Чистая линия

Как в России стали производить немецкие двигатели для всего мира

ТЕКСТ: Руслан Тарасов  ФОТО: Виген Амамчян

Как в России стали производить немецкие двигатели для всего мира

ТЕКСТ: Руслан Тарасов  ФОТО: Виген Амамчян

Случайному человеку здесь оказаться невозможно. На этот завод не водят экскурсии не потому, что это какое-то режимное предприятие, оберегающее технологические секреты (хотя и не без этого), а из-за строгих внутренних стандартов, соблюдение которых и позволяет ему выпускать лучшие моторы с клеймом «Сделано в России». Лишь для Volkswagen Magazin сделали исключение.

Не удивляйтесь, если скоро вам повстречается европейская иномарка, собранная где-то вообще на другом континенте, но оснащенная двигателем из России.

Да, такое вообразить пока трудно: не очень-то логично отправлять столь весомую «деталь» на другой конец света, чтобы затем она вернулась по «месту рождения» в готовой машине. Однако любой причастный к автомобильной отрасли человек не найдет ничего сверхъестественного в подобной цепочке. В наше время, когда есть эффективная заводская логистика и единые подходы к качеству, удаленность поставщиков и сборочных 

Предприятие по выпуску двигателей Volkswagen, построенное под Калугой, постепенно вливается в такую интернациональную производственную кооперацию. В 2017 году с завода начали экспортировать готовые блоки в чешский город Млада-Болеслав, где, напомним, делают автомобили ŠKODA.

Теперь отгружаются и моторы в сборе, а в числе заказчиков — шесть автозаводов, входящих в группу Volkswagen: два расположены в Испании, по одному — в Польше, Чехии, ЮАР и Мексике. Всего же в 2018 году пределы России покинет около 40 тыс. калужских моторов в виде самостоятельных единиц на специальных укрытых палетах.

Такая ответственная операция, как запресcовка направляющих в головку блока, полностью выполняется роботом всего за 80 секунд. Нагрев не используется. Надежность посадки достигается точностью подгонки и компьютерным контролем силы и глубины запрессовки.
Качество обработки проверяется трижды: постами визуального контроля, отделом измерений на механической линии и главной лабораторией.
Комплектующие проходят тщательный отбор и наделяются специальной цветовой маркировкой, чтобы идеально выдержать допуски при сборке кривошипо-шатунной группы.

Но если взглянуть на металлообрабатывающую часть цеха с высоты второго этажа, станет понятно, за счет чего шумные и грязные процессы резки, обточки и шлифовки стали беззвучными: здесь просто нет станков в привычном понимании. Вместо них установлены крупные закрытые обрабатывающие центры, связанные между собой экранированными лентами автоматической подачи деталей. Подавляющее число токарных и фрезерных операций в этих центрах выполняется без распыления охлаждающей жидкости на режущий инструмент.


Отказ от традиционных эмульсий сделал металлообработку чище, в том числе и для экологии, и упростил переработку стружки. Столь передовым оборудованием, оказывается, располагают пока не все современные заводы даже в группе Volkswagen.

Линий механической обработки всего три. На первую и третью поступают заготовки из алюминиевого сплава для будущих головок и блоков цилиндров от Ульяновской компании Nemak. На центральную — стальные заготовки коленчатых валов, которые по заказу калужского предприятия производят на КамАЗе. Между операциями детали проходят сквозь несколько закрытых обдувочных станций и боксов для промежуточной чистки и сушки, а на финише попадают в установки для полной мойки спецсредствами под высоким давлением.

 

Спасибо локализации

Началось все, впрочем, не с глобальных амбиций, а с диаметрально противоположной задачи — с локализации. Свой завод для выпуска ДВС прямо на территории основного предприятия заложили еще в 2012 году, когда назрела необходимость перехода от импортных двигателей серии EA111 на более современные, легкие и надежные агрегаты EA211 для Volkswagen Polo  и ŠKODA Rapid.

Строительство заняло три года и обошлось в 250 млн евро. Volkswagen, к слову, стал первой автомобильной корпорацией, осуществившей столь масштабные инвестиции в высокотехнологичное производство автомобильных моторов в России. 

С осени 2015 года в Калуге собирают двигатели 1.6 MPI в двух версиях — под механическую коробку передач и под «автомат», при этом максимальная суточная мощность может доходить до семи сотен. Ставятся они как на автомобили, сходящие с калужского конвейера, так и на выпускаемые в Нижнем Новгороде другие модели Volkswagen и ŠKODA. Но потенциал предприятия реализован еще далеко не полностью.

Технологическое оснащение позволяет выпускать на нем не только 110-сильные «атмосферники» — завод может освоить выпуск и других востребованных версий на базе EA211. Готовый моторный кластер, включающий в себя несколько участков механической обработки, сборочный конвейер и целый комплекс испытательных и измерительных лабораторий, имеет также все резервы для удвоения производственных мощностей в будущем.

Чтобы обеспечить микронную точность, операции хонингования делают со спецоснасткой. Привинчиваемые к блоку стальные «очки» создают в детали те же внутренние напряжения, что затем будут действовать на блок в собранном моторе.

