Изготовление кованных поршней

.

Что дают кованые поршни по сравнению с литыми

Спортивные автомобили нередко являются эталоном надежности, быстроты и мощи. Инженеры постоянно модернизируют двигатели болидов. Применяют новые материалы, современные технологии для улучшения технических характеристик двигателя. И со временем эти новшества используют для других автомобилей. Вот и рассмотрим, что дают кованые поршни, почему они являются более приемлемыми для мощных и скоростных машин и чем отличны от литых.

Кованые поршни больше подходят для мощных авто

Необходимо отметить, что кованые варианты значительно дороже широко распространенных литых. Поэтому прежде чем вы решите сделать тюнинг двигателя и установить дорогостоящую деталь, необходимо разобраться необходимо ли вам значительное увеличение стандартной мощности машины.

Необходимо признать, что поршни постоянно подвергаются высокой нагрузке. И от их качества напрямую зависит продуктивность двигателя. Еще немаловажным моментом является масса. Разработчики «бьются» не только за каждый сэкономленный килограмм, но и за каждый грамм общего веса автомобиля.

Некоторые особенности поршней

Экономия веса касается и детали, которую мы обсуждаем. Чем легче поршень, тем меньше инерционные силы, действующие внутри цилиндра. Как результат, ниже механические потери, повышается мощность и в итоге растут в значительной степени обороты двигателя.

Для уменьшения веса разработчики «подарили» детали интересную форму, которая лишена простоты. Это обусловлено самым важным фактором: температурой, способствующей расширению металла. При этом следует учесть, что деталь расширяется не совсем равномерно. Параллельно оси поршневого пальца в большей степени, чем в плоскости качания шатуна.

Кованые поршни имеют специальную форму для уменьшения веса

В результате повышенных нагрузок происходит неровный разогрев и деформация. Чем это чревато? Поршень неравномерно двигается в цилиндре. Более быстро изнашивается деталь, это в лучшем случае, но бывают и критические варианты: возникают задиры, поршни прихватываются, и результат может быть плачевным − заклинивает двигатель.

Второй немаловажный раздражающий фактор: давление газов внутри цилиндра. Третий: сила инерции. Они также создают дополнительное негативное воздействие на поршни. Мы рассмотрели эти моменты для того, чтобы понять, что от веса и материала этой детали зависит надежность и продуктивность работы всего мотора.

Литые или кованые поршни − что выбрать

Для любителей высоких скоростей выражение «кованые поршни» не является загадочным словосочетанием. Скорее наоборот, произнеся эту фразу, можно услышать целую лекцию с перечнем положительных качеств этой детали. Без нее не обходятся автомобили со специфическими моторами:

Эти силовые агрегаты требуют особого качества и надежности комплектующих деталей, не исключением является поршневая группа. Базовые заводские детали не только тяжеловаты, но и не обладают оптимальной формой для достижения поставленных целей. Мы разберем подробнее технологию производства, а затем узнаем, чем лучше кованые поршни и стоит ли на них менять стандартные.

Литые, к сожалению, иногда имеют незаметные дефекты, которые никак не отражаются на работе двигателя в обычном режиме. Но увеличение мощности мотора влечет за собой и повышение нагрузок. В результате эти невидимые для обычного глаза инородные вкрапления, каверны или пузырьки могут спровоцировать трещину либо поршень попросту прогорит. Такая проблема возникает при установке коленвала с модернизированным радиусом кривошипа.

Дополнительный отрицательный момент, влияющий на детали − повышенная, в сравнении с техническими параметрами, температура (она может подниматься до 300 и даже 350 °C). Чтобы с поршнем ничего не произошло, для кованых вариантов используют высококремнистый сплав алюминия. Он имеет прекрасные качества:

Более узкие кольца значительно снижают трение. В то же время изменение профиля поршня никак не повлияло на повышение расхода масла. Современные материалы и передовая технология поспособствовали значительному снижению теплового зазора блока цилиндров и кованого поршня. Он составляет всего от 0,06 до 0,05 миллиметров. Но что более важно, вы будете избавлены от опасности «поймать клин» двигателя.

Кованые поршни придется заказать отдельно, по умолчанию почти все авто оснащаются литыми

Небольшое, но важное уточнение. В автомобилях серийного производства установлены литые поршни. Поскольку они изготавливаются массовым порядком, цена вполне приемлема. Но это не единственное достоинство. Эти детали вполне соответствуют своему назначению и могут замечательно выполнять свои функции. Поэтому если вы пользуетесь автомобилем исключительно для поездок, а не скоростных гонок, не стоит делать значительные вложения в модернизацию двигателя. Это касается и капитального ремонта мотора.

Технология изготовления

Название «литые» говорит само за себя, они производятся методом литья металла в специальную матрицу. Для этого берется сплав алюминия с добавлением в определенных пропорциях кремния. Деталь изначально имеет овальную форму. Но под воздействием высокой температуры производится вышеописанная процедура, и поршень приобретает практически идеальную форму цилиндра. Кроме того, юбку поршня делают бочкообразной формы, которая является самой оптимальной для хорошего выполнения своих функций.

