| Förstoras exempelvis lager, cylinderyta eller
yta av ett kugghjul öppnas en ny värld. Det man tror är
fina ytor av stål, är i verkligheten något helt annat,
bergsmassiv där topparna kallas asperiter.
Slitaget uppstår när dessa asperiter bryts ner av dragkrafterna.
När sedan den nötta metallen frigörs blir den som grus i
oljan och hittas slutligen på magnetpluggen eller i oljefiltret.
Ett tecken som visar att mekanismen håller på att slitas
ner.
Fotot av en kontaktyta på en kamaxel under
laser-mikroskop  |
|
|
 |
| |
|
|
Inom tribologi – läran om friktion, utslitning
och smörjtekniken
- betraktar man tre typer av friktion: gränsskiktsfriktion, blandad friktion
och hydrodynamisk friktion.
|
| |
|
|
Gränsskiktsfriktion. Friktionen mellan
två ytor
som är i direkt kontakt med varandra. Under startskedet följs
den statiska friktionen av gränsskiktsfriktion. Asperiterna kommer
emot varandra, bryts ner och mycket värmeenergi frigörs - hög
friktion, hög förslitningsfaktor. Detta tillstånd är
karakteristiskt vid exempelvis motors kallstart.
Vid en kallstart slits motorn lika mycket
som den slits under
50 mils körning vid normal drifttemperatur. Denna friktionsfas,
tack och lov, är ganska kortvarig.
Tvärsnittet av yta som är avbildad på fotot
(visas som ett friktionspar)  |
|
|
 |
| |
|
|
Sedan kommer olja in mellan maskindelarnas kontaktytor. Bättre oljor
kommer snabbare, sämre kommer senare och häri ligger bland annat
skillnaden mellan olika oljors förmåga att skydda mot slitage |
| |
|
|
Blandad friktion. Den här är
också en
friktion mellan två ytor
som är i kontakt med varandra, men mellan dessa finns en hinna av
smörjmedel och smörjhinnans tjocklek är mindre än friktionsytornas
genomsnittliga skrovlighetshöjd.
Allt eftersom hastigheten ökar
separeras glidytorna delvis av smörjmedlet (av hydrodynamisk lyftkraft
D). Asperiterna kommer fortfarande mot varandra men i mindre
utsträckning vilket innebär medelhög friktion och medelhög
förslitningsfaktor. |
|
 |
| |
|
|
Hydrodynamisk friktion. Vid ännu högre
hastigheter separeras glidytorna från varandra av
lyftkraften D (som vid vattenplaning).
De två friktionsytorna är skilda
från varandra med en smörjmedelshinna och denna hinnas tjocklek är
minst dubbelt så stor som genomsnittliga måttet på friktionsytornas
skrovlighet - praktiskt taget ingen förslitning och friktionen är
minimal.
I varje fall så länge maskindelarna är i tillräckligt
snabba rörelser gentemot varandra. Minskar hastigheten så träder
blandade friktionen i kraft igen.
Detta förlopp kan liknas vid åkning
på vattenskidor. Åker man tillräckligt snabbt så planar
man på ytan, sänks farten så sjunker man ner. |
|
 |
| |
|
|
I en förbränningsmotor finns det många
komponenter som rör sig med olika hastigheter och har olika rörelsekarakter.
Vevaxeln roterar exempelvis dubbelt så snabbt som kamaxeln och kolvarna t o m
stannar helt i sina nedersta och översta lägen. Med
andra ord i en komplicerad mekanism går det inte att upprätthålla
tillräckligt tjock oljehinna mellan samtliga maskindelar även med de
bästa
oljetyperna. Och det vet vi, eftersom vilken olja man än använder
slits
maskinerna för eller senare ändå. |
| |
|
|
Lösningen är tillsynes enkel. Om maskindelarna planar på oljehinnan
som när man åker vattenskidor så är det logiskt att
helt enkelt göra friktionsytorna så släta som möjligt.
Ingen åker ju på krokiga vattenskidor.
Problemet är dock att det är en ganska dyr åtgärd.
Ytorna skall slipas eller t o m poleras efter svarvning eller fräsning. Det innebär ett eller flera extra bearbetningsled i
tillverkningsprocessen - kostnaderna skenar i väg. |
|
 |
| |
|
|
Denna lyx kan man
unna sig endast när det handlar om mycket krävande applikationer.
Att använda tjockare oljor (med högre viskositet) är inte
bra heller för då ökar motståndet kraftigt. |
| |
|
|
Inte slipa utan bygga på!
Med RVS-behandlingen bygger man upp ett metallkeramiskt skikt (gröna
fältet)
på samtliga friktionsytor som kommer i kontakt med olja. Behandlingen innebär
helt enkelt att tillföra oljan RVS-medlet och låta mekanismen i
fråga
arbeta som vanligt. Efter några timmars drift är behandlingen fullbordad.
Oljan
tillsammans med RVS-partiklarna cirkulerar i hela mekanismen men det metallkeramiska
skiktet bildas endast i zonerna där friktionen
och således utslitningen förekommer eftersom det är bara
här som asperiterna bryts ner och värmeutvecklingen äger
rum. RVS-behandlingen är en kemisk process som kräver värmeenergi.
|
|
 |
| |
|
|
Ytorna blir mycket hårda, betydligt hårdare än
de flesta stållegeringar och dessutom näst intill perfekt jämna.
Inte nog med det - det påbyggda skiktet kompenserar utslitning och optimerar maskindelarnas dimensioner till bästa möjliga passningen.
Processen är
självreglerande och stannar av sig själv när asperiterna är
helt överbyggda av metallkeramiken. Finns det inget att bryta ner
längre - upphör tillförseln av den för processen nödvändiga
värmeenergin och skiktbildningen avstannar. Det kan alltså aldrig
bildas för mycket skikt.
Tvärsnittet av yta som är på fotot
nedan (visas som ett friktionspar)  |
|
|
 |
| |
|
|
Samma kontaktyta som vi såg tidigare men efter
RVS-behandlingen  |
I exemplet nedan betraktas en av kuggarna på ett kronhjul. Tvärsnittet går
genom det utnötta området, vilket avbildas som en mörk fläck.
Det metallkeramiska
skiktet bildas endast på de utnötta områdena eftersom det är just där som
friktionen och därmed också värmeutvecklingen äger rum. RVS-tekniken verkar “intelligent” och
bildar tjockare skikt på de mer slitna
ytorna än på de mindre slitna. Där friktion och nötning inte förekommer bildas
inget skikt.
|
|
 |
| |
|
|
 |
| |
|
|
 |
|
RVS-behandlingen skapar en dubbel effekt: dels renoveras
slitna maskindelar, dels förädlas friktionsytorna.
Faktum är att inte ens splitt nya maskindelar är helt perfekta. Alla maskindelar
som tillverkas har en begränsad noggrannhet. RVS-tekniken renoverar,
anpassar och skyddar effektivt såväl nya som utnötta maskindelar. Maskindelarnas
dimensioner optimeras.
Till skillnad från exempelviss Slick 50 bildar RVS-tekniken ingen
temporär skyddande hinna på den yta som behandlas, utan förenar sig
med basmetallen genom diffusion som en ny yta. |
|
| |
|
|
|
| |
| |