artikel

Plasmacoating in ruilmotor Ford

Techniek Premium 108

Als een Ford-dealer een ruilmotor bestelt, komt die van Fords motorenrevisiepartner Autocraft in het Engelse Grantham. Ford geeft op die motoren dezelfde garantie als op nieuwe motoren en claimt dat die revisiemotoren op geen enkel gebied onderdoen voor nieuwe. Op een gebied scoren ze wel beter dan nieuwe. Hun productie vergt een stuk minder energie…

Plasmacoating in ruilmotor Ford
Met het Plasma Transferred Wire Arc proces (PTWA) wordt een nieuwe looplaag op een versleten cilindervoering gelegd. Ook bij downsizemotoren waarvan de hartop-hart cilinderafstanden te klein zijn voor een overmaat of een cilinderbus.

De oude motoren of ‘cores’ die Autocraft binnenkrijgt, mogen dan oud, vuil, versleten of beschadigd zijn, ze vormen nog steeds een indrukwekkend samenstel van onderdelen. De energie die in het gieten en bewerken van onderdelen is gaan zitten, spaar je uit als je ze hergebruikt door zo’n motor weer als nieuw te maken en opnieuw in te zetten. Zuigers, zuigerveren, lagers, pakkingen en tal van andere onderdelen worden sowieso vervangen door nieuwe. Maar als je onder meer de cilinderkop, de krukas, liefst ook de nokkenassen en vooral het cilinderblok kunt hergebruiken, produceer je maar de helft van de CO₂ die vrijkomt bij de productie van een nieuwe motor.

Revisie van compacte blokken

Klinkt goed, maar zeker het hergebruik van het cilinderblok is niet eenvoudig. Moderne blokken zijn zo compact en licht mogelijk geconstrueerd. De hart-op-hart afstand tussen de cilinderboringen is te klein voor een overmaat boring plus zuiger of een cilinderbus.

Even voor de foto. Normaal roteert en transleert deze toorts in de cilinderboringen van een motor, om er middels het PTWA-proces een flinterdunne metaalcoating aan te brengen.

Een techniek die in eerste instantie voor nieuwe motoren was ontwikkeld biedt nu uitkomst. Het gaat om PTWA. Dat staat voor het Plasma Transferred Wire Arc-proces. Daarbij spuit een roterende spuitkop een superdun laagje gesmolten metaal op de boring. Ford en Autocraft hebben het proces ontwikkeld in samenwerking met specialisten GTV, Flame Spray Technologies en de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule, ook wel de Universiteit van Aken.

En dus steken we vanaf het Ford R&I-center de straat over naar de Faculteit für Machinewesen van de universiteit om zo’n PTWA-installatie aan het werk te zien. In die installatie staat een beweegbare toorts in een cilinderboring. In de toorts wordt een plasma gecreëerd. Zo’n plasma bestaat uit geïoniseerd gas. Dat wil zeggen, de gasatomen hebben een elektron afgestaan. Dat maakt het gas geleidend. Door het plasma wordt een elektrische stroom van vele honderden ampères gestuurd. Die smelt de draad van coatingmetaal die het plasma wordt binnengevoerd.

Een tweede gas, dat met hoge snelheid het plasma binnenkomt, vernevelt de metaaldeeltjes die loskomen van de smeltende draad. Doordat de toorts zowel roteert als verticaal beweegt, slaan de coatingdeeltjes neer over de gehele cilinderboring.

Beter dan nieuw

PTWA van versleten naar als nieuw. De tweede cilinder is geëgaliseerd en op de juiste ruwheid gebracht voor hechting
van de plasmacoating, die er op de derde cilinder opzit. Cilinder 4 is gehoond, en daarmee klaar voor een nieuw leven.

Zo wordt een staallaagje van minder dan 300 µm op de boring aangebracht. Na honen blijft daar zo’n 150 µm van over. Op gietijzeren cilinderboringen houdt zo’n laagje niet. Vandaar dat Autocraft beschikt over een PTWA-installatie met een tweede plasmatoorts. Die brengt eerst een aluminium-nikkel laagje aan. Daarop hecht de staalcoating wel. Met dit proces zijn heel nauwkeurig de olievasthoudeigenschappen van de coating te controleren. Zeker op de zwaarbelaste gebieden bij BDP en ODP zorgt dat voor een fractie minder wrijving. En daarmee voor net iets minder brandstofverbruik.

Reageer op dit artikel