Для предотвращения деформаций под воздействием температуры внутрь поршня заливают термокомпенсирующие вставки из стали. Это позволяет предотвратить сильное расширение в области бобышек.

В отличие от этого метода кованые детали по большому счету должны называться штампованными, поскольку именно эта технология применяется для их изготовления.

Для производства надежных поршней заготовка из специальных сплавов получается методом изотермической или жидкой штамповки. Они отличаются одна от другой, но гарантируют прекрасный результат.

Жидкая штамповка. В матрицу заливают расплавленный металл и применяют пуансон, который деформирует сплав строго в соответствии с заданной скоростью. Эта одноразовая штамповка позволяет получить высококачественный полуфабрикат, который в дальнейшем доводится до нужных параметров механической обработкой.

Изотермическая штамповка. Для этого метода берут предварительно подготовленные заготовки. Они получаются из обжатого через фильеру специального прута из высококремнистого алюминия. Такой метод позволяет убрать все поры в металле и изменить в лучшую сторону его структуру. Затем матрицу вместе с мерной заготовкой нагревают до температуры 450 °C и только после этого деталь штампуется скоростным методом с помощью гидравлического пресса. Усилие в 250 т делает фантастические преобразования. При этом постоянная температура матрицы способствует равномерной заполняемости формы, благодаря этому детали получаются не только точными, но и надежного качества.

Чем лучше кованые поршни еще? Поговорим отдельно о твердости: она составляет 130 ед. При этом запчасти гарантированно избавлены от раковин, каверн, а также трещин. Дополнительным положительным моментом является снижение веса, он на 50 грамм ниже обычных заводских вариантов. А весь комплект поможет снизить массу двигателя примерно на 0,5 кг.

Эта разработка сделала огромный прорыв в производстве гоночных автомобилей, поскольку полностью соответствует высоким нагрузкам во время соревнования. Детали также применяются в форсированных движках. Они меньше прогорают, поскольку имеют высокую термоцикличную стойкость.

Недостатки кованых и литых деталей

Мы рассмотрели прекрасные характеристики запчастей, изготовленных методом штамповки. Но на вопрос какие устанавливать поршни кованые или литые, ответить сможете только вы сами. Все зависит от режима эксплуатации автомобиля и ваших предпочтений. Чтобы вам было проще определиться с выбором, мы расскажем, какие есть отрицательные стороны кованых деталей.

Главный недостаток кованых поршней — это цена

Первая: цена. Она довольно высока и зависит от сложного метода производства поршней. Вторым отрицательным моментом можно считать финансовые средства, которые придется заплатить квалифицированному мотористу. Только классный спец сможет сделать правильную модернизацию вашего двигателя. А такая работа не может быть дешевой. В этом случае производится не только установка, но и подгонка детали.

Теперь поговорим о литых вариантах. К сожалению, этот метод не гарантирует отсутствие технологического брака. Как мы писали выше, могут присутствовать пустоты, которые в дальнейшем приводят к трещинам. Кроме того, сплав не особо твердый, даже закалка обеспечивает по шкале Бринеля всего лишь 80 ед. Именно поэтому для надежности увеличивают их вес.

Кованые поршни значительно улучшают технические характеристики двигателя. Если вы любитель прокатиться с ветерком, то это более чем прекрасный вариант. Что дают кованые поршни: вы гарантированно надолго будете защищены от проблемы прогорания поршней, которая нередко случается из-за частых нагрузок на мотор. Но при этом, если вы передвигаетесь исключительно в щадящем скоростном режиме, то такой тюнинг может быть не нужен. Ну а дальше решайте сами: стоит производить модернизацию или продолжать использовать стандартные литые поршни.

365cars.ru

Кованые поршни

Кованые поршни.

Кованые поршни это элемент тюнинга, который прочно вошёл в нашу автомобильную жизнь, сейчас практически любой автомобильный тюниг проект предусматривает замену штатной поршневой группы на кованный либо литой вариант поршней подходящих под требования заказчика. Сегодня мы остановимся на кованых поршнях.

Поршень ДВС – это ключевой элемент процесса в двигателе внутреннего сгорания, поршень представляет собой «втулку»,  которая двигается вверх и в низ, в нутрии каждого цилиндра сжимая воздушно-топливную смесь воспламеняемую свечой зажигания, образовавшаяся в результате этого энергия проворачивает коленвал,  который в свою очередь подаёт мощность на колёса. Поршень имеет овальную форму.

В современном моторе поршни одни из самых нагруженных деталей. Рост максимальных оборотов двигателя заставляет бороться за массу шатунно-поршевой группы. Чем легче поршень, тем меньше он под действием боковых сил инерции прижимается к поверхности цилиндра, а значит, меньше будут механические потери и выше мощность, а так же максимально допустимые обороты двигателя. При снижении массы поршень приобретает оригинальную форму и утрачивает простоту.

