autoExpert


autoExpert » СТАТЬИ » Автокомпоненты » Nural из Турции. Поршни завтрашнего дня

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дня

34 страны. Более 100 заводов. Более 50 тысяч сотрудников. Столетняя история успеха Federal-Mogul началась в Детройте, США. Один из стратегических производственных центров находится в Турции, где на трех заводах корпорации производятся поршни, гильзы и поршневые кольца на конвейеры многих мировых гигантов автопрома, а также для рынка aftermarket. autoExpert ознакомился с двумя турецкими предприятиями. В первой из трех статей цикла мы расскажем о новом заводе корпорации по производству поршней в г. Арсланбей.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дня

Federal-Mogul Turkey - стратегический производственный центр
Federal-Mogul Izmit - вторая по величине фабрика Federal-Mogul в Европе. Работает с 1967 года. Самое высокотехнологичное в Европе производство поршней, имеющее производственные площади в 28 тыс.м2. Производство на Federal-Mogul Izmit с 2002 года выросло в 6 раз, и на сегодняшний день его производительность составляет 12,5 млн. поршней в год.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дня
Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняNural из Турции. Поршни завтрашнего дняNural из Турции. Поршни завтрашнего дня

Продукция выпускается на автоматических и роботизированных линиях для самых известных машиностроителей в мире, в том числе для почти всех мировых лидеров по производству большегрузных автомобилей. Высокое качество литья, проверка качества на каждом этапе производства, стопроцентный контроль качества на выходе. В 2014 завод начал производить упрочненные поршни из алюминия с использованием последних технологий.

О компании Federal-Mogul
Federal-Mogul была основана в Детройте в 1899 году, ее международная штаб-квартира находится в городе Саутфилд в штате Мичиган, США. Сегодня корпорация Federal-Mogul - ведущий мировой поставщик продукции и сервисов для мировых производителей и системы по обслуживанию транспортных средств и оборудования в области автомобильной продукции, мало-, средне- и сверхмощных коммерческих автомобилей, морского транспорта, железнодорожной промышленности, космонавтики, энергоснабжения и промышленности. Продукция и сервисы компании способствуют улучшению показателей расхода топлива, снижению вредных выбросов и повышению безопасности транспортных средств. Federal-Mogul работает в двух независимых бизнес-сегментах:

Подразделение Federal-Mogul Powertrain разрабатывает и производит детали силовых агрегатов и детали защиты систем, а также оригинальное оборудование для легковых автомобилей, тяжелых автомобилей, промышленного оборудования и транспорта.

Подразделение Federal-Mogul Motorparts занимается дистрибуцией широкого ассортимента деталей под более чем 20 самыми известными в мире брендами на мировом вторичном рынке автокомплектующих, а также поставляет оригинальные детали автопроизводителям. Продукция компании для вторичного рынка поставляется под брендами Abex, AE, Anco, Beck/Arnley, Beral, Beru, Champion, Fel-Pro, Ferodo, FP Diesel, Glyco, Goetze, Interfil, Jurid, Moog, National, Necto, Nural, Payen, Sealed Power, Speed Pro, Wagner.


Новые мощности по производству высокотехнологичных стальных поршней для двигателей тяжелой техники, а также поршневых пальцев Federal-Mogul разместил в 2015 году в 10 км от Измита в г. Арсланбей (Arslanbey) с перспективой иметь 42 тыс.м2 производственных помещений. Сегодня это уже крупнейшее в Европе производство поршней серии Monosteel. На заводе также делают и алюминиевые поршни. Годовая производительность - 2,6 млн. поршней и 2,5 млн. поршневых пальцев. На вторичный рынок оба предприятия поставляют товар под маркой Nural.

Предприятие Federal-Mogul Sapanca основано в 1976 г. Расположено примерно в 40 км от Измита. Это самое высокотехнологичное в Европе производство колец и гильз цилиндров, имеющее производственные площадки размером 26 тыс.м2. Предприятие производит 25 млн. поршневых колец и 8 млн. гильз в год. На вторичный рынок товар поставляется под всемирно известной маркой Goetze.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дня
Заводы в городах Sapanca и Izmit похожи на ботанические сады, где рыбы живут в резервуарах сточных вод - отходы заводов благодаря системам очистки безвредны для природы.
Federal-Mogul Turkey продолжает расти и расширять ассортимент запчастей, которые производятся по самым передовым технологиям. Головной офис находится в Стамбуле. Высококвалифицированные инженеры и проектанты разрабатывают новые виды продукции. Предприятия имеют сертификаты GermanIscer Lloyd, Bureau Veritas, Lloyd`s Apporoval certificate, ABS certificate, ISO 14001, BS OHSAS 18001, ISO 9000, ISO TS 16949. В компании Federal-Mogul Turkey работает более 2000 человек.

