: Zwiększenie odporności tribologicznej warstwy wierzchniej żeliwnych tulei cylindrowych z wykorzystaniem ablacji laserowej. Tribologia 5 (2009) 147÷159.
• [10] Napadłek W.: Zastosowanie ablacji laserowej dla zwiększenia trwałości tribologicznej elementów skojarzenia T-P-C silnika spalinowego. 13TH International Conference Computer Systems Aided Science, Industry And Transport „Transcomp 2009”, Radom (2009).