BMW TWAS コーティングシリンダー LDS

シリンダーブロック（クランクケース）は

軽量、高強度、よく冷えることが必要で、アルミ化は有効な手段になり

シリンダー内壁の耐摩耗性、耐焼付き性などを向上する必要があるので

様々なアルミクランクケースのシリンダーが開発されています

代表的なものは

クランクケースをA356（JIS AC4C相当）などで製造すると

溶射やめっき皮膜で強化する部分強化型のシリンダーや

鋳鉄（JIS　FC200など）などのスリーブ（シリンダーライナー）を

鋳ぐるむか圧入などで強化する別体構造型のシリンダーがあり

その他

クランクケースをA390（ALUSILアルジル）で鋳造する

単一構造型のオールアルミシリンダーがあるかと思います

BMWとしては

部分強化型が

BMW M52エンジンなどに採用されたNikasil（ニカジル）めっきシリンダーになり

別体構造型が

BMW M52TU（Technically Updated）やBMW M54エンジンなどに採用された

鋳鉄のシリンダーライナーを鋳ぐるむ（圧入かも？）シリンダーや

BMW N52エンジンに採用された

コンポジットマグネシウムクランクケースに鋳ぐるむ

アルジルで鋳造されたアルジルシリンダーになり

単一構造型が

アルジルで鋳造するBMW S65やBMW S85エンジンになるかと思います

BMWのニカジルシリンダーや

コンポジットマグネシムクランクケースについては

お時間があれば


t3109　BMW ニカジルメッキシリンダー
http://plaza.rakuten.co.jp/t3109/diary/200705010000/

t3109　BMW コンポジットマグネシムクランクケース
http://plaza.rakuten.co.jp/t3109/diary/200910310000/


を閲覧して下さい

お題にした

TWAS/Twin wire arc spray コーティングシリンダーは

LDS/Lichtbogen Draht Spritzen コーティングと書かれている場合もあるかと思いますが

アルミクランクケースのシリンダー内壁を溶射の皮膜で強化する部分強化型で

BMW N20やBMW S55 エンジンなどに採用されていたと思います

溶射技術は

１９０９年のスイスチューリッヒ大のU.Schoopのガスワイヤー法による

金属溶射の特許取得に端を発し

日本には１０年後にメタライジング法として導入されたようで

溶射の原理は

溶射ガンに供給されるエネルギーにより溶射材料を溶かし

搬送ガスで加速して基材表面に吹き付けて皮膜を付着させる技術で

国産メーカーでは

少量生産のエンジンの場合、溶射が採用されていたと思います

BMWが採用した溶射は

ベンツも採用しているアーク溶射になり

２本の金属ワイヤーに電圧を印加させてアーク放電させ

その熱によってワイヤーを溶かし

ガス噴射により、溶融粒子を微細化して基材に吹き付けます



1： 移動の方向
2： コーティング済みシリンダー内壁
3： 溶射ガン
4： ジェットスプレー
5： ノズル
6： 二次圧縮空気供給
7： ワイヤー
8： 電源
9： 中央圧縮空気供給
10： コンタクトチューブ
11： ワイヤー供給ユニット
12： アーク

BMWのTWASコーティングシリンダーは

Werk 4（ランツフート工場）BMW Light Metal Foundryで製造しているハズで

オープンデッキのクランクケース場合は

AlSi9Cu3(（JIS ADC10相当）でダイカストし

次に、クランクケースに付着した油分や不純物などが洗浄で除去され

シリンダー内壁に対し

下地加工としてウェットブラスト（液体ホーニング）を行うことにより

酸化物膜等を除去すると同時に所定の表面粗さに粗面化し

高解像度カメラでスキャンして品質検査（写真下左）を行い

問題がなければ

２本の金属ワイヤーをアークさせ、1200℃の熱によってワイヤーを溶かし

最大3000barのガス噴射により

シリンダー内壁にアーク溶射（写真下右）し極薄皮膜（約０.３mm）を

形成させているハズで

厚みが３mm前後ある鋳鉄のシリンダーライナーを鋳ぐるむ場合と比べて

重量が軽く、放熱性が良いので冷却性能に勝るかと思います




後・・・・・・

溶射後に、シリンダーのボア加工として、真円や表面粗さなどの調整のために

ホーニングを行っているかもしれません

ホーニング加工でクロスハッチを形成することで、エンジンオイルを保持し摺動特性を確保します

クロスハッチのアングルは

エンジンオイルの消費率に影響を及ぼすのでエンジンごとに考えているハズで

表面は、プラトー型と非プラトー型に区別され

ナットのように山と谷がある表面が非プラトー型で

山の頂部をフラットにし、オイルを保持しつつ摩擦摩耗特性をよくしたのがプラトー型で

多くのシリンダー内壁がプラトー型の表面に加工されているハズです



1： シリンダー内壁
2： クロスハッチアングル
3： クロスハッチパッターン
4： ホーニングマーク
5： 非プラトー型
6： プラトー型

ちなみにアルミのJIS番号は

AC・・が鋳物用、ADC・・がダイカスト用で

BMWの身近なダイカスト製品は、BMW E60などから採用された

アルミ製ストラットタワー（スプリングサポート）で

内製の場合、2個取りで4000tのダイカストマシンで生産していたハズで

写真のBMW E60用は、スイスのジョージフィッシャーオートモーティブ製のようです





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