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.
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.
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.
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.
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.
«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.
кованый поршень СТИ в сравнении со стандартным
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
кованый поршень 8V
комплект кованых поршней версии «Тюнинг» для 8V двигателя ВАЗ, кольца поршня 1,5/2,0/3,947мм, поршневой палец 22мм
кованый поршень 16V
комплект кованых поршней версии «Тюнинг» для 16V двигателя ВАЗ, кольца поршня 1,5/2,0/3,947мм, поршневой палец 22мм
кованый Т-образный поршень 16V кованый Т-образный поршень 16V
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. Подобные кованые поршни применяются в «КарТюнинг» при строительстве спортивных двигателей
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.
кованые поршни «Спорт» под два кольца
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.
www.kartuning.ru
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.
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.
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.
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.
Чтобы правильно подобрать данную деталь для машины, следует соотнести ее параметры с характеристиками мотора:
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.
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.
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.
Поделитесь с друзьями!
autoiwc.ru
Кованые поршни — что же это такое?
Для истинных ценителей тюнинга словосочетание «кованные поршни» сродни магическому заклинанию. Да и самым обычным автовладельцам приходилось слышать превосходные отзывы о данных изделиях. В каких же случаях кованные поршни рекомендуется использовать, и чем они лучше более распространённых литых поршней?
Кованые поршни – что это такое, что дает установка кованых поршней на двигатель ВАЗ’а? Насколько кованые поршни лучше литых?
Во-первых, литые поршни по технологии своего изготовления, идеально подходят для массового производства и предназначаются в основном для серийных моторов, кстати после долгой эксплутации автомобиля, на поршнях образуется нагар и копоть как очистить поршни от грязи. В том случае, если для вас автомобиль 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 или же форсированные. Именно они предъявляют высокие требования в плане качества поршней и других комплектующих. Стандартные поршни для подобных двигателей имеют для подобных двигателей не совсем оптимальную форму и несколько тяжеловаты. Кроме всего прочего, литьё 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, навряд ли, однако, 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. Автовладельцы «навороченных» автомобилей отечественного производства могут подтвердить, что такие казусы очень часты. Особенно часто подобное происходит при попытке увеличить объём цилиндров, прибегая к установке коленчатого вала с изменённым диаметром кривошипа. 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 форсированных двигателях подвергаются существенным температурным и механическим нагрузкам (температура на дне поршня может доходить до отметки в 350 ?C). Поэтому для изготовления кованых поршней используют алюминиевые сплавы с повышенным содержанием кремния (Si > 12%), которые обладают меньшим коэффициентом расширения, повышенной жаропрочностью и лучшими показателями прочности, по сравнению со сплавами, применяемыми для отлива заготовок в кокиль. Высококачественные поршневые заготовки из высококремнистого сплава изготовить стандартным способом (литьё 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 её 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 неё 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.
Основным недостатком штампованного поршня является необходимость постоянного соблюдения точных параметров при монтаже (требуется высококвалифицированный моторист), а также достаточно высокая стоимость.
На основании вышеизложенных фактов можно сделать вывод, что использование кованых поршней в форсированных двигателях 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 твёрдость по шкале Бринелля составляет 120-130 единиц, твёрдость 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 четырёхсот циклов «нагрев-охлаждение», то поршень штампованный выдерживает около 2 500. Причём весит кованый поршень для ВАЗ «жигулей» почти на сорок грамм легче своего литого аналога.
Буду очень признателен, если воспользуетесь этим блоком кнопок:
argi.su
Если вы хотите качественно протюнинговать серийный двигатель своего автомобиля, то вам обязательно понадобятся кованые поршни. Да, возможно, многие из вас слышали и что-то знают об этом элементе тюнинга, однако не все понимают, почему данные поршни являются пусть и дорогой, но очень качественной альтернативой обычным штампованным аналогам.
На самом деле сегодня для усовершенствования автомобильного движка данные поршни просто необходимы. А те, кто считает, что можно обойтись и без них, немного заблуждаются и вот почему: технология изготовления обычных литых аналогов всегда была нацелена на минимальную себестоимость и массовость, поэтому о высоких нагрузках речь здесь идти не может. При этом любой тюнинг двигателя всегда предполагает усиление нагрузок на его детали, особенно на поршни. Литой поршень имеет больший вес, чем его собрат – кованый, что очень отражается на работе и возможностях мотора.