Это точно завод?

Автору этой статьи довелось побывать на многих автомобильных предприятиях, в том числе и там, где делают эксклюзивные автомобили и двигатели к ним. Однако увиденное в Калуге не укладывалось ни в обывательские представления о производстве с типичными для него всполохами и искрами повсюду, ни даже в современную индустриальную картину, в которой сплошь роботизированные линии работают без шума и суеты. Даже атмосфера в цеху мне показалась особой, без характерного для моторного завода запаха масел и полимеров, аромата каленого металла или электрических машин.
На полу – идеально гладкое белое покрытие. На сотрудниках — белая униформа. Почти на всех сборочных постах они работают в белых перчатках, хотя от контакта с металлическими деталями, казалось бы, рабочая одежда должна неизбежно темнеть.

Удивительнее всего, что под одной крышей здесь находится не только сборочный конвейер, но и три линии механической обработки, где поддерживать чистоту, как известно, особенно сложно. 

На выходе готовая девственно чистая деталь подается на пост визуального контроля, после чего укладывается в специальный контейнер, который запечатывается пленкой.

Каждый мотор подвергается тесту на герметичность, испытывается 30 секунд на механическом стенде, а затем проходит электрическую проверку.

30 минут на сборку

В отличие от линий механической обработки единственный 200-метровый сборочный конвейер работает на заводе не в три, а в две смены.

Персонал приступает к своим обязанностям в 7 часов утра, а уже в 01:30 заканчивает работу вторая смена. И я бы не сказал, что в действиях сборщиков прослеживается спешка, хотя на рабочий такт отводится лишь 60 секунд, а готовый двигатель с ленты снимается уже спустя 30 минут после того, как его блок цилиндров был водружен на начало конвейера. 

Все сотрудники в обязательном порядке проходят обучение в тренировочном центре, где им преподают основы механической обработки, сборки и измерений. Они учатся понимать чертежи и распознавать дефекты. Те, кто далее встает на конвейер, проходят также специальные теоретические и практические занятия, на которых людям прививают профессиональные навыки работы с инструментом, а заодно «ставят» оптимальные телодвижения, учат грамотно распределять нагрузки на мышцы. 

С монотонностью операций на предприятии борются просто — ротацией сотрудников в бригаде в течение смены. На конвейере нет незаменимых сотрудников. Каждый работник может встать на соседний такт. А чтобы у всего персонала было общее понимание назначения деталей и всех циклов, один из дней обучения в тренинг-центре посвящается полной ручной сборке двигателя с нуля. Отводится на это, конечно, не 30 минут, а 8 часов.

В самом процессе сборки нет ничего революционного. Конвейер разделен на четыре участка. На первом, образно говоря, в двигатель ставится все, что у него должно быть внутри: блок цилиндров обзаводится коленчатым валом и поршневой группой с уже подобранными шатунами и вкладышами, маслонасосом, маслозаборником, сальниками, успокоителями, а идущая параллельно головка блока получает форсунки и детали механизма газораспределения.

Затем это все образует единое целое с картером, поддоном, крышками, прокладками и прочими деталями. На третьем участке почти собранный мотор (уже с шестеренками привода ГРМ, роликами натяжения, ремнем и необходимым электрооборудованием, но пока без навесных агрегатов) сдает первые экзамены. 

Сначала — сухой тест на герметичность систем. Затем — комплексная механическая проверка: вал заправленного маслом мотора на специальном стенде раскручивается на 30 секунд, и за это время снимается более 300 параметров. Если все в порядке, он проходит на четвертый участок, где проверяется работа электрики и ставится все навесное. Если нет, двигатель перемещается в репасс-зону для анализа и устранения недоработок. 

Какие-то сбои по вине оборудования или действий человека полностью исключать нельзя, поэтому лучшее средство контроля — своевременная диагностика. Для этого на моторах с отклонениями считывают из технологического чипа все данные, а найденная ошибка сопоставляется с конкретной операцией, деталью или сотрудником. Как правило, недочеты пустяковые и даже не требуют какой-либо разборки мотора. Откровенный брак, как уверили меня, на линию пройти не может: детали контролируются по всей цепочке. Да и все процессы организованы настолько технологично, что исключается и пресловутый фактор «кривых рук». 

«В этой подготовке заинтересованы все, кто работает на предприятии, — говорят тренеры в центре. — Когда человек начинает работать эргономично и рационально, без лишних действий, труд перестает его утомлять и физически, и морально. И он доволен, и качество работы повышается». 

За сутки завод собирает до 700 двигателей. Три линии металлообработки работают в три смены, сборочный конвейер — в две.
Стенд механической проверки снимает 300 параметров за 30 секунд.

На стендах лаборатории десять двигателей ежемесячно проходят продленный цикл. Моторы после него разбираются до винтика и анализируются группой специалистов. В этот же отдел на полный разбор для выяснения причин также попадают двигатели с редкими поломками с клиентских машин и все силовые установки после ресурсных (30–100 тыс. км) тестов, которые проводятся в самых разных регионах России.

