Dzinēja detaļas un blīvējumi
DRiV seminārs

Uzņēmuma  Inter Cars organizētajā seminārā DRiV pārstāvis Maksims Aranovs pastāstīja par jauna uzņēmuma izveidošanu pēcpārdošanas pakalpojumu tirgum, tajā ietilpstošajiem zīmoliem un ražotās produkcijas sortimentu, tehnoloģiskajām inovācijām, kā arī autoservisu speciālistiem noderīgām tehniskajām niansēm. Semināra tematikā tika iekļauta vieglo automobiļu un komerctransporta sfēra.

DRiV Incorporated izveidots pēc Tenneco Inc. sadalīšanas divos neatkarīgos uzņēmumos. Savukārt Tenneco sastāvā ietilpa uzņēmums Federal Mogul, kam arī ir plašs zīmolu sortiments. Pēcpārdošanas apkopes tirgū DRiV Incorporated pārstāv šādas tirdzniecības markas: Ferodo (bremžu sistēma), Jurid, Beral, Wagner QS (bremžu sistēma − komerctransports), Champion: vieglajiem automobiļiem – aizdedzes komponenti, filtri, komerctransportam – apgaismojuma spuldzes. Stūres sistēmas un piekares detaļas pārstāv zīmoli MOOG un Monroe.

Semināra tēmai atbilstošās dzinēja detaļas un blīvējumus pārstāv vairāk zīmoli. Virzuļi – Nüral, gredzeni un čaulas − Goetze, vārstu un izciļņu mehānismi – AE, ieliktņi un bukses − Glyco, blīvējumi − Goetze un Payen. Zīmols Payen sākotnēji piederēja frančiem, bet vēlāk kļuva par britu zīmolu. Pastāv viedoklis, ka Payen ir zemākas klases zīmols, bet tas tā nav: Goetze un Payen ir līdzvērtīgi, un šobrīd blīvējumu detaļu segmentā notiek Goetze zīmola aizstāšana ar Payen.

Šajā segmentā ir vērts pieminēt arī samērā jauno FP Diesel. Tas ir specializēts zīmols: dzinēju detaļas jaudīgām kravas automašīnām, celtniecības un lauksaimniecības tehnikai, kā arī rūpniecības iekārtām. Sortiments lielākoties aptver Amerikas markas: John Deer, Caterpillar, Cummins, Perkins utt.

Otrreizējam tirgum paredzētās detaļas, par spīti citādam marķējumam, tiek ražotas pēc tām pašām tehnoloģijām, un tām tiek veikta tāda pati kvalitātes kontrole kā detaļām, kuras piegādā autorūpnīcu konveijeriem. Pašreiz galvenais tiešsaistes katalogs dzinēja detaļu izvēlei ir www.drivparts.com. Noklikšķinot uz cilnes Engine, logs mainīsies, kļūstot līdzīgs tecdoc, kas daudziem ir daudz ierastāks.

Cilindru čaulas

Otrreizējam tirgum Goetze piegādā slapjās un sausās čaulas, pirmās parasti dīzeļdzinējiem, otrās – benzīna dzinējiem. Slapjās čaulas, kas uzstādāmas ar spraugu, tiek izgatavotas galīgajā izmērā, izmantojot honēšanu. Sausās čaulas tiek piegādātas pusgatavā stāvoklī, bez honēšanas, jo presējot neizbēgami rodas neliela deformācija, tāpēc honēšana jāveic vēlāk.

Sausā tipa čaulām pusgatavā versijā (bez honēšanas) faktiskais iekšējais diametrs būs mazāks nekā katalogā norādītais galīgais izmērs, saskaņā ar kuru čaulas ir jāizvirpo. Ir gadījies, ka klienti to nav pamanījuši un atsūtījuši čaulas ar reklamāciju par izmēru neatbilstību.

Goetze regulāri ievieš dažādas inovācijas. Piemēram, pirms kāda laika tika mainīts ražošanas process, un tagad čaulām nav nepieciešams uzklāt konservācijas pārklājumu. Tas tika panākts, ar plazmu 5...8 mikronu biezumā izsmidzinot metālnitrīda pārklājumu, kas ne tikai aizsargā čaulas no korozijas uzglabāšanas laikā, bet arī piešķir papildu stiprību. Virsmas stiprinājums ir aptuveni 600 vienību pēc Vickera. Pēc jaunajām tehnoloģijām ražotajām čaulām ir sudrabaina tērauda krāsa – atšķirībā no iepriekšējās pelēkmelnās.

