Немного о покрытии и тепловыделении деталей

Перевод одной из глав книги Марка Циммермана «101 Harley-Davidson Twin Cam Performance Projects».

Все любят красить, полировать, покрывать порошком и хромировать различные уголочки и кусочки мотоцикла, которые в итоге складываются в наши харлеи. Но, внимание, вопрос: кто-нибудь задумывался, как все эти прихорашивания, полировка и другие действия сказываются на наших сногсшибательных деталях? Дайте-ка я объясню: некоторые части мотоцикла являются генераторами тепла. Наиболее очевидные — тормоза и двигатель. Да, они и должны нагреваться в силу специфики работы, но излишки тепла необходимо рассеять, иначе, компонент будет перегрет. В случае с двигателем, перегрев приводит к падению мощности, потом масло теряет свои свойства, а если перегрев продолжается, двигатель получает механические повреждения. Перегрев тормозов ведет к их вялой работе, малость испачканным подштаникам и возможной аварии.

Двигатели TwinCam — воздушного охлаждения, поэтому цилиндры снабжены ребрами охлаждения. Ребра выступают проводниками, отводя тепло от цилиндров в окружающую среду, а также, увеличивают площадь поверхности отдачи тепла, потому что без ребер она была бы малой. Часть тепла из камеры сгорания переходит в ребра и рассеивается в воздухе, часть тепла рассеивается, переходя в окружающие части, например, картер и внешние крышки двигателя. Такая картина верна для неподвижного мотоцикла. Конечно, некоторая часть тепла уносится маслом и уходит в окружающий воздух через поверхность маслобака. Тормозные суппорта также охлаждаются потоком воздуха. Поток воздуха не так велик, как для двигателя, но тормоза производят не так много тепла, так что этого хватает.

Цель воздушного охлаждения — передать как можно больше тепла в окружающую атмосферу, специальная обработка поверхности, в нашем случае специальное покрытие, помогает в этом. Поверхность, покрытая правильным материалом, отдает тепло лучше, а если покрытие неправильное — охлаждение ухудшится, иногда до такой степени, что будет перегрев.

На мотоциклах применяются три самых популярных варианта покрытия: окрашивание, хромирование и покрытие порошком. Все три способа работают, но только в правильных местах. Проблема как раз и кроется в этих «правильных местах».

Лучший вариант для теплопередачи — грубая, необработанная поверхность безо всякой краски. Необработанное литье обладает большим количеством мелких впадинок и выступов, которые увеличивают площадь детали. Именно поэтому старые цилиндры, головы и картеры либо не красили, оставляя шершавое литье, либо красили в глянцевый черный. Черная краска, как глянцевая так и полуглянцевая, одинаково хорошо отводит тепло, именно поэтому она всегда была популярна и использовалась для двигателей и тормозных суппортов. Более светлые цвета работают не так хорошо, однако, многие компании, в т.ч. и Motor Company, использовали различные вариации серого и серебристого цветов для покраски моторов. Но, эти краски готовились специальным образом, чтобы выдерживать высокие температуры и помогать отводить тепло. В некоторых случаях для защиты полированной поверхности применяли лаковое покрытие.

Хромирование поверхности, призванной рассеивать тепло — плохая идея. Покрытие изолирует поверхность, ухудшая теплоотвод, поэтому самое главное правило — никогда не хромировать то, что может быть источником тепла: цилиндры, головы, тормозные суппорта и картеры. По той же причине мне не нравятся хромированные маслобаки, но бак имеет достаточно большую площадь поверхности, поэтому покрытие хромом может быть не критично.

Хром служит источником проблем и в других областях: если не вникать в химию, можно сказать что процесс хромирования может изменить природу металла, на который он наносится. Если процесс хромирования идет неверно с деталью, которая для этого никогда не предназначалась,  вы можете (акцент на «можете») столкнуться с процессом hydrogen embrittlement или «водородная хрупкость» — металл под воздействием водорода становится хрупким и ломким. Невелика беда, если ваша хромулька для лампочек поломается через несколько месяцев, но если хромированная рама вдруг разделится на несколько частей, это точно «сделает ваш день». Если вам непременно нужна сияющая рама, воспользуйтесь никелированием, будет выглядеть ничуть не хуже.

Алюминиевые части хромировать можно, но по моему опыту, хром держится не очень хорошо. Если нужно придать детали блеск, отполируйте ее и покройте прозрачным лаком. Так, собственно, и делают Харли и почти все остальные производители. Или сделайте то же, что делают большинство из нас: полируйте каждый раз, как деталь мутнеет.

Итог по хромированию: не надо покрывать хромом важные компоненты двигателя, особенно активно рассеивающие тепло, и детали, которые никогда не предназначались для этого, например, раму. Также я настоятельно рекомендую не хромировать тормозные суппорта. Если вы хотите чтобы они сияли — купите полированные.

Покраска порошком — это процесс распыления мелких гранул на разогретый и электрически заряженный металл. Металл разогревается примерно до 316 ºС (600F) и с помощью покрасочного пистолета распыляется порошок. Гранулы и пистолет тоже поляризованы, поэтому частицы порошка и металл притягиваются. Это улучшает адгезию и вся окрашиваемая поверхность покрывается порошком. При попадании на металл гранулы прилипают, плавятся и покрывают всю поверхность, а в процессе охлаждения запекаются в единую поверхность, устойчивую к большей части повреждений.

Но порошковая покраска не лишена недостатков: высокие температуры исключают покрытие участков пайки и тонкостенных деталей, выбор цветов ограничен. Покрытие порошком прекрасно подходит для рам и похожих структурных элементов, но иногда выглядит слишком грубо для косметических деталей. Также могут быть проблемы с очень горячими деталями, такими как выхлопные трубы. Если вам нужен выхлоп в цвете, попробуйте керамическое покрытие или проверенную высокотемпературную краску.

Также, хочу вас предостеречь от порошкового покрытия цилиндров и голов двигателя. Структура покрытия создает слой, склонный задерживать тепло внутри, так что лучше использовать порошок для рам и других не горячих частей мотоцикла.

Пока мы рассматривали только наружное применение всех видов покрытия, однако, оно применяется и для внутренних деталей. Несколько лет назад Харли начали покрывали юбки поршней антифрикционным составом, который увеличивал ресурс детали и продлевал жизнь цилиндрам. Это хорошее нововведение, которое говорит о том, какое внимание на заводе уделяют теплоотводу.

Говорят, одежда делает человека и я полагаю, мотоциклы тоже к этому относятся. Помните, что неправильное покрытие деталей мотоцикла может иногда приводить к поломкам.

 

Оставить комментарий

Вы должны быть залогинены чтобы оставить комментарий.