Resolvendo Falhas de Fadiga do Rolamento do Motor com Materiais à Base de Prata

Oct 03, 2023

Uma das propriedades mais importantes do rolamento do motor é a resistência à fadiga. As trincas de fadiga começam na superfície e depois penetram no material. Todas as camadas de um material de rolamento multicamadas devem ter resistência à fadiga maior que a carga real aplicada ao rolamento.

Os rolamentos do motor devem funcionar em um regime de filme de óleo totalmente hidrodinâmico para sobreviver. A operação do rolamento em motores de corrida altamente carregados é caracterizada por película de óleo ultrafina e contato direto frequente entre o rolamento e as superfícies do mancal. Sem as devidas folgas de óleo e viscosidade do óleo, os rolamentos podem falhar devido à falta de óleo e eventual engripamento. A fadiga do material do rolamento também pode fazer com que os rolamentos falhem. A fadiga ocorre quando os materiais do rolamento são sobrecarregados. OE de hoje e motores de corrida personalizados estão produzindo mais potência do que nunca. Eles exigem materiais de rolamento que podem suportar mais carga devido ao popular turbo-carregamento e super-carregamento. Devido ao aumento da carga do rolamento, a espessura da película de óleo pode ser insuficiente para evitar o contato metal-metal entre o rolamento e as superfícies do mancal. Mais um desafio dos motores altamente carregados é a rigidez insuficiente de seus virabrequins e carcaças. Virabrequins dobram sob carga. Suas superfícies de mancal tornam-se não paralelas às superfícies de rolamento. Isso causa quebra local da lubrificação hidrodinâmica e desgaste da borda. A sobrecarga do rolamento pode fazer com que os materiais em camadas rachem e se separem de suas respectivas costas de aço. As partículas separadas do material do mancal interrompem o tão necessário filme de óleo, causando danos tanto ao mancal quanto às superfícies do munhão do virabrequim.

A solução para esse problema é construir rolamentos mais fortes para uso nesses motores de corrida de alta potência, especialmente motores de corrida a diesel (aplicativos de desempenho Diesel para Powerstroke, Cummins e Duramax, aplicativos Sport Compact para BMW, Audi e Toyota Supra, para citar alguns) e motores a álcool de alta taxa de compressão (Sprint Car) que produzem alta pressão nos cilindros.

Os rolamentos King intensificaram e abordaram a necessidade de rolamentos mais fortes para suportar pressões de combustão mais altas e maior potência. Um dos materiais mais fortes desenvolvidos pela King são os rolamentos da série SV (sem revestimento) / GPC (revestido). A série SV da King consiste em uma construção trimetálica exclusiva que pode suportar 30% mais carga do que qualquer outro rolamento disponível no mercado. SV apresenta uma parte traseira de aço especial de alta resistência, uma segunda camada de bronze livre de estanho e chumbo (que foi especialmente desenvolvida para capacidade de carga extrema) e uma sobreposição de matriz de prata galvanizada que serve como uma camada antifricção.

O material GPC é criado pela aplicação de um revestimento de nanopolímero K-340 formulado exclusivo no topo da construção SV sem espessura adicional. Revestimento K-340 que oferece excelentes propriedades antifricção (conformidade, incrustação e resistência a engripamento). O K-340 é um revestimento forte, oferecendo excepcional resistência ao desgaste, tenacidade e resistência à fadiga. Foi criado para aplicação sobre substratos relativamente duros: bronze, ligas de alumínio, sobreposição de pulverização catódica e sobreposição de prata King. A dureza do revestimento é de cerca de 46 HV, que é mais dura do que a maioria das ligas de rolamento de alumínio. O revestimento é capaz de operar sob cargas de até 17.400 psi (120 MPa) em motores diesel de injeção direta, motores a gasolina turboalimentados e motores a álcool combustível.

Como outros revestimentos da King, o revestimento GPC protege contra falta de óleo e contato metal-metal.

O design e os materiais exclusivos dos rolamentos King GPC permitem que eles operem sob condições de lubrificação mista (parcialmente hidrodinâmica) e capacidade de carga extremamente alta, proporcionando excelente conformabilidade.