Visas Goetze čaulas tiek izgatavotas ar plakanvirsmas honēšanas tehnoloģiju. Mikroskopā var redzēt, ka parastās honētās detaļas virsma nav ideāli gluda: ir smailes, iedobumi. Berzes gadījumā minētās smailes pārkarst, kļūst trauslas, lūstošas, atšķeļas – rezultātā veidojas metāla putekļi: aktīva nodiluma produkts. Plakanvirsmas honēšanas gadījumā smailes ir nolīdzinātas, tāpēc slīdēšanas virsma sanāk lielāka, bet nodiluma produktu – mazāk. Tostarp iedobumi paliek: tie vajadzīgi eļļas noturēšanai. Plakanvirsmas honēšana būtībā aizstāj sākotnējo piestrādes periodu.

Virzuļi

Mūsdienu dzinēji ir visai termonoslogoti, un tajos arvien vairāk tiek izmantoti virzuļi ar eļļas dzesēšanu – tas ļauj samazināt temperatūru virzuļa augšējā daļā par 60...70ºС. Vieglo automašīnu dīzeļdzinējiem un vieglajam komerctransportam Nüral ražo virzuļus pēc Durabowl tehnoloģijas.

Tā ir alumīnija atkārtotas kausēšanas tehnoloģija virzuļa visvairāk noslogotajā daļā: gar degšanas kameras malu. Materiālu izkausē ar plazmas staru un pēc tam ļoti ātri atdzesē. Alumīnija sakausējumā ir silīcija kristāli, kas pēc atkārtotas kausēšanas samazinās desmit reizes, uz materiāla virsmas veidojot blīvu, smalkas dispersijas struktūru.

Ražojot alumīnija virzuļus vieglo un kravas automašīnu dīzeļdzinējiem, Nüral izmanto jaunu materiālu – alumīnija sakausējumu duraform-G91. Pateicoties šim sakausējumam, tiek panākta izturības palielināšanās, konkrētāk – par 8% augstāka nogurumizturība 200...400ºС temperatūru diapazonā. Visiem alumīnija virzuļiem ražošanas laikā tiek veikta 100% ultraskaņas kontrole, lai noteiktu slēptos defektus: mikroplaisas vai dobumus kritiskās virzuļa zonās.

Šī struktūra palielina virzuļa ilgizturību gandrīz piecas reizes, kā arī ļauj tam izturēt ievērojami lielākas slodzes. Šāds risinājums ļauj izvietot eļļas dzesēšanas kanālu maksimāli tuvu augšējā virzuļu gredzena kanāliņam, nebaidoties no virzuļa saplaisāšanas. Tehnoloģija ir patentēta, citiem konveijeru piegādātājiem tādas nav.

Ir virkne motoru, piemēram, daži BMW dzinēji, kur tiek izmantoti tikai durabowl virzuļi, jo citi virzuļi vienkārši neiztur spiedienu un temperatūras. Pēdējo 10 gadu laikā vieglo automobiļu dīzeļdzinēja vidējā jauda ir palielinājusies no 67 ZS/l darba tilpuma līdz 94 ZS/l. Turklāt Durabowl virzuļi iztur slodzi līdz 125 ZS/litrs.

Augsti forsētiem benzīna dzinējiem ar turbopūti, tiešo iesmidzināšanu un Start-Stop sistēmu Nüral piedāvā virzuļus, kas izgatavoti pēc Elastomeric tehnoloģijas, arī ar eļļas dzesēšanas kanāliem. Mūsdienās benzīna virzuļi konstrukcijas ziņā kļūst arvien tuvāki dīzeļdzinēju virzuļiem, un tajos bieži vien tiek izmantoti tie paši risinājumi, piemēram, čuguna ieliktnis aizsardzībai pret augšējā virzuļa gredzena rievas nodilumu. Elastomeric virzuļu vadotnei ir antifriktīvs pārklājums Ecotough, kas ļauj samazināt berzes zudumus par 18%, nodilumu – par 40%, bet degvielas patēriņu – par 0,2…0,8%.

