Лазерный мир

Рис.: Mahle разработала дизельные поршни для легковых автомобилей, изготовленные из алюминия, а также дизельные поршни из стали.

Mahle, партнер по развитию и поставщик для автомобильной промышленности, разработал новый производственный процесс, включающий лазерную сварку, который позволит использовать стальные поршни в дизельных двигателях легковых автомобилей.

Стальные поршни будут использоваться вместо алюминиевых поршней, нынешнего стандарта для мощных дизельных двигателей, и приведут к снижению расхода топлива и уменьшению выбросов CO2 из транспортных средств.
Новая технология производства решает проблему, которая, по словам Мэла, существует с момента изобретения самого охлаждаемого поршня: «Толстые стенки [поршневой группы] плохо рассеивают тепло и создают высокие температуры на ободе цилиндра», — говорится в сообщении компании о новом процессе. «С другой стороны, тонкие стенки могут привести к нежелательным высоким температурам на внутренней стенке поршневой группы, что приведет к образованию слоя углерода. Это действует как теплоизолятор и способствует — из-за чрезмерных рабочих температур — нежелательному износу и повреждению поршня и гильзы цилиндра ».

Эти проблемы могут быть решены с помощью поршневой группы с поперечным сечением в форме овала, которая направляет поток охлаждающего масла по оптимальному гидравлическому пути и обеспечивает равномерное рассеивание тепла, что делает невозможным перегрев. Однако такая конструкция возможна только при использовании процесса лазерной сварки, разработанного Mahle, который обеспечивает максимальную свободу проектирования поршневой группы. Как правило, сварка трением используется для изготовления поршней, однако накопление материала в канале охлаждения препятствует контролируемому направлению потока охлаждающего масла.

Поперечное сечение в форме овала позволит использовать стальные поршни в дизельных двигателях легкового автомобиля вместо используемых в настоящее время алюминиевых поршней, что снизит расход топлива и уменьшит выбросы CO2 автомобиля. Это связано с меньшим расширением стали по сравнению с алюминием, что положительно влияет на потери на трение и в конечном итоге уменьшает попадание масла в зону сгорания двигателя, что приводит к снижению выбросов частиц. Стальные поршни также могут иметь более короткую верхнюю поверхность и позволяют более длинный шатун из-за их низкой общей высоты. Меньший угол поворота более длинного шатуна приводит к меньшим боковым силам и меньшему трению в области юбки поршня.
Продажи группы Mahle составили около 12,8 млрд евро в 2017 году, и на тот момент в ней работало около 78 000 человек.

Компания: Mahle

https://www.lasersystemseurope.com/news/laser-welding-enables-use-steel-pistons-car-diesel-engines