Мотор на ковке что это
Что даст установка кованых поршней в двигатель
Ряд технологических особенностей автопрома заимствован из автомобильного спорта. Используемые в нем решения и элементы представляют собой надежные и весьма производительные образцы, одним из которых считаются кованые поршни. Они представляют собой овальные втулки, которые двигаются вертикально в цилиндрах, сжимая смесь топлива и воздуха.
Что лучше – кованый поршень или литой?
Такие поршни являются более подходящими для мощных транспортных средств. Следует заметить, что стоимость их гораздо выше, чем литых аналогов. И если вы приняли решение выполнить тюнинг мотора, установив дорогую деталь, рекомендуется разобраться в необходимости существенного повышения существующей мощности автомобиля.
Считается, что поршни всегда находятся под большой нагрузкой. От их качественного состояния будет полностью зависеть результативность мотора. Да и лишний вес, с которым так сражаются изготовители, играет немаловажное значение.
Особенности поршней
Кованый поршень предназначен для работы под высокими нагрузками, по этой причине его применяют на спортивных и гоночных транспортных средствах. Проще говоря, конструктивные и иные особенности этой детали определяются особенностями ее функционирования. Самым интенсивно воздействующим на поршни фактором во время работы мотора считается температурный режим. От ее воздействия металл расширяется неравномерно.
Такое явление больше проявляется по пальцевой оси поршня и в меньшей степени – по плоскости, в которой качается шатун. От этого поршень с цилиндром соприкасаются неравномерно, что значительно ускоряет изнашивание. В ситуациях, близких к критическим, образуются задиры, указанные детали прихватываются, что вызывает заклинивание ДВС. Кроме температуры, на поршни влияют инерционна сила и давление, которое создается в цилиндре газами.
Особенности изготовления
Кованые поршни могут называться штампованными, потому что изготавливаются именно по такой технологии. В производстве заготовка создается из особых сплавов методами изотермического или жидкого штампования. В них имеются различия, но положительные результаты гарантируются в любом случае.
При изготовлении жидкой штамповки матрица наполняется металлом, применяется пуансон, помогающий деформировать сплав в строгом соответствии с необходимой скоростью. Такая штамповка одноразового типа дает возможность создать полуфабрикат высокого качественного уровня, который в последующем доводят до необходимых параметров, применяя механический способ обработки.
Во втором случае необходима заранее подготовленная заготовка. Ее получают обжатием через фильеру особых прутьев, изготовленных из алюминия, содержащего в себе много кремния. Данная методика позволяет избавиться от пор внутри металла, сделать его структуру лучше.
Далее матрица вместе с заготовкой подвергается нагреву, после чего деталь можно штамповать на гидравлическом прессе. Большие усилия необыкновенно преобразуют деталь. Одновременно с этим постоянный температурный режим помогает равномерно заполнить форму, от чего зависит качество детали.
Кованый поршень не только не имеет раковин и трещинок, но и является более твердым. Весит он на 50 грамм меньше своего аналога, отлитого в заводских условиях. Целый комплект уменьшает вес двигателя внутреннего сгорания на пятьсот грамм.
Такая разработка считается настоящим прорывом в выпуске машин для спортивных гонок, так как в полной мере отвечает существенным нагрузкам в момент состязаний. Эти же кованые поршни используют в форсированных моторах. Они реже прогорают, так как отличаются значительной термоциклической устойчивостью.
Параметры кованых поршней
Чтобы правильно подобрать данную деталь для машины, следует соотнести ее параметры с характеристиками мотора:
Основные отличия от литых аналогов
Такие поршни хорошо работают на обычных моторах, но по определенным причинам для двигателей повышенной мощности считаются непригодными. Масса их несколько выше кованых деталей, да и форма не оптимальна. Литые поршни, изготовленные в заводских условиях, имеют скрытые дефекты, которые во время стандартных условий эксплуатации проявиться не могут.
Но увеличение мощности влечет за собой повышение нагрузочных усилий, которые в первую очередь воздействуют на сам мотор. В этих условиях дефекты приводят к тому, что поршень может прогореть или треснуть.
