WEIFU U456 / 00U456 燃料噴射プランジャー – 摩擦低減操作のための多層コーティングされた摺動面

すべてのコモンレールポンプの中心には、基本的な機械的トレードオフがあります。プランジャーは、摩擦を最小限に抑えるためにバレル内でスムーズにスライドしながら、漏れを防ぐために密閉性を維持する必要があります。レール圧力が増加し、動作条件がより厳しくなると、プランジャーとバレルの境界面での摩擦が大幅に増加し、過剰な熱が発生して燃料が劣化し、摩耗が促進されます。表面コーティングは新しいものではありませんが、ほとんどのプランジャーの設計では、単純な耐摩耗コーティングまたは摩擦低減層のいずれかを採用しています。-その両方が統合的かつ相乗的な方法で採用されることはほとんどありません。のU456 / 00U456WEIFU はこれに次のように対処します。多層コーティングされた摺動面-耐摩耗性と摩擦低減の機能を個別の層に分離し、それぞれが特定の役割に合わせて最適化された複合コーティング アーキテクチャ。この積層アプローチは、単層コーティングと比較して優れたトライボロジー性能を提供し、長い摩耗寿命と一貫した低摩擦の両方を実現します。-これは標準のプランジャーでは実現できない組み合わせです。

U456の摺動面には、三層構造物理蒸着 (PVD) プロセスによって適用されます。

層 1 – ベース接着層 (CrN、厚さ 1.5 μm):
この窒化クロム (CrN) 層は浸炭鋼基材に直接適用され、優れた密着性と耐食性を実現します。これは、高い接触応力下で後続の層が剥離するのを防ぐ下地として機能すると同時に、研磨粒子による圧痕に耐える硬いベース (2,000 HV) も提供します。

層 2 – 耐摩耗性層 (AlCrN、厚さ 2.0 μm):
中間層は窒化アルミニウムクロム (AlCrN) で構成されており、硬度 3,200 HV- のセラミック状のコーティングであり、鋼基材 (62 HRC ≈ 740 HV) よりも大幅に硬くなっています。この層は摩耗に対する主な防御機能であり、クリアランスに侵入する硬い粒子の切削作用に耐えます。

レイヤー 3 – 低摩擦トップレイヤー (WC/C、厚さ 1.5 μm):
最外層は炭化タングステン/カーボン (WC/C) コーティングで、炭化タングステンの硬度とアモルファス カーボンの自己潤滑特性を組み合わせています。この層は、混合膜条件下で 0.045 の摩擦係数 (ディーゼルで潤滑した硬化鋼に対して測定) を達成します。-これは、コーティングされていない表面と比較して 40% の減少です。

測定されたトライボロジー性能:

摩擦係数 (潤滑、1,500 bar) :0.045(コーティングされていない場合は 0.075) – a40%削減

スカッフィング耐荷重：1,100Nから1,100Nに増加1,800 N – a 64% 改善

摩耗深さ (500 時間テスト、ISO 12103-1 A2 ダスト):0.4 μm(コーティングなしの場合は 2.4 μm と比較) –83%削減

表面温度上昇 (1,600 bar、1,800 rpm) : 48 度から29度 – a 40%削減

摩擦力損失 : 36 W から22 Wポンプ要素ごと –39% 節約

寸法パラメータ:

プランジャー径：10.5mm(IT4、真円度0.8μm以下) – ターゲット小型から中型までエンジン (2.5 ～ 4.5 リッター)

有効ストローク：13.0mm

コーティング厚さ : 合計 5.0 μm (1.5 μm CrN + 2.0 μm AlCrN + 1.5 μm WC/C)

コーティングの適用 : 制御された真空チャンバー内での物理蒸着 (PVD)

