Двигатель поршневой индустрии

Вы здесь

  • В последние два десятилетия мировые производители автокомпонентов активно приобретают и развивают, открывают новые производства в Восточной Европе, или переносят ближе к нашим границам заводы из Германии и других стран Старой Европы. Так у наших ближайших соседей оказались размещены многие их наиболее современных и высокотехнологичных заводов. Не стала исключением и компания Federal-Mogul.

    Входящий в подразделение Federal-Mogul Powertrain самый крупный завод по производству поршней расположен в польском городе Гожице.

    Завод в Гожице был основан в 1938 двумя предпринимателями из Варшавы для производства деталей, применявшихся в авиастроении. После окончания Второй мировой войны завод был национализирован, в 1948 расширен, в 1959 начал производить первые поршни для автопрома. В 2001 году производство было приобретено корпорацией Federal-Mogul.

    Сегодня это уже совсем не тот завод, который Federal-Mogul приобрела у польского собственника. Собственно, теперь завод в Гожице — самая большая площадка по производству поршней в активе Federal-Mogul. Площадь, занимаемая предприятием, составляет 33 гектара. Работают на заводе 2200 сотрудников, обеспечивающих производство 25 миллионов поршней на сумму в 300 миллионов долларов (по итогам 2014 года). Это ни много ни мало, около 70 тысяч поршней каждый день! Для сравнения — в 2002 году завод произвел всего 4 миллиона поршней, хотя это цифра тоже немалая.

    На заводе производятся поршни для множества применений. Львиная доля продукции — 14 миллионов единиц, это поршни для бензиновых автомобильных двигателей. 10 миллионов — поршни для легких дизелей. И один миллион — поршни для высоконагруженных дизелей тяжелой техники. Вообще, Federal-Mogul производит поршни для всех транспортных средств, использующих поршневые двигатели: от мотоциклов до небольших самолетов и вертолетов, от карьерной техники до морских судов, а также для дизельных генераторов и индустриальных машин.

    Кроме собственно поршней завод в 1994 освоил производство вставок из коррозионностойкого чугуна (нирезиста) для усиления канавки поршня верхнего (первого) компрессионного кольца (для усиления алюминиевого поршня против вырывания при больших нагрузках).

    Эта технология применяется в большинстве грузовых автомобилей. На заводе применяются все новейшие технологии, которые глобально используются Federal-Mogul в производстве специальных высокотехнологичных поршней для современных двигателей. А стоит напомнить, что ежегодно Federal-Mogul полу­чает порядка 3000 патентов, значительная доля которых относится именно к деталям для двигателей, в чем этот производитель однозначно — лидер и эксперт мирового уровня.
    Учитывая объемы производства, разнообразие продукции и применяемых технологий, на заводе большой штат инженеров и специалистов, работающих в более чем двух десятках отделов. Дело в том, что организация системы управления заводом весьма интересная — разделенная по направлениям: для газовых двигателей, легковых дизельных, бензиновых легковых, дизельных высоконагруженных. И каждое подразделение, на уровне управления — как отдельное предприятие.

    В каждом из подразделений свое руководство, инженеры, управление логистикой, поставками сырья и пр. То есть нет такого, что один человек занимается любыми поршнями — специализация залог качества и эффективности. Сотрудники каждого подразделения специализируются на материалах, технологиях, процессах, необходимых для производства поршней определенной категории, чем и достигается их максимальная компетентность в конкретной области применения.

    Завод в Гожице 99% произведенной продукции отправляет автопроизводителям. Исходя из этого понятно, что здесь речи о каких-то отличных от оригинала поршнях для вторичного рынка вестись не может — это было бы попросту экономически нецелесообразно. Естест­венно, у Federal-Mogul есть заводы, на которых производятся поршни более ранних конструкций, затребованные на вторичном рынке. Соответственно, те заводы в большей мере работают на афтермаркет, но и там производство поршней для рынка запчастей под брендом Nüral составляет не более 10%. Впрочем, даже такие показатели работы на ОЕМ не означают, что Federal-Mogul закрывает своей продукцией весь модельный ряд автопроизводителей.

    В некоторых странах антимонопольное законодательство запрещает автопроизводителям иметь только одного поставщика комплектующих определенной группы. Тем не менее, поршни в наиболее продвинутых двигателях — чаще именно от Federal-Mogul. Только этот завод в прошлом году покрыл 6% мирового производства поршней для новых автомобильных двигателей. И это неудивительно, если перечислить инновационные технологии их производства, в том числе применяемые и на этом заводе.

    Так, разработанная в техническом центре Federal-Mogul, расположенном в Нюрнберге (Германия), технология DuraBowl представляет собой сложный процесс повторной расплавки кромки камеры сгорания. Это значительно повышает температурную устойчивость алюминиевого поршня. Ведь в сверхмощных дизельных двигателях со значительно уменьшенными размерами, 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.

