Плунжер системи впорскування палива WEIFU U116 / 00U116 – синергія коефіцієнта тертя з кількома механізмами для зменшення паразитних втрат

У паливних насосах Common Rail тертя між поршнем і циліндром є не просто проблемою зношування-це значне джерелопаразитарні втратищо безпосередньо знижує ККД двигуна. За номінальних умов насос високого тиску може споживати 2-5% від загальної потужності двигуна, а тертя всередині пари плунжер-ствол становить до 20% цього паразитного навантаження. У той час як багато конструкцій усувають тертя через поверхневе покриття або мікротекстурування, ці підходи зазвичай спрямовані на один режим змащування-або змішаний-залишаючи інший режим неоптимізованим. TheU116 / 00U116від WEIFU представляє aбагатомеханічна синергія тертя-комбінація aPVD покриття з низьким коефіцієнтом тертяі агідродинамічна мікротекстураякі працюють попереккілька режимів змащення: покриття зменшує граничне тертя (під час запуску та роботи на низькій швидкості), а текстура покращує режими змішаної плівки та гідродинамічні режими (під час нормальної роботи). Результатом є aсинергетичне зменшення тертящо перевищує суму його частин-рівень ефективності, якого не можуть досягти конструкції з одним механізмом.

Направляюча секція та нижня спідниця U116 мають aдвофункціональна поверхнева архітектураякий стосується двох різних режимів змащення:

Механізм 1 – PVD покриття з низьким коефіцієнтом тертя (граничний режим):
A тонкоплівкове PVD покриттяна поверхню наноситься вольфрам-вуглець (WC/C) товщиною 1,5 мкм. Маючи твердість 1800 HV і коефіцієнт тертя 0,045 в умовах граничного змащення, це покриття захищає поверхню під час запуску, низької швидкості та граничного змащування, коли масляна плівка найтонша. Покриття також забезпечує aгладка поверхня з низькою адгезієющо перешкоджає утворенню відкладень.

Механізм 2 – гідродинамічна мікротекстура (змішаний і гідродинамічний режими):
Масившевроноподібні мікроканавки(0,05 мм глибиною, 0,2 мм шириною, з кутом 120 градусів) врізається в поверхню з покриттям. Ці борозенки породжують aгідродинамічний тискколи плунжер ковзає, збільшуючи товщину плівки в режимі змішаної плівки та гідродинамічному режимі. Шевронний малюнок орієнтований на перекачування мастила в зону високого навантаження, забезпечуючи найтовщу плівку там, де вона найбільше потрібна.

Виміряні переваги синергії тертя:

Коефіцієнт тертя (граничний режим, 0,1 м/с):0.042(проти 0,075 для без покриття, 0,055 для лише з покриттям) – a25% додаткової знижкилише поверх покриття

Коефіцієнт тертя (режим змішаної плівки, 0,5 м/с):0.038(проти 0,062 для без покриття, 0,048 для лише текстурованого) – a21% додаткової знижкитільки над текстурою

Загальна втрата потужності на тертя (при 1800 об/хв, 1400 бар): зменшено з 38 Вт до22 W – a 42% зниження

Механічний ККД насоса: покращено з 86% до91%– приріст на 5 процентних пунктів

Покращення витрати палива (на рівні двигуна):1.8%в умовах круїзу по шосе

Допустимість навантаження на задири: збільшена з 1100 Н до1,900 N – a 73% покращення

Розмірні параметри:

Діаметр плунжера:10,0 мм(IT4, круглість менше або дорівнює 0,8 мкм) – націлюваннякомпактні двигуни(2,0 – 3,5 літра)

Ефективний удар:11,5 мм

Покриття: WC/C PVD, товщина 1,5 мкм, твердість 1800 HV

Текстура шеврона: 0,05 мм в глибину × 0,2 мм в ширину, кут 120 градусів, 8 пар, крок 1,2 мм

Спіраль: одновивідна, ліва, стандартний прогресивний нахил

Максимальний тиск в рампі:1800 бар (burst >2100 бар)

