Ресурсосберегающие смазочные материалы с антифрикционными добавками

Уникальные смазочные материалы, ревитализанты, в несколько раз повышают надежность и ресурс механизмов.

Суть технологии заключается в том, что при внесении ревитализантов в штатные системы смазки механизмов и агрегатов, на поверхностях трения деталей, под воздействием нагрузок трения, формируется слой металлокерамического покрытия высокой прочности и износостойкости. Этот слой позволяет не только остановить процесс механического износа, но и восстановить уже накопленный износ рабочих поверхностей трения. Скорость изнашивания металлокерамического слоя снижается в 5 - 7 раз, коэффициент трения сопрягаемых поверхностей уменьшается в 1,5 – 3 раза, а их шероховатость - до 0,06 RА. Ревитализанты применяются в любых механических системах, где работают пары трения «металл-металл» (в т.ч. цветных): подшипниках любых типов, редукторах, компрессорах, насосах, двигателях внутреннего сгорания, гидросистемах и турбоустановках и не могут, ни при каких обстоятельствах, привести к нарушению их нормальной работы.

Выпускаемые уникальные автомасла, а также консистентные смазки общего и специального назначения, которые обладают высокими смазывающими, защитными, антизадирными, антифрикционными, термостойкими, высокооборотными свойствами.

Все смазки обладают эффектом восстановления износа, благодаря наличию ревитализанта. Смазки применяются взамен использующихся смазок и предназначены для использования в механизмах и агрегатах, эксплуатируемых в самых сложных и агрессивных условиях.

Экономический эффект достигается за счёт:

- снижения потребления энергии до 22% для энергоёмкого оборудования (редукторы, поршневые компрессоры и насосы);

- экономии топлива до 18%, снижения вредных выбросов в атмосферу по отдельным компонентам до 5 раз (в двигателях внутреннего сгорания средней и большой мощности);

- многократного повышения надёжности механизмов и их ресурса.

Сферы и сравнительная эффективность применения альтернативных видов топлива

Анализ путей и пределов снижения топливозатрат в подсистеме службы технической эксплуатации и службы перевозок

Существуют две основные концепции снижения расхода топлива: повышение общей эффективности узлов и агрегатов, чтобы обеспечить больше полезной работы при определенном расходе топлива, и снижение затрат энергии автомобиля на преодоление сопротивлений (инерции, аэродинамического сопротивления, сопротивления качению), а также на функционирование дополнительных потребителей энергии.

Практически на всех современных автомобилях применяются двигатели, работающие на бензине или дизтопливе. Около 2/3 энергии, получаемой при сгорании топлива, тратится в выхлопной системе, системе охлаждения и на преодоление сил трения. Теоретически бензиновые и дизельные двигатели могут преобразовывать всю топливную энергию в полезную работу. В действительности из-за термических и механических потерь, затрат энергии на работу различного оборудования КПД двигателей не превышает 40-50% у лучших дизельных двигателей. При этом часть полезной работы двигателя расходуется на преодоление сил трения в трансмиссии и других узлах привода. В результате только 12-20% исходной энергии идет на преодоление сопротивления движению.

Во время движения по городу режим работы двигателя постоянно меняется, что отражается на расходе топлива. Около 80% тратится на преодоление инерции и сил сопротивления качению, которые зависят непосредственно от веса автомобиля. Таким образом, масса автомобиля оказывает влияние на расход топлива, особенно при движении в городе. Поэтому задача снижения веса является ключевой в таких известных исследовательских проектах, как создание сверхлегкого кузова (ULSAB-AVC), партнерство по созданию автомобиля нового поколения (PNGV) и др.

Прогрессивные способы снижения расхода топлива

Очевидно, чтобы уменьшить расход топлива, необходимо снизить массу автомобиля, уменьшить сопротивление качению и аэродинамическое сопротивление. Но наибольшие резервы таятся в двигателе. Ниже приведены наиболее перспективные технологии и способы снижения расхода топлива.

Двигатель

• Снижение механических потерь. Значительно повысить КПД двигателя и уменьшить потери на трение можно с помощью улучшения качества изготовления деталей, оптимизации их конструкции, применения легких материалов, совершенствования моторных масел. Это позволит снизить расход топлива на 2-6% по сравнению с базовым двигателем.