Отрицательные моменты кованых поршней
Основным недостатком кованого элемента считается его стоимость. Она довольно существенная, зависит от сложности производственного процесса. Еще один недостаток – расходы, связанные с услугами профессионального специалиста по установке поршней.
Многие считают, что кованые поршни придают машине шумность. Но это утверждение относится к машине, которая еще не прогрета. Такая особенность объясняется просто – различиями в коэффициентах на расширение. Из-за этого для кованого поршня следует увеличить зазор между стенками цилиндра. При увеличении температуры поршень расширится, зазор уменьшится, убрав неприятный шум.
Применение
Зачастую данные детали используют при монтаже турбонаддува. Кроме того, в некоторых случаях их применение считается единственным условием, чтобы сохранить ресурс мотора, ведь температура увеличивается, да и нагрузочные усилия на детали растут, что часто считается причиной прогорания поршня. Кованый поршень, как правило, применяется в комплекте с другим коленчатым валом и шатунами, имеющими форму «Н».
Необходимо помнить, что использование кованого поршня определяется в первую очередь особенностями эксплуатации транспортного средства. Для повседневных поездок вполне можно обходиться литыми деталями.
Видео
что такое кованый поршень
Кованые поршни. Для ценителей тюнинга эти слова звучат как магическое заклинание, да и простым автомобилистам наверняка доводилось слышать восторженные отзывы о подобных изделиях. Чем же кованые поршни лучше широко распространенных литых? В каких случаях их стоит применять?
Начнем с того, что обычные литые поршни прекрасно подходят для серийных моторов, а технология их изготовления – для массового производства. Если автомобиль для вас лишь средство доставки из пункта А в пункт Б, не стоит тратиться на замену штатных поршней коваными. Сказанное справедливо и в отношении капитального ремонта движка.
Другое дело – моторы форсированные, спортивные или тюнинговые. Они-то предъявляют повышенные требования к качеству комплектующих, в том числе поршней. Служившие верой и правдой стандартные поршни для этих двигателей тяжеловаты, а их форма неоптимальна. Кроме того, литье порой имеет невидимые глазу дефекты: каверны, пузырьки, вкрапления инородных тел, которые не выловить даже при тщательном контроле. При обычной эксплуатации они могут и не навредить. Но если, основательно доработав силовой агрегат, увеличить его мощность (и тем самым нагрузки), брак постарается заявить о себе: поршень внезапно прогорит, даст трещину и т. д. Владельцы «заряженных» отечественных машин подтвердят, что подобные казусы особенно часты при увеличении рабочего объема цилиндров путем установки коленвала с измененным радиусом кривошипа. В этом случае штатные поршни надо дорабатывать (торцевать), что явно не способствует увеличению их ресурса, привнося дополнительную слабину. Даже если деталь изготовлена идеально, отливка все-таки менее прочна, чем поковка, – сказывается разница в структуре.
На форсированных моторах детали испытывают большие механические и температурные нагрузки (температура на днище поршня, например, достигает 300. 350 гр.С ). Поэтому, для производства поршней с повышенными механическими характеристиками применяют высококремнистые (содержание Si > 12%) сплавы алюминия, обладающие более высокой жаропрочностью, меньшим коэффициент расширения, лучшими прочностными характеристиками по сравнению с обычными ( Si Остальные ответы
Чем так примечательны кованые поршни в тюнинге двигателя
Часто приходится наблюдать ситуацию на дороге, когда рычащие автомобили быстро перестраиваются между рядами или лихо рвутся с места, обгоняя всех на своём пути. Основная причина таких ничем внешне не выделяющихся авто – это тюнинг двигателя. То есть они, если говорить по-простому, доработаны установкой кованых поршней.
Кованые поршни для двигателя внутреннего сгорания
Такое улучшение одно из самых эффективных и популярных “прокачек” двигателя. Однако, вы можете спросить, что же такого делает эта доработка, чтобы добиться повышения эффективности двигателя и почему хороший тюнинг не обходится без неё? Ответ на этот вопрос кроется в производстве поршней.
