Kun esimerkiksi laakereita, sylinterinpintaa tai hammasratasta suurennetaan, avautuu aivan uusi maailma. Se, mitä yleensä pidetään sileänä teräspintana, onkin todellisuudessa jotain aivan muuta: vuoristo, jossa on vuorenhuippuja ja syviä laaksoja. Kulumisessa huiput iskeytyvät toisiinsa ja rikkoontuvat. Kun kulunut metalli irtoaa, se on kuin soraa, joka liikkuu öljyn mukana ja löytää aikaa myötä tiensä magneettiseen öljyproppuun tai öljynsuodattimeen. Se on merkki laitteen kulumisesta.
Lasermikroskooppikuva nokka-akselin kontaktipinnasta  |
|
|
 |
| |
|
|
Tribologiassa (kitka-, kulumis- ja voitelutekniikkaopissa) käsitetään olevan olemassa kolme eri kitkatyyppiä: rajavoitelu, sekakitka ja hydrodynaaminen kitka.
|
| |
|
|
Rajavoitelu on kahden suorassa kontaktissa keskenään olevan pinnan välinen kitka. Lähtötilanteessa seurataan rajavoitelun staattista kitkaa. Huiput joutuvat vasten toisiaan ja rikkoontuvat, minkä seurauksena vapautuu paljon lämpöenergiaa, ja siihen liittyy suuri kitka ja voimakas kuluminen.
Kylmäkäynnistyksessä moottori kuluu yhtä paljon kuin se kuluu 500 km:n matkalla moottorin ollessa käyntilämmin. Tämä kitkavaihe on onneksi melko lyhytaikainen.
Läpileikkaus muodostuneesta pinnasta (kitkaparina)  |
|
|
 |
| |
|
|
Sen jälkeen pintojen väliin tulee öljyä. Paremmat öljyt tulevat nopeammin, huonommat myöhemmin, ja mm. tästä johtuu eri öljyjen kyky suojata pintoja kulumiselta. |
| |
|
|
Sekakitka on myös kahden toistensa kanssa kosketuksissa olevan pinnan välistä kitkaa, mutta näiden pintojen välissä on voiteluainekalvo, jonka vahvuus on pienempi kuin kitkapintojen ”vuorten” korkeus.
Kun pintojen välinen nopeus kasvaa, voiteluaine pystyy paremmin pitämään ne erossa toisistaan (hydrodynaamisella nostovoimalla D). Pintojen huiput joutuvat silloin tällöin kosketuksiin toistensa kanssa, joskin vähemmässä määrin, minkä vuoksi kitka ja sitä myötä kuluminen on vähäisempää. |
|
 |
| |
|
|
Hydrodynaamista kitkaa havaitaan vielä suurempien nopeuksien yhteydessä, kun liukupinnat ovat erossa toisistaan nostovoiman D ansiosta (kuin vesiliirrossa).
Voiteluainekalvo pitää kaksi kitkapintaa ovat erossa toisistaan, ja sen paksuus on vähintään kaksinkertainen kitkapinnan huippujen korkeuteen verrattuna – käytännössä kulumista ei ole lainkaan ja kitkakin on minimaalisella tasolla – ainakin niin kauan kuin osat liikkuvat riittävän nopeasti toisiinsa nähden. Jos nopeus laskee, siirrytään takaisin sekakitkaan. Tätä voidaan verrata vesihiihtoon, jossa riittävän nopealla vauhdilla pysytään veden pinnalla, mutta jos vauhti laskee, sukset eivät enää kannata hiihtäjää veden pinnalla. |
|
 |
| |
|
|
Polttomoottorissa on useita osia, jotka liikkuvat eri nopeuksilla ja joiden liikkumistapa on hyvin erilainen. Kampiakseli pyörii esimerkiksi kaksi kertaa niin nopeasti kuin nokka-akseli, ja männät mm. pysähtyvät täysin alimmassa ja ylimmässä asennossaan. Toisin sanoen monimutkaisessa laitteessa ei voi ylläpitää riittävän paksua öljykalvoa kaikkien osien välissä edes kaikkein parhailla öljytyypeillä. Ja senhän me tiedämmekin, sillä mitä tahansa öljyä käytetäänkään, koneet kuluvat ennemmin tai myöhemmin joka tapauksessa. |
| |
|
|
Ratkaisu on varsin yksinkertainen. Jos koneenosat liukuvat öljykalvon päällä aivan vesisuksien tapaan, on loogista, että kitkapinnat tulee tehdä mahdollisimman tasaisiksi. Kukaanhan ei hiihdä kieroilla vesisuksilla.