Доля рынка Federal-Mogul Turkey растет. Более 300 млн. американских долларов было инвестировано в период с 2002 года, включая инвестиции в 80 млн. американских долларов в мощности в Aslanbey, вложение которых будет завершено к 2019 году.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дня

Federal-Mogul Turkey производит детали для Alfa Romeo, Aston Martin, Audi, Bentley, BMW, Caterpillar, Daimler, Deutz, Fiat, Ford, GM, Honda, Isuzu, Iveco, JCB, MAN, Mercedes-Benz, MTU, Nissan, Perkins, PSA-Peugeot, Renault, Saab, Scania, Smart, VM Motor, Volkswagen, Volvo, а также для турецких заводов Andolu-Isuzu, Ford-Otosan, Oyak-Renault, Tofas-Fiat.

Сегодня Federal-Mogul - лидер по производству поршней, поршневих колец и гильз цилиндров не только в Турции, но и в мире.

Nural - Нюрнбергский Алюминий
Компания Nural была основана в 1924 году в городе Нюрнберг. Это была первая немецкая компания, освоившая литье алюминия под давлением. Название компании Nural является производным двух слов: Nürnberg и Aluminium. Nural, c самого своего основания ориентированная на технологические новшества и высокое качество, быстро становится известной, и на нее обращают внимание ведущие автопроизводители. В 1927 году получен первый заказ на изготовление алюминиевых заготовок для поршней от компании Ford.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняNural обзаводится собственным цехом механообработки, чтобы самостоятельно обрабатывать свои отливки, и уже в 1929 году компания производит свой первый готовый к установке поршень. Далее происходит бурный рост компании и литейного производства, к 1933 году в ассортименте компании более 132 типов поршней, почти для всех немецких автомобильных двигателей того времени. Огромный опыт в литейном деле позволяет компании освоить производство деталей и для авиационной промышленности. В 1934 году Nural начинает выпуск алюминиевых отливок для авиационных двигателей (головки блока, поршни и др.). Высокодоходные заказы от Германского военного ведомства способствуют активному росту и капитализации компании.

В 1971 году Nural первым в Германии вводит в строй автоматическую линию по производству поршней. Поршнями производства Nural комплектуются более половины всех легковых бензиновых двигателей Mercedes-Benz. В 1995 и 1998 году Nural получает призы "Лучший поставщик" от компании Volkswagen.

В 1999 году компании Nural исполнилось 75 лет, и в этом же году ее приобретает корпорация Federal-Mogul. Компания изменяет свое название на Federal-Mogul Nürnberg GmbH & Co.

На сегодняшний день Nural производит огромное количество различного типа поршней для бензиновых и дизельных, легковых и грузовых двигателей. Высокое качество, технические ноу-хау (например, компанией запатентованы поршни Nural Elastoval и Nural Monosteel), автоматизация производства почти всех технологических операций и высококвалифицированный персонал позволили Nural стать компанией мирового уровня. Продукция Nural поступает на сборочные конвейеры ведущих мировых автопроизводителей: Audi, Mercedes-Benz, Opel, Volkswagen, Ford и многих других. Те же поршни, или c аналогичным качеством, поставляются и на вторичный рынок запчастей. Поршни Nural разрабатываются не только с учетом соответствия стандартам заказчиков, но и строгим нормам защиты окружающей среды.


Поршни. Производственные мощности в Турции
Завод по производству алюминиевых поршней в Измите был основан в 1969 году. В 1998 году завод приобретается американской корпорацией Federal-Mogul, которая уже в 2001 году инвестирует в развитие 50 млн. долл. На заводе поддерживается и развивается полный цикл производства - литье происходит из материалов разработки Federal-Mogul. Использование процесса литья алюминиевого сплава в атмосфере инертного газа позволяет снизить образование оксидов и повысить качество литья.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дня
Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняNural из Турции. Поршни завтрашнего дня

С 2002 по 2013 год в модернизацию завода было инвестировано более 200 млн. долл., что дало возможность достигнуть производства 12,5 млн. поршней в год.