При нагреве металл поршня расширяется, причём поршень расширяется неравномерно – больше в направлении, параллельном оси поршневого пальца, и меньше – в плоскости качения шатуна. Происходит это потому что металла в области бобышек-приливов под поршневой палец – больше, и по этому 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 не равномерно, и тоже примет изогнутую «корсетную» форму. Точно так же ведёт себя и конусная юбка поршня двигателя. Всё это приводит к сокращению пятна контакта поршня с поверхностью цилиндра, повышенному износу, а в худшем случае – задиру, прихватыванию поршней и заклиниванию двигателя. Помимо нагрева деформация поршня происходит под давлением газов и сил инерции. Для нормальной работы поршень должен быть как можно легче, прочнее и как можно меньше изменять свою форму при нагреве и других вышеперечисленных  воздействиях.

Технология изготовления кованых поршней.

Точное название процесса изготовления не «ковка», а изотермическая штамповка. Заготовку поршня получают из высококремнистого алюминиевого прутка (содержание кремния 10-18%) прошедшего многократную протяжку через фильеры,  выдавливанием без плавления – единственным ходом пресса при постоянной температуре от 420-495 градусов в зависимости от производителя.

Естественно, что штамповка это не последний этап производства кованого поршня, после штамповки следует:

— Остывание отштампованной заготовки (1 час)

— Заготовку дважды подвергают нагреву для придания устойчивости металлу

— Заготовке придают определённую форму на токарном станке для дальнейшей обработки.

— В заготовке по бокам просверливают отверстия для подачи масла, которое смазывает поршень в процессе работы

— Обработка на токарном станке для придания необходимого диаметра, а так же нарезание канавок для маслосъемных и компрессионных колец.

— Прорезание отверстия для поршневого пальца.

— Облегчение поршня на фрезерном станке

— Придание необходимой формы «куполу поршня» или рабочей зоне, вырезание вытеснителя или «цековок» для клапанов.

— Срезание тончайшего слоя металла на токарном станке с «юбки» поршня для того что бы при нагреве поршень мог увеличиться в размере без опасности «прихвата» юбки к стенкам цилиндра.

— Нарезка отверстий для смазки поршневого пальца

— Гравировка на рабочей зоне поршня модели и даты производства детали.

— Ручная обработка острых кромок на ленточном шлифовальном станке.

— Обработка посадочного места поршневого пальца на металлорежущем станке.

— Мойка готовых поршней специальным раствором.

— Сушка под воздушной пушкой.

Всё поршень готов для использования!

По сравнению с литыми поршнями «ковка» легче и одновременно прочнее, форма кованого поршня оптимальна для форсированных двигателей, склонность к прогару меньше. Твёрдость кованых поршней 120-130 ед. по Бриннелю против 80-90 ед. у обычных литых. Термоциклическая стойкость выше в 5-6 раз. Если литые поршни до появления первых трещин выдерживают в среднем 400 испытательных циклов «нагрев-охлаждение», то кованные (штампованные) 2500 циклов. Кроме того стандартный жигулёвский поршень весит 376-380 гр., а кованый поршень на 40-80 гр. легче. Так же кованые поршни избавлены от таких дефектов литых поршней как: каверны, пузырьки, вкрапления инородных тел, которые невидны глазу и которые не выявить даже при самом тщательном осмотре. Наличие этих дефектов может быстро привести к тому, что на высоконагруженном ДВС поршень прогорит или даст трещину. При изготовлении кованых поршней возникает проблема невозможности запрессовки в поршень термокомпенсирующих вставок и вследствие этого необходимость в более тщательном подборе профиля поршня, а так же соблюдение зазора при его монтаже в цилиндр.

На данный момент изготовлением кованых поршней в России занимаются 5-6 предприятий, купить их можно в большинстве крупных тюнинг магазинов по цене от 8000р за распространённые модели, а так же заказать оригинальный комплект у производителя по цене от 10000р.

В завершении статьи хочу отметить, что использование кованых поршней в тюниг проектах себя полностью оправдывает, как с точки зрения качества, так и сточки зрения удобства. А широкий выбор комплектующих и возможность их изготовления на заказ позволяет удовлетворить самые изысканные требования заказчика.

Среди известных мне крупных Российских производителей кованых поршней отмечу:

НПО «Авиатехнология» (МАМИ) большой выбор готовых изделий для автомобилей ВАЗ

АМС-Сервис (Бушланов) изготовление комплектов кованых поршней на заказ

СТИ большой выбор готовых изделий, а так же работа на заказ.

Среди зарубежных производителей отмечу:

MAHLE

CP Pistons

Текст Михаил Шевченко

При подготовке статьи использованы материалы:

www.kartuning.ru

www.zr.ru

ВИДЕО ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОВАНОГО ПОРШНЯ ПОЛНЫЙ ЦИКЛ

ФОТО1-2,4-7,10-12,14-15

www.flashracing.ru

Чем кованые поршни в автомобиле лучше стандартных?

