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Nuove tecnologie per pistoni e rivestimenti

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Federal-Mogul presenterà allo IAA 2014 di Hannover una nuova generazione di pistoni per veicoli industriali in acciaio o alluminio e un innovativo rivestimento dei segmenti.


Pistone lavorazione Federal-Mogul DurabowlI nuovi pistoni progettati dalla Divisione Powertrain di Federal-Mogul Holdings sono innovativi nell'architettura, nei materiali e nei processi di produzione, con l'obiettivo di aumentare la durata e ridurre l'attrito. Inoltre, consentono una combustione più efficiente, riducendo così consumi ed emissioni di CO2. L'alluminio è leggero e conduce meglio il calore, ma è indicato per pistoni con dimensioni fino a 130 millimetri, mentre l'acciaio è più resistente e adatto ai veicoli più pesanti. Inoltre, i costruttori stanno usando pistoni in acciaio anche per alesaggi di medie dimensioni, quando le pressioni sono elevate (oltre 210 bar).
Federal-Mogul ha aumentato le prestazioni dei pistoni in alluminio migliorando il raffreddamento, grazie a un'innovativa tecnologia che pone il canale dell'olio più vicino all'area più calda. Ciò è possibile con tecniche ispettive bidimensionali a ultrasuoni, che assicurano una qualità costante della colata in ogni pistone lavorato.
La resistenza della camera di combustione di un pistone diesel può limitare le temperature e le pressioni massime di funzionamento sicuro, perché si possono rompere per affaticamento i bordi e la base della camera, a causa di particelle libere di silicio all'interno della matrice di alluminio. Per risolvere questo problema, il processo proprietario DuraBowl di Federal-Mogul applica una rifusione di tali bordi, affinando la dimensione della grana di silicio ad appena 1/10 del suo valore iniziale e aumentando così in modo significativo la resistenza alla fatica del pistone fuso.
Per migliorare l'efficienza del motore, Federal-Mogul ha sviluppato il rivestimento per pistoni diesel EcoTough, che riduce l'attrito tra il mantello del pistone e la superficie interna del cilindro fino al 13%, rispetto ai rivestimenti tradizionali in grafite. L'EcoTough utilizza lubrificanti solidi e una base polimerica rinforzata tramite fibra di carbonio per garantire un minore attrito, maggiore resistenza al grippaggio e migliore resistenza all'usura.
Per quanto riguarda i pistoni in acciaio – che sono provati con pressioni di picco fino a 300 bar – i Monosteel di Federal-Mogul usano la più recente evoluzione dell'architettura con saldatura ad attrito, che migliora l'efficienza di raffreddamento e riduce il peso. Gli elevati carichi supportati dallo spinotto nei moderni motori per veicoli pesanti comportano un foro di alloggiamento molto preciso, senza l'utilizzo di boccole. Federal-Mogul ha sviluppato un esclusivo processo di elettro-erosione meccanica ad alta precisione, denominato HPEEM, che rimuove l'esatta quantità di materiale, donando una forma molto precisa al foro dello spinotto e consentendo così migliori capacità di carico e affidabilità.
Pistone Federal-Mogul Cross SectionAnche i pistoni in acciaio sono disponibili con rivestimento EcoTough. Inoltre, Federal-Mogul ha sviluppato un rivestimento per la protezione della camera che contiene nano-diamanti all'interno di uno strato di cromo, per riflettere il calore e per ridurre i depositi carboniosi e l'erosione del bordo della camera.
Federal-Mogul è riuscita anche a ridurre l'attrito nei segmenti dei pistoni per veicoli pesanti grazie a una combinazione di tecnologie, materiali e tecnologie. Il costruttore stima che l'attrito tra il pacco segmenti e il cilindro contribuisca al 25% alle perdite meccaniche totali e al 4% ai consumi di gasolio. Le principali soluzioni per ridurre l'attrito sono rivestire i segmenti del pistone con il nuovo materiale DuroGlide, usare il segmento LKZ e attuare un processo di fusione a stampo verticale combinato con l'utilizzo di un materiale molto raffinato per l'acciaio di fusione, il GOE70.

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