Federal-Mogul на этом не останавливается и в 2014 году принимает решение о строительстве новой площадки по производству высокотехнологичных алюминиевых и стальных поршней, а также поршневых пальцев в 10 км от Измита в г. Арсланбей. Первый цех завода площадью 27 тыс.м2 в построен и запущен уже в 2015 году. Изначально часть производственных мощностей была перенесена из Измита. Далее - закупали новое оборудование. По состоянию на весну 2017 года производственные площади уже составляли 42 тыс.м2 - в момент нашего посещения завода в новом цеху заканчивался монтаж новой немецкой производственной линии.

Инвестиции в производство поршней в Турции продолжаются и дальше, но сегодня - в основном на новом заводе в Арсланбее.

Новое предприятие получило все необходимые сертификаты: ISO / TS 16949 : 2009, ISO 9001 : 2008, ISO 14001 : 2004, BS OHSAS 18001 : 2007.

Оценка и одобрения главных клиентов - это основа успешного развития. Представители производителей автомобилей и двигателей регулярно проводят аудит завода и подтверждают право производить им продукцию. За 2015-2016 годы завод проверяли 13 раз! Поршневые пальцы - Ford, Volvo, CAT/Perkins, JCB, Bentley. Алюминиевые поршни - JCB, CAT/Perkins, Ford, Scania, Bentley. Стальные поршни - Ford, Iveco, Daimler.

К слову, для всех Bentley поршни производятся только на этом заводе и больше нигде в мире! Не много - от 2 до 4 тысяч поршней в год, но очень дорогих.

Стальные вставки для канавки поршневых колец поставляются из своего же завода в Сапанке.

Сегодняшняя производственная мощность завода в Арсланбее - 2,5 млн. поршней в год. Из них в Aftermarket - 1.87 млн., на OE - алюминиевых 335 тысяч и стальных 350 тысяч.

Оба завода могут производить порядка 15 000 000 поршней в год. Из них 79% - для Aftermarket, остальное - на конвейеры. К концу 2017 года цифры и соотношения изменятся, потому что запускается производство стальных поршней и еще больше увеличится оригинальная составляющая.

С 2016 по 2020 год планируется, что роста производства поршней для афтемаркета не будет, а рост произойдет за счет производства стальных и алюминиевых поршней для ОЕ. Общий планируемый рост - с 2,5 млн. в 2017 до практически 6,5 млн. в 2020 г.

Завод работает в 4 смены 7 дней в неделю. При заводе - лаборатория по контролю качества всех параметров.

Лабиринтами производства
Итак, мы побывали только на новом заводе по производству поршней. Это производство не имеет своего литейного цеха. Нам показали четыре автоматизированные линии по производству алюминиевых и стальных поршней из привезенных заготовок, а также участок по производству поршневых пальцев.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняNural из Турции. Поршни завтрашнего дня
Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняNural из Турции. Поршни завтрашнего дня

Этот завод абсолютно новый, его построили два года назад, и сюда перенесли производство стальных поршней для тяжелонагруженных двигателей из Измита, а там осталось, в основном, производство небольших дизельных поршней для легковых автомобилей. Сюда также перенесли производство стальных поршней для легковых автомобилей.

Стальные поршни традиционно используются в грузовиках, собственно, для них они и разрабатывались, но сейчас у Federal-Mogul уже есть разработки стальных поршней для легковых автомобилей, однако они еще не в производстве, а находятся на стадии финальной разработки.

Заготовки на входе отправляют в лабораторию, дает она добро - пускают в производство. Все линии на заводе - немецкие, одной из самых известных марок.

В процессе производства поршень проверяются колоссальным количеством приборов, не считая финального контроля. Для контроля качества при производстве поршней Federal-Mogul используются неразрушающие методы контроля качества изделий, а именно: 2D электромагнитный метод (вихревых токов) и 2D ультразвуковой метод контроля. Эти методы контроля позволяют за короткое время выявить точное местонахождение и размеры дефектов, если таковые имеются.

Процессу проверки геометрии также уделяется очень серьезное внимание.

Для снижения трения на юбку поршня наносятся специальные покрытия. В поршнях Nural для бензиновых двигателей используется запатентованное Federal-Mogul покрытие EcoTough, в состав которого входят твердые смазочные вещества, включая графит, дисульфид молибдена и карбон. Это покрытие обеспечивает снижение потерь на трение до 18%, снижение общих паразитных потерь в двигателе до 3% и уменьшение расхода топлива до 0,8% при штатных режимах эксплуатации. Покрытие рассчитано на весь срок службы поршня.