До недавнего времени кованые поршни считались атрибутом только моторов спортивных суперкаров, которые эксплуатируются в очень жестких условиях. Тем не менее, с активным развитием среди автолюбителей тенденции осуществлять тюнинг обычных двигателей, возникла необходимость в замене литых поршней коваными и на обычных авто. В чем же заключаются преимущества таких поршней, и когда действительно их стоит устанавливать на авто – в этом и попытаемся разобраться ниже.

Что собой представляют кованые поршни?

Серийные моторы практически не оснащаются коваными поршнями. Обычно на них устанавливаются обычные литые, которые массово выпускаются на заводах. Почему так, если кованые поршни признаны более надежными? Во-первых, это связано с их стоимостью – производить литые и устанавливать на авто в разы дешевле, что привлекательно не только для производителей автомобильных двигателей, но и для их покупателей. Во-вторых, для ресурсов обычного автомобиля вполне хватает и литых поршней, которые демонстрируют очень хорошую и достаточно длительную работу.

Полезно знать! Поршни могут иметь разную форму и конструкцию. В частности, поршни могут быть одно- и двухсторонними. В последнем случае на изделии будут присутствовать сразу два днища.

Что же касается кованых поршней, то они непосредственно предназначены для установки на двигатели высокой мощности, детали которых подвергаются регулярному воздействию механических и температурных нагрузок. Основа кованых поршней – это максимально чистые сплавы алюминия, которые содержат в себе только кремний (около 12%). Благодаря этому во время производства поршней получается добиться более высокой прочности, которая обычно не свойственна алюминиевым изделиям.

По своей форме кованый поршень ничем не отличается от литого. Разница между ними заключается лишь в том, что при установке кованых поршней обычно используются облегченные варианты шатунов и шатунных пальцев. Связано это с тем, что в целом такие поршни отличаются сниженным весом, поэтому возникает необходимость и в снижении веса всей конструкции поршня.

Почему автовладельцы отдают предпочтение кованым поршням: их достоинства

Главный недостаток литых поршней – их большой вес и очень непрочная структура, которая под слишком большими нагрузками приводит к появлению серьезных сколов и трещин. Понятно, что при установке такого поршня на двигатель гоночного автомобиля, он может стать причиной серьезных аварий.

Кованые поршни лишены всех этих недостатков, поскольку они отличаются от литых не только своим составом, но и в первую очередь способом изготовления. В частности, к достоинствам таких поршней стоит отнести следующее:

• повышенная прочность изделий, которая возможна благодаря мелкодисперсной структуре металла, из которого они изготавливаются; прочность поршней сохраняется даже при температуре в 350°, чего точно не могут сделать привычные для нас литые поршни;

• в отличие от поршней, которые массово выпускаются на заводах и характеризируются твердостью всего в 80-90 единиц по Бриннелю, кованые обладают твердостью в 120-130 единиц, что в количественном эквиваленте говорит об их качестве;

• если опять же приводить сравнение литых и кованых дисков, то последние в 5-6 раз выигрывают по такому критерию как термоциклическая стойкость (для этого проводится эксперимент, в ходе которого поршни сначала доводят до очень высоких температур, а потом резко охлаждают; в ходе эксперимента литые поршни в среднем выдерживали около 400 циклов, тогда как кованые – 2500);

• основное достоинство – это уменьшенный вес кованых поршней, который при сравнении снижается примерно на 40-50 г; хотя на первый взгляд это очень низкая цифра, в реальной работе она имеет огромнейшее значение;

• при нагревании кованого поршня практически не происходит тепловое расширение; таким образом, до каких температур ни поднималась бы температура в процессе работы, поршень практически не меняет своих размеров; все это возможно благодаря наличию в структуре таких поршней кремния.

При всех этих характеристиках кованые поршни являются идеальным вариантом для тех, кто проводит тюнинг своего двигателя и увеличивает его мощность на несколько лошадиных сил. С таким поршнем двигатель будет работать бесперебойно и не приведет к неприятным неожиданностям в виде аварий.

Как делают кованые поршни: знакомимся с технологий производства

Когда мы слышим словосочетание «кованый поршень», сразу же представляется картина, где кузнец при помощи молота выбивает поршни для автомобильных двигателей. На самом деле ковка в их изготовлении не применяется, и тем более ручная. Для получения поршней данного типа используется специальная технология – жидкостная или же изотермическая штамповка.

При жидкостной штамповке разогретый до необходимой температуры сплав алюминия с кремнием заливается в матрицу нужных размеров. Далее при помощи пуансона остывающий металл сжимают, выполняя эту операцию с заданной скоростью, что позволяет получить изделие высокого качества, без наличия воздушных пузырьков и микротрещин.

Интересно знать! Основным материалом, из которого производятся поршни для автомобильных двигателей, является алюминиевый сплав (далеко не всегда к нему добавляется калий) и серые чугуны.

