Уральский дизель-моторный завод выпускает перспективную серию высокооборотных двигателей многоцелевого назначения ДМ-185, которые устанавливаются на судах и кораблях, железнодорожных локомотивах и карьерной автотехнике. Однако для производства таких двигателей все еще применяются импортные комплектующие, в частности поршни известной немецкой фирмы. В 2018 году УДМЗ обратился к ученым Южно-Уральского государственного университета за помощью – нужно создать оригинальный поршень из отечественных материалов для изготовления высокооборотных двигателей.
«У нас есть ряд причин выбрать ЮУрГУ в качестве научного партнера, – говорит руководитель проекта ООО «Уральский дизель-моторный завод» Сергей Нефедов. – Прежде всего это высокий уровень компетенций научных сотрудников, многолетний опыт прикладных исследований и разработок дизельных двигателей, а также уникальная исследовательская расчетно-экспериментальная база университета».
В 2022 году, после ввода санкций на поставки компонентов для двигателей ДМ-185 из Евросоюза, УДМЗ активизировал программу импортозамещения и технического перевооружения собственного производства. Временно (до ввода в эксплуатацию в 2024 году нового высокотехнологичного оборудования) производство поршней для двигателей ДМ-185 размещено в странах Азии.
В рамках программы импортозамещения научный коллектив кафедр автомобильного транспорта и двигателей внутреннего сгорания ЮУрГУ разработал поршень российской конструкции, который станет внешним аналогом зарубежной детали, но усовершенствует свою «начинку». В отличие от немецкого поршня, в котором две детали – днище и «юбка» – вставляются одна в другую и фиксируются гайкой, внутренняя конструкция российской модели предусматривает их фиксацию по технологии фрикционной сварки, когда две металлические детали за счет нагрева при трении друг о друга под высоким давлением свариваются между собой. Эта современная технология позволяет повысить надежность и долговечность двигателей, например, при резком увеличении нагрузки на двигатель или частоты вращения коленчатого вала.
Проект челябинских ученых находится в стадии разработки. До конца 2023 года опытная партия поршней, изготовленных на спецоборудовании в Китае, пройдет материаловедческие и моторные испытания на свердловском заводе. В первом случае специалисты оценят качество материала, покрытия и сварных швов, а при моторных испытаниях проверят, как поршни работают непосредственно в двигателе.
«Дело в том, что двигатель ДМ-185 – это изначально совместная разработка немецкой компании и Уральского дизель-моторного завода. УДМЗ и немецкий производитель для создания семейства двигателей мирового конкурентного уровня в сжатые сроки ориентировались на европейские технологии и возможности производства, – рассказывает заведующий кафедрой двигателей внутреннего сгорания ЮУрГУ Александр Попов. – Поэтому УДМЗ в настоящее время старается перевести все сборочные единицы на российскую компонентную базу, чтобы изготавливать все внутри страны. Поршень – это самая ответственная деталь в двигателе. Она принимает на себя наибольшую нагрузку по температуре, давлению, усилиям и трению. Поэтому в первую очередь было решено заняться именно поршнями как ключевой деталью двигателя».
.jpg)
Поршень большой размерности (диаметр 185 мм) устанавливается на двигатели с числом цилиндров от 6 до 16 и мощностью от 930 до 3700 кВт. Для его производства по технологии сварки трением требуется более мощное оборудование, чем сегодня имеется в России. В планах УДМЗ к марту 2024 года разместить у себя на территории и запустить высокотехнологичную установку (отечественного или импортного производства) для изготовления таких поршней.
В ближайшем будущем намечается и полная локализация всего цикла производства дизельного мотора. Это значит, что на Урале скоро смогут полностью собирать перспективные промышленные двигатели многоцелевого назначения без участия зарубежных производителей.