Наконец, здесь же проводится анализ и отдельных моторов, попавших сюда с производства. Итогом являются детальные описания всех обнаруженных микродефектов и еженедельные презентации для инженеров и руководителей завода. Найденные изъяны зачастую и не являются браком, но могут служить симптомом возможных проблем в будущем. Чтобы их предотвратить, и требуется постоянный мониторинг любых отклонений. С той же целью используются и ресурсы измерительной лаборатории, оснащенной самым передовым метрологическим оборудованием. 

Продленные испытания длятся шесть часов. За это время с силового агрегата снимаются и оцифровываются гигабайты данных для технологов и разработчиков.

И я не припомню примеров в автомобильной отрасли, когда чуть ли не каждую невидимую рисочку изучали столь же въедливо и педантично.

Испытай и разбери

Даже в век самых продвинутых технологий обеспечивать постоянство характеристик готовой продукции невозможно без испытаний. Когда завод только начинал работу, то буквально каждый второй собранный мотор обязательно проходил так называемый хот-тест.

Его ставили на стенд, подключали все необходимые датчики и магистрали и в течение 30 минут прогоняли по специальной программе. Позже, когда все техпроцессы прошли этапы тонкой наладки российскими и немецкими специалистами, «горячему пуску» подвергался каждый четвертый двигатель. Сегодня выборочная проверка требуется лишь для одного мотора из тридцати двух, что считается отличным показателем в индустрии.

Эти двигатели уже препарированы для внутренней презентации. Анализ качества с полной разборкой делается ежедневно

При проверке блока цилиндров огромная автоматизированная система за три часа снимает около 1200 линейных и прочих размеров с исследуемой детали. Здесь же с точностью до одной тысячной миллиметра промеряются головки блока и микропрофиль коленчатых валов, специальным микроскопом исследуется паттерн на стенках цилиндров, оставленный после хонинговальной обработки.

Без темных пятен

Но самое интересное и загадочное место на заводе двигателей — испытательная лаборатория.

Ее оснащению может позавидовать любой передовой НИИ. Лаборатория может проводить химический анализ технических жидкостей и масел, изучать структуру металлов и сплавов, а также формы их соединений, выявлять в 3D-проекции наличие пор, включений, следов износа или излома деталей, параллельно выполняя и спектральный анализ в любой выбранной точке, осуществлять усталостные и физико-механические испытания деталей.

Установка, которая позволяет в 3D-очках рассмотреть объемное изображение микрорельефа, используется сразу для многих целей: от контроля деталей от поставщиков до исследования химических включений в местах излома.
Передовой оснастке испытательной лаборатории на заводе двигателей может позавидовать любой научный центр
Это шлиф болта двигателя во время проведения испытания на твердость. Перед изучением под электронным микроскопом они запекаются в специальной форме, после чего полируются в несколько этапов до зеркальной чистоты поверхности.

На каждую заводится едва ли не следственное дело: откуда взялась, что собой представляет, как проникла на линию, чем грозит двигателю?

— Вот скажите честно, — спрашиваю начальника лаборатории Олега Зайкина. — Такое рвение к абсолютной чистоте не является ли проявлением паранойи? 
Оказывается, что нет. 

— Все выполняется согласно установленным нормам концерна. Но если мы поставим перед собой цель выпускать турбодвигатели, причем самые высокотехнологичные и самые надежные в своем классе, то производство должно быть в буквальном смысле стерильным.

Интересно, как скоро это случится?

На этом станке можно распилить любую деталь или агрегат целиком.

Образцы для таких исследований готовят сами. Специальный станок, способный распилить целиком весь мотор, делает тонкие срезы пластин закаленного коленчатого вала, которые после передадут для оценки качества и глубины закаленного слоя.

Рядом — два стенда для тестирования коленчатых валов на кручение и изгиб. Каждый вид испытаний нагружает коленчатый вал с определенной частотой и силой. Прежде чем сломаться, детали должны выдержать миллионы циклов экстремальной нагрузки.

На этой установке выполняется проверка деталей на техническую чистоту, взятых с каждой линии механической обработки. Все, что осядет на фильтры, будет исследоваться с особым пристрастием. «Банный день» — один раз в неделю.

Есть в лаборатории, наконец, и изолированное помещение, куда вообще нельзя входить без специальной одежды. Здесь поддерживается исключительная чистота, а объектом исследования становятся мельчайшие частицы, которые остались на готовых деталях. Закрытая установка после специальной «банной процедуры» прокачивает всю использованную моющую жидкость через фильтры. Фильтры с осевшими на них частицами от механической обработки, ворсинками и пылинками запечатываются в специальные контейнеры и попадают под микроскоп.

Изображение с него тут же обрабатывается программой, которая идентифицирует посторонние частицы по типу, составу и размеру. 

Специальный микроскоп позволяет подробно отслеживать качество обработки в самых ответственных местах. От этой сетки микро-канавок на поверхности цилиндра зависит то, насколько долго и надежно прослужит двигатель.

Вы используете устаревший веб-браузер

Для полноценной работы с сайтом Volkswagen Вам необходимо установить современный браузер.

Рекомендуемые браузеры:
Google Chrome
Mozilla Firefox