Деталь прес-набору; Rheinmetall Automotive
Основним розвитком в автомобільній промисловості є швидке збільшення кількості автомобілів у країнах, що розвиваються, та мегаполісах. Незалежно від цього, викиди СО2 в ЄС повинні становити лише 95 грамів на кілометр до 2020 року - тобто через три роки. Один із способів зробити це - використання легких будівельних матеріалів у двигунах із традиційним приводом.
Вони зменшують вагу автомобіля і, отже, витрату палива та викиди. Цьому протидіє тенденція збільшення ваги до посилення функцій комфорту та безпеки та проектування транспортних засобів як гібридів або використання важких батарей для електрифікації. Тому легка конструкція необхідна на всіх рівнях.
KS Kolbenschmidt GmbH та KS HUAYU AluTech GmbH - обидва належать автомобільному постачальнику Rheinmetall Automotive - мають багаторічний досвід лиття деталей двигуна з алюмінію. Вони мають інноваційні продукти з низькою вагою та рішення для ефективного зниження ваги, які постійно включають поршні, блоки двигуна та головки блоків циліндрів, а також легкі конструкційні деталі та шасі.
Відповідь К. С. Колбеншмідта на "проблеми з вагою" в конструкції двигуна - це концепція легкої поршневої конструкції Liteks, яка була спеціально розроблена для бензинових поршнів. "Понад 100 мільйонів поршнів Liteks було встановлено в транспортних засобах по всьому світу з моменту їх випуску на ринок у 2006 році і з тих пір зробили свій внесок у захист навколишнього середовища. Алюмінієві поршні постійно розробляються з урахуванням зростаючих вимог", - повідомляє Йохен Мюллер, керівник відділу розвитку Технологія. Наступне покоління, "Літекс-4", наразі готове до розробки серій. Його вже перевірили на функціональність та міцність із використанням найсучасніших методів. Окрім малої ваги, основна увага була приділена досягненню високих показників тертя. Для високоефективних програм найновіше покоління також доступне разом із кільцевим носієм та охолоджуючим каналом. Вимірювання на випробувальному стенді та подальше моделювання автомобіля призвели до зниження CO2 приблизно на 1,7 відсотка в NEDC завдяки меншому тертю та вазі.
Приблизно на десяту запальничку
При однаковому навантаженні двигуна останнє покоління може досягти ваги поршня, що приблизно на десять відсотків менше, ніж у попереднього покоління. Це однаково стосується як бюджетних застосувань, так і додатків з високим рівнем зарядки безпосереднім уприскуванням, які можуть бути адаптовані до високих теплових та механічних навантажень за допомогою кільцевих носіїв та охолоджувальних каналів. "Це зниження ваги стало можливим насамперед завдяки суворому подальшому розвитку особливостей концепції", - пояснює Мюллер. "Наприклад, криволінійна ступінь ступиці забезпечує гармонійний перехід до стінки коробки і, разом з двома ребрами в кожному з підрізів кільцевого поля, мінімізує напруження з боку камери згоряння. Також добре використовуються добре відомі матеріальні переваги високотемпературного сплаву KS309, завдяки чому товщина стінок зводиться до мінімуму щоб зменшити."
Алюмінієві блоки двигуна - це серцевина двигуна
Сучасні покоління двигунів повинні відповідати найвищим вимогам щодо міцності, жорсткості та довговічності. Поширене використання алюмінію як матеріалу для блоків двигунів стало майже само собою зрозумілим з цими розробками. KS HUAYU AluTech використовує свій десятилітній досвід лиття металу і таким чином виконує високі вимоги до конструкції та ливарної техніки сильно напружених компонентів. "Що стосується легкої конструкції, то не можна обійти картери циліндрів з алюмінію", пояснює д-р. Крістіан Клімеш, керівник відділу розвитку. "Альтернативою можуть стати блоки з сірого чавуну, які все ще використовуються; однак вони значно важчі. В останні роки вимоги до алюмінієвих блоків зросли ще більше. Це пов'язано із зусиллями виробників обладнання для подальшого зменшення викидів CO2 Це призвело до використання потужних, сильно заряджених двигунів ".