Alumīnija virzuļi parasti ir paredzēti spiedienam līdz 200 bāriem, savukārt komerctransporta jaudīgajos dīzeļdzinējos spiediens cilindros var sasniegt 250 bārus. Šādiem motoriem ir paredzēti FM Monosteel virzuļi. Virzuļu augšējā un apakšējā daļa ir izgatavota no kalta tērauda un daļas savienotas ar berzes metināšanas metodi. Konstrukcija ļauj izgatavot lielākus dzesēšanas kanālu izmērus, un tāpēc tādam virzulim siltuma novadīšanas efektivitāte ir ievērojami augstāka nekā alumīnija virzulim. FM Monosteel virzuļu konveijera piegādes piemērs – dzinēji Mercedes-Benz Actros, šādi virzuļi tiek piegādāti gan konveijeriem, gan arī otrreizējam tirgum.

Konveijera piegādēm un otrreizējam tirgum ir atšķirīgs virzuļu marķējums. Izvēloties īpaša uzmanība jāpievērš sufiksiem marķējuma beigās. Ir zināmi gadījumi, kad izraudzīts virzulis ar it kā pareizu numuru, bet nepareizu sufiksu. Virzuļa diametrs sakrīt, bet, piemēram, ir lielāks augstums, rezultāts – vārstu satikšanās ar virzuļiem, jau pirmoreiz iedarbinot dzinēju.

Virzuļu gredzeni

Visi Nüral virzuļi tiek piegādāti ar Goetze gredzeniem. Viena no Goetze gredzenu tehnoloģiskajām inovācijām ir dimantoglekļa pārklājums: tā ir hromēšana ar īpaši smalku dimanta daļiņu iekļaušanu. Šāds risinājums, salīdzinot ar parasto hromēšanu, palielina izturību pret nodilumu un skrāpējumiem, palielina starpservisu intervālu, nodrošina labu hermetizāciju un pašeļļošanu slodzes gadījuma. Šādi gredzeni no 2014. gada līdz pat mūsdienām tiek izmantoti, piemēram, dzinējos VW 2.0 EA288.

Vēl viena ievērības cienīga tehnoloģija ir LKZ-Ring. Pēc šīs patentētās tehnoloģijas tiek ražoti divkomponentu eļļas noņemšanas gredzeni. Gredzena darba malas pakāpju profils samazina eļļas patēriņu līdz 50%. Pateicoties mazākam piespiedmalas laukumam, ir nepieciešams mazāks piespiedspēks, rezultātā izdodas panākt berzes zudumu samazinājumu līdz 15%. LKZ gredzeni ir paredzēti mūsdienu dīzeļdzinējiem un benzīna dzinējiem ar tiešo degvielas iesmidzināšanu.

Vadītājs arī detalizēti pastāstīja par gredzenu marķējumu, piegāžu komplektēšanu utt., turklāt minot vairākas svarīgas tehniskas nianses. Tostarp to, ka gredzeni jāuzstāda ar marķējumu uz augšu. Piemēram, vidējam gredzenam ir izvirpojums, proti, profils nav simetrisks, un, ja gredzenu uzliek nepareizi, tas eļļu nenoņems, bet gluži otrādi – iesūknēs to degšanas kamerā. Gredzenu uzstādīšanai ļoti ieteicams izmantot īpašu palīgierīci, bet gredzenu slēgi ir jāizkliedē 120 grādu attālumā.

Ieliktņi

Šobrīd Glyco ir viens no līderiem starp OE komplektējošo detaļu piegādātājiem gan vieglā, gan kravu transporta segmentā. Glyco sortimentā ir pamata un klaņa gultņi, atbalsta pusgredzeni, sadales vārpstas ieliktņi, autorūpnīcu konveijeriem tiek piegādātas arī transmisijas bukses.

