стань автором. присоединяйся к сообществу!
Лого Сделано у нас
40

Компания «Зенторн» разработала технологию для улучшения эксплуатационных свойств поршневых ДВС

Следи за успехами России в Телеграм @sdelanounas_ru

 © zentorn.com

Отечественный автопром и в частности двигателестроение в последние десятилетия переживали не лучшие времена. На российском рынке чувствуется явный пробел инноваций в этих отраслях. Мировая экономика развивается, вместе с ней развиваются технологии: когда наши отрасли находились в стадии стагнации — за рубежом научно-практическая работа не останавливалась. Двигателестроение является отраслью с высокой добавленной стоимостью конечного продукта, здесь затраты на НИОКР значительно выше, поэтому и отставание в сравнении с зарубежными технологиями больше. Тем не менее, прорывные решения появляются и в нашей стране.

Своего рода прорывом в отечественном двигателестроении стало изобретение компании «Зенторн» — одноименной технологии, базирующейся на стыке технологий: микродугового оксидирования, изотермической штамповки и порошковой металлургии.

В основе технологических разработок всегда закладываются 2 принципа: технический и экономический.

 © zentorn.com

Технический должен обеспечить растущие требования к элементам ДВС, а также технологические сложности, связанные с материалами и их обработкой, что не всегда возможно реализовать из-за ограничения резерва совершенствования материалов. В свою очередь, экономический подход должен минимизировать затраты, связанные с переоснасткой производства и обеспечивать экономию в эксплуатации готового изделия.

Каталитически-активный термобарьерный керамический модификационный слой на поверхности дна поршня и/или сферы и выпускных каналов головки ДВС и способ его формированияКаталитически-активный термобарьерный керамический модификационный слой на поверхности дна поршня и/или сферы и выпускных каналов головки ДВС и способ его формирования © zentorn.com

В рамках технологии «Зенторн» с успехом были реализованы оба этих принципа. В том числе была получена модель поршневого ДВС со штампованным поршнем с нирезистовой вставкой и термобарьерным керамическим покрытием. За счет применения электроплазменных и термических процессов было обеспечено поверхностное упрочнение сплава: достигнуто увеличение термоциклической стойкости и тепловой динамической защиты камеры сгорания ДВС (дна поршня и сферы головки цилиндра), работающих в условиях повышенных температур и давлений.

Технический эффект от использования штампованного поршня ДВС с нирезистовой вставкой и термобарьерным керамическим покрытием продемонстрировал:

  • повышение температуры в камере сгорания;
  • увеличение полноты сгорания топлива;
  • снижение уровня выбросов угарного газа (СО), углекислого газа (СО2) и углеводородов в окружающую среду /достигнута конверсия углеводородов до 40% для бензиновых двигателей;
  • уменьшение тепловой нагрузки на систему охлаждения и другие детали двигателя /предельная термостойкость модификационного слоя составляет до 490 °C в рабочем режиме, тепловой удар — до 2600 °C, теплоизоляция материала подложки — до 1 Вт*К/М;
  • увеличение КПД ДВС /возможно увеличение до 20% в форсированном режиме;
  • повышение надежности, износостойкого и эффективности работы штампованных поршней ДВС, твердость модификационного слоя составляет— до 2500 HV по Викерсу;
  • снижение общего веса и инерционности двигателя, по сравнению с двигателями со стальными и составными поршнями.

 © zentorn.com

Образцы с успехом прошли испытания, достигнут уровень готовности технологии TRL8. Технология «Зенторн» нашла применение в серийном производстве на ООО «ЧТЗ-УРАЛТРАК». Кроме этого технологией заинтересовались ПАО КАМАЗ и ОДК Авиадвигатель — подписаны договора о сотрудничестве.

Российский инновационный проект «Зенторн», начавшийся с первых экспериментов в 2014 году, также смог найти поддержку в лице Инновационного фонда «Сколково». Востребованность технологии легко объяснима — она не требует внесения каких-либо конструкционных изменений и позволяет совершенствовать имеющиеся модели ДВС, заметно улучшая их технико-эксплуатационные характеристики и увеличивая ресурс.

