Многие водители возможно слышали о применении поршней из керамики на двигателях болидов формулы 1. Но самое увлекательное, что поршни на базе керамических волокон уже делают для простых машин, пока небольшими партиями, но как мы знаем все и всё начинают с малого. Как изготавливают такие поршни и какие конкретно у них преимущества мы и разглядим в данной статье.
Не знаю как вам, а мне весьма приятно, что разработку производства керамических поршней создали у нас в родном отечестве, правда не сходу, а при разработке тепловой защиты космического челнока Буран. И затем инженеры отечественного русского предприятия Интеллект-Авто подхватили идею волокнистой керамики и внедрили её при производстве автомобильных поршней.
Сам материал, ранее использовавшийся для космических разработок, является подобием губки (пористый). Присутствующие в этом материале узкие, но без оглядки на это весьма прочные керамические волокна, переплетаясь между собой образуют прочный скелет.
А свободные полости между этими волокнами занимает воздушное пространство, и причём данный воздушное пространство занимает аж 90%, а волокна всего 10. Ну а вдруг эту вакуум заполнить под давлением расплавленным алюминиевым сплавом, то в итоге окажется лёгкий металл, армированный керамическим волокном. У оказавшегося лёгкого и прочного материала многократно возрастает износостойкость, вдвое понижается коэффициент температурного расширения, и на 15% возрастает предел прочности.
Чтобы заполнить волокнистые керамические полости алюминиевым сплавом, используется разработка жидкой штамповки, при которой расплавленный алюминий сжимается особым гидропрессом до 2000 бар и после этого застывает в пресс-формы под давлением от пресса.
При таком способе всецело исключаются разные недостатки простого литья в кокиль и всецело отсутствует пористость застывшего металла. Об данной технологии производства поршней я уже писал и детально почитать о ней и о особенностях жидкоштампованных поршней возможно вот тут.
А что окажется в случае если установить такие поршни в двигатель? Конечно гораздо больший ресурс цилиндропоршневой группы, и лучшую её работоспособность в напряжённых режимах работы мотора.
Но основное преимущество таких поршней — это возможность существенно улучшить саму конфигурацию поршня, в частности: уменьшить зазоры в жаровом поясе (детально где находится жаровой пояс на поршне возможно взглянуть в статье про жидкоштампованные поршни, кликнув по ссылке выше), конечно поднять первое поршневое кольцо повыше и сократить неспециализированную высоту поршня. Два первых свойства керамических поршней разрешают существенно снизить температурную нагруженность поршня и снизить концентрацию продуктов неполного сгорания горючего. А уменьшение высоты поршня повлечёт за собой понижение массы и конечно снизит инерционные нагрузки на двигатель, да к тому же сократит высоту блока цилиндров.
Ну а вдруг начать использовать керамические поршни на дизельных моторах, то это разрешит отказаться от применения в поршнях дизелей резистивной вставки под первое поршневое кольцо, ну и разрешит намного повысить ресурс и работоспособность поршней в двигателях с полуразделённой камерой сгорания.
Как я уже сказал, производство керамических поршней уже начато и делают их до тех пор пока на заказ, и производство может разрастись с небольших партий до 6000 штук в месяц. Такие поршни уже опробовали в автоспорте, и имеется уже первые результаты, превосходящие автомобили с простыми поршнями.
Так же разрабатываются и опробываются поршни для серийных ВАЗовских машин, и проводятся совместные работы с Заволжским заводом создающем серийные двигатели. Разработчики не исключают и продажу данной технологии заинтересованным частным фирмам.
Думаю в недалеком будущем такие поршни покажутся в свободной продаже.
Так как жидкоштампованные поршни также в то время, когда то были экзотикой, а сейчас такие поршни кроме того для Жигулей возможно приобрести в магазине. Неповторимые разработки не стоят на месте и это радует.