位於 Salzgitter 的 VW 引擎工廠的許多生產線都配備了整合式零件清洗站。真空乾燥系統是每個清潔站的一部分。真空室中的真空由 Elmo Rietschle 螺旋式真空泵產生 - 這是一種符合成本效益且經過驗證的解決方案。

位於 Salzgitter 的引擎工廠是主要的引擎工廠。員工每天最多可組裝 7000 台用於汽車和多用途車的 Otto 和柴油引擎。發動機範圍涵蓋串列式、V 型及 W 型引擎設計的三缸至十六缸引擎,引擎輸出功率從 55 kW 起。

工廠的機械生產包括加工汽缸蓋、汽缸曲軸箱、曲軸、凸輪軸和活塞桿等引擎核心零件,以及生產引擎的安裝零件、模組和小型零件。

現代內燃機及相關零件的性能要求越來越高,要達到更高的產品及製造環境目標,以及集團的節能策略,都需要持續開發機械加工的生產技術。引擎零件的清潔度扮演著非常重要的角色。

Engine Image

元件清潔度要求高

VW 集團對於零件的清潔度定義了非常高的標準,這些標準適用於每個零件,而且只有採用相應的清潔技術和工藝才能達到這些標準。

Salzgitter 工廠所採用的岩心清洗技術是以液態介質清洗為基礎。這裡使用了 130 多種基於液態介質的清洗系統。這些清洗系統多用於清洗製程,其中濕式清洗後必須達到 100% 成分乾燥。

對於要求非常嚴格的零件,例如汽缸蓋和汽缸曲軸,由於複雜的外部幾何形狀,零件上有許多中空的空間和孔洞,因此從技術和製程的角度來看,只有使用真空乾燥才能達到這個要求。

真空乾燥站的設計與清洗系統一樣是標準化的。真空泵用於在腔室中產生所需的真空。在真空乾燥製程中,表面、孔洞和螺紋中殘留水分的元件會在密閉的真空室中暴露於真空壓力下。

這種真空壓力降低了水的沸騰溫度。即使在低溫下,殘留在組件上的水分也會被蒸發。隨著水殘留物的汽化,熱能從組件中被移除,這也具有冷卻組件的次要效果。

從油潤旋轉葉片到螺旋真空泵

最初,旋片泵用於清洗系統中的真空製程,以產生真空。在汽缸蓋或汽缸曲軸的清洗系統中,由於部件的幾何形狀和尺寸,以及每個清洗系統的系統週期時間較短,必須使用兩個旋片真空泵,每個泵的輸出功率約為 7.5 kW。

來自 Salzgitter 工廠維護部門的 Peter Tomaschewski 表示:「這需要投入大量的時間和成本,我們希望能降低成本 - 尤其是有些磨損零件,例如油分離器元件需要分開處理。此外,每次維護活動還需要完全關閉系統才能進行維護」。

旋片式真空泵即使在較低的使用壽命和無法達到的過程安全性方面也是焦點所在。因此,2007 年在 Salzgitter 工廠檢查並測試了替代泵系統,發現其效率非常高。

VW Screw Pump
Due to very good vacuum performance of S-VSI, time required to dry the cleaned parts is reduced by 25%.
Comparative costs of dry running screw vacuum pump and oil-lubricated vacuum pump

乾燥時間更短,能源需求更低

經過深入的市場調查和長期的測試階段,在 Gardner Denver 的大力支持下,決定向 Elmo Rietschle/Gardner Denver 購買無油螺旋真空泵 S-VSI 300。

作為乾式幫浦,它可以在不供油的情況下完成工作,並提供最大 0.1 mbar(絕對)的最終真空,真空容量最高可達 360 m3/h。這為縮短排空時間創造了良好的條件,而排空時間在線內乾燥中是絕對必要的。

螺桿式真空泵技術可大幅改善並節省成本。由於螺桿式真空泵更有效、更安全,每個系統所需的真空泵數量從早期的兩台減為一台。這也降低了每個清洗系統約 7.5 kW 引擎輸出的能源需求。

即使是泵的整體使用壽命也非常令人滿意。由於系統停機時間較少,維護需求也大幅降低,因此較高的初始投資將被縮減。螺桿式真空泵的維修間隔為 7500 工作小時,比傳統旋片式真空泵高出三倍。Peter Tom as chewski 還提到了新幫浦標準的另一個好處:"從環保角度來看,無油幫浦的運轉更為積極,因為我們不需要處理大量的廢油和油分離元件。使用無油幫浦後,廠內的空氣品質也顯著改善,因為沒有傳統旋片幫浦常見的油蒸氣產生。

聯合改進措施:帶有再循環冷卻功能的幫浦

合作非常愉快,Elmo Rietschle 還根據 Volkswagen 的要求開發了客戶專用的 S-VSI 300 變體。Sven Finger 是位於 Salzgitter 所在地的 VW 引擎規劃部門的規劃清潔技術人員,他表示:「我們一直在尋找改善的機會。通常泵需要連接冷卻液。但是,在某些情況下很難實現。在那裡,我們使用循環冷卻的幫浦」。

Elmo Rietschle 為此機型安裝了空氣/水冷卻器,使泵浦可作為「隨插即用」解決方案使用,無需外部冷卻劑供應。

由於 Volkswagen 的所有工廠都遵循「最佳實踐」原則,Elmo Rietschle 的「Twister」幫浦不僅安裝在 Salzgitter 的零件清洗系統中。螺桿式真空泵在中國、墨西哥和波蘭的 VW 工廠生產。

Pump with recirculation cooling

附加價值概觀

  • 乾式真空泵無須供油,具有足夠的真空容量和最終真空,可縮短線內乾燥的抽真空時間
  • 每個系統只有 1 個螺旋真空泵,而非 2 個泵,可降低電力需求和維護成本
  • 新泵的維修間隔更長,故障明顯減少,使用壽命更長
  • 可依客戶需求改裝,安裝 Elmo Rietschle 的循環冷卻系統,作為「隨插即用」解決方案,無需外部冷卻劑供應
  • 根據 「最佳實踐 」原則,帶有集成冷卻功能的機型已經成為公司的標準機型,這些機型也用於其他工廠。