Существенным преимуществом технологии «Зенторн» является ее «сквозной» характер. Впервые использованная для улучшения эксплуатационных свойств поршневых ДВС, она находит применение в других сферах машиностроения, где также существует потребность в повышении прочностных и теплоизоляционных характеристик механических систем: авиастроении, нефтегазовой отрасли, судостроении, индустриальном и сельскохозяйственном машиностроении, пищевой промышленности и так далее.

В ближайшие годы компания «Зенторн» намерена выйти на международные рынки, включая Китай и Европу.

Источник:

http://zentorn.com/

https://www.fac...03394618530580/

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈

Источник: http://zentorn.com/
  • 1
    Нет аватара Gellius
    17.09.2109:14:52

    Есть ряд противоречий:

    1. Толщина покрытия (посмотрел на сайте) 150-200 мкм — производителям поршней придется перенастраивать линию для создания поршней с толщиной под данное покрытие.

    Тут же вопрос: разброс в толщине аж 50 мкм — это разве не критично?

    2. Теперь цитирую:

    «повышение температуры в камере сгорания;"

    «— уменьшение тепловой нагрузки на систему охлаждения и другие детали двигателя /предельная термостойкость модификационного слоя составляет до 490 С в рабочем режиме, тепловой удар — до 2600 С, теплоизоляция материала подложки — до 1 Вт*К/М;"

    Противоречий не видите? да, ок, Ваш слой не проводит тепло, но оно из камеры сгорания должно куда-то выходить — логично, что тепловая нагрузка ляжет на другие узлы и агрегаты двигателя.

    Я, конечно, диванный эксперт в этом плане, но был бы признателен, если бы Вы данные вопросы пояснили.

    • 0
      Clausson Clausson
      17.09.2116:14:51

      Не первое «революционное» с советских времен покрытие и думаю не последнее. Только что-о у всех с внедрением не очень. Хотелось бы быть оптимистом, но…

    • 0
      Нет аватара VyacheslavL
      06.07.2316:33:02

      Аналогичный вопрос возник: через какие детали тепло будет отводиться из камеры сгорания? Если керамическое покрытие теплоизолирует днище поршня, то отвод тепла через кольца значительно снижается. Следовательно основная тепловая нагрузка ляжет на головку блока цилиндров. Отсюда новый вопрос: каким образом обеспечить работоспособность узлов без изменения конструкции/применяемых материалов, если тепловая нагрузка на них возросла? Помню, что еще во время учебы на кафедре Э2 МГТУ им. Н.Э. Баумана (2006-2012 годы) нам рассказывали об экспериментах с керамическими поршнями, которые показали, что никакого эффекта от применения керамики нет.

      Тема в статье не раскрыта на самом деле. Рассказали бы, как прошли испытания на реальном двигателе? Какие показатели со стандартным поршнем, какие — с модифицированным? А то уж очень похоже на распил гранта Сколково   

      Про «увеличение КПД до 20% в форсированном режиме» я вообще молчу. Во-первых, непонятно о каком КПД идет речь (термический, эффективный)? Во-вторых, ребята не объясняют, за счет чего они КПД увеличивают? Термический КПД цикла Отто зависит от степени сжатия и показателя адиабаты. Для увеличения КПД нужно увеличивать степень сжатия и увеличивать показатель адиабаты. Увеличение степени сжатия — это изменение конструкции, плюс сильно ее не поднять из-за детонационных явлений. А показатель адиабаты, если не ошибаюсь, уменьшается с увеличением температуры газа. Для цикла Тринклера, по которому работают дизельные двигатели, в формуле КПД дополнительно участвуют степень прадварительного расширения и степень повышения давления, но суть все та же.

      Благодарю

      Отредактировано: VyacheslavL~18:40 06.07.23
  • 0
    Нет аватара termometrix
    17.09.2116:41:40

    Действительно, представленная технология очень продвинута в соответствии с опубликованными характеристиками испытаний.

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,