WEIFU U4106 / 00U4106 Kraftstoffeinspritzkolben – Mischfilm-Oberflächentechnik für weniger Abrieb bei Ölanwendungen mit verlängertem Ölablass

Die Umstellung auf Diesel mit extrem niedrigem Schwefelgehalt und die zunehmende Verwendung von Biodiesel haben die natürliche Schmierfähigkeit des Kraftstoffs verringert und das Grenzschmiersystem in Frage gestellt, das die Kolbenoberflächen während des kritischen Übergangs zwischen Saug- und Kompressionshub schützt. Diese Herausforderung verschärft sich bei Motoren, die Langzeitschmieröle verwenden (Intervalle von bis zu 100.000 km), bei denen die Alterung des Öls seine Fähigkeit, die gleitenden Komponenten der Pumpe zu schützen, verringern kann. DerU4106 / 00U4106von WEIFU geht dies durch a anMixed-Film-Oberflächenarchitektur-eine Kombination aus amikrostrukturierte Gleitflächeund aFestschmierstoffinfusiondas eine Schutzschicht aufrechterhält, selbst wenn der hydrodynamische Film am dünnsten ist. Dieser doppelte Ansatz stellt sicher, dass der Kolben selbst unter schwierigsten Schmierbedingungen vor adhäsivem Verschleiß (Abrieb) und reibungsbedingter Wärmeentwicklung geschützt bleibt.

1. Mikrotexturierte Gleitfläche
Der Rock und der untere Führungsabschnitt des U4106 verfügen über eineLasergefertigtes Mikro-Grübchen-Array(Tiefe: 3 ± 0,5 μm, Durchmesser: 50 μm, Dichte: 15 %), das als System von Mikroreservoirs fungiert. Diese Vertiefungen halten einen Kraftstofffilm aufrecht, selbst wenn der Volumenstrom nicht ausreicht, um eine vollständige hydrodynamische Schicht aufrechtzuerhalten, und sorgen so für eine kontinuierliche Schmierung während des Mischfilmmodus-insbesondere zu Beginn des Kompressionshubs, wenn die Gleitgeschwindigkeiten niedrig sind.

2. Festschmierstoffinfusion
Die Mikro-Grübchen sind dannangereichert mit einem Festschmierstoff auf Wolframdisulfidbasis (WS₂)., das in einer Nachbehandlung in die Oberfläche eingebrannt wird. WS₂ bietet unter Randbedingungen einen Reibungskoeffizienten von nur 0,03-deutlich besser als die für unbeschichteten Stahl typischen 0,08–0,10. Die Kombination aus Grübchen (physischen Reservoirs) und WS₂ (chemischer Schmierung) sorgt für eineRobuste GrenzfolieDies schützt den Kolben auch dann, wenn die Schmierfähigkeit des Kraftstoffs beeinträchtigt ist.

Gemessene Vorteile bei der Abriebfestigkeit und Reibung:

Fressbelastung (getestet auf einer Pin-on-Disc-Prüfvorrichtung, geschmiert mit Referenzkraftstoff mit geringer Schmierfähigkeit):>1,800 N(gegenüber 1.100 N beim Standard) – a64 % Verbesserung

Reibungskoeffizient (Mischfilmregime, 0,1 m/s Gleitgeschwindigkeit):0.042(gegenüber 0,079 für Standard) – a47 % Reduzierung

Verschleißnarbentiefe nach 1.000 Stunden beschleunigtem Test:0.5 μm(gegenüber 2,2 μm)

Anstieg der Oberflächentemperatur bei Hochlastbetrieb: um 12 Grad reduziert, wodurch die thermische Belastung verringert wird

Dimensionsparameter:

Kolbendurchmesser:10,0 mm(IT4, Rundheit kleiner oder gleich 0,9 μm) – Targetingleicht bis mittelMotoren (2,5 – 4,5 Liter)

Effektiver Schlaganfall:12,5 mm

Mikro-Grübchen-Anordnung: 50 μm Durchmesser, 3 μm Tiefe, 15 % Flächendichte, auf der Schürze und der unteren Führung

WS₂-Aufguss: in Grübchen und umgebende Oberfläche brüniert

Helix: einseitig, rechtsgängig, Standard-Progressivsteigung

Maximaler Raildruck:1.800 bar (burst >2.100 bar)

Interne Leckage bei 1.400 bar:6,1 ml/min– unverändert, da die Behandlung nur die Gleitfläche betrifft

Der U4106 ist aus einem geschmiedetChrom-Molybdän-Vanadium-Stahl(DIN 1.2367), aufgekohlt auf 0,55 mm (62 – 64 HRC). Die Mikro-Grübchen werden mithilfe von a erzeugtFemtosekundenlaser-ein Kaltablationsprozess, der gratfreie, präzise geformte Grübchen erzeugt, ohne eine Wärmeeinflusszone zu erzeugen. Die WS₂-Infusion wird angewendet von aMagnetronsputternAnschließend folgt ein leichter Polierschritt, um überschüssiges Schmiermittel vom Dichtungsband zu entfernen. Die Grübchengeometrie wird an jedem Kolben mithilfe eines Weißlichtinterferometers überprüft, um eine gleichbleibende Tiefe und Dichte sicherzustellen.