    Конструкторы 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. Поршни для дизельных двигателей, изготовленные по технологии DuraBowl компании Federal-Mogul, были впервые применены в июне 2009 г. в автомобильном подразделении Mercedes-Benz корпорации Daimler в дизельных двигателях легковых автомобилей.

    Отмеченный наградами поршень Nüral Monosteel стал стандартом для сверхмощных дизельных автомобилей. Следующее поколение, Magnum Monosteel, — это еще один рывок вперед: масса поршня уменьшена до 7%, а трение — до 17% благодаря уникальному дизайну юбки поршня «Double-band» (две полосы). В производстве стальных поршней для тяжелонагруженных двигателей применяется процесс электрохимического закаливания обращенной в камеру сгорания поверхности поршня. В алюминиевых поршнях для дизельных двигателей применяется специальное усиление в месте контакта с пальцем шатуна.

    Технология EcoTough — благодаря использованию покрытия из твердых смазочных материалов, таких как графит и дисульфид молибдена с углеродным волокном, трение снижено до 18%, и повышается износоустойчивость. Такие поршни, выпускаемые для вторичного рынка под маркой Nüral EcoTough, применяются для существующих двигателей как альтернативная замена при ремонте. При эксплуатации автомобилей с такими поршнями автовладелец получает уменьшение расхода топлива, выброса вредных газов, а также увеличенный срок жизни мотора при условии выполнения регламентов завода производителя.

    Овальная форма юбки поршня Nüral Elastoval обеспечивает оптимальную посадку юбки поршня в цилиндре и адаптирует ее под изменения нагрузки. Вместе с высокой геометрической стабильностью и минимальным весом поршня это обеспечивает повышенную долговечность, уменьшенное трение и непревзойденную износоустойчивость поршней Elastoval.

    Самая новейшая технология — поршни для бензиновых моторов Elastomeric. Это первый поршень с каналом охлаждения для бензинового двигателя. К числу преимуществ поршней Elastomeric необходимо отнести высокую износостойкость и способность выдерживать высокие температуры. Залогом таких характеристик стало использование вставки из нирезиста в канавке первого компрессионного поршневого кольца, а также овальной юбки с покрытием EcoTough.

    Использование системы охлаждения поршня позволило снизить температуру головки поршня на 25-30°C, а температуру в зоне канавки верхнего поршневого кольца уменьшить на 60°C. Снижение температуры позволяет снизить износ поршневых колец и, соответственно, увеличить их срок службы. Поршни Elastomeric применяются в высоконагруженных бензиновых двигателях с непосредственным впрыском топлива и нагнетателем, в высокофорсированных малогабаритных двигателях, а также в двигателях, работающих в режиме «старт-стоп» и с отключением цилиндров.

    ЭКСКУРСИЯ ПО ЗАВОДУ

    Наша экскурсия по заводу в Гожице, честно говоря, получилась немного «скомканной». Дело в том, что у большинства визитеров польская виза заканчивалась в тот же день, и пересечь границу, до которой надо было еще доехать, требовалось до полуночи. А завод действительно огромный! Поэтому подолгу останавливаться на каждом этапе производства — не получилось. Тем не менее, представление о заводе составить можно, особенно когда есть с чем сравнивать.

    Работа над поршнем начинается с обработки сырья. Полученный от поставщиков алюминий переплавляется. Во время плавки к нему добавляются необходимые компоненты для создания необходимой структуры сплава для будущих поршней. И только после этого сплав поступает на участок литья заготовок поршней.

    Процесс отливки заготовок автоматизирован. Робот в форме пятиметровой руки, установленный за сетчатым ограждением, заливает металл в формы и выдает заготовки. Рабочий контроли­рует форму заготовки, если есть недостаток — заготовка уходит на переработку. Таких роботов удалось увидеть до десятка, но, возможно, в целом на заводе их и больше.

    Линии металлообработки закрытые, автоматические. Заготовки моются, очищаются — и отправляются внутрь длинного конвейера, а с другой стороны выходят уже обработанные поршни, с проточенными канавками. Поршни снова очищаются и отправляются на участки для нанесения покрытий, например графитовых на юбку поршня, или других операций, улучшающих их свойства.

    Очень интересная операция — сваривание составного 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 и происходит их сварка. Весь процесс фиксируется на видео, и хранится в архиве. Чтобы потом при необходимости можно было проверить, как сваривался конкретный поршень — раскрутка, трение, разогрев и соединение.

    Другой станок выполняет электрохимическую операцию. Она связана с обработкой поверхности посадочного места для пальца шатуна. Допуск шероховатости составляет 2-3 микрона. Металлообработкой такого не добиться, поэтому электрохимическим способом осаждается металл, пока не будет получен нужный размер. Так гальванизацией выводится нужная геомет­рия.