Поэтому такая деталь серийного производства изготовляется на массового потребителя и стремится к уменьшению своей стоимости. Однако, если вам тюнинг по душе и вы считаете своего “железного друга” чем-то большим, чем простое средство передвижения, то информация, изложенная в этой статье, поможет разобраться в этом вопросе.
Если вы произвели улучшение двигателя, то его уже сложно назвать серийным. Однако, при таком процессе не забывайте, что вы увеличиваете нагрузку на все детали двигателя, и на поршни в частности. Стоит также не забывать, что стандартно изготовленный при помощи литья поршень имеет больший вес, нежели кованый, поэтому это так влияет на производительность силового агрегата.
Изготавливают литые поршни с различными дефектами и образованиями, лишь бы получить дешёвую деталь. Поэтому при работе мотора эти дефекты рано или поздно себя проявляют, ведь они являются “слабым звеном” при нагрузках и результатом соответственно разлома или прожога поршня.
Прогоревыший поршень бензинового двигателя
Однако, при любом “раскладе” даже тщательно изготовленные методом литья поршни намного слабее, чем кованые поршни, потому что у них совсем другая структура металла. Производят такие поршни совсем по другой технологии, чем литые. При этом применяют высококремнистые виды сплавов алюминия, что даёт возможность им без особого напряжения выдерживать повышенную температуру, которая достигает +300-350 °C.
Ещё такие сплавы имеют прочностные характеристики лучше литых аналогов из-за меньшего коэффициента расширения и высоких качеств жаростойкости. Традиционные методы с помощью литья не могут добиться такой высокой прочности и поэтому получить жаростойкие характеристики деталей не удаётся. Это объясняется свойствами кремния, скорость кристаллизации которого в заготовке не позволяет избавиться от образования пор в толще самого металла.
Поэтому высококремнистые сплавы алюминия получают с помощью методов жидкостной или изотермической штамповки. Последний вариант состоит из заливки расплавленного (жидкого) металла в специальные формы при помощи пуансона. В первом же способе происходит штамповка деталей из мерных заготовок, которые изготовляют из прута, обжатого через фильеру.
При этом матрицу, мерную заготовку и пуансон разогревают до + 450 °C, после этого происходит процесс обработки полученной заготовки со скоростью необходимой для штамповки. Поэтому получившаяся в результате такой обработки структура поршня получается мелкодисперсной.
При этом в ней содержится минимальное количество крупных образований кремния. Поэтому полезные свойства и характеристики у такого материала на порядок выше, чем у аналога. Благодаря увеличению прочностных характеристик металла из него производят кованые поршни, в которых стало возможным уменьшить их вес и размер.
Производство кованых поршней:
Такое снижение веса имеет огромное значение в условиях увеличенных нагрузок при работе тюнингованного двигателя и позволяет уменьшить максимумы инерционных нагрузок на детали кривошипно-шатунного механизма. К тому же, уменьшенный вес кованых поршней позволил применить на них Т-образный профиль, который имеет улучшенные характеристики.
Какие преимущества и недостатки кованых поршней?
Одним из главных недостатков кованых поршней стоит отметить их высокую стоимость, которую можно объяснить затруднительной и сложной процедурой их изготовления. Кроме этого, чтобы достичь положительных результатов, необходимы обязательно высококвалифицированные специалисты, которые бы участвовали в процедуре установке и подгонке поршней.
Также такие поршни имеют повышенный коэффициент теплового расширения. Этот фактор является причиной большого зазора между цилиндром и поверхностью самого поршня, что в свою очередь приводит к стукам в двигателе при прогреве и увеличенному расходу масла. При выборе кованых поршней особое внимание стоит уделять толщине кольцевых перегородок. Потому что такие поршни по своей сути уплотняют камеру сгорания, в связи с этим от качества кольцевых перегородок зависят многие показатели работы двигателя.
Кованые поршни при нагреве имеют свойство приобретать форму овала, а не круга как у обычных деталей. Поэтому, изготавливая их, производители первоначально придают им овальной формы, направленной перпендикулярно оси пальца поршня.
Такая “хитрость” делается специально, чтобы уменьшить попадание газов в картер и рассредоточить нагрузку по всей поверхности окружности поршня, а не концентрировать её в местах расположения бобышек. В связи с этим кованые поршни имеют улучшенные свойства тепло и износостойкости.