Нанесли - и опять 100%-й контроль…

На участке упаковки происходит финальная проверка на наличие повреждений на покрытии - визуальный контроль на случай, если как-то где-то задели уже покрытый поршень. Везде камеры наблюдения. Упаковкой занимаются люди… если есть ошибки, например, уронил коробку - все количество упакованных поршней сразу в брак без проверки! Вот так бесцеремонно Federal-Mogul контролирует качество.

Продукция, которая идет на "оригинал", пакуется в специальные ящики.

Показали участок производства поршневых пальцев: длинные заготовки - сверление отверстий - обработка фасок - упрочнение при температуре в 1000 градусов - шлифовка в нужный размер с заданной чистотой поверхности - полный контроль в закрытом помещении.

В помещении контроля прохладно… С изменением температуры изменяются размеры детали, поэтому есть стандарт - детали замеряются при температуре 20 плюс-минус 2 градуса. Проверяются 100% деталей. В общем, Federal-Mogul выпускает много поршней и пальцев для конвейеров грузовиков плюс Bentley - о чем тут еще говорить?!

На участке производства стальных поршней серии Monosteel показали предварительную механическую обработку заготовок нижней и верхней частей будущего поршня. Здесь также проверяется 100% заготовок. Данные проверок сохраняются в компьютере.

Очень ответственная и интересная операция - сваривание составного стального поршня из двух частей. Станок раскручивает их в противоположные стороны и осторожно сближает до соприкосновения. От трения они нагревается почти до точки расплавления. В этот момент вращение прекращается, и станок сжимает две половинки - так происходит их сварка. Весь процесс фиксируется на видео и хранится в архиве. Эта операция полностью автоматизирована. Применена технология из NASA. Вложения - колоссальные: один не очень большой станок - 2 млн. долларов!

Отверстие под палец - не ровное в диаметре внутри, оно изогнутое, имеет форму банана. Этот профиль делается не механическим способом, а электрохимическим. После этой операции поршни тщательно промываются - если эта химия останется на поршне, она будет способствовать его коррозии. Это очень важный процесс.

Конец осмотра - в новом цеху завода, где монтируется новая немецкая линия. Производительность - 1 млн. поршней в год, и на ней будут работать всего 3 человека! Таких линии будет 4 - для производства дизельных стальных поршней для легковых автомобилей.

Поршни Nural. Технологии на сегодня и на перспективу
Поршни должны выдерживать самые агрессивные силы, работать в условиях самых высоких температур. Они должны быть легкими, чтобы уменьшить нагрузки и потери из-за их возвратно-поступательного движения и внести вклад в общее снижение веса транспортного средства. Естественно, не может быть никаких компромиссов в отношении долговечности или надежности, которые также должны продолжать совершенствоваться.

Насколько же видоизменился и усложнился поршень за последние годы с конструктивной точки зрения? Как массовый переход двигателей на прямой впрыск повлиял на этот процесс?

Ужесточение законодательных экологических норм по выбросам углекислого газа и вредных веществ в атмосферу привело к использованию двигателей уменьшенного рабочего объема с применением нагнетателя воздуха, прямого впрыска топлива, что, естественно, привело к увеличению тепловой и механической нагрузки на поршень.

Все чаще применяются двигатели, работающие в режиме "Старт-Стоп", или с отключением части цилиндров в зависимости от режима работы. Большинство современных бензиновых двигателей с использованием нагнетателя и прямого впрыска находятся в диапазоне удельной мощности от 70 до 120 кВт/ л.с. с давлением в камере сгорания до 120 бар.

Увеличившиеся тепловые и механические нагрузки на поршень в современных бензиновых двигателях требуют использования новых конструктивных решений при проектировании поршней и новых типов покрытий. Применение специальных алюминиевых сплавов меньшего веса, использование конструкций поршня с меньшей толщиной стенок и выборки материала, юбки меньшей площади соприкосновения со стенками цилиндра позволяют существенно снизить вес поршня.

Примером такого типа поршня является поршень нового поколения Nural Advanced Elastoval II, специально спроектированный для современных бензиновых двигателей с нагнетателем воздуха и прямым впрыском топлива. Уменьшенная толщина стенки с 4 до 2,5 мм, а также использование глубоких карманов с перегородками в нижней части головки поршня позволили снизить вес конструкции на 15% по сравнению с конструкциями предыдущего поколения поршней.