Процесс производства «облегченных» поршней нацелен на получение такой структуры, которая не будет содержать в себе крупных частиц кремния. Соответственно, полезные свойства получаемого сплава от этого только повышаются, а это значит – возрастают полезные характеристики и самого элемента.
Кроме того прочность металла, из которого и изготовляют кованые поршни, позволяет сделать данную деталь легче, несколько уменьшив ее размеры, в сравнении с обычными литыми поршнями, которые изготавливаются путем изотермической или жидкой штамповки.
Ведь производство кованых деталей кардинально отличается от производства литых поршней. Их делают с применением алюминия, который способен выдерживать высокие температуры. Именно поэтому «облегченные» поршни имеют хорошую жаропрочность и производительность, в чем литые аналоги им уступают, производство которых, увы, не совсем совершенно. К слову, недостатки такого несовершенного производства постоянно проявляются во время эксплуатации автомобиля и делают они это, как правило, в самый неподходящий момент: когда нагрузка на движок становится пиковой, литые поршни зачастую просто ломаются.
Все, о чем говорилось выше, — главные преимущества кованых элементов. Однако недостатки у них тоже есть. И о них нужно обязательно сказать.
Самый главный и существенный недостаток кованых поршней – это их высокая стоимость. Большая стоимость кованых элементов предопределяется высокими издержками, ведь процесс их производства весьма дорогостоящий и сложный.
При этом просто купить эти детали недостаточно. Для того чтобы кованые элементы функционировали эффективно, необходимо еще потрать немало средств на квалифицированных специалистов, которые будут заниматься их установкой.
Хотя, конечно, тот автолюбитель, который не жалеет средств и времени на то, чтобы превратить свой автомобиль в высококлассное транспортное средство, вряд ли будет экономить на необходимых деталях, даже если они дорогие, и уж тем более на специалистах, от которых напрямую зависит эффективная работоспособность последних, ведь тюнинг автомобиля, так или иначе, всегда связан с определенными затратами.
Ну, а сейчас, я бы хотел бы подытожить все вышесказанное.
Итак, кованые поршни являются незаменимыми деталями тюнинга двигателя, ведь они обладают рядом преимуществ перед своими литыми аналогами, при этом недостатков данные элементы практически лишены. Исключение составляет лишь их цена и стоимость установки. Последнюю при этом очень важно проводить у хороших специалистов, ведь именно от качества их работы в будущем будет зависеть работоспособность «сердца» вашего авто. Так что на них экономить точно не стоит!
Видео
autoepoch.ru
Сегодня, как вы уже наверное догадались, речь пойдет о том, что такое кованые поршни, а также их роль в тюнинге двигателя. Возможно для многих будет открытием, но ни один современный прокачанный мотор не обходится без кованых поршней, и те кто полагает, что для достижения высоких динамических показателей достаточно установить нитрос-систему — глубоко заблуждаются.
Кованые поршни нужны форсированному двигателю, и ответ на вопрос: "Почему?" — довольно прост. Все дело в том, что обычные литые аналоги, технология изготовления которых, прежде всего нацелена на массовость и минимальную себестоимость, не способны выдерживать высоких нагрузок.
Если вы запланировали серьезный тюнинг двигателя и, что называется "нафаршировали" его всевозможными дополнениями и вспомогательными деталями, то такой мотор уже нельзя назвать серийным. Однако следует также помнить о том, что форсируя силовой агрегат вы собственноручно увеличиваете нагрузку на все его детали, среди которых поршни стоят под номером один. Следует отметить то, что обычный литой поршень имеет больший вес, нежели кованый "собрат", а это, как вы понимаете, не может не сказаться на производительности двигателя.
Производство литых поршней не лишено недостатков и всяческих нюансов, которые так или иначе возникнут во время эксплуатации автомобиля. Каждый изъян и дефект в любом случае даст о себе знать самым неприятным для автомобилиста способом, обычно это происходит при пиковых нагрузках. Что в итоге? Вы получите большие проблемы в виде прогара или разлома поршня. Кстати, даже те поршни, которые были доработаны, однако изготовлены методом литья, существенно слабее, чем кованые поршни, ввиду того что структура метала в тех и других существенно разнится.