Хотя, если посмотреть с другой стороны, когда автомобиль для вас представляет огромную ценность, и вы хотите из него сделать настоящий спортивный болид, то установка кованых поршней – это, как раз тот вариант, который увеличит производительность вашего двигателя. Да и если говорить в общем, то по огромному счёту понятие “тюнинг” несёт в себе обязательно дополнительные расходы, поэтому удивляться повышенной стоимости такого “апгрейда” не стоит. Лучше в этом случае подумать о вопросе необходимости таких расходов или, всё же, они могут подождать.
Тюнингованый двигатель и поршни к нему
А вы, что думаете об этом вопросе? Поделитесь со всеми своим мнением в комментариях.
Продажи автомобилей в апреле: есть предварительные результаты
Рейтинг самый дорогих: кто популярнее в сегменте люкс
Россияне поддержали введение нового предмета в школах
Германия запретит продажу бензиновых автомобилей к 2030 году
Один из крупнейших автозаводов России перешёл от отца к сыну
Почему дорожает моторное масло?
В центре России — сильные дожди. Реакция соцсетей
Назван самый популярный премиум седан в Москве
Citroen показал обновлённый C4 Picasso. Фото
Новый Lifan оказался дешевле, чем Lada Vesta
На чем ездили звезды в 20 веке и сегодня?
Выбор доступного седана: Zaz Change, Lada Granta и Renault Logan
КАКОЙ автомобиль российского производства самый лучший, лучшие российские автомобили.
КАК выбрать цвет автомобиля, выбрать цвет машины.
Рейтинг ТОП-5: самая дорогая машина в мире
Автомобили для настоящих мужчин
Самые покупаемые машины в 2020-2021 году в России
КАК выбрать машину, Покупка и продажа.
Какую машину выбрать женщине или девушке
Какой внедорожник выбрать: Juke, C4 Aircross или Mokka
Чем так примечательны кованые поршни в тюнинге двигателя
Часто приходится наблюдать ситуацию на дороге, когда рычащие автомобили быстро перестраиваются между рядами или лихо рвутся с места, обгоняя всех на своём пути. Основная причина таких ничем внешне не выделяющихся авто – это тюнинг двигателя. То есть они, если говорить по-простому, доработаны установкой кованых поршней.
Кованые поршни для двигателя внутреннего сгорания
Такое улучшение одно из самых эффективных и популярных “прокачек” двигателя. Однако, вы можете спросить, что же такого делает эта доработка, чтобы добиться повышения эффективности двигателя и почему хороший тюнинг не обходится без неё? Ответ на этот вопрос кроется в производстве поршней.
Поэтому такая деталь серийного производства изготовляется на массового потребителя и стремится к уменьшению своей стоимости. Однако, если вам тюнинг по душе и вы считаете своего “железного друга” чем-то большим, чем простое средство передвижения, то информация, изложенная в этой статье, поможет разобраться в этом вопросе.
Если вы произвели улучшение двигателя, то его уже сложно назвать серийным. Однако, при таком процессе не забывайте, что вы увеличиваете нагрузку на все детали двигателя, и на поршни в частности. Стоит также не забывать, что стандартно изготовленный при помощи литья поршень имеет больший вес, нежели кованый, поэтому это так влияет на производительность силового агрегата.
Изготавливают литые поршни с различными дефектами и образованиями, лишь бы получить дешёвую деталь. Поэтому при работе мотора эти дефекты рано или поздно себя проявляют, ведь они являются “слабым звеном” при нагрузках и результатом соответственно разлома или прожога поршня.
Прогоревыший поршень бензинового двигателя
Однако, при любом “раскладе” даже тщательно изготовленные методом литья поршни намного слабее, чем кованые поршни, потому что у них совсем другая структура металла. Производят такие поршни совсем по другой технологии, чем литые. При этом применяют высококремнистые виды сплавов алюминия, что даёт возможность им без особого напряжения выдерживать повышенную температуру, которая достигает +300-350 °C.