• Многоклапанное газораспределение. Использование в двигателе схем с тремя, четырьмя, пятью клапанами на цилиндр дает возможность снизить потери на трение, повысить удельную мощность, уменьшить рабочий объем двигателя, повысить степень сжатия и снизить насосные потери. Экономия топлива может составить от 2 до 5% без ущерба для тягово-динамических характеристик двигателя.

• Регулируемые фазы газораспределения с изменяемой величиной подъема клапанов. Чтобы обеспечить более полную очистку цилиндров от продуктов сгорания и лучшее наполнение их горючей смесью, клапаны открываются и закрываются с некоторым опережением или запаздыванием. Моменты открытия или закрытия клапанов называются фазами распределения. Регулирование времени и величины открытия клапанов в зависимости от оборотов и режима работы двигателя (система Honda i-VTEC, Toyota VVT-I, BMW Valvotronic, Porsche VarioCam Plus) способствует снижению расхода топлива на 3-8%.

• Отключение части цилиндров при малых нагрузках. Отключение части цилиндров у двигателей с шестью, восемью и двенадцатью цилиндрами на холостом ходу или в случаях, когда максимальная мощность не требуется, позволяет сэкономить 3-6% топлива.

• Улучшение систем двигателя. Многие системы двигателя (система смазки и охлаждения, насос усилителя рулевого управления) могут быть оптимизированы для снижения потерь энергии и улучшения функциональности на всех режимах работы. Применение бортовой сети с напряжением 42 В, например, способствует снижению стоимости отдельных компонентов и систем двигателя, улучшает их характеристики. Улучшение систем двигателя позволяет снизить расход топлива на 1-2%.

• Уменьшение рабочего объема двигателя, применение наддува. Снижение расхода топлива может быть достигнуто путем уменьшения рабочего объема двигателя и увеличения удельной мощности за счет повышения давления в двигателе (турбокомпрессором или механическим нагнетателем). При этом необходимо предусмотреть оптимизацию работы систем трансмиссии, каталитических нейтрализаторов и прогрева двигателя. Ожидается уменьшение расхода топлива на 5 - 7%. Однако, когда данное решение осуществляют одновременно с введением многоклапанного распределения, возможна почти 10%-ная экономия по сравнению с двухклапанным двигателем.

• Электронное управление дросселированием двигателя. Последние достижения позволяют уже сейчас разрабатывать и осваивать производство систем электромеханического дросселирования двигателя, в которых отсутствует дроссельная заслонка (например, BMW Valvotronic). Система использует обычные каталитические нейтрализаторы, уменьшает насосные потери, что снижает расход топлива на 3-6% по сравнению с 4-х клапанным двигателем и на 6-12% по сравнению с 2-клапанным. Высокая цена и сложность таких решений пока ограничивают применение данной технологии в серийном производстве.

• Электронное (бескулачковое) управление работой клапанами. Дальнейшее развитие систем регулируемых фаз газораспределения идет по пути создания электромеханических элементов с электромагнитным управлением (Siemens, BMW). В некоторых случаях управление клапанами осуществляется гидравлической системой с электронным управлением (Ford). Кроме снижения насосных потерь, данная технология позволяет отключать цилиндры и использовать обычные каталитические нейтрализаторы. Экономия топлива достигает 5-10%.

• Изменение степени сжатия. У современных двигателей степень сжатия обычно ограничена значениями 10-10,5:1 из-за риска возникновения детонации при нагрузке. Изменение степени сжатия может дать значительную экономию топлива: высокая степень сжатия (13-14:1) повышает КПД при малой нагрузке, а низкая степень сжатия (8:1) позволяет двигателю работать без детонации на предельно высокой нагрузке. В настоящее время автопроизводители исследуют технологии изменения степени сжатия. Снижение расхода топлива составит 2-6%. Сложность таких систем, малый срок службы и стоимость пока не приемлемы для производства. Ожидаемый срок введения - 2008 год.

• Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском. Бензиновые двигатели, работающие на бедных и сверхбедных смесях (когда воздуха поступает больше, чем необходимо для сгорания топлива), имеют повышенный КПД. Двигатели с непосредственным впрыском (Mitsubishi GDI, Saab SCC, VW FCI, Ford DISI) дают возможность снизить расход на 10-15%. Однако при внедрении данной технологии возникает проблема нейтрализации выбросов оксидов азота. Бедная рабочая смесь ведет к повышению их содержания в отработавших газах. Возможно, проблема будет решена с помощью совершенствования системы рециркуляции отработанных газов.

• Дизельные двигатели с непосредственным впрыском. Применение в легковых автомобилях турбодизельных двигателей с непосредственным впрыском и общей топливной рампой (Common Rail) получило широкое распространение в Европе. Увеличение удельной мощности (более 70 л.с./л), снижение шума и вибраций, практически бездымные выхлопы двигателей последнего поколения повысили спрос на них. Высокий крутящий момент на низких оборотах двигателя и относительно пологая кривая крутящего момента также позволяют существенно улучшить ходовые свойства автомобиля. При этом расход топлива дизельных двигателей на 30-40% ниже, чем у бензиновых с распределенным впрыском. Основные проблемы, возникающие при освоении производства дизельных двигателей, - невыполнение норм выбросов оксидов азота и высокие цены (дизельные двигатели на 2-3 тыс. дороже).

Трансмиссия

• Пятиступенчатая автоматическая трансмиссия. Пятискоростная АКПП позволяет двигателю работать более эффективно, чем четырехскоростная. Ее применение способствует снижению расхода на 2-3%.

• Бесступенчатый вариатор (CVT). Несколько их типов производится в Европе, Японии и США (Honda и Toyota). Обычно в таких трансмиссиях применяются специальные ремни или цепи для передачи крутящего момента. Передаточное отношение плавно изменяется посредством двух шкивов различного диаметра. Сейчас разрабатываются и другие концепции вариаторов, имеющие более высокий КПД. В зависимости от типа вариатора и диапазона мощности двигателя технология CVT позволяет сократить расход примерно на 4-8%.

• Шестиступенчатая автоматическая трансмиссия. Усовершенствованные 6-скоростные АКПП имеют практически неограниченные возможности по передаче крутящего момента. 6-ступенчатые АКПП сокращают расход топлива на 1-2% по сравнению с 5-ступенчатыми. Но из-за высокой стоимости и сложности в управлении такие трансмиссии, видимо, будут использоваться в эксклюзивных и представительских автомобилях.

Кузов и другие узлы

• Снижение аэродинамического сопротивления. Дизайн автомобиля и пассивная безопасность существенно влияют на его аэродинамические свойства. Снижение аэродинамического сопротивления на 10% уменьшает расход топлива автомобиля на 1-2%.

• Снижение сопротивления качению. Прогресс в области изготовления шин направлен, прежде всего, на снижение сопротивления качению без ущерба для комфорта, устойчивости, управляемости и тормозных свойств. Вполне выполнимым считается снижение расхода топлива на 1-1,5%.

• Снижение веса автомобиля. Снизить массу без ущерба для пассивной безопасности и вместимости – трудная задача. Можно выделить три основные способа снижения веса:

- применение легких материалов;

- оптимальное размещение оборудования;

- применение новых технологий, позволяющих уменьшить количество или размеры оборудования.

• Бортовая сеть с повышенным напряжением. Большинство производителей планирует переход на 42-вольтовые электросистемы. Высокое напряжение снижает потери и повышает эффективность работы электрооборудования. Это также позволит внедрить такие новые технологии, как электроусилитель руля и др. Благодаря переходу на 42-вольтовые системы расход топлива может быть снижен на 1-3%

Стартер/генератор

• В условиях дорожного движения улучшение топливной экономичности можно получить с помощью отключения двигателя при работе на холостом ходу, временно переключая оборудование, например кондиционер, на электрические источники питания. Стартер и генератор, интегрированные в один узел, обеспечивают почти мгновенную остановку и запуск двигателя, и многие фирмы планируют в скором времени освоить производство такого узла. Отключение двигателя на холостом ходу дает 4-7% экономии топлива. Автомобили с гибридными силовыми установками и автомобили, работающие на топливных элементах, позволяют снизить расход топлива на 15-30%, но их широкое применение начнется не раньше 2015 года.