Kā zināms, kopš 2011. gada ekoloģisku apsvērumu dēļ ieliktņu izgatavošanā ar likumu tika aizliegts izmantot svinu. Taču līdz 2011. gadam ražotajiem automobiļiem svina ieliktņi kā rezerves daļas vēl tiek ražoti, jo svina un bezsvina ieliktņi nav savstarpēji aizstājami. Starp citu, Glyco ir viens no pionieriem bezsvina materiālu izmantošanā: uzņēmuma sortimentā ieliktņi bez svina parādījās jau XX gadsimta deviņdesmito gadu vidū.

Kreisajā pusē ieliktnis klasiskajā versijā. Labajā pusē Glyco ieliktnis ar patentētu risinājumu Coined Lip: ar fiksējošu slēgu. Raksturīgi, ka izvirzītais apcilnis nerada ieroses eļļas plūsmā. Dažreiz tiek uzskatīts, ka slēgs ir nepieciešams, lai aizsargātu ieliktņus no rotācijas. Tā tas nav. Slēgs ir kā marķieris, kas norāda uz ieliktņa pareizu pozīciju uzstādīšanas laikā. No rotācijas pasargā cita konstrukcijas īpatnība. Ieliktņa garums parasti ir nedaudz lielāks par gultnes garumu: par 0,06...0,09 diametra lielumu. Pēc skrūvju pievilkšanas ieliktnis iespiežas gultnē, proti, tiek izveidota spiedsēža, kas arī aizsargā pret rotāciju.

Viena no bezsvina tehnoloģijām ir tā sauktā “gudrā” materiāla Glyco G-488 izmantošana: tā ir alvas un vara sakausējuma kombinācija ar niķeļa/alvas-niķeļa slāni. Alvas un vara sakausējuma relatīvais mīkstums piestrādāšanas sākumā nodrošina perfektu saskares virsmu salaidumu. Laika gaitā dzinēja augstās temperatūras izkliedē alvu, rezultātā veidojas stipra un ilgizturīga alvas-niķeļa kārta, kas pagarina dzinēja kalpošanas laiku. Tā ir cenas ziņā pieejama dzinēja remonta tehnoloģija, jo tajā tiek izmantots elektrolītisks pārklājums dārga uzsmidzināma pārklājuma vietā (spatera tehnoloģija).

Spatera ieliktņi tiek izmantoti galvenokārt gan vieglo automašīnu, gan arī kravas auto jaudīgos dīzeļdzinējos. Spatera pārklājums tiek uzklāts vakuuma apstākļos ar PVD (Physical Vapor Deposition) metodi. Spatera pārklājums uz pusi samazina berzes zudumus, turklāt tas ir ļoti nodilumizturīgs. Ja pēc stingriem testiem parastajam galvaniskajam ieliktnim jau pēc pāris stundām parādās nodiluma pazīmes, spatera ieliktnim nav nodiluma pazīmju pat pēc 2000 stundām.

Ieliktņu pārim spatera pārklājums parasti ir tikai vienam no tiem. Iemesli ir divi: ja abi ieliktņi ir ar spatera pārklājumu, tas ir, cietie, tad nebūs vajadzīgās slāpēšanas. Otrs iemesls ietverts tajā ieliktņu funkcijā, kas bieži paliek neievērots.

Vidējais eļļas filtrs ir ieprogrammēts tā, lai izfiltrētu daļiņas, kuru izmērs ir aptuveni 50 mikroni. Turklāt 6...8 mikronu lielas daļiņas tiks aizturētas tikai 20% gadījumu. Ieliktņu uzdevums ir uztvert šādas daļiņas un integrēt tās virsmas slānī. Proti, ieliktnim tādēļ ir jābūt relatīvi mīkstam. Kur atradīsies spatera ieliktnis? Tur, kur lielāka slodze: pamata gultņu gadījumā – apakšā, lai uztvertu kloķvārpstas svaru, klaņa gultņu gadījumā – augšpusē, kur slodze nāk no virzuļa.

Vārsti

Papildus galvenajai degšanas kameras hermetizācijas funkcijai vārsti arī novada siltumu no degšanas kameras. Apmēram 75% siltuma tiek novadīti caur vārsta darba fazītes kontakta zonu un seglu fazīti, un 25% siltuma tiek novadīti caur kātu. Ja kontakts ir traucēts, vārsts pārkarst, ir izstiepies utt. Temperatūra sāk paaugstināties lavīnveidīgi, un iespējami dažādi scenāriji, piemēram, vārstu izdegšana vai šķīvja atdalīšanās no kāta.