Повышение тепловой нагрузки на поршень в ряде теплонагруженных двигателей решается использованием вставки-усилителя в канавке верхнего поршневого кольца, а также применением канала масляного охлаждения, расположенного высоко в головке поршня, что раньше, как правило, использовалось преимущественно в дизельных двигателях. Примером может являться конструкция поршня Nural Elastothermic. Они отличаются овальной юбкой асимметричной формы с уменьшенным зазором и меньшим расстоянием между наклонными боковыми поверхностями. Они могут быть многоугольными с поперечной толщиной стенки всего 2,5 мм. Все эти элементы увеличивают структурную прочность поршня, одновременно уменьшая его массу и снижая трение.

Еще один тренд - даунсайзинг двигателя. А это подразумевает не просто изменение размера деталей и рост компактности силового агрегата. Это совершенно новые условия работы для цилиндро-поршневой группы, гораздо более жесткие, требующие новых материалов и технологий.

Конечный запрос клиентов-автопроизводителей - снижение выброса СО2. В сокращении выбросов среди всех продуктовых групп концерна Federal-Mogul именно поршни и кольца позволяют достичь наибольших прямых результатов: суммарного сокращения выброса на 4,4 грамма с километра пробега по бензиновым двигателям и 2,5 г/км для дизелей.

С точки зрения технологий перечисленное означает следующее:
• рост удельной мощности (в перспективе до 100 кВт с литра объема);
• рост давления впрыска (в обозримой перспективе до 220 бар);
• рост термических нагрузок;
• работа деталей в крайне неблагоприятном режиме "старт-стоп", а также учет иных потребностей гибридных силовых установок;
• необходимость учета ситуации с увеличением сервисных интервалов;
• жесткие условия по лимитированности цены конечного продукта (детали, системы в целом);
• рост температуры отработавших газов и специфические технологии работы с ними (дожиг, например);
• проектирование деталей и узлов под современный глобальный рынок, где на уровне автопроизводителей и их альянсов идет все более обширная унификация и выработка единых "платформ".


Nural Elastothermic
Новое поколение поршней Nural Elastothermic для бензиновых двигателей разработано специально для работы в условиях жестких температурных режимов, характерных для современных малолитражных двигателей с турбонаддувом.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняПоршень Nural Elastothermic - это следующий шаг в развитии современных поршней Elastoval для бензиновых двигателей. Новые поршни отличаются улучшенной конструкцией юбки, которая позволяет увеличить структурную прочность поршня, одновременно уменьшая его массу и снижая трение.

Но главное - Nural Elastothermic отличаются улучшенной конструкцией канала охлаждения, который снижает температуру головки поршня примерно на 30°C, а температуру первой кольцевой канавки - примерно на 50°C. Последнее приводит к уменьшению осаждения углерода, уменьшению износа канавок колец и, как следствие - низкому пореблению масла.

В целом, уменьшение температур помогает повысить устойчивость поршня к истиранию, уменьшить сажевые отложения и снизить закоксовывание компрессионных колец, что помогает уменьшить расход масла и повысить герметичность, а также снижает риск неконтролируемого горения.

Nural Elastothermic отличаются небольшой массой, высокой прочностью и долговечностью - такое сочетание позволяет увеличить мощность малолитражных двигателей, - а также лучше приспособлены к работе в режимах "стоп-старт" и при деактивации цилиндров.

Такие инновационные конструкции и технологические преимущества значительно увеличивают эффективность и надежность двигателей, уменьшают их шум, вибрацию и жесткость и позволяют создавать более мощные двигатели с более высоким коэффициентом сжатия без ущерба надежности и долговечности.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняNural Advanced Elastoval II
Новый облегченный, высокопрочный алюминиевый поршень Advanced Elastoval II позволит производителям двигателей повышать мощность и крутящий момент моторов, а также применять его в моторах с непосредственным впрыском топлива. Малый вес алюминиевого поршня Advanced Elastoval II (TM) (на 20% легче предшественников), соответственно, и меньшие силы инерции, обеспечит снижение расхода топлива и выбросов СО2 в атмосферу. Выдерживая более высокие рабочие давления, новый поршень позволит увеличивать мощность моторов с нынешних 95 кВт/л до 130 кВт/л. При этом на пике сгорания давление можно увеличить с нынешних 110 бар до 130 бар, а кратковременно и до 160 бар. Также новые алюминиевые поршни полностью пригодны для двигателей, работающих на альтернативном топливе Е100, а также на природном газе и других видах топлива, применяемых в ДВС с принудительным воспламенением топливо-воздушной смеси.

