Точно леярско решение от неръждаема стомана за изпускателен колектор за люксозни седани – с японски автомобилни марки от първи ешелон

Профил на клиента

Клиентът е японски производител на висококачествени автомобили, който цели да модернизира изпускателния си колектор за V6 двигател с турбоподувка, за да отговаря на изискванията на следващото поколение люксозни седани. Настоящият им проект за производство има следните проблеми:

- Забавяне на турбокомпресора поради непостоянни изпускателни пулсации
- Чести пукнатини от термична умора в заварените съединения
- Излишно тегло, което влияе върху икономичността на горивото

Технически предизвикателства

▸ Изисквания към материала
- Неръждаема стомана ASTM A351 HK30Nb
- Трябва да издържа непрекъснато температурно въздействие до 850 °C и максимално до 1050 °C
- Деформация по-малка от 0,5 % след 1000 цикъла на термичен шок

▸ Изисквания за производителност
- Конструкция на канала за течност с еднаква дължина и допуск от ±3 мм за оптимална пулсация
- Интегрирана турбинна фланца с изискване за равнинност 0,05 мм
- Намаляване на теглото с 25 % спрямо съществуващата конструкция

▸ Производствени ограничения
- Време за доставка на производствените инструменти – 12 седмици
- Процес, съответстващ на стандарта IATF 16949
- 100 % проверка за течове при налягане 2,8 бара

Нашето персонализирано решение

1. Етап на напреднало инженерство
- Използване на софтуера за симулация Converge за оптимизиране на геометрията на пътя на течението чрез CFD
- Топологично оптимизирани усилващи елементи за намаляване на теглото при запазване на твърдостта
- Разработка на собствена система за отваряне на литник „Thermo-Lock“, предназначена да предотвратява горещи пукнатини

2. Прецизното Производство
- Литие в изгубена форма, използващо:
- Циркониево-подсилени керамични форми
- Контролирано вакуумно затвърдяване
- Повърхностна шлифовка след леене Ra 3,2 μm (с 50 % по-добра от индустриалния стандарт)
- Фрезоване с ЧПУ на критичните повърхности в една и съща подредба

3. Проверка на качеството
- 100 % флуоресцентна пенетрантна инспекция (ASTM E1417)
- Всички потокови пътища са проверени с координатни измервателни машини (CMM)
- Изпитания на двигателен динамометър в клиентската инсталация

Резултати от сътрудничеството

✔ 23% намаляване на теглото (от 5,2 кг до 4,0 кг)
✔ 8% подобрение в отговорното време на турбината (въз основа на увеличение на скоростта на ротора с 200 об/мин)
✔ Първите 50 000 единици без течове при 100 тестови единици
✔ 18% спестявания по разходи в сравнение с изработените конструкции

Одобрение от клиента

„Точността на импулсната модулация на лития колектор доведе до измерими подобрения в производителността, които нашите инженери не биха могли да предвидят при тази цена. Това решение се внедрява в цялото ни семейство V-двигатели.“

— [Главен инженер на клиента], Развитие на силови агрегати