Ongelmana on tietysti se, että tasoittaminen on varsin kallis toimenpide. Pinnat pitää hioa tai jopa kiillottaa sorvauksen tai muunlaisen työstön jälkeen. |
|
 |
| |
|
|
Valmistukseen sisältyy useita ylimääräisiä käsittelyvaiheita, ja kustannukset karkaavat käsistä. Tällaisen ylellisyyden voi suoda itselleen vain kun kyseessä on hyvin vaativa kohde.
Paksumpien öljyjen (korkeampi viskositeetti) käyttö ei myöskään ole hyvä asia, sillä se lisää laitteen aiheuttamaa vastusta ja sitä myötä energiankulutusta. |
| |
|
|
Ei hiota vaan rakennetaan uutta!
RVS-käsittelyllä kasvatetaan metallikeraamista pintaa (vihreä alue) kaikille niille kitkapinnoille, jotka ovat kosketuksissa öljyn kanssa. Käsittelyssä yksinkertaisesti lisätään öljyyn RVS-ainetta ja annetaan kyseisen laitteen toimia kuten tavallisesti. Joidenkin tuntien käytön jälkeen käsittely on suoritettu.
Öljy ja sen mukana RVS-hiukkaset kiertävät koko laitteessa, mutta metallikeraaminen pinta muodostuu vain niille alueille, joissa on kitkaa ja sitä myötä hioutuminen tapahtuu vain näillä alueilla, joissa on rikkoutuvia pinnanhuippuja ja sitä myötä lämmönkehitystä. RVS-käsittely on kemiallinen prosessi, joka vaatii lämpöenergiaa.
|
|
 |
| |
|
|
Pinnoista tulee erittäin kovia – huomattavasti kovempia kuin suurin osa terässeoksista, ja sitä paitsi niistä tulee melkein täydellisen tasaisia. Eikä siinä vielä kaikki – synnytetty kerros kompensoi kuluneisuutta ja optimoi koneenosien koot parhaaseen mahdolliseen arvoon.
Prosessi säätelee itse itseään ja pysähtyy, kun pinnan epätasaisuudet ovat kokonaan metallikeraamin peittämiä. Kun jäljellä ei ole enää mitään hajoavia huippuja, lakkaa myös prosessin tarvitseman lämpöenergian läsnäolo ja uuden pinnan muodostuminen pysähtyy. Pintaa ei siis voi koskaan syntyä liikaa.
Läpileikkaus valokuvassa alempana olevasta pinnasta (kitkaparina) 
|
|
|
 |
| |
|
|
Sama kontaktipinta, jonka näimme aiemmin, mutta käsittelyn jälkeen  |
Alla olevassa esimerkissä on kuvattuna yksi hammaspyörän hampaista. Läpileikkaus on tehty kuluneen alueen läpi, joka näkyy tummana kohtana.
Metallikeraaminen pinta muodostuu vain kuluneille alueille, koska juuri niissä on kitkaa ja sitä myötä lämpöenergiaa. RVS-teknologia vaikuttaa ”viisaasti” ja muodostaa kuluneemmille alueille paksumman pinnan kuin vähemmän kuluneille. Missä ei ole kitkaa eikä kulumista, ei muodostu uutta pintaakaan.
|
|
 |
| |
|
|
 |
| |
|
|
 |
|
RVS-käsittelyllä on kaksoisvaikutus: osittain siinä kunnostetaan kuluneita osia ja osittain parannetaan kitkalle alttiina olevia pintoja.
Tosiasia on, etteivät edes tuliterät osat ole aivan täydellisiä. Kaikilla valmistettavilla osilla on tietyt tarkkuusrajat. RVS-teknologia kunnostaa, sopeuttaa ja suojaa tehokkaasti niin uusia kuin kuluneitakin osia. Osien koot optimoituvat.
Erona esimerkiksi Slick 50 tuotteeseen ei RVS-teknologia muodosta käsiteltävälle pinnalle mitään väliaikaista suojakalvoa vaan yhdistyy pohjametallin kanssa diffuusion avulla kokonaan uudeksi pinnaksi. |
|
| |
|
|
|
| |
| |