Конструктивно облегчение веса получено благодаря снижению толщины стенок с 4 мм до 2,5 мм. Но для внедрения такого ноу-хау пришлось изменить конструкцию поршня, чтобы улучшить распределения напряжений при пиковых нагрузках. В конструкции поршня имеется множество карманов и ребер жесткости. Также в угоду снижения веса изменена площадь и геометрия юбки поршня. Серийное производство новинки стартовало под конец 2012 года, что позволило новинкам автопрома 2013 года иметь под капотом моторы с новыми алюминиевыми поршнями.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняNural DuraBowl
Сильно уменьшенные дизельные двигатели с очень высокими эксплуатационными характеристиками, турбонаддув с высоким давлением и новые виды топлива приводят к тому, что температура поршня достигает 400°C, а давление в цилиндрах - более 200 бар для легковых автомобилей и более 250 бар для тяжелых грузовых.

Инженеры Federal-Mogul определили, что неисправность поршня стандартного типа с выемкой на днище в этой крайне агрессивной среде может возникать вследствие наличия в микроструктуре алюминиевого сплава частиц кремния. При повторном расплавлении сплава вокруг края выемки днища поршня размер частиц кремния можно уменьшить в десять раз, что существенно повысит прочность и долговечность поршня. Результатом применения этой технологии стало 400-процентное повышение усталостной прочности поршней.

Технология DuraBowl представляет собой сложный процесс повторной локальной расплавки кромки камеры сгорания. Это значительно повышает температурную устойчивость алюминиевого поршня.

Поршни для дизельных двигателей, изготовленные по технологии DuraBowl компании Federal-Mogul, были впервые применены в автомобильном подразделении Mercedes-Benz корпорации Daimler в дизельных двигателях легковых автомобилей.

Отмеченный наградами поршень DuraBowl использует данный метод для увеличения срока службы в 4-7 раз в жестких условиях эксплуатации по сравнению с обычным литым поршнем, что позволяет конструкторам двигателей продолжать повышать эффективность, снижая расход топлива и количество выбросов CO2.

Итак, технология DuraBowl позволяет:
• улучшить микроструктуру сплава;
• улучшить усталостную прочность алюминия, где это более всего необходимо.
В афтермаркете поршни DuraBowl применяются только в том случае, если они установлены в качестве оригинального оборудования.

Nural EcoTough
Снижение трения и повышение износостойкости поршней особенно важно в бензиновых двигателях с большим наддувом. При использовании покрытия, состоящего из твердых смазок, таких как графит и дисульфид молибдена с углеродным волокном, новые поршни Nural EcoTough компании Federal-Mogul демонстрируют снижение трения в местах нанесения покрытия до 18% в сочетании со значительным уменьшением износа. Покрытие EcoTough применяется на юбках поршней для обеспечения мгновенной оптимизации расхода топлива, выбросов и долговечности.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняОднако бензиновые и дизельные двигатели требуют различных решений, поскольку нагрузки в процессе сгорания топлива, геометрия поршня и смазывающая способность топлива в зависимости от вида силового агрегата значительно отличаются. Специалисты подразделения Federal-Mogul учли эти различия, разработав специальные покрытия отдельно для бензиновых и отдельно для дизельных двигателей.

Следующим шагом Federal-Mogul представил два инновационных покрытия для юбок поршней: EcoTough-New Generation (для бензиновых двигателей) и EcoTough-D (для дизельных двигателей). Новые формулы были созданы на базе хорошо зарекомендовавших себя покрытий EcoTough предыдущего поколения и еще больше снижают трение в двигателе, износ и шум при увеличенных нагрузках и температурах, возникающих в современных компактных двигателях с турбонаддувом.

Покрытие EcoTough-New Generation представляет собой полимер, усиленный металл-оксидом и частицами твердого смазочного материала. Покрытие толщиной 15 микрон снижает износ юбки поршня бензинового двигателя на 40% по сравнению со стандартными решениями, доступными на рынке, и обеспечивает значительное увеличение усталостной прочности в тяжелых режимах работы двигателя. Покрытие также снижает трение поршня в местах нанесения на 15% по сравнению со стандартными покрытиями, что непосредственно улучшает экономичность двигателя.