Для блоків двигуна без геометрій з підрізаними високими значеннями статичної та динамічної міцності постачальник покладається на власний, додатково розроблений процес лиття під тиском. Тут використовуються інтелектуальні вакуумні системи, охолодження цвілі та спеціальні технології розпилення. Це сучасне лиття під тиском забезпечує низькопоровий відлив, який можна відпалити розчином і покрити в області протектора. Клімеш пояснює: "Завдяки відповідній конструкції блоку двигуна та відповідній річній кількості одиниць лиття під тиском все ще є значно економічнішим, ніж інші процеси лиття".
Піскові стрижні, органічно та неорганічно пов'язані, використовуються для блоків двигунів з високим ступенем функціональної інтеграції, тобто з великою кількістю підрізів, наприклад для кріплень, таких як водяні та масляні канали. Оскільки охолоджувальні праски доводиться застосовувати в більшій мірі для лиття піску, щоб досягти найвищих міцнісних властивостей, з технічної точки зору постійне лиття під тиском та пісок наближаються одне до одного, так що виробник зупинив свій вибір на постійному литті під тиском низького тиску з високим рівнем піщаної серцевини.
Цей процес поєднує в собі переваги лиття під низьким тиском та лиття під тиском. Тут вже доведено чудову придатність покриття отворів циліндрів у великому виробництві.
Легкі ваги: шасі та компоненти кузова
Ще однією маніпульованою змінною для зменшення ваги автомобіля є особливо легкі литі алюмінієві деталі для шасі та кузова з алюмінію.За останні роки експерт з лиття цілеспрямовано розширив асортимент своєї продукції і вже отримав кілька замовлень. Виготовлення алюмінієвих конструкційних та шасі приносить не тільки вагу, але й переваги в процесі. Ваша здатність інтегруватися також відіграє певну роль. Наприклад, горщик для підвісних підкосів, за одну операцію, можна відлити з литого алюмінію. Якщо, навпаки, він виготовлений із сталі, то до двадцяти окремих листів потрібно зварити між собою.
У поточних проектах конструкційних компонентів використовується багаторічний досвід постачальника - при литті під тиском, а також при литті під низьким тиском з піщаними стрижнями. Клімеш: "Ми розробили для цього спеціальні концепції інструментів, щоб досягти найкращих властивостей компонентів шасі довжиною понад метр". Розподіл тепла та подальше, контрольоване затвердіння - це складні процеси, якими можна оволодіти лише з відповідним досвідом.
Кілька серійних замовлень вже були надійно заброньовані для алюмінієвих литих деталей; які виробляються на заводах у Німеччині та Китаї. Крім того, три серії від німецького виробника випускаються в Китаї; цей же компонент був у серійному виробництві для серії, виробленої в Німеччині з середини 2015 року. KS HUAYU AluTech проводить серійне виробництво підрамника задньої осі та несучого колеса, вилитого в лиття під тиском під низьким тиском, з середини 2016 року. Вже зроблені замовлення на проекти транспортних засобів у галузі електромобільності. Наприклад, німецький автомобільний виробник, що діє в усьому світі, уклав контракт на виготовлення корпусів для електродвигунів в легкових автомобілях. Загальний обсяг замовлення становить 100 мільйонів євро протягом семи років. Виробництво розпочнеться в середині 2018 року в китайському кольоровому компоненті KPSNC Kolbenschmidt Pierburg Shanghai, який також є частиною Rheinmetall Automotive. Розробка та доставка прототипу необхідного для цього легкого корпусу вагою лише близько двадцяти кілограмів відбулася на майданчику Некарсульм.
Також є замовлення від двох німецьких виробників на виготовлення корпусів акумуляторів. Вони виготовляються за допомогою процесу лиття під тиском у місцях в Німеччині та Китаї.