    Поршни двигаются по транспортерам из роликов, при этом каждый поршень ставится в пластиковую защитную обойму, чтобы не катился сам по роликам и не повреждался при этом. Мы видели тысячи таких форм.

    Обо всех процессах здесь не рассказать. Одни процессы полностью автоматизированные, другие полуавтоматические — люди выполняют некоторые работы. В цехах очень много машин, оборудования, все установлено очень плотно. Federal-Mogul все время улучшает производственные мощности, завод очень перспективный, и несколько заводов сюда перенесли из Германии, Франции и Италии. Строится новый цех, куда будет перенесено оборудование с завода в Нюрнберге, и к концу года будет запущено производство.

    Когда разрабатывается новая технология или конструкция поршней, то определенное производственное оборудование, специфическое для этих поршней: пресс-формы, инструменты, Federal-Mogul производит сам для себя, чтобы не передавать технологии сторонним организациям. Есть такие цеха по производству оснастки и на этом заводе.

    Оборудование выглядит достаточно новым. Конечно, кроме явно новейших станков есть и не вчера выпущенные, однако для промышленного оборудования это нормально. Заводы каждый год никто полностью не переоснащает. В обязательном порядке заменяется то оборудование, которое уже не может на должном уровне выполнять операции в соответствии с новыми технологическими требованиями. В целом стоит отметить, что на фоне заводов других компаний, посещенных нами, все оборудование на этом заводе по промышленным критериям можно смело отнести к новому.

    А вот людей на заводе, как для таких пространств (цеха по размеру как футбольные стадионы, если не больше) — непривычно мало. На участке производства стальных поршней для тяжелых грузовиков люди есть — не потому что у робота не хватит силы, а потому что надо произвести множество измерений, которые пока могут сделать только люди. Вообще больше всего людей мы видели именно на участках контроля. А надо отметить, что все 100% производимых поршней проверяются по 26 показателям.

    После проверки поршней производится комплектация их кольцами Goetze, произведенными на других заводах компании Federal-Mogul. Кольца проходят входной контроль, каждый поршень фотографируется, на нем наносится необходимая маркировка. Каждый уровень поршней в коробке перекладывается пластиковым поддоном с ячейками для поршней, чтобы они не ерзали и не повреждались при транспортировке (т.е. не соломой и не картоном, как это может иметь место в Китае). Перед упаковкой каждый поршень оборачивается каким-то серебристым материалом — видимо, для защиты от микроповреждений.

    На протяжении года завод посещает много клиентов представителей производителей автомобилей и двигателей, которые инспектируют качество и производственные процессы. Вероятно они, так же как и мы — интересуются процентом отбраковки. Это важный показатель, при этом важно не столько то, много или мало отбраковки, а чтобы отбраковывалось все, что не соответствует требуемым параметрам. Средний процент отбраковки на этом заводе составляет 3% в процессе производства.

    Другими словами, при производстве 1000 поршней несколько штук снимается на этапе отливки заготовки, потом после металлообработки, потом после нанесения покрытия, всего в сумме 30. Отбраковки на отливке сравнительно много — процесс заливки и застывания металла имеет свои особенности. Там, где используются машинные операции (автоматические процессы) — там много «жестких» пунктов автоматического контроля. При этом на финальном контроле процент отбраковки — единицы на миллионы. Для этого и существует многоуровневый процесс контроля качества.

    Конечно, многое зависит от сложности конструкции поршней, которые бывают и очень сложные, и простые. При производстве поршней сложной конструкции отбраковка может быть 3%, простых — 0%. Подчеркиваем — это не на финальном этапе, это вообще суммарно на всех этапах производства. Если Elastomeric — то по этим поршням может быть до 8%, поскольку это новая технология, которую надо отработать. На этом заводе вообще производится много типов поршней, которые на вторичный рынок пока не поступают. Хотя со временем, конечно, по мере старения сегодняшних новых автомобилей, и они начнут производиться для афтермаркета.

    В целом впечатления от посещения завода у нас остались более чем положительные. Чувствуется железный порядок, отлаженность всех процессов и атмосфера высоких технологий. Оборудование работает хоть и шумно, но как-то спокойно и единообразно, как часы, все делается с четкой размеренностью. Завод работает как один целый механизм, выдающий несколько поршней в секунду. Для того, чтобы владельцы новых автомобилей и покупатели продукции Nüral для ремонта своих автомобилей — всегда могли четко и уверенно прибыть в пункт назначения.

    сообщить о проблеме
    Если Вы владелец или представитель марок, которые упоминаются в статье, либо имеете непосредственное отношение к ее теме и считаете, что информация некорректна, сообщите нам об этом - мы обязательно примем меры

Добавить комментарий