журнал для КР по англ

Шестерня стартера с алмазоподобным углеродным покрытием

ваются специальным покрытием для минимизации трения между штоком клапана и направляющей. Пружины клапанов могут выдержать более высокие скорости благодаря остаточным компрессионным нагрузкам, вызванным азотированием. Азотирование обкладки цилиндров, коленчатых валов, головок поршней и клапанов уже стало стандартной процедурой при производстве дизельных двигателей.

Без покрытия невозможно

Если говорить о вспомогательных блоках, то это составные элементы современных систем впрыска с общим нагнетательным трубопроводом, которые особенно эффективны при использовании высокотехнологичных покрытий, а без покрытий их вообще невозможно представить. В результате использования альтернативных видов топлива, крышки нагнетательных насосов, которые до этого подвергались гальванизации, теперь надежно защищены от коррозии благодаря применению покрытий IONIT OX. Покрытия DLC Типа a-C:H-Me придают значительные преимущества, например, шестерням стартеров.

Их микропластичная структура не только предотвращает образование точечной коррозии, но и значительно сокращают потребление электроэнергии за счет уменьшения трения. В результате, становится возможным не только производство стартеров меньшего размера и веса, но и установка меньших по емкости аккумулятор-

Работа вала ведущей шестерни главной передачи, на котором установлена фрикционная передача в дифференциальной коробке скоростей, практически незаметна. В дополнение к высоким нагрузкам, необходимо обеспечить допуски в размере 10μм. Наряду с термообработанной сталью и хорошо скоординированной механической обработкой, процесс IONITOX является экономичной и надежной альтернативой для других, более дорогих процессов.

Необходимо предотвратить износ и коррозию в ходовой части автомобиля. Срок службы шаровых пальцев, обработанных в подразделении Sulzer Metaplas , превышает срок службы шаровых шарниров, установленных у большинства европейских автомобилей. В дополнение к превосходным антикоррозионным качествам, обеспечивается еще и снижение трения между поверхностью, обработанной IONIT OX, и втулкой ПОМ в шарнире. В настоящее время около 6070 миллионов шаровых шарниров обрабатываются данным способом по всему миру.

От тормозов до поводков стеклоочистителей

Ноу-хау подразделения Sulzer Metaplas по азотированию является востребованным и в области производства тормозных систем, где используется в качестве замены для придания износостойкости и защиты от коррозии хромированных тормозных поршней. Внешние накладки и тормозные диски успешно прошли

билей в Европе выпускаются с дизельными двигателями). Помимо снижения вредных выбросов, такой рост сопровождается предъявлением определенных требований, таких как уменьшение расхода топлива, увеличение выходной мощности и крутящего момента, и, касательно легковых автомобилей, создание более компактных двигателей из-за пространственных ограничений.

Уменьшение веса

Максимальное уменьшение веса картера в легковых автомобилях может быть достигнуто за счет полной замены чу- гуна на алюминий и за счет отказа от литых чугунных цилиндровых втулок. Эта задача может быть решена двумя способами. Первый способ основан на применении заэвтектического алюминиевого сплава с высоким содержанием кремния, который является дорогим и сложным в отливке и требует владения специальными хонинговыми технологиями. Второй способ предусматривает применение более дешевого алюминиевого сплава с хорошими литейными качествами и нанесение термически распыленного защитного покрытия непосредственно на стенку алюминиевого цилиндра. Предлагаемый метод позволит минимизировать необходимое расстояние между втулками цилиндров и создать очень компактную и легкую конструкцию блока цилиндров. На данном этапе Sulzer Metco предлагает недорогую, всесторонне проработанную технологию SUMEBore, на деле доказавшую свою эффективность и надежность. Более трех миллионов цилиндровых втулок были покрыты за последние пять-шесть лет, как в дизельных двигателях легковых автомобилей, так и в бензиновых высокопроизводительных двигателях гоночных автомобилей от F1, GP2, NASCAR и DTM до LeMans LMP1 дизель, MotoGP, и т.д.