Как же делают кованые поршни методом изотермической штамповки? В этом случае предварительно изготавливаются заготовки поршней, которые повторно разогревают и подвергают прессованию, то есть штампуют. При этом процесс работ и всех рабочих инструментов (матрицы и пуансона) поддерживается на одном температурном уровне — +495±5°С. По качеству получаемой продукции и жидкостный, и изотермический методы производства кованых поршней являются идентичными.

Литые или кованые поршни: что выбрать для своего автомобиля?

Чем отличаются кованые поршни от обычных? В первую очередь, своей высокой выносливостью. Поэтому, если речь идет о спортивных, форсированных и тюнингованных двигателях, то на них, безусловно, должны присутствовать именно кованые поршни.

Как мы уже упоминали выше, литые поршни всегда имеют некоторые дефекты, которые в нормальных условиях эксплуатации автомобиля совсем не проявляются. Но если такой поршень установить на спортивный кар с форсированным двигателем, из-за своего тяжелого веса поршень сразу же нагреется до очень высоких температур (вызывая при этом нагревание и других деталей автомобильного двигателя).

После этого может активно начаться процесс разрушения детали, поскольку под действием высокой температуры микротрещины начнут расширяться, становясь причиной раскола поршня. Нередко в таких случаях поршни попросту прогорают.

Важно! Используемые для производства литых поршней сплавы обладают плохой жаропрочностью и под действием температуры около 350°С способны сильно расширяться, что также негативно отражается на работе двигателя.

Тем не менее, литой поршень – это самый оптимальный вариант для обычного автомобиля, как по стоимости, так и по своему качеству. При обычных условиях эксплуатации и отсутствии вмешательства в мощностные характеристики двигателя, он может обеспечить такой же срок службы, как и кованые поршни на спортивных автомобилях. Таким образом, если вы не собираетесь модернизировать двигатель своего автомобиля – не стоит прибегать к установке кованых поршней.

Немного о недостатках кованых поршней для авто

Кованые поршни из-за сложности производства имеют достаточно высокую стоимость. Но на этом финансовые расходы при установке кованого поршня не завершаются, поскольку для этого вам еще необходимо будет нанять высококвалифицированного специалиста, который смог бы подогнать поршень под двигатель вашего автомобиля, да и увеличить его мощностные характеристики. Но если ваша цель заключается именно в повышении мощности авто – такие затраты будут вполне оправданными.

Иных недостатков у данного вида изделий нет. При установке на авто они будут гарантировать вам надежность службы и отсутствие проблем при эксплуатации на повышенных скоростях. Но, в любом случае, вам придется самостоятельно принять решение касательно того, стоит ли тратить деньги на такой поршень, или же можно продолжать езду на литом.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?

auto.today

Кованые поршни (2).

Для многих приверженцев тюнинга серийных моторов, кованные поршни являются самыми первыми деталями, которыми заменяют штатные поршни. И кованные поршни из-за своей большей прочности, чем у обычных поршней, позволяют облегчить их ещё больше — на целую четверть. В этой статье мы рассмотрим почему кованые поршни имеют ряд преимуществ перед обычными литыми, чем они отличаются, и следует ли их устанавливать на обычные серийные двигатели, или только на спортивные форсированные?

Начнём немного из далека, то есть из прошлого века. Все мотористы знают, что раньше поршни изготавливались из высокопрочного чугуна, и поршень из этого металла обладал высокой прочностью, износостойкостью, а главное имел небольшой коэффициент расширения от нагрева. И благодаря этому можно было сделать минимальный зазор между поршнем и цилиндром. Но от чугунных поршней отказались более полувека назад, так как чугунный поршень имел большую массу.

И если вначале, на тихоходных моторах чугунные поршни работали не плохо, то позже, когда мощность мотора начали наращивать за счёт повышения оборотов, чугунные поршни из-за своего веса оказались непригодны. Так как их вес, при возвратно-поступательном движении деталей, ощутимо повышал нагрузку на опоры деталей, а именно: палец, шатун, коленчатый вал. И чтобы упрочнить эти детали, их размеры, а следовательно и массу приходилось увеличивать — это ставило в тупик эволюцию успешного развития моторов.

Как известно многим, чугун впоследствии заменил намного более лёгкий алюминиевый сплав, который частично снял проблему веса, но вот механические свойства, прочность алюминиевых сплавов оставляет желать лучшего, и до сих пор инженеры ищут способы упрочнения алюминиевых сплавов. И один из способов упрочнения алюминиевого поршня — это изотермическая штамповка, или говоря проще — ковка. А чтобы понять, почему кованный поршень круче литого, рассмотрим процесс изготовления обычных литых, а затем и кованных поршней.

Производство обычных литых  поршней.

