1 ≫
-
«В форсированном двигателе применены кованые поршни…». Знатокам тюнинга эта фраза знакома, упоминание о кованных поршнях часто встречается в описании конструкций спортивных двигателей.
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.
Вот типичный портрет современного поршня для двигателя автомобиля или мотоцикла. Он (поршень) отливается из аллюминиевого сплава с добавлением кремния и в холодном состоянии имеет овальную форму, чтобы при нагреве поршня, в силу упомянутых выше причин, приблизиться к цилиндрической. А для того, чтобы оптимизировать по форме пятно контакта юбки поршня с цилиндром, профиль юбки поршня делают бочкоообразным, причем с запасом, чтобы поршень сохранил форму бочонка и в горячем состоянии.
Кроме того, с целью свести к минимуму температурную деформацию поршня, в тело поршня заливают стальные, термокомпенсирующие вставки, которые призваны удерживать область бобышек от чрезмерного расширения. Главный недостаток литых поршней – процесс литья не свободен от большого процента технологического брака, внутри металла будущего поршня остаются пустоты, возникают трещины. Да и твердость сплава после литья и закалки относительно не высока: 80 единиц по шкале Бринеля.
Поэтому, чтобы соблюсти необходимую прочность литого поршня, его массу приходится увеличивать. К примеру обычный заводской поршень для 16V двигателя ВАЗ, получаемый литьем в кокиль, весит 370 грамм. 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 невозможности (вернее большой сложности) запрессовки в поршень термокомпенсирующих вставок и вследствии этого необходимость в более тщательном подборе профиля поршня.
В качестве сырья для изготовления кованных поршней используют высококремнистый алюминий (содержание кремния 10-18%), подвергнутый предварительной деформации, в виде прутка, прошедшего многократную протяжку через фильеры. В процессе такой протяжки сечение прутка уменьшается вчетверо и при этом ликвидируются поры в металле будущего поршня и изменяется его структура. Пруток режется, и болванками закладывается в гидравлический пресс.
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, те 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. Комплект облеченных поршней версии «Тюнинг» весит на 50 грамм легче, по сравнению со стандартными, заводскими ВАЗовскими поршнями.
для сравнения – стандартный, литой поршень ВАЗ от 16V двигателя ( справа ) и спортивный, Т-образный, кованый поршень производства СТИ. Комплект таких поршней весит на 550 грамм легче, чем комплект стандартных, литых поршней ВАЗ.
комплект кованых поршней версии «Тюнинг» для 8V двигателя ВАЗ, кольца поршня 1,5/2,0/3,947мм, поршневой палец 22мм.
комплект кованых поршней версии «Тюнинг» для 16V двигателя ВАЗ, кольца поршня 1,5/2,0/3,947мм, поршневой палец 22мм.
Т-образный кованый поршень 16клапанного двигателя ВАЗ с вытеснителем (для увеличения степени сжатия) под кольца 1,2/1,5/2,0мм, палец диаметром 19мм. Длина пальца 50,2мм. Компрессионная высота поршня 24,3мм.
ВАЗ-овские поршневые кольца с высотой 1,5/2,0/3,947мм для стандартных поршней уступили место более узким фирменным изделиям «Коlbenschmidt», «Маhle» (Германия). Так при диаметре поршня 82,0мм, 82,4мм, 82,5мм, 83,0мм сейчас чаще всего применяют кольца 1,2/1,5/2,0мм. А при диаметре поршня 84мм: 1,2/1,5/2,0мм или 1,5/1,5/2,0мм
Узкие кольца поршня обеспечивают снижение трения, особенно при высоких частотах вращения. Для спортивных моторов национальных гоночных классов, производятся Т-образные поршни под 2а кольца, палец 18мм и высотой 40мм, что с точки зрения снижения массы поршня очень неплохо. Из тех же соображений отверстие в пальце поршня делается не цилиндрическим, а коническим, расширяющимся к его торцам.
«Революционным» в национальных гоночных классах стал переход на кованые поршни с 2мя кольцами, без среднего кольца. При этом за счет одновременного изменения профиля поршня заметного возрастания расхода масла не произошло.
Новые материалы, использумые при производстве кованого поршня (заэвтектические сплавы с содержанием кремния более 14%), и современные технологии позволили уменьшить тепловой зазор между поршнем и блоком цилиндров. Если в прошлом этот зазор доходил до 0,15мм, то сейчас он снижен до 0,05…0,06мм без опасности заклинивания поршня в блоке цилиндров.
Comments 21
вопросик, какую лучше шпг собрать на атмо 16v, колено приора, надо легкую, что б крутилась и не вытягивалась как сток приорошная?
какой ценник у них?
Всё зависит от производителя.
Здравствуйте, не подскажите на ковку 16V какой ставить коленвал и шатуны и какие вкладыши
Добрый день! Так в принципе те же, что и с литой поршневой.
а до какой температуры надо греть двигатель с ковкой чтоб спокойно сесть и поехать…ведь ковка не любит движение без прогрева ?!
а как проверить( например при покупке машины) что в двигатель установленны кованный поршня, шатуны, вкладыши и.т.д ?
Спросить у продавца, либо разобрать.
такой вопрос у меня 1.6 движок 8 клапанов хотел поставить компрессор автотурбо на 0.7 бар но под него нужно понизить сж возможно снижение сж если я поставлю ковку? и как её подобрать?
А причём тут кованый поршень или литой? И тот и другой может иметь разную камеру сгорания, по ней и нужно ориентироваться.
просто сказали ковкой лучше это делать
Установка поршней с цековками уменьшит степень сжатия. Кованый поршень крепче и надёжнее литого.
вопрос! может быть есть такая информация…какой зазор должен быть обеспечен для кованого поршня сти?
Имеется ввиду тепловой зазор между поршнем и цилиндром? Машина атмосферная или турбированная?
просто атмо… вот на данный момент цилиндры 82,53. Они мне вирают надо ставить СТИ так как харьбков ложанул и ставить 82,50 СТИ. Я Говорю 0,03 для ковки мало! Клинанет! Верно?
Производитель поршней СТИ рекомендует зазор 0,06мм.
вот я и про тоже…горе механики эти вместе с расточником! При 0,06 будут на холодную постукивать?
Возможно пару секунд, хотя у некоторых ковка и при 10 сотках не стучит…
Очень интересно и познавательно, спасибо за статью !
Материалы: http://www.drive2.com/b/288230376152318942/
2 ≫
-
- Для кого нужны кованые поршни и что это такое?
- Что собой представляют кованые поршни?
- Почему автовладельцы отдают предпочтение кованым поршням: их достоинства
- Как делают кованые поршни: знакомимся с технологий производства
- Литые или кованые поршни: что выбрать для своего автомобиля?
- Немного о недостатках кованых поршней для авто
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.
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.
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.
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.
- © 2017 Auto.Today
- Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
- Конфиденциальность
- Реклама на сайте
- Редакция
Редакция портала может не разделять мнение автора и не несет ответственности за авторские материалы, за достоверность и содержание рекламы
Материалы: http://auto.today/bok/4608-dlya-kogo-nuzhny-kovanye-porshni-i-chto-eto-takoe.html
3 ≫
-
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…
Материалы: http://sanekua.ru/tyuning-dvigatelya-vse-pro-kovanye-porshni/