Процесс производства кованых поршней кардинально отличается от процесса отливки стандартных литых поршней. Кованые поршни чаще всего изготавливают с применением высококремнистых сплавов алюминия, такая особенность позволяет легко выдерживать высокие температуры, которые иногда достигают отметки 300-350 градусов Цельсия. Кроме всего прочего, сплавы, которые входят в состав метала для изготовления поршней имеют намного меньший коэффициент расширения и обладают достаточной для хорошей производительности жаропрочностью. Прочность кованых поршней значительно выше, нежели у литых аналогов.
Традиционные методы литья не позволяют получить столь жаростойкий и высокопрочный материал, объяснение этому быстрота кристаллизации кремния при отливке (зачастую, во время данной процедуры не удается избежать образования пор). Именно по этой причине эти сплавы добывают при помощи изотермического или жидкого метода штамповки. Первый — подразумевает заливку жидкого металла в подготовленные формы с использованием пуасона. Второй — предусматривает штамповку поршней с использованием мерных заготовок, полученных из прута обжатого через фильеру. В данном случае мерная заготовка, матрица и пуасон подвергаются разогреванию до 450 градусов, после этого следует процесс обработки образовавшейся заготовки со скоростью штамповки.
Процесс изготовления кованых поршней позволяет добиться мелкодисперсной структуры поршня, без содержания крупных частиц кремния, что способствует повышению полезных свойств сплава, а также улучшения полезных характеристик детали. Увеличенная прочность металла, из которого делают кованые поршни, позволяет существенно снизить их размер и массу по сравнению с обычными.
Недостатки кованых поршней
Поговорили о плюсах, теперь предлагаю о минусах поговорить. Кованые поршни, равно как и все в этом мире, имеет свои недостатки, среди которых самым главным является — высокая цена, которая объясняется дорогостоящим сложным процессом их изготовления. Кроме того, купить кованые поршни — это всего-лишь пол дела, для того чтобы покупка не стала напрасной тратой денег, результаты превзошли себя, потребуется помощь квалифицированных специалистов, которые будут производить подгонку и непосредственную установку кованых поршней.
Однако если поглядеть на данную ситуацию под другим углом — вряд ли тот, для кого собственный автомобиль что-то большее чем средство передвижения или того, кто жаждет превратить его в скоростной болид, будет задумываться о цене этих полезных и эффективных деталей тюнинга. Да и в конце концов, как не крути тюнинг автомобиля каким бы он ни был — удовольствие не из дешевых, и так или иначе влечет за собой дополнительные растраты, так что мне кажется, что в данной ситуации говорить о высокой цене какой-либо из деталей просто не имеет смысла. Один совет могу дать — прежде чем задумываться о серьезном тюнинге, а также покупке дорогих компонентов, задайте себе два главных вопроса: "А надо ли мне это"? и "По карману ли мне все предстоящие денежные вливания"? Если ответ положительный — тогда дерзайте, если же хоть на один из вопросов вы ответили "нет" — рекомендую отказаться от этой идеи сразу, для того чтобы потом не бросать начатое на полдороги по той или иной причине.
avtopulsar.ru
Кованые поршни – популярные приспособления среди тех, кто стремится изменить своё транспортное средство к лучшему. Но почему практически ни одна процедура тюнинга не обходится без применения подобных деталей? И что делает их такими эффективными?
Считается, что поршни – это детали, которые всегда подвергаются серьёзной нагрузке. Фото: avtoportal.ru
Для мощных транспортных средств именно кованые поршни считаются наиболее подходящим решением. Конечно, стоимость гораздо выше, чем у литых аналогов. Если водитель думает о том, стоит ли ему приобретать модель – надо решить, действительно ли в настоящий момент требуется увеличивать мощность двигателя.
Результативность работы мотора зависит от того, каково качество деталей. Немаловажное значение имеет вес детали, с которым производители постоянно стремятся снизить.
У нас вы найдете информацию о том, как сделать незамерзайку своими руками и насколько она будет сравнима с покупной.
Об особенностях подготовки автомобиля к зиме вы узнаете из этого материала.
Кованый поршень – деталь, которая предназначена для постоянной работы под высокими нагрузками. Именно поэтому её часто используют при конструировании гоночных, спортивных транспортных средств. Конструкция часто зависит от того, какими именно будут условия будущей эксплуатации.