Изготовление алюминиевых поршней методом литья расплавленного металла в форму, которую называют матрица или кокиль, инженеры переняли ещё у наших предков, отливающих бронзовые топоры. Залитый в кокиль алюминиевый сплав, грубо повторяет форму кокиля (матрицы) внутри и снаружи. Затем следует термическая и станочная обработка грубо отлитой детали (см. фото) , с которой снимается лишний металл и деталь принимает цилиндрическую форму (ну почти цилиндрическую, с небольшой конусностью).

Эта простая технология производства алюминиевых поршней отработана не одним десятилетием и делают так большинство поршней до сих пор, и такие поршни известны всем. Хотя современное литьё в кокиль, всё же отличается от литья топора первобытного человека, хотя бы тем, что металл подаётся в форму под давлением. Так отливают современные алюминиевые рамы мотоциклов, но вот поршни так отливают далеко не все фирмы.

Многие беря в руки литой поршень, даже авторитетного производителя, не видят снаружи никаких изъянов, и многие полагают, что в таких деталях как поршни, изъянов быть не должно. Но это не значит, что так и есть, ведь в процессе отливки, любая деталь насыщается внутренними пустотами, так называемыми кавернами (мельчайшие пузырьки). И литой алюминий всегда имеет некоторую рыхлость в своей структуре, которая естественно не добавляет ему прочности.

Как я написал выше, современное литьё под давлением, так называемая «жидкая штамповка» позволяет получить несколько лучшую структуру отлитого металла, но и эта технология всё же не устраняет полностью слабостей отлитых заготовок. Тем более, что с помощью жидкой штамповки изготавливают далеко не все поршни (о жидкоштампованных поршнях читаем вот здесь).

И чтобы как то упрочнить отлитые детали, в их конструкцию инженеры добавляют усиливающие элементы — например делают дно поршня толще, да и стенки тоже, а бобышки под палец делают более массивными. Конечно же все эти усиления добавляют веса, и в итоге выходит, что более древний и прочный чугунный поршень, проигрывает в весе алюминиевому поршню совсем не много — примерно 10 — 15 процентов.

И напрашивается вопрос — стоила ли овчинка выделки? Да стоила, так как у алюминиевого сплава есть ещё одно хорошее достоинство — алюминиевые сплавы раза в три лучше отводят тепло, чем чугун. И это свойство незаменимо в современных (горячих) двигателях, с высокой степенью сжатия.

Естественно если ваш мотоцикл (или автомобиль) всего лишь средство небыстрого перемещения тела на работу и обратно, ну и разок-другой на природу по выходным, то тратить деньги на замену штатного литого поршня (или поршней) на кованый нет смысла. Ведь лёгкие кованные поршни незаменимы для высокооборотистых моторов, и кроме того, что вы установите более лёгкий кованный поршень, нужно сделать ещё несколько операций по форсировке, установить спортивный распредвал и т.д (ну хотя бы как описано вот тут).

Но следует помнить, что жизнь форсированного двигателя хотя и яркая, но гораздо короткая, чем у штатного заводского мотора. И форсировка подойдёт для спортивных соревнований, или для вашего второго мотоцикла (или машины) на которых вы хотите отрываться по выходным на треке.

Технология производства кованых поршней.

Совсем по другому получается структура металла, если его упрочнить ещё до механической обработки. Для упрочнения поступают так: с отлитой большой болванки диаметром примерно 500 мм снимают верхний (самый рыхлый) слой металла, толщиной 15 — 20 мм. После этого «похудевшую» заготовку волочат (протягивают) через специальное устройство с отверстиями (фильеры), до тех пор, пока заготовка не станет тоньше в 10 раз! Естественно, что после такого сильного сжатия, от пустот в структуре отлитого материала не остаётся и следа.

Этапы формирования кованого поршня.а — заготовка отрезанная от пропущенного через фильеры прутка, б — паунсон, который формирует внутренний контур поршня, в — заготовка поршня вышедшая из под пресса, г — она же после обработки верхнего слоя металла на станке, д — поршень после конечной механической обработки на особо точном станке.

Далее от «похудевшей» более чем в 10 раз заготовки отрезают кусок прутка, который соответствует определённой массе заготовки будущего поршня, и укладывают этот кусок прутка в матрицу, в которой его нагревают до 485 градусов (минус или плюс 1 градус, но не более). После того, как заготовку (кусок прутка) уложили в матрицу и нагрели, на неё начинает давить паунсон с усилием в 250 тонн!, выдавливая внутренний контур в поршне (этот паунсон по своей форме точно повторяет внутренние контуры поршня).

После такого глобального сжатия, внутренняя структура алюминиевого сплава упрочняется уже на молекулярном уровне, получая совершенно новый по своим механическим свойствам материал. Дальше поршень обрабатывается на станке, так же как и обычный литой поршень.