После завершения этапа проектирования и всесторонних стендовых испытаний образцы поршней с покрытием EcoTough-New Generation были направлены на тестирование и в настоящее время проходят завершающие этапы программы одобрения у автопроизводителей.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняNural из Турции. Поршни завтрашнего дня

Покрытие EcoTough-D разработано как для алюминиевых, так и для стальных поршней дизельных двигателей легковых и коммерческих автомобилей. Учитывая преимущества увеличенной конструктивной жесткости поршней дизельных двигателей и отличной смазывающей способностью дизельного топлива, компания Federal-Mogul разработала специальный состав покрытия и добилась еще большего снижения уровня трения. Полимерное покрытие EcoTough-D усилено с помощью коротких углеродных волокон и содержит графит в качестве твердого смазочного материала - в результате трение поршня удалось уменьшить на целых 35% по сравнению с обычными покрытиями, представленными на рынке. Также на 30% улучшена износостойкость.

На юбку поршня и поршневой палец приходится около 17% от всех потерь на трение в двигателе, поэтому такое покрытие юбки поршня в сочетании с оптимальным зазором и геометрией юбки эффективно снижает трение и износ между юбкой поршня и поверхностью цилиндра. Нанесение покрытия на юбку поршня полностью автоматизированным способом при серийном производстве позволяет добиться превосходных фрикционных свойств и износостойкости без дополнительных затрат.

Новые покрытия EcoTough для юбок поршней обладают повышенной стойкостью, что способствует увеличению срока службы поршня при возросших тепловых и механических нагрузках, характерных для высокоэффективных двигателей последнего поколения.

Nural Monosteal
Технологическая "гонка с препятствиями" очень сложна, поскольку ужесточение стандартов происходит в мире, где сами системы автомобиля постоянно усложняются и становятся легче, компактнее, а нагрузки на них растут. И все же мировые лидеры, такие как Federal-Mogul, выдерживают вызовы времени, ежегодно инвестируя в инновации и исследования, распределяя свои научные и технические центры на разных рынках планеты, по часовым и климатическим зонам, чтобы вести работу 24 часа в сутки, в самых разных условиях дорог, температур, влажности.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняИнженеры Federal-Mogul представили целый ряд презентаций по разным направлениям, но, пожалуй, наиболее ярко развитие было показано в сфере разработки и производства поршней, где уже 20 лет идет драматическая борьба материалов: стали и алюминиевого сплава. И если пока в сфере легкового парка алюминий удерживает свои позиции, то тяжелая техника активно переходит на сталь. Линию "фронта" инженеры четко проводят и перемещают в поле показателя "диаметр поршня". И если в 2010 году 100% применения стальных поршней приходилось на диаметры свыше 140 мм, то уже в 2014 году "сдались" и моторы 130 мм, а в полосе активной борьбы металлов оказались уже и диаметры 95-115 мм.

Технология Monosteal (патентованное название от Federal-Mogul) была представлена в 1993 году, а в серию впервые пошла в 2003 году для дизеля Caterpillar C7. На ранних этапах развития она подвергалась критике: выражались сомнения в рациональности таких тяжелых деталей, высказывались суждения о высоких коррозионных рисках, проблемах сопряжения поверхностей и динамического поведения системы при прогреве до рабочих и, тем более, критических температур, где материал блока, головки и поршня имеет совершенно разные коэффициенты объемного расширения и показывает разное поведение при прогреве. Но эти опасения за 20 лет компании Federal-Mogul удалось полностью преодолеть.

Современный поршень Monosteal - это настоящее произведение инженерного искусства. Он легче аналога из алюминиевых сплавов и может применяться в таких режимах, которые являются критичными для иных материалов. В тестах такие поршни держат рабочее давление до 300 бар, показывают очень низкие потери на трение, превосходную стойкость к эффекту кавитации.

Хотя технология по-прежнему имеет название Monosteal, в ней скрыт особый нюанс: поршень не монолитен, он собирается из двух элементов сваркой трением. Это позволяет существенно облегчить поршень и создать наилучшие условия для его охлаждения, изменить геометрию юбки поршня и, в итоге, выйти на все те требования автопроизводителей, которые прежде казались невыполнимыми: сокращение одновременно веса и высоты блока цилиндров при снижении стоимости производства, низкие трение и потребление масла.

В 2006 году поршень Monosteel стал лауреатом премии Automotive News PACE.

