Подразделение Powertrain корпорации Federal-Mogul (NASDAQ: FDML) разработало ряд новых технологий в области конструкции поршней (рис. 1, 2). Тем самым компания поддержала производителей высоконагруженных дизельных двигателей в вопросах снижения расхода топлива и соответствия требованиям стандарта Euro-6. Усовершенствование конструкции, процессов производства, материалов и методов обработки поршней двигателя для увеличения их долговечности и снижения трения касается как алюминиевых, так и стальных поршней. Результатом этой работы стало формирование исчерпывающего ассортимента.
Увеличение пиковых давлений в цилиндрах двигателя для повышения эффективности сгорания топлива возможно только при усовершенствовании поршней, обеспечивающем долговечность при возросших тепловых и механических нагрузках (рис. 3). Помимо обеспечения более эффективного сгорания топлива, эти поршни отличаются сниженным трением и способствуют дополнительной экономичности и снижению выбросов CO2.
Поршни, изготовленные из алюминия или стали, предназначены для различных сфер применения. Алюминиевые поршни легче и лучше отводят тепло, а стальные обладают большей прочностью. Последнее является преимуществом в условиях предельно высокого давления в цилиндре. Алюминий по‑прежнему является оптимальным материалом для поршней небольших (до 120 мм) размеров, а сталь — проверенное решение для двигателей грузовых автомобилей с диаметром цилиндра 130 мм и более. Прослеживается последовательная тенденция к применению стальных поршней в среднеразмерных двигателях, особенно там, где пиковое давление в цилиндре превышает 210–220 бар.
Специалисты Federal-Mogul смогли улучшить рабочие характеристики алюминиевых поршней путем оптимизации охлаждения за счет создания продвинутой конструкции поршня, подразумевающей расположение маслоохладительного канала на более близком по сравнению с обычными поршнями расстоянии от экстремально горячей части поршня. Это стало возможным благодаря применению современного метода двухмерного ультразвукового контроля, который обеспечивает стабильность качества литья для каждого изготовленного поршня (рис. 4).