И хотя такая технология в несколько раз затратнее обычной (от этого и кованый поршень в несколько раз дороже обычного литого), но всё же, как показали испытания — получаемый волочильным способом алюминиевый поршень выдерживает усилие на разрыв на 40% больше, усилие на изгиб на 30% больше, а термическая устойчивость повышается аж в пять раз! Твёрдость по Бриннелю у кованого поршня достигает 130 единиц (у литого едва доходит до 90). И при всём при этом, кованый поршень при одинаковой форме как у литого поршня, ещё и легче его примерно на 10%.

Из вышеописанного поймёт даже не профессионал, что кованые поршни выдержат самые жёсткие условия напряжённой работы форсированного двигателя, и не зря их применяют в авто и мотоспорте.

Ну а есть ли смысл устанавливать кованый поршень в серийный мотор?

Любому ясно, что кованые поршни просто необходимы в заряженных спортивных двигателях. Ведь при увеличении степени сжатия и мощности, нагрузка на цилиндро-поршневую группу возрастает, и значит малейшие пустоты в литом поршне заявят о себе довольно быстро, литой поршень просто развалится. Но нельзя забывать, что кроме установки кованых поршней в форсированный двигатель, и другие детали двигателя (например шатуны) нужно ставить гораздо качественнее и прочнее, чем штатные.

А есть ли смысл установки кованых поршней в обычный не форсированный заводской мотор? Да есть, ведь такие поршни могут предохранить двигатель от разрушения обычных литых поршней, например при случайной заправке низкосортным топливом, которого сейчас полно на заправках (как определить некачественный бензин читаем вот тут), и которое вызвало детонацию. Ведь детонация способна разрушить литые поршни всего за пару минут, при поездке с полной нагрузкой. А кованые поршни будут сопротивляться детонационным нагрузкам несколько часов.

И не забываем, что и термическая устойчивость кованых поршней больше чем у литых аж в пять раз! А это значит, что кованые поршни будут сопротивляться и калильному зажиганию дольше раз в пять. А литой поршень может прогореть от калильного зажигания в течении нескольких минут.

Это не значит, что установив кованые поршни, можно не обращать внимания на детонацию или калильное зажигание, но всё таки запас прочности никогда не помешает, ведь заправиться леваком можно случайно и от этого никто не застрахован.

Так же следует отметит, что термическая устойчивость кованых поршней (в пять раз большая, чем у литых) позволит не заклинить поршень в цилиндре от перегрева, что часто случается на более древних моторах с воздушным охлаждением, которые более склонны к перегреву.

И практика показала, что обычный литой поршень, после воздействия детонации, калильного зажигания, или перегрева приходилось менять, а вот кованый поршень, прошедший такие испытания, оставался пригодным для дальнейшей работы.

К тому же следует учесть, что кованые поршни медленнее изнашиваются от естественного износа. Разницу в износе литого и кованого поршня, на примере мотоцикла Урал, можно увидеть на графике слева, на котором красной линией показан износ литого поршня, а синей линией показан износ кованого поршня.

И последнее.

Зарубежные кованые поршни стоят больших денег, ведь там умеют ценить свой труд и считать деньги. У нас кованые поршни можно купить намного дешевле или заказать на российском предприятии (о российском производителе  кованых поршней читаем вот тут). Но следует учесть, что сейчас появилось огромное количество подделок кованых поршней, особенно к отечественным мотоциклам и машинам. И здесь следует быть внимательным, чтобы не нарваться на подделку.

Следует уяснить, что технологией производства кованых поршней в России владеют считанные предприятия, и свой авторитет они берегут. Зарубежные потребители это уже поняли, и поняли так же, что и цена очень приятная, по сравнению с западом, а качество нисколько не хуже, и поэтому большинство заказчиков на этих предприятиях иностранцы.

Не знаю как кто, но я горд за наши предприятия, выпускающие кованые поршни, успехов всем.

suvorov-castom.ru

Изготовим идеально подогнанные поршни для любого двигателя по минимальной цене

Изготовление поршней на заказ в Москве пользуется огромной популярностью среди настоящих ценителей тюнинга, ведь это один из лучших способов увеличить мощность своего автомобиля по оптимальной цене. Но многие не знают о том, когда лучше заказывать изготовление поршней и для чего это в принципе нужно.

Зачем это заказывать?

Стандартные литые поршни представляют собой оптимальный вариант для серийных моторов, а технология, по которой они изготавливаются, является оптимальной для массового производства. Многие люди, которые не собираются выжимать из своего авто максимум скорости, в принципе, не нуждаются в заказе индивидуального изготовления поршней.

Но если речь идет об автомобиле с форсированным или тюнинговым двигателем, то здесь предъявляются уже совершенно другие требования к качеству любых деталей. Стандартные поршни, которые предназначены для спортивных двигателей, отличаются достаточно большой массой и часто имеют неоптимальную форму, а помимо этого у литья есть множество дефектов, которые сразу можно и не заметить – это:

Все это трудно выловить даже при максимально тщательном контроле. В процессе нормальной эксплуатации такие дефекты могут никак не сказаться на управлении автомобиля, но если дорабатывать и увеличивать мощность мотора своего автомобиля, то подобный брак обязательно проявится, вследствие чего на поршне появится трещина, он прогорит или проявится какими-то другими неисправностями.