Преимущества поршней Monosteel:
• Поршень Monosteel - сваренная трением цельная конструкция, не требующая последующей обработки.
• Улучшенный большой канал охлаждения обеспечивает гораздо более эффективное охлаждение камеры сгорания и канавки первого поршневого кольца, и этим предотвращает утечку масла и газа из-за искажения канавки поршневого кольца.
• Более низкие температуры, что приводит к повышенной долговечности.
• Поршень имеет минимальное искажение геометрических параметров головки.
• Имеет превосходную прочность и охлаждение для удовлетворения требований по давлению цилиндра и тепловому действию двигателей EPA10 и Euro 6.
• Полноразмерная юбка для стабильной динамики поршня, уменьшающая риск кавитации гильзы и улучшающая уплотнение кольца.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дня
Nural из Турции. Поршни завтрашнего дня

Основное преимущество технологии Monosteel - увеличение прочности при очень высоких значениях давления сгорания и высоких температурах в двигателях большой мощности и промышленных дизельных двигателях. В производстве стальных поршней для тяжелонагруженных двигателей применяется процесс электрохимического закаливания обращенной в камеру сгорания поверхности поршня.

Nural Magnum Monosteel
Следующее поколение поршня Monosteel - Magnum Monosteel - еще один рывок вперед. Эта конструкция поршня уменьшает массу до 7% и включает в себя ключевые конструктивные особенности, которые уменьшают трение для улучшения экономии топлива и снижения выбросов.

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняNural из Турции. Поршни завтрашнего дня
Ключевые особенности:
• Эволюция Monosteel с улучшенной экономией топлива для автомобильных и промышленных дизельных двигателей.
• Уникальный дизайн двухрядной поршневой юбки Double-band, первый для современных дизельных поршней.
• Снижение трения на 17% по сравнению с традиционными стальными поршневыми конструкциями.
• Экономия топлива на 1% достигается за счет уменьшения возвратно-поступательной массы до 7% и сокращения до 40% площади юбки.

Nural EnviroKool
Подразделение Federal-Mogul Powertrain разработала первую в мире технологию охлаждения поршней при помощи интегрированной в поршень Monosteel герметичной камеры охлаждения. Технология, получившая название EnviroKool, позволяет безопасно поднять рабочую температуру поршня на 100°C (при использовании стальных сплавов с высокой стойкостью к окислению и защитным покрытием).

Nural из Турции. Поршни завтрашнего дняИсключительно эффективное охлаждение и минимальная масса - вот основные преимущества технологии EnviroKool, которая, в свою очередь, является вершиной эволюции проверенной временем технологии Monosteel. Интегрированная камера охлаждения заполняется маслом со специальными присадками и инертным газом, выдерживающими высокую температуру, а затем герметизируется.

Технология EnviroKool позволила Federal-Mogul Powertrain преодолеть ограничения по температуре, характерные для поршней с традиционными проточными масляными каналами охлаждения.

За счет отсутствия нагара в камере охлаждения эффективность рассеивания тепла остается на одинаково высоком уровне в течение всего срока службы поршня. Новая технология настолько эффективна, что расход масла для охлаждения поршней сокращается на 50%, снижается нагрузка на масляный насос, уменьшаются паразитные потери и повышается КПД двигателя. Тепло, отводимое от поршня посредством масла из форсунок охлаждения, является частью общего тепла, которое отводится через поршневой палец, юбку поршня и поршневые кольца.

Специалистами Federal-Mogul Powertrain уже проведено более 1400 часов испытаний двигателей тяжелой техники с поршнями EnviroKool Monosteel. Все разработки ведутся в сотрудничестве с некоторыми заказчиками: поршни создаются под двигатели, которые запланированы к выпуску в течение пяти следующих лет. Как показывает практика, поршень способен работать в экстремально "горячих" условиях высоконагруженных моторов самого последнего поколения и на перспективу.

EnviroKool - новейшая технология в череде успешных решений компании, призванных помочь выпускать двигатели и транспортные средства, выбрасывающие меньше вредных веществ в атмосферу, причем это никак не сказывается на их долговечности, надежности или рабочих характеристиках.

Александр Кельм, Киев - Арсланбей – Киев

Опубликовано в журнале autoExpert №4 2017. Использование материалов возможно только со ссылкой на источник.


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
 (голосов: 0)







Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.

Реклама

Календарь

«    Август 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

Опрос

Направление вашего бизнеса

Продажа автомобилей
Автосервис
Оптовая торговля автокомпонентами
Автомагазин
Автоперевозки
Другое


Архив

Август 2017 (36)
Июль 2017 (28)
Июнь 2017 (25)
Май 2017 (28)
Апрель 2017 (11)
Март 2017 (35)


Для размещения рекламы обращайтесь в рекламный
отдел по телефону:

+38 (067) 537-82-42