Der U4106 wurde speziell für Motoren entwickelt, die mit schwefelarmen oder Biodieselmischungen betrieben werden und/oder Langzeitöle verwenden, bei denen die Grenzschmierbedingungen am schwierigsten sind:

WEIFU HP3UndHP3.5– Wird in 2,5-4,5-Liter-Pkw- und leichten Nutzfahrzeug-Dieselmotoren verwendet

Bosch CP1UndCP3(Variante mit geringer Schmierfähigkeit) – eingebaut in Ford 2.0 TDCI, PSA 2.2 HDi und Volkswagen EA288

Denso HP3– vorhanden in den Dieselmodellen Toyota, Nissan und Mazda

Ein QR-verknüpftes Kompatibilitätstool (auf der Verpackung) bestätigt den Einbau je nach Pumpenmodell und stellt so sicher, dass der Mischfilmschutz richtig abgestimmt ist.

Auf der Verpackungsbeilage fügen wir eine beiHeatmap-DiagrammZeigt den Reibungskoeffizienten über eine Matrix aus Gleitgeschwindigkeit und Kontaktdruck. Der U4106 weist eine große „blaue Zone“ mit geringer Reibung auf, die sich bis in den Mischfilmbereich erstreckt, während ein Standardkolben im gleichen Bereich eine hohe Reibung (rote Zone) aufweist. Zusätzlich verfügt jeder Kolben über eineLasergraviertes Wellen-Punkt-Symbol, was auf die gemischte Filmoberflächenarchitektur hinweist.

Q1:Wie schützt der U4106 besser vor Abrieb als ein standardmäßig beschichteter Kolben?
A:Bei den meisten Beschichtungen handelt es sich um kontinuierliche Filme, die sich abnutzen und das Substrat freilegen können. Die Vertiefungen des U4106 fungieren als Reservoir, das den Festschmierstoff kontinuierlich auffüllt, und der WS₂ sorgt für eine reibungsarme Schicht, selbst wenn die Beschichtung lokal abgenutzt ist. Dieser zweischichtige Ansatz bietet Redundanz und länger anhaltenden Schutz.

Q2:Wird die WS₂-Infusion mit der Zeit ausgewaschen oder bleibt sie für die gesamte Lebensdauer des Kolbens bestehen?
A:WS₂ wird durch den Polierprozess chemisch an die Oberfläche gebunden und kann durch den Kraftstofffluss nicht so leicht weggespült werden. In unseren Tests blieb das WS₂ über 800.000 km wirksam, wobei die Schmierwirkung nur um 10–15 % nachließ. Die Vertiefungen halten den Kraftstoff weiterhin zurück und bieten so anhaltenden Schutz, selbst wenn der WS₂ teilweise erschöpft ist.

Q3:Benötigt der U4106 spezielle Kraftstoffe oder Zusatzstoffe, um seine Leistung aufrechtzuerhalten?
A:Nein-Der U4106 ist für den Betrieb mit Standard-Dieselkraftstoffen ausgelegt. Es bietet jedoch eine zusätzliche Schutzschicht bei der Verwendung von Kraftstoffen mit geringerer Schmierfähigkeit (z. B. einige Biodieselmischungen oder Diesel mit extrem niedrigem Schwefelgehalt). Es ist kein Ersatz für Kraftstoffzusätze, bietet aber zusätzliche Robustheit.

Q4:Kann U4106 in Motoren eingesetzt werden, die noch mit Kraftstoffen mit höherem Schwefelgehalt betrieben werden?
A:Ja-Der U4106 ist mit Kraftstoffen mit höherem Schwefelgehalt kompatibel. Tatsächlich verringert die WS₂-Schmierung das Risiko von Abrieb, selbst wenn die Schmierfähigkeit des Kraftstoffs höher ist, was sie zu einer vielseitigen Wahl macht. Kraftstoffe mit hohem Schwefelgehalt können jedoch saure Nebenprodukte erzeugen; Der aufgekohlte Stahl ist widerstandsfähig, wir empfehlen jedoch Standardwartungsintervalle.

Q5:Wie kann ich die Grübchen und die WS₂-Schicht während der routinemäßigen Wartung überprüfen?
A:Entfernen Sie den Kolben und untersuchen Sie die Oberfläche unter einer Lupe.-Die Vertiefungen sollten deutlich sichtbar und nicht mit Schmutz gefüllt sein. Ein dunkelgrauer Farbton auf der Oberfläche zeigt an, dass WS₂ vorhanden ist; Bare-Metal deutet auf Erschöpfung hin. Zum Vergleich stellen wir auf der Verpackung ein Referenzbild zur Verfügung.

Q6:Ist der U4106 für Schiffsmotoren oder stationäre Generatoren mit kontinuierlichem Hochlastbetrieb geeignet?
A:Ja-Der Mischfilmschutz ist besonders vorteilhaft bei Dauerlastanwendungen, bei denen die Gleitflächen anhaltenden Randbedingungen ausgesetzt sind. Die verringerte Reibung und Wärmeentwicklung tragen dazu bei, einen stabilen Betrieb über lange Betriebsstunden aufrechtzuerhalten.