Coating the bearing surface of a piston with a layer of nanotubes as a means of reducing friction

Striving to improve the overall efficiency of combustion engines under real operating conditions of vehicles is effectively implemented by downsizing and turbo-charging. Engine turbo-charging leads to an increase in mechanical loads, in the piston-cylinder group in particular. In order to take full advantage of the opportunity to improve the efficiency of the engines built according to the concept of downsizing, it is appropriate to optimize the piston-cylinder cooperation, especially in terms of friction losses. This paper examines the possibility of replacing conventional layers covering the bearing surface of the piston with layers formed by nanomaterials. The obtained images of layers of carbon nanotubes (CNTs) on the surface of experimental pistons are presented by means of a scanning electron microscope (SEM). The pistons were embedded in an engine and tested for friction losses.

Dążenie do poprawy sprawności ogólnej silników spalinowych w rzeczywistych warunkach eksploatacji pojazdów jest skutecznie realizowane przez downsizing i doładowanie silników. Doładowanie silników prowadzi do wzrostu obciążeń mechanicznych, szczególnie w grupie tłokowo-cylindrowej. Dla pełnego wykorzystania możliwości poprawy sprawności silników zbudowanych według koncepcji downsizingu celowa jest optymalizacja współpracy tłoka z cylindrem, szczególnie w aspekcie strat tarcia. W artykule przeanalizowano możliwość zastąpienia konwencjonalnych warstw pokrywających powierzchnię nośną tłoka przez warstwy utworzone z nanomateriałów. Przedstawiono uzyskane za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego zdjęcia warstw nanorurek węglowych na powierzchni eksperymentalnych tłoków. Tłoki te zostały zamontowane w silniku i poddane badaniom strat tarcia, wyniki badań przedstawiono i omówiono w artykule.