Moottoritekniikka: Nissan ottaa käyttöön maailman ensimmäisen kylmäruiskutusteknologialla valmistetun venttiilinistukan

Nissan on esitellyt uuden valmistusmenetelmän, jossa moottorin venttiilinistukat valmistetaan kylmäruiskutusteknologian (cold spray) avulla. Kyseessä on maailman ensimmäinen sarjatuotantoon otettu ratkaisu, jossa menetelmää sovelletaan e-POWER-järjestelmään suunnitellussa bensiinimoottorissa.

Tekniikassa metallijauheita – kuten nikkeliä ja rautaa – kiihdytetään yliääninopeuteen puristetun kaasun virtauksessa ja ruiskutetaan sylinterikannen pintaan ilman sulatusvaihetta. Osat liitetään toisiinsa  pelkällä kineettisellä energialla. Tämä mahdollistaa erittäin lujan ja tarkan pinnoitteen ilman perinteisten valssaus- tai hitsausprosessien aiheuttamaa lämpövaikutusta.

Kylmäruiskutettu venttiilinistukka mahdollistaa syvemmän ja tarkemman palotilan muotoilun, mikä tehostaa polttoaineen palamista ja parantaa lämpöhyötysuhdetta. Nissanin mukaan ratkaisu vähentää mekaanisia häviöitä ja parantaa kaasunvaihdon virtausta. Samalla materiaalia kuluu vähemmän ja valmistusprosessi aiheuttaa vähemmän hiilidioksidipäästöjä verrattuna perinteiseen valamalla tehtyyn istukkarakenteeseen.

Perinteisissä polttomoottoreissa venttiilinistukat valmistetaan erillisistä metalliseosrenkaista, jotka puristetaan sylinterikanteen. Tämä vaatii korkeita lämpötiloja ja lisää kannen massaa. Uudessa menetelmässä istukka rakennetaan suoraan kannen pintaan ilman erillisiä osia, mikä säästää tilaa ja vähentää kokonaispainoa useilla sadoilla grammoilla per moottori.

Innovaatio on kehitetty yhteistyössä useiden materiaaliteknologia-alan kumppaneiden kanssa, ja sen soveltuvuutta tutkitaan myös muissa Nissanin moottoriperheissä. Ensimmäisenä teknologia otetaan käyttöön uuden sukupolven e-POWER-järjestelmässä, jossa sähkömoottori tuottaa vetovoiman ja polttomoottori toimii generaattorina akun lataamiseen.

Kylmäruiskutusmenetelmän ansiosta e-POWER-moottorin polttoaineenkulutus ja hiilidioksidipäästöt pienenevät samalla, kun valmistusprosessi kevenee ja sen hiilijalanjälki pienenee. Nissanin mukaan menetelmä tukee yhtiön pitkän aikavälin tavoitetta vähentää tuotantovaiheen CO₂-päästöjä 40 % vuoteen 2030 mennessä.

Lisätietoja: https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/COLD_SPRAY_VALVE_SEAT/