Papildu aizsardzībai izplūdes vārstos tiek izmantoti divi atšķirīgi metāli: šķīvis un kāta apakšējā daļa ir izgatavoti no karstumizturīga tērauda, bet kāta augšējā daļa – no karbīda tērauda. Detaļas ir savienotas ar berzes metināšanu. Ieplūdes vārsti parasti ir monometāla.

AE sortimentā ir arī ar nātriju piepildīti vārsti – tie tiek izmantoti galvenokārt vieglo automobiļu dzinējos. Kāda ir būtība: sasniedzot aptuveni 100ºC, nātrijs pāriet šķidrā fāzē. Rezultātā šķidrums, pārvietojoties kāta iekšpusē, labāk novada siltumu no vārsta apakšējās daļas. Vārstos, kas piepildīti ar nātriju, caur kātu tiek novadīti nevis 25% no siltuma, bet 45%. Svarīgs moments – nomainot jebkurus vārstus, jāmaina sprūdtapas. Ja atstāj vecās, tas var izraisīt vārstu rotācijas traucējumus, kas pasliktina siltuma novadīšanu ar visām no tā izrietošajām sekām.

Blīvējumi

Blīvējumu tēma bija veltīta CBG blīvēm un blīvslēgiem, ko pareizāk būtu saukt par manšetblīvējumiem. Viltīgs jautājums: kas ierobežo jaudu, pareizāk – sērijveida dzinēja forsēšanas pakāpi? Pareizā atbilde – blīve. Maksimālais spiediens cilindros, ko var izturēt sērijveida dzinēja mūsdienu CBG blīve, ir 250 bāri.

Savas pastāvēšanas laikā CBG blīves ir nopietni evolucionējušas. XX gadsimta piecdesmitajos gados tika izmantotas vara blīves, septiņdesmitajos – fibras, astoņdesmitajos – “Tērauda elastomēra” tipa blīves. Dzinēju jaudai palielinoties, vairs nepietika ar šo blīvju īpašībām, un sāka izmantot daudzslāņu tērauda blīves, kuru attīstības rezultāts XXI gadsimta sākumā bija tērauda daudzslāņu blīves ar daļēju pārklājumu.

Starp tehnoloģiskajiem jauninājumiem vadītājs atzīmēja Coriusim un Coruiseal blīves. Tehnoloģijas ir pieejamas gan ar Goetze, gan ar Payen zīmolu. Coriusim blīves aizstāja iepriekšējo Astadur OE tehnoloģiju. Viens no akcentiem ir pilnībā sacietēts silikona piesūcinājums. Coriusim blīves demonstrē uzlabotu kanālu hermetizējumu šķidrās darba vidēs, ļauj minimizēt cilindru deformāciju un tādējādi samazināt eļļas patēriņu. Šādas blīves tiek izmantotas, piemēram, BMW dīzeļdzinējos 2,5 TD, PSA dzinējos utt.

Lai aizsargātu pret viltojumiem, tiek izmantota nopietna sistēma, ko demonstrēja ar Goetze gredzenu piemēru. Galvenais nav pat vairākas hologrāfiskās uzlīmes aizsardzības pakāpes, bet gan tas, ka četri uz tās esošie cipari ir identiski drukātā koda pēdējiem četriem cipariem un ir individuāli katram iepakojumam.

Nopietna uzmanība tika pievērsta jautājumiem par pareizu montāžu – gan blīvju, gan arī manšetblīvējumu. Vadītājs īpaši akcentēja izplatītākās kļūdas, kas nereti sastopamas, uzstādot PTFE manšetblīvējumus, kuri kļūst arvien izplatītāki. Tos uzstādot, svarīgi ņemt vērā vārpstas griešanās virzienu, ko norāda ar bultiņu uz blīvējuma ārējās virsmas, nelietot smērvielu un vismaz 4 stundas pēc uzstādīšanas izturēt līdz motora iedarbināšanai.

Pēc dalībnieku domām, seminārs izdevās ļoti informatīvs un piesātināts. Ikviens sev ieguva daudz interesanta un noderīga, savukārt tas nozīmē, ka ir iemesls atkal satikties.