Услуга Цена
Изготовление поршней на заказ от 6 тысяч рублей

ремонтируем двигателя как бензиновые так и дизельные!

ОСТАВЬТЕ ВАШ ТЕЛЕФОН и мы свяжемся с вами через 15 минут

В чем преимущества кованых поршней?

На форсированных моторах комплектующие подвергаются серьезным температурным и механическим нагрузкам, в связи с чем им требуется установка специализированных поршней, имеющих повышенные механические характеристики. Для изготовления таких деталей используются высококремнистые сплавы алюминия, имеющие повышенную жаропрочность, прочностные характеристики и заниженный коэффициент расширения в сравнении со стандартными сплавами.

Материал, который используется при создании штампованных поршней, имеет повышенные механические характеристики не только во время его эксплуатации в нормальных условиях, но и при повышенной температуре, которая может достигать +300 или даже +350 оС.

Также стоит отметить, что прочностные характеристики материалов позволяют сделать поршень гораздо легче по сравнению с литым, что тоже является довольно весомым его преимуществом.

engine-repairing.ru

Тюнинг двигателя: все про кованые поршни... | Пособие автомобилиста

Кованые поршни — один из самых популярных и эффективных способов «прокачать» или оттюнинговать двигатель. Но что делает эти самые кованые поршни такими эффективными, и почему, ни один правильный тюнинг двигателя не обходится без этой детали? Ответ на эти вопросы заключается в том, что обычные литые поршни — продукт серийного производства, технология изготовления которых, в первую очередь, направлена на массовость и умеренную стоимость. Однако если вы любите тюнинг и автомобиль для вас нечто большее, чем средство передвижения, тогда эта статья для вас будет полезной. В этой статье я расскажу о том, что такое кованые поршни и для чего их необходимо устанавливать.

Тюнингуя двигатель различными способами, его впоследствии уже довольно сложно будет назвать серийным. Однако не стоит забывать, что форсируя, двигатель существенно возрастает и нагрузка на все элементы двигателя, и поршни в этом не исключение. Более того, стандартный литой поршень несколько тяжелее, чем кованый аналог, что также сказывается на производительности силового агрегата. Процесс изготовления литых поршней не позволяет избежать возникновения на поршнях всевозможных побочных образований и дефектов. В процессе работы мотора все эти дефекты рано или поздно дают о себе знать, эти изъяны становятся уязвимыми местами поршня при высоких нагрузках. В результате вы получаете — прогар или разлом самого поршня. К слову, даже доработанные поршни изготовленные методом литья, так или иначе, будут намного слабее от кованых поршней, поскольку структура метала в них существенно отличается.

Производство кованых поршней имеет кардинальные отличия. В изготовлении кованых поршней обычно применяются высококремнистые сплавы алюминия, что позволяет им без проблем выдерживать высокую температуру, вплоть до 300-350 градусов. Кроме того, эти сплавы имеют гораздо меньший коэффициент расширения и обладают высокой жаропрочностью, а их прочностные характеристики намного выше литых аналогов.

Традиционными методами при помощи литья получить такой высокопрочный и жаростойкий материал не удастся, все объясняется скоростью кристаллизации кремния в отливке (как правило, при этом невозможно избежать образования пор). По этой причине такие сплавы получают благодаря методу изотермической или жидкой штамповки. Первый вариант предусматривает заливание расплавленного металла в формы при помощи пуасона. Во втором варианте, подразумевается штамповка поршней из мерных заготовок, которые получены из прута, который обжат через фильеру. В этом случае матрица, мерная заготовка и пуасон разогреваются до 450 градусов, после чего происходит обработка получившейся заготовки с заданной скоростью штамповки.

В конечном результате структура поршней выходит мелкодисперсная, не содержащая при этом крупных частиц кремния, за счет чего и происходит повышение полезных свойств и характеристик сплава. Благодаря увеличенной прочности металла, из которого изготавливают кованные поршня, становится возможным снижение их размеров и веса по сравнению с литыми аналогами.

Недостатки кованых поршней.

Среди недостатков, которыми обладают кованые поршни — высокая стоимость, которая объясняется более сложной и затратной процедурой их производства. Кроме того, для достижения хороших результатов необходимо обязательное участие в процедуре подгонки и установки кованых поршней высококвалифицированных специалистов. Хотя с другой стороны, если автомобиль вам дорог или вы действительно желаете сделать из него скоростной болид, то вариант с коваными поршнями  прекрасный способ увеличить производительность двигателя. Да и вообще, по большому счету слово «тюнинг» подразумевает дополнительные растраты, поэтому мне кажется, что высокой стоимости этого вида тюнинга удивляться не стоит, лучше подумайте о том, что вы получите в конечном итоге и надо ли вам это…

.

Похожие публикации:

sanekua.ru


Смотрите также