Ультрапрочные материалы для снижения деформации гильз цилиндров двигателей тяжелой техники

Компания Federal-Mogul Powertrain поставляет гильзы цилиндров диаметром от 100 до 190 мм для производства двигателей, предназначенных для установки на внедорожные машины, суда и генераторные установки.

Компания Federal-Mogul Powertrain, подразделение корпорации Federal-Mogul Holdings Corporation (NASDAQ: FDML), первой запустила серийное производство гильз цилиндров, изготовленных из ультрапрочного чугуна. Эти детали, созданные из специального чугуна с вермикулярным графитом (GOE330), показали снижение деформации на 27 % при максимальном боковом давлении поршней (по сравнению с используемым сейчас чугуном). Из этого материала производятся гильзы диаметром от 100 до 190 мм.

«Деформация под нагрузкой ухудшает уплотнение между гильзой и поршневыми кольцами, что приводит к повышенному расходу масла и износу, — объяснил Жан-Мария Оливетти (Gian Maria Olivetti), директор по технологиям Federal-Mogul Powertrain. — Если повысить растяжение поршневых колец для компенсации, то одновременно с этим повысится трение и расход топлива.

Разрабатывая новые материалы для гильз цилиндров, отличающиеся повышенной прочностью и твердостью, мы даем возможность нашим клиентам — производителям тяжелой техники — повысить максимальное давление в цилиндрах и сделать двигатели более эффективными, — продолжил г-н Оливетти. — Кроме того, появляется возможность закладывать в конструкцию более тонкие гильзы, что позволяет уменьшить размеры силовых агрегатов».

Модуль упругости (модуль Юнга) материала GOE330 более чем на 15 % выше, чем у применяемого в настоящее время материала для гильз высокопрочного чугуна, а усталостная прочность выше примерно на треть. Но разработки на этом не завершаются: планируется продолжить исследования в области повышения прочности и твердости материала.

Предположение о деформации гильзы, сделанное на основании калиброванного моделирования по стандарту FEA.

Преимущества сверхвысокопрочных гильз цилиндров первыми оценили производители двигателей для внедорожной — строительной, сельскохозяйственной и промышленной — техники. Компания Federal-Mogul Powertrain также ожидает проявления интереса со стороны производителей мощных двигателей для судов, генераторных установок и магистральных грузовых автомобилей.

Специалисты компании Federal-Mogul Powertrain накопили огромный опыт разработки материалов для гильз цилиндров, а также всеобъемлющего моделирования и анализа для оптимизации гильз под новые варианты применения с различными термическими и механическими нагрузками. Параллельно с этим еще до тестов в двигателях проводятся испытания на стенде Hydropulser — собственной разработки компании. С его помощью можно воспроизвести усталостную нагрузку от бокового усилия поршней.

Чтобы гарантировать соответствие всех произведенных гильз высочайшим стандартам эталонных образцов, в компании Federal-Mogul Powertrain используется передовое высококачественное производственное оборудование для контроля за соблюдением допусков и хонингования. Не менее тщательно проведенные уже после производства замеры позволяют подтвердить получение заданных размеров и формы.

«Мы понимаем, что приоритеты для конкретных вариантов применения и рынков сбыта могут различаться, поэтому и предлагаем альтернативные решения, — сказал д р Фолькер Шерер (Volker Scherer), руководитель подразделения Liners компании Federal Mogul Powertrain. — Для некоторых наших клиентов гильза цилиндра — это продукт, ключевыми качествами которого являются стоимость и доступность на рынке. Для других же важны механические качества (как в случае с материалом GOE330) при проектировании более сложных конструкций с большими нагрузками. Но, независимо от подхода, мы в любом случае можем предложить нашим клиентам полный оптимизированный комплект, включающий гильзу, поршень и поршневые кольца».

Образцы гильз можно будет увидеть на стенде С28 в зале 13 в рамках Международной выставки коммерческого транспорта в Ганновере (Германия), которая пройдет с 21 по 29 сентября 2016 года.

Источник: http://ua.motofocus.eu