Внутрішній витік при 1400 бар:6,0 мл/хв– не піддається впливу покриття або текстури

U116 викуваний з aхром-молібден-ванадієва сталь(DIN 1.2367), науглерожена до 0,50 мм (62 – 64 HRC). Шевронна текстура спочатку врізається в поверхню за допомогою aфемтосекундний лазер, досягаючи допуску на глибину ±0,003 мм. Потім наноситься покриття WC/CPVD, що відповідає фактурній поверхні без заповнення канавок. Товщина покриття перевіряється на кожному плунжері за допомогою aКалотест; геометрія текстури перевіряється за допомогою aінтерферометр білого світла; відхилення за межі допуску викликають відмову.

U116 особливо цінний для застосувань, де паливна ефективність є найважливішою-легковими автомобілями, гібридними транспортними засобами та будь-якою операцією, де витрати на паливо є основною проблемою:

WEIFU HP2.5іHP3– використовується в дизельних двигунах легкових автомобілів і легких комерційних автомобілів об’ємом 2,0 – 3,5 л

Bosch CP1іCP1H– встановлюється на BMW 2.0d, Ford 2.0 TDCI, PSA 2.2 HDi та Volkswagen EA288

Denso HP2– є в дизельних моделях Toyota, Nissan і Mazda

Інструмент сумісності з QR-зв’язком (на коробці) підтверджує відповідність моделі насоса, забезпечуючи правильний підбір синергії багатьох механізмів.

На вкладиші до упаковки ми надаємо aкарта режиму тертяпоказує коефіцієнт тертя по кривій Штрібека (гранична → змішана → гідродинамічна). U116 демонструє найнижче тертя в усіх трьох режимах, причому карта позначена мітками «Synergy Zone». Крім того, кожен плунжер містить aсимвол синергії, вигравіруваний лазером(дві дуги, що перекриваються) на його основі, що вказує на багатомеханічний дизайн.

Q1:Як U116 досягає нижчого тертя, ніж конструкція лише з покриттям або лише з текстурою?
A:Покриття і текстура працюють в різних режимах змащення. Покриття захищає поверхню в граничних умовах (низька швидкість, запуск), а текстура покращує утворення плівки в змішаних і гідродинамічних умовах (нормальна робота). Разом вони забезпечують низьке тертя в усьому робочому діапазоні-справжню синергію.

Q2:Чи зітреться покриття, а текстура з часом стане менш ефективною?
A:Покриття та текстура розроблені таким чином, щоб служити протягом усього терміну служби плунжера. Під час наших 1000-годинних тестів на довговічність покриття залишилося недоторканим, а текстура зберегла свою геометрію. Система розроблена для поступового, передбачуваного зносу, а не для катастрофічного виходу з ладу.

Q3:Чи потребує U116 спеціальне паливо або мастило для досягнення його продуктивності?
A:Ні-U116 розроблено для роботи зі стандартним дизельним паливом. Синергія текстури покриття не залежить від палива та забезпечує переваги незалежно від мастильної здатності палива.

Q4:Як зменшення тертя перетворюється на реальну економію палива?
A:Під час наших випробувань автомобілів U116 продемонстрував покращення споживання палива на 1,8% під час круїзу по шосе-, що є значною економією для автопарків із великим пробігом. Зменшення паразитних втрат насоса є основним фактором.

Q5:Як я можу перевірити покриття та текстуру під час планового обслуговування?
A:Вийміть плунжер і огляньте поверхню під збільшувальним склом-має бути видно шевронний візерунок, а покриття має бути однорідним. Ми надаємо еталонне зображення на коробці. Якщо текстура зношена або покриття пошкоджено, перевага тертя зменшується.

Q6:Чи замінює U116 U109 або U456 у серії U?
A:U116 базується на технології як U109 (композитна текстура), так і U456 (багатошарове покриття), поєднуючи їхні найкращі характеристики в єдиному синергічному дизайні. Він забезпечує чудове загальне зниження тертя порівняно з попередніми моделями, що робить його найдосконалішим поршнем із керуванням тертям у серії U.