Ещё такие сплавы имеют прочностные характеристики лучше литых аналогов из-за меньшего коэффициента расширения и высоких качеств жаростойкости. Традиционные методы с помощью литья не могут добиться такой высокой прочности и поэтому получить жаростойкие характеристики деталей не удаётся. Это объясняется свойствами кремния, скорость кристаллизации которого в заготовке не позволяет избавиться от образования пор в толще самого металла.
Поэтому высококремнистые сплавы алюминия получают с помощью методов жидкостной или изотермической штамповки. Последний вариант состоит из заливки расплавленного (жидкого) металла в специальные формы при помощи пуансона. В первом же способе происходит штамповка деталей из мерных заготовок, которые изготовляют из прута, обжатого через фильеру.
При этом матрицу, мерную заготовку и пуансон разогревают до + 450 °C, после этого происходит процесс обработки полученной заготовки со скоростью необходимой для штамповки. Поэтому получившаяся в результате такой обработки структура поршня получается мелкодисперсной.
При этом в ней содержится минимальное количество крупных образований кремния. Поэтому полезные свойства и характеристики у такого материала на порядок выше, чем у аналога. Благодаря увеличению прочностных характеристик металла из него производят кованые поршни, в которых стало возможным уменьшить их вес и размер.
Производство кованых поршней:
Такое снижение веса имеет огромное значение в условиях увеличенных нагрузок при работе тюнингованного двигателя и позволяет уменьшить максимумы инерционных нагрузок на детали кривошипно-шатунного механизма. К тому же, уменьшенный вес кованых поршней позволил применить на них Т-образный профиль, который имеет улучшенные характеристики.
Какие преимущества и недостатки кованых поршней?
Одним из главных недостатков кованых поршней стоит отметить их высокую стоимость, которую можно объяснить затруднительной и сложной процедурой их изготовления. Кроме этого, чтобы достичь положительных результатов, необходимы обязательно высококвалифицированные специалисты, которые бы участвовали в процедуре установке и подгонке поршней.
Также такие поршни имеют повышенный коэффициент теплового расширения. Этот фактор является причиной большого зазора между цилиндром и поверхностью самого поршня, что в свою очередь приводит к стукам в двигателе при прогреве и увеличенному расходу масла. При выборе кованых поршней особое внимание стоит уделять толщине кольцевых перегородок. Потому что такие поршни по своей сути уплотняют камеру сгорания, в связи с этим от качества кольцевых перегородок зависят многие показатели работы двигателя.
Кованые поршни при нагреве имеют свойство приобретать форму овала, а не круга как у обычных деталей. Поэтому, изготавливая их, производители первоначально придают им овальной формы, направленной перпендикулярно оси пальца поршня.
Такая “хитрость” делается специально, чтобы уменьшить попадание газов в картер и рассредоточить нагрузку по всей поверхности окружности поршня, а не концентрировать её в местах расположения бобышек. В связи с этим кованые поршни имеют улучшенные свойства тепло и износостойкости.
Хотя, если посмотреть с другой стороны, когда автомобиль для вас представляет огромную ценность, и вы хотите из него сделать настоящий спортивный болид, то установка кованых поршней – это, как раз тот вариант, который увеличит производительность вашего двигателя. Да и если говорить в общем, то по огромному счёту понятие “тюнинг” несёт в себе обязательно дополнительные расходы, поэтому удивляться повышенной стоимости такого “апгрейда” не стоит. Лучше в этом случае подумать о вопросе необходимости таких расходов или, всё же, они могут подождать.
Тюнингованый двигатель и поршни к нему
А вы, что думаете об этом вопросе? Поделитесь со всеми своим мнением в комментариях.
Продажи автомобилей в апреле: есть предварительные результаты
Рейтинг самый дорогих: кто популярнее в сегменте люкс
Россияне поддержали введение нового предмета в школах
Германия запретит продажу бензиновых автомобилей к 2030 году
Один из крупнейших автозаводов России перешёл от отца к сыну
Почему дорожает моторное масло?
В центре России — сильные дожди. Реакция соцсетей
Назван самый популярный премиум седан в Москве
Citroen показал обновлённый C4 Picasso. Фото
Новый Lifan оказался дешевле, чем Lada Vesta
На чем ездили звезды в 20 веке и сегодня?