Износ в цилиндре

Термически нанесенное покрытие на стенки цилиндра подвержено различ- ным видам износа при работе дизельного двигателя, таким как истирание и заусенцы, коррозия, отложение углерода на поршне и в камере сгорания, затирание сажей и золой, и т.д. В состав дизельного топлива входит сера. Даже дизельное топливо с низким содержанием серы содержит от 300 до 400 массовых долей этого вещества. При сгорании топлива в двигателе сера преобразуется в оксид серы (SOx). Кроме того, одним из основных продуктов сгорания углеродного топлива является водяной пар. Таким образом, выхлопные газы содержат в себе NOx, SOx, и водяной пар. Ранее наличие этих веществ не представляло угрозы, поскольку выхлопные газы оставались

Нанесение покрытия на зеркало цилиндра дизельного двигателя при помощи плазматрона F210 APS

очень горячими и эти компоненты выводились в газообразном состоянии. Однако если оснастить двигатель системой рециркуляции отработавших газов (EGR) для уменьшение содержания NOx, то выхлопной газ будет смешиваться с более холодным всасываемым воздухом и циркулировать в двигателе. Водяной пар конденсируется и вступает в реакцию с NOx и SOx, образуя туман из азотной и серной кислоты. Это явление усиливается при охлаждении потока EGR перед его возвратом в двигатель – охлажденный EGR. Это может привести к значительному коррозионному повреждению цилиндра за короткий промежуток времени .

Покрытие SUMEBore™

Sulzer Metco предлагает комплексное решение по устранению вышеуказанных проблем в цилиндровых втулках. Данное решение включает в себя производственную систему, стандарти-

Металлографическое сечение коррозионно-стойкого покрытия MMC для дизельных двигателей, работающих при высоких нагрузках (после напыления)

Покрытие

Чугунная втулка

зованную под данный сегмент рынка, материалы покрытия, изготовленные по специальному заказу и комплексное индустриальное ноу-хау, основанное на более чем десятилетнем опыте работы с технологией SUMEBore на различных рынках. Сегменты рынка, подпадающие под указанное решение, включают в себя небольшие блоки цилиндров (легковые автомобили), высокоскоростные дизельные двигатели/ втулки (грузовики), втулки средне- и низкоскоростных дизелей с диаметрами цилиндра, превышающими 500 мм. Пример оборудования SUMEBore, разработанного для повторной обработки втулок среднескоростных дизельных двигателей, показан на рисунке

. Подразделение Sulzer Metco разработало широкий ассортимент термических покрытий, наносимых на стенки цилиндров; и все они показали высокую устойчивость к трению, воздействию коррозии и истиранию. Варианты материалов приведены на рисунке . Эти материалы можно наносить на стальные, чугунные, алюминиевые или магниевые поверхности. Эти покрытия используют в виде порошков, что позволяет создавать смеси в зависимости от пожеланий клиента. И все это за достаточно невысокую стоимость. Порошки представляют собой частицы легированных металлов или композиты с металлической матрицей (MMC), смешиваемые из металлических и керамических порошков, или из чистых керамических составов. Наиболее перспективными и широко применяемыми в настоящее время составами являются MMC с содержанием керамики более 30% по весу.

Материалы и оборудование

Материалы наносятся путем плазменного напыления при атмосферном давлении (APS). Существует большое количество различных плазматронов, из которых всегда можно выбрать оптимальный для различных диаметров цилиндров. Они обеспечивают быстрое нанесение покрытий, , высокий расход материала и стабильность процесса. Плазматроны с максимальной производительностью могут наносить порошок со скоростью более 500 г/мин. Плазматрон F210 для нанесения покрытий на втулки цилиндров с небольшим диаметром показан на рисунке . Типовое металлографическое поперечное сече- ние коррозионностойкого и износостойкого покрытия MMC на чугунной втулке дизельного двигателя, работающего на повышенных нагрузках, представлено на рисунке . На рисунке изображена втулка цилиндра дизельного локомотива диаметром 317.5 мм после нанесения покрытия при помощи высокоэффективного плазматрона с расходом подачи 500 г/мин.

ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

Втулка цилиндра большого диаметра (317.5 мм) после нанесения покрытия

Подразделение Sulzer Metco обладает знаниями по всему процессу, начиная от предварительной машинной обработки, с последующей промывкой, активацией поверхности, плазменным нанесением покрытия, и заканчивая финишной обработкой поверхности при помощи алмазного хонинга (финишная обработка зеркала цилиндра). Для того чтобы была возможность предложить полноценный технологический процесс, Sulzer Metco установило партнерские отношения с поставщиками всего необходимого оборудования, не производимого на собственных производственных участках Sulzer Metco.

Подразделение Sulzer Metco, имея мировое присутствие, способно поставить комплексное решение SUMEBore, адаптированное к конкретным задачам заказчика, практически в любую точку мира. Услуга включает необходимую техническую поддержку для данного технологического процесса и техническое обслуживание на месте установки оборудования.

Питер Эрнст (Peter Ernst)

Sulzer Metco AG

Rigackerstrasse 16 5610 Wohlen Switzerland

Òåë.: +41 56 618 83 39 peter.ernst@sulzer.com

Расстановка насосов для восьмикратного испарителя

включений и волокнистых примесей в целлюлозно-бумажном производстве и других отраслях промышленности. Опыт и ноу-хау позволяют насосам и другому процессному оборудованию компании Sulzer эффективно и надежно работать в области производства биотоплива.

Биодизельное топливо производится за счет реакции переэтерификации из натурального масла и жира в метиловый эфир жирной кислоты (FAME). Переэтерификация – это процесс обмена алкокси-группы эфирного состава с другим спиртом. Для выполнения данного процесса подразделение Sulzer Chemtech предлагает базисные чертежи и основное оборудование, такое как насадки и внутренняя оснастка, статические миксеры и теплообменники. При помощи технологии Sulzer данный процесс становится гибким и может выполняться с различными количествами метанола и воды в сыром биодизельном топливе. Оба эти вещества являются загрязняющими веществами и должны удаляться из сырья. Sulzer гарантирует эффективное отделение биодизельного топлива с минимальной фракцией метанола. Во всем мире более 60 заводов по производству биодизельного топлива используют упаковочные материалы, корпусное оборудование и лотки компании Sulzer. Более 120 заводов по производству биоэтанола первого поколения обеспечиваются заказчиками Sulzer Chemtech. В Соединенных Штатах Америки подразделение Sulzer Chemtech занимает долю рынка, равную 60%.

Разработка непищевых источников

Процессы производства биотоплива второго поколения находятся в стадии испытания и демонстрации. Исследование процесса его производства направлено на разработку технологий, способных преобразовать целлюлозную биомассу в транспортное топливо. Целлюлозная биомасса включает в себя сельскохозяйственные или древесные отходы (стебли кукурузы, древесная стружка или другие быстрорастущие травы и деревья). Использование целлюлозной биомассы в качестве источ- ника для новых видов транспортного топлива имеет очевидные преимущес-

тва, однако эти материалы имеют различные структуры химических связей в отличие от пищевых культур, и их связи разрушить намного сложнее. Тем не менее, благодаря доступности такого сырья, топливо второго поколения будет играть важную роль в диверсификации мировых источников энергии и в ограничении выбросов парниковых газов в атмосферу.

Новые технологические процессы

Для производства этанола из целлюлозного сырья рассматриваются два основных технологических процесса: биохимический а и термохимический b. В первом случае (биохимический процесс) биомасса разбивается на сахара при помощи процессов предварительной энзимной и/или химической обработки с последующим преобразованием в этанол при помощи ферментации. Данный процесс подобен производству этанола первого поколения, поскольку целлюлозная биомасса также содержит в себе сахара. Тем не менее, эти сахара намного сложнее выделить по сравнению с сахарами, содержащимися в крахмальной биомассе, а некоторые из них сложно поддаются ферментации. Вторичным продуктом данного процесса является лигнин, который подвергается сжиганию для получения тепла и энергии, или его можно преобразовать в иные топлива

и побочные продукты.

