В сегменте материалов для двигателей внутреннего сгорания появляется все больше решений, направленных на снижение трения и повышение ресурса без изменения конструкции самих узлов. Одним из таких направлений стала новая разработка компании «Моденжи», работающей под брендом MODENGY – премиальное твердосмазочное покрытие для юбок поршней с применением графена для нанесения методом трафаретной печати.
Новая формула создавалась с прицелом на предельные режимы работы двигателя: холодный запуск, дефицит масла, высокие контактные давления и граничное трение. Именно в этих условиях большинство антифрикционных материалов демонстрируют резкое падение эффективности, что приводит к ускоренному износу цилиндро-поршневой группы.
Добавление графена в структуру покрытия позволило изменить поведение материала в зоне контакта «поршень-цилиндр», где формируется основная часть потерь на трение
По результатам лабораторных тестов по методике ASTM G99 коэффициент трения при граничной смазке составил 0,056. Для отраслевых решений такого типа это значение относится к нижней границе достижимых показателей.
Для сравнения, ранее применявшиеся составы в аналогичных условиях демонстрировали значения выше на 23-41%. При этом важно, что речь идёт не о незначительном улучшении, а о переходе в другой диапазон характеристик, заметный именно в режиме предельных нагрузок.
Отдельно отмечается рост износостойкости: при испытаниях на сухое трение ресурс покрытия увеличился в несколько раз – в среднем от 5 до 8 раз относительно предыдущих поколений материалов.
Юбка поршня работает в условиях постоянной смены режимов: от практически нулевой скорости в верхней мертвой точке до высоких боковых нагрузок при рабочем ходе. Именно здесь чаще всего возникает так называемый режим граничного трения, при котором масляная пленка нестабильна или отсутствует
Развитие двигателей сегодня идёт по пути уменьшения размеров и увеличения удельных нагрузок. Это делает традиционные подходы к снижению трения менее эффективными, а требования к покрытиям – более жесткими. Графен в таких системах рассматривается как перспективный модификатор, способный работать в условиях, где другие смазки уже близки к пределу своих возможностей.
Сейчас покрытие проходит финальные испытания у промышленных партнеров. После завершения тестовой программы планируется подготовка к серийному производству.
Компания «Моденжи» также предоставляет бесплатные опытные образцы для испытаний на реальных деталях – этот этап обычно используется производителями двигателей для оценки поведения покрытия в собственных условиях эксплуатации.