Выбор доступного седана: Zaz Change, Lada Granta и Renault Logan
КАКОЙ автомобиль российского производства самый лучший, лучшие российские автомобили.
КАК выбрать цвет автомобиля, выбрать цвет машины.
Рейтинг ТОП-5: самая дорогая машина в мире
Автомобили для настоящих мужчин
Самые покупаемые машины в 2020-2021 году в России
КАК выбрать машину, Покупка и продажа.
Какую машину выбрать женщине или девушке
Какой внедорожник выбрать: Juke, C4 Aircross или Mokka
Мотор на ковке что это
Да и обычным владельцам скутеров и мотоциклов приходилось слышать превосходные отзывы о данных изделиях. В каких же случаях кованые поршни рекомендуется использовать, и чем они лучше более распространенных литых поршней?
Кованые поршни – что это такое?
Что дает установка кованых поршней в двигатель?
Насколько кованые поршни лучше литых?
Литые поршни по технологии своего изготовления, идеально подходят для массового производства и предназначаются в основном для серийных моторов. В том случае, если для вас скутер/мотоцикл лишь способ перемещения из одной точки в другу, то менять обычные поршни на кованые не стоит. То же самое справедливо и в плане капитального ремонта двигателя.
Совсем иное дело – двигатели тюнингованные, спортивные. Именно они предъявляют высокие требования в плане качества поршней и других комплектующих. Стандартные поршни для подобных двигателей имеют не совсем оптимальную форму и несколько тяжеловаты. Кроме всего прочего, литье имеет некоторые дефекты, которые не видно невооруженным глазом: вкрапления мельчайших инородных элементов, каверны, пузырьки. Их практически невозможно заметить даже при весьма тщательном контроле. В обычной ситуации навредить они смогут врядли, а в случае с силовым агрегатом повышенной мощности (и как следствие высокой нагрузки), последствия такого брака могут быть для мотора весьма плачевными. Поршень может дать трещину, прогореть и т.п. Владельцы мото-техники китайского производства могут подтвердить, что такие казусы бывают. Особенно часто подобное происходит при попытке увеличить объем цилиндра, прибегая к установке коленвала с увеличенным ходом. В данной ситуации стандартные поршни необходимо торцевать, что делает их более слабыми и совершенно не способствует увеличение их срока службы. Ввиду существенной разницы в структуре, отливка всегда менее прочна, чем кованая деталь, даже если эта деталь изготовлена идеально.
Детали на двигателях с тюнингом ЦПГ подвергаются существенным температурным и механическим нагрузкам. Поэтому для изготовления кованых поршней используют алюминиевые сплавы с повышенным содержанием кремния (10-18%), которые обладают меньшим коэффициентом расширения, повышенной жаропрочностью и лучшими показателями прочности, по сравнению со сплавами, применяемыми для отлива заготовок в кокиль (чугунная или стальная форма для литья). Этот сплав подвергнутый предварительной деформации, в виде прутка, прошедшего многократную протяжку через фильеры (волочильная плита с коническими отверстиями). В процессе такой протяжки сечение прутка уменьшается вчетверо, при этом ликвидируются поры в металле будущего поршня и изменяется его структура. Пруток режется, и болванками закладывается в гидравлический пресс.
Высококачественные поршневые заготовки из высококремнистого сплава изготовить стандартным способом (литье в кокиль) не получится ввиду различной скорости кристаллизации кремния (образуются поры). По этой самой причине заготовки производятся при помощи применения более сложных методов: изотермической и жидкой штамповки. В первом варианте штамповку делают из мерных заготовок, изготовленных из предварительно «обжатого» через фильеру прутка. Во втором случае специальная матрица заливается металлическим расплавом, а пуансон ее деформирует с заранее заданной скоростью. Процесс штамповки с заранее установленной скоростью, начинается после того, когда пуансон, мерная заготовка и матрица будут разогреты до температуры в 400-450 C. В результате структура металла, из которого изготовляются кованые поршни, отличается от литых своей мелкодисперсностью. В нее отсутствуют грубые частицы кремниевых кристаллов. В результате этого материал, из которого производятся штампованные поршни, имеет высокие механические характеристики, как при нормальных, так и при рабочих температурах (300-350 C). Штампованный поршень благодаря своим улучшенным характеристикам становится «ажурнее» и легче в отличие от литого.