Во втором случае биотопливо (и иные биопродукты) также могут производиться термохимическим способом из любой формы биомасс, содержащих углерод. При использовании данного подхода, исходный материал превращается в газ при высокой температуре для преобразования биомассы в синтетический газ (CO и H2), который затем преобразуется в биоэтанол или биодизельное топливо посредством различных процессов синтеза. Данный метод имеет особую важность, поскольку около одной трети целлюлозной биомассы,насыщенные лигнином, не могу быть легко преобразованы за счет биохимической обработки. В настоящее время общее количество энергии, необходимое для данного производственного процесса, может быть достаточно высоким, однако в некоторых случаях исходная биомасса может

ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

Помимо насосов, компания Sulzer предлагает также оборудование и иные изделия, необходимые для выполнения данных процессов

Разделительная колонна в установке по производству этанола работает в очень сложных условиях. Чистый лоток (верх) и лоток в башне пивного брожения

Тарелки Sulzer V-Grid™ являются промышленным стандартом для биохимических колонн. Тарелки V-Grid очень устойчивы к отложению твердых частиц из ферментированной жидкости, подаваемой в дистилляционную линию. Это качество продлевает срок службы и экономичность установки

Благодаря уникальной геометрии, структурированная насадка Sulzer MellapakPlus™ большой вместимости показала себя очень эффективной в снижении капитальных и операционных затрат для установок по производству этанола. Данная насадка используется в дистилляционных линиях и для ограничения загрязнения воздуха

«Если бы Господь хотел, чтобы у животных были колеса, сначала он построил бы дороги» – заявил американский биолог Ричард МакКорт (Richard McCourt). И это правда, поскольку наличие дорог или рельсов является определяющим для эффективного использования колес: чем тверже и ровнее несущая поверхность, тем меньшее возникает сопротивление в процессе вращения колеса. Для поиска примеров качения в природе необходимо обратить внимание на районы с ровной и плотной поверхностью, такие как саванны или пустыни.

Катящиеся навозные шарики

Данный тип местности является домом для созданий, которые знают секрет движения качения: навозных жуков. Они скатывают навозные шарики и прячут их в подземные норки. Этот навоз служит жукам и источником питания. Шарики, скатанные жуками, могут достигать пяти сантиметров в диаметре – в три раза больше и в 20 раз тяжелее, чем сам жук. Эффективность транспортировки качением четко подтверждается тем фактом, что навозный жук способен перемещать свою тяжелую ношу со скоростью около 20 см/сек. В 1990 году биолог Йох Хеншель (Joh Henschel) открыл «живое колесо» в песчаных дюнах пустыни Намиб в югозападной Африке: Carparachne aureoflava, паук-колесо. Огромные песчаные дюны являются местом его обитания; он скрывается в норах, прорытых в дюны на глубину до 50 см. Узкий туннель нелегко откопать в постоянно перемещающемся песке, однако у паука это получается благодаря непрерывной обкладке шелком стенок туннеля для их фиксации в процессе копания. Чтобы защититься от хищников, он закрывает вход в норку смесью песка и шелка. Наружу паук выходит ночью, чтобы поохотиться на насекомых.

Большая паровая турбина для электростанции проходит низкоскоростную балансировку в сборочном цеху. Стенд для

низкоскоростной

балансировки

можно

использовать для испытания вращающихся установок весом до 50 тонн при 500 об/мин

Низкочастотная балансировка проводится для большинства типов и размеров механизмов. Различаются только контролируемые элементы и используемые измерительные системы.

Большинство людей хорошо знают балансировочную машину, используемую для балансировки автомобильных колес, в которой грузик крепится к диску колеса для компенсации дисбаланса.

Сбалансированное колесо обеспечивает водителю ощущение комфорта на дороге, независимо от скорости движения автомобиля.

Для низкоскоростных роторов с жестким валом, не имеющих негативной истории эксплуатации, обычно достаточно низкочастотной балансировки в производственном помещении .

Такие роторы обычно работают на скоростях, не достигающих первой крити- ческой скорости вращения .