らせん : シングルリード、左手、標準プログレッシブスロープ

最大レール圧力：1,800バール (burst >2,100バール）

内部漏れ @ 1,400 bar :6.2ml/分– コーティングはクリアランスを変えないため、影響を受けません。

U456 は、クロム・モリブデン・バナジウム鋼(DIN 1.2367)、0.55 mm (62 – 64 HRC) まで浸炭処理。摺動面はコーティング前に最終寸法まで研磨し、Ra0.020μmの表面仕上げを施しています。 3 つのコーティングは 1 回の真空サイクルで順番に塗布され、層間接着を確実にします。コーティング後、コンポーネントは次のような処理を受けます。軽い研磨シール バンドからコーティング液滴を除去するステップ-完全なコーティングが残るのは滑り面のみです。各プランジャーは次の方法で検査されます。カロテスト（ボールクレーター法）個々の層の厚さを確認します。 ±5% を超える偏差はトリガーの拒絶につながります。

U456 は、摩擦と発熱が最も深刻な長距離トラック、高性能乗用車、オフハイウェイ機器など、持続的な高圧および高速で動作するエンジンに特に価値があります。{1}

ウェイフ HP3.5そしてHP4– 2.5 ～ 4.5 リットルの乗用車および小型商用ディーゼル エンジンで使用

ボッシュCP1そしてCP3– BMW 2.0d、フォード 2.0 TDCI、PSA 2.2 HDi、フォルクスワーゲン EA288 に装着

デンソーHP3– トヨタ、日産、マツダのディーゼルモデルに搭載

QR リンクされた互換性ツール (箱上) によりポンプ モデルごとの適合性が確認され、多層コーティングが正しく適合していることが確認されます。

添付文書には、断面図3 層のコーティング構造を示しており、各層は色分けされ、その機能 (密着性、耐摩耗性、低摩擦) が注釈されています。この図は、実際の層構造を示す走査型電子顕微鏡 (SEM) の顕微鏡断面画像とともに、層がどのように連携するかを示しています。さらに、各プランジャーにはレーザー彫刻されたレイヤー シンボルベースに（3 本の重ねられた水平線）、多層デザインを示します。

Q1:多層コーティングは単純な単層コーティングとどう違うのですか?
A:単一のコーティングは硬度と低摩擦の間で妥協する必要があります。{0}}硬いコーティングは摩擦が高くなる傾向があり、低摩擦コーティングはより柔らかい傾向があります。多層アプローチはこれらの機能を分離します。硬い中間層は耐摩耗性を提供し、最上層は低摩擦を提供し、ベース層は接着力を確保します。これにより、各レイヤーをその特定の役割に合わせて最適化することができます。

Q2:上部の（低摩擦）層が摩耗して、その下の硬い層が露出することはありますか?
A:トップレイヤーは徐々に摩耗するように設計されていますが、保護を維持するために硬い中間レイヤーが常に下にあります。最上層が摩耗した後でも、AlCrN 層は基板を保護し続けます。コーティング システムは、プランジャーの寿命が続くまで機能し続けます。

Q3:U456 は、コーティングを腐食しやすいバイオディーゼルにも使用できますか?
A:はい。{0}}CrN ベース層は優れた耐食性を備え、AlCrN 層と WC/C 層はバイオディーゼル環境において化学的に安定しています。当社では、80 度の B100 でコーティング システムを検証しましたが、測定可能な劣化はありませんでした。

Q4:U456 は摩擦がすでに高い高速エンジンに適していますか?
A:はい-摩擦の減少は、WC/C 層の自己潤滑特性がより有効になる高速滑り速度で最も顕著になります。 U456 は、高速での摩擦を大幅に節約します。

Q5:定期メンテナンス時にコーティングの状態を確認するにはどうすればよいですか?
A:プランジャーを取り外し、滑り面を調べます。{0}}コーティングは均一に暗く、傷や鋼基材の露出がないはずです。箱に参考画像を掲載しております。コーティングに目に見える磨耗が見られる場合、またはスチール基板が露出している場合は、交換をお勧めします。

Q6:U456 は U4106 (WS₂ 注入) を置き換えるものですか、それとも補完的なものですか?
A:U456 は PVD ​​蒸着多層コーティングを使用しており、U4106 はマイクロテクスチャ表面に固体潤滑剤を注入しています。どちらも摩擦を軽減しますが、使用するメカニズムが異なります。摩擦を最大限に低減するには、ベースライン摩擦性能には U456 を使用し、極限の境界潤滑保護には U4106 を使用することを検討してください。-これらは補完的です。