На основании вышеизложенных фактов можно сделать вывод, что использование кованых поршней в двигателях с тюнингом ЦПГ в сторону увеличения объема если уж и не строго обязательное, то по крайней мере, очень желательное.
Штампованные поршни по сравнению с литыми, намного легче и одновременно существенно прочнее, их форма для форсированных моторов наиболее оптимальна, а вероятность их прогорания значительно меньше. Кроме того их твердость по шкале Бринелля составляет 120-130 единиц, твердость обычных по той же шкале – максимум 90. Термоциклическая стойкость кованых поршней почти в 6 раз выше, и если литые поршни до появления трещин способны выдержать не более четырехсот циклов «нагрев-охлаждение», то поршень штампованный выдерживает около 2 500.
Поршни двигателя – одна из самых сложных и нагруженных деталей. Современная тенденция в спортивном тюнинге – рост максимальных оборотов двигателя. Следовательно, приходиться бороться за массу поршня, ведь чем легче поршень, тем меньше он под действием боковых составляющих сил инерции прижимается к поверхности цилиндра. А значит, меньше будут механические потери, выше мощность, как правило, больше ресурс и выше максимально допустимые обороты двигателя.
В борьбе за снижение массы поршень приобрел оригинальную форму, но напрочь утратил простоту. Во-первых, как известно, металл при нагреве расширяется, причем поршень расширяется неравномерно, больше в направлении, параллельном оси поршневого пальца, и меньше – в плоскости качания шатуна.
Происходит это из-за того, что металла в области бобышек-приливов под поршневой палец больше, и поэтому если, предположим, поршень был бы цилиндрическим в холодном состоянии, то при нагреве до рабочей температуры он станет овальным. Во-вторых, юбка поршня при работе двигателя тоже нагревается неравномерно, и тоже превратиться в изогнутую, как говорят специалисты, «корсетную». Точно также ведет себя и конусная юбка поршня двигателя.
Все это приводит к сокращению пятна контакта поршня с поверхностью цилиндра, повышенному износу, а в худшем случае – задиру, прихватыванию поршней и заклиниванию двигателя. А ведь помимо нагрева, поршень подвергается и давлению газов, и воздействиям сил инерции, и под их влиянием тоже деформируется. Понятно, что поршень должен быть как можно легче, прочнее и как можно меньше изменять свою форму при нагреве и других воздействиях.
Как альтернатива заводским, литым поршням появились кованые поршни. В принципе их правильнее называть штампованными, т.к. поршни получают не многократной обработкой давлением, а однократной. Заготовка поршня помещается в матрицу, прижимается пуансоном и полуфабрикат поршня готов. Естественно, окончательную форму поршня он приобретет только после механической обработки. Штамповка поршня под давлением позволяет упрочнить металл и одновременно сделать поршень гораздо более легким, прочным, надежным и долговечным. При этом возникает проблема большей сложности запрессовки в поршень термокомпенсирующих вставок и вследствие этого необходимость в более тщательном подборе профиля поршня.
Усилие в 250 тонн и температура 500 градусов, поддерживаемая системой индукционного нагрева, делает чудеса: металл будущего поршня, словно пластилин, за несколько секунд растекается между матрицей и пуансоном, принимая форму заготовки поршня. Поскольку процесс изготовления поршня протекает при неизменной температуре, называется он изотермической штамповкой. Постоянный нагрев играет здесь большую роль, ведь если температура в зоне матрицы упадет, то возможна недоштамповка поршня, то есть неравномерное распределение металла. Если температура повысится, то алюминий будущего поршня попросту начнет плавиться. В результате изотермической штамповки из предварительно деформированного металла и последующего цикла закалки и обязательного старения, получается заготовка под будущий кованый поршень с высокими механическими характеристиками – твердость 130 единиц и отсутствие технологического брака типа каверн, раковин и трещин.