Больше всего эффект заметен по пальцевой оси у поршней. В меньшей степени повреждения проявляются по плоскости, где качается шатун. Поршень с цилиндром в результате начинают соприкасаться неравномерно. Изнашивание деталей ускоряется.
Если складывается критическая ситуация, происходит образование так называемых задиров. Указанные выше детали начинают «прихватываться». Результат – заклинивание двигателя внутреннего сгорания. Кроме того, среди негативных факторов стоит отметить давление и инерционную силу. Они создаются из-за того, что внутри двигателя присутствуют «газы».
Как только на поршне стали видны задиры, примите все меры для нормализации работы детали. Фото: drive2.com
Иногда кованые поршни называются штампованными, потому что при их изготовлении используется соответствующая технология. Данный способ производства предполагает, что заготовку создают при помощи специальных сплавов. А обработка проводится при помощи жидкого, изотермического штампования. Характерны некоторые отличия от стандартных вариантов, но только в лучшую сторону.
Допустимо применение так называемых жидких штамповок. В данном случае специальную матрицу заполняют металлом. Деформация сплава осуществляется при помощи пуансона. Главное – соблюдать необходимую скорость, только в этом случае появляются заготовки соответствующего качества. Эти штамповки относятся к изделиям одноразового типа, благодаря чему появляется возможность создавать полуфабрикаты на достаточно высоком уровне качества. На последних этапах обработки применяют дополнительные методы, позволяющие обеспечить сохранение нужных параметров. Обычно всё делается механически.
Есть и другой вариант, когда применяют заготовки, созданные заранее. Тогда изделие получают путём обжатия, пропуская материал через фильеру прутьев с особыми характеристиками. Сами прутья изготавливаются на алюминиевой основе.
Главное, чтобы исходный материал содержал в себе как можно больше кремния. Благодаря данной технологии проще избавиться от появления пор внутри конструкции. Структура от этого только выигрывает.
Матрицу вместе с заготовкой и во втором варианте изготовления подвергают сильному нагреву. После этого можно применять гидравлический пресс для того, чтобы штамповать детали. При прикладывании больших усилий результаты будут действительно радовать. Температурный режим позволяет заполнять формы, придерживаясь подходящих характеристик. От этого зависит, каким качеством может похвастаться готовая деталь в дальнейшем.
Раковины и трещины у кованых поршней отсутствуют в любом случае. Более того, эти изделия остаются достаточно твёрдыми при любых условиях использования.
По сравнению с литыми аналогами, вес кованых изделия на 50 грамм меньше. Это может показаться небольшой разницей, но при использовании целых комплектов она становится значительной.
Способность противостоять пригоранию достигается за счет термоцикличности. Фото: drive2.ru
Следует соотносить параметры детали с характеристиками, которыми отличается мотор.
Литые аналоги хорошо способны работать на обычных моторах. Но они будут непригодными именно в ситуациях, когда требуется повышенная мощность.
По сравнению с коваными деталями, литые весят несколько больше. Форму тоже нельзя назвать оптимальной. У поршней литого типа, если они изготовлены в заводских условиях, часто обнаруживаются скрытые дефекты.Высокая стоимость считается основным недостатком среди покупателей. Конкретные цифры зависят от сложности производственного процесса, но чаще они остаются достаточно высокими. Кроме того, в случае приобретения деталей не обойтись без услуг профессионала по установке. Что так же приводит к дополнительным расходам.
Многие пользователи открыто говорят о том, что кованые поршни достаточно шумные. Но это утверждение касается только машин, которые были недостаточно прогреты. Особенность объясняется тем, что существуют определённые различия по коэффициенту на расширение. Именно поэтому рекомендуется увеличивать зазор между стенками цилиндра. Тогда и шум будет уменьшаться.
О других особенностях кованых поршней вы узнаете из видео:
Современные технологии вместе с новыми материалами позволили сделать кованые поршни идеальным дополнением для любого автомобиля. Конечно, если владелец понимает, для чего именно нужна данная деталь. Особенно это заметно при использовании специальных сплавов, где кремния содержится более 14 процентов. Тепловой зазор легко уменьшается, благодаря чему мотор работает более бесшумно, безопасно.
procrossover.ru
