Для многих приверженцев тюнинга серийных моторов, кованные поршни являются самыми первыми подробностями, которыми заменяют штатные поршни. И кованные поршни из-за собственной большей прочности, чем у простых поршней, разрешают уменьшить их ещё больше — на целую четверть. В данной статье мы разглядим из-за чего кованые поршни имеют последовательность преимуществ перед простыми литыми, чем они отличаются, и направляться ли их устанавливать на простые серийные двигатели, либо лишь на спортивные форсированные?
Начнём мало из далека, другими словами из прошлого века. Все мотористы знают, что раньше поршни изготавливались из высокопрочного чугуна, и поршень из этого металла владел большой прочностью, износостойкостью, а основное имел маленькой коэффициент расширения от нагрева. И именно поэтому возможно было сделать минимальный зазор между цилиндром и поршнем. Но от чугунных поршней отказались более полувека назад, поскольку чугунный поршень имел громадную массу.
И в случае если сначала, на тихоходных моторах чугунные поршни трудились хорошо, то позднее, в то время, когда мощность мотора начали наращивать за счёт увеличения оборотов, чугунные поршни из-за собственного веса были негодны.
Так как их вес, при возвратно-поступательном перемещении подробностей, ощутимо повышал нагрузку на опоры подробностей, в частности: палец, шатун, коленчатый вал. И дабы упрочнить эти подробности, их размеры, а следовательно и массу приходилось увеличивать — это ставило в тупик эволюцию успешного развития моторов.
Как мы знаем многим, чугун потом заменил намного более лёгкий алюминиевый сплав, что частично снял проблему веса, но вот механические особенности, прочность алюминиевых сплавов не радует, и до сих пор инженеры ищут методы упрочнения алюминиевых сплавов. И один из способов упрочнения алюминиевого поршня — это изотермическая штамповка, либо говоря несложнее — ковка. А чтобы выяснить, из-за чего кованный поршень круче литого, разглядим процесс изготовления простых литых, а после этого и кованных поршней.
Производство простых литых поршней.
Изготовление алюминиевых поршней способом литья расплавленного металла в форму, которую именуют матрица либо кокиль, инженеры переняли ещё у предков, отливающих медные топоры. Залитый в кокиль алюминиевый сплав, грубо повторяет форму кокиля (матрицы) в и снаружи. После этого направляться термическая и станочная обработка грубо отлитой подробности (см. фото) , с которой снимается деталь и лишний металл принимает цилиндрическую форму (ну практически цилиндрическую, с маленькой конусностью).
Эта несложная разработка производства алюминиевых поршней отработана не одним десятилетием и делают так большая часть поршней до сих пор, и такие поршни известны всем.
Не смотря на то, что современное литьё в кокиль, однако 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 не все компании.
Многие беря в руки литой поршень, кроме того авторитетного производителя, не видят снаружи никаких недостатков, и многие считают, что в таких подробностях как поршни, недостатков быть не должно. Но это не означает, что так и имеется, поскольку в ходе отливки, каждая подробность насыщается внутренними вакуумами, так называемыми кавернами (небольшие пузырьки). И литой алюминий постоянно имеет некую рыхлость в собственной структуре, которая конечно не додаёт ему прочности.
Как я написал выше, современное литьё под давлением, так называемая «жидкая штамповка» дает возможность приобрести пара лучшую структуру отлитого металла, но и эта разработка однако не ликвидирует всецело слабостей отлитых заготовок. Тем более, что посредством жидкой штамповки изготавливают не все поршни (о жидкоштампованных поршнях читаем вот тут).
И дабы как то упрочнить отлитые подробности, в их конструкцию инженеры додают усиливающие элементы — к примеру делают дно поршня толще, да и стены также, а бобышки под палец делают более массивными.
Конечно же все эти усиления додают веса, и в итоге выходит, что более старый и прочный чугунный поршень, проигрывает в весе алюминиевому поршню совсем не большое количество — приблизительно 10 — 15 процентов.
И напрашивается вопрос — стоила ли овчинка выделки? Да стоила, поскольку у алюминиевого сплава имеется ещё одно хорошее преимущество — алюминиевые сплавы раза в три лучше отводят тепло, чем чугун. И это свойство незаменимо в современных (тёплых) двигателях, с высокой степенью сжатия.
Конечно в случае если ваш мотоцикл (либо автомобиль) всего лишь средство небыстрого перемещения тела на работу и обратно, ну и разок-второй на природу по выходным, то тратить деньги на замену штатного литого поршня (либо поршней) на кованый ненужно. Так как лёгкие кованные поршни незаменимы для высокооборотистых моторов, и помимо этого, что вы установите более лёгкий кованный поршень, необходимо сделать ещё пара операций по форсировке, установить спортивный распредвал и т.д (ну хотя бы как обрисовано вот тут).
Но направляться не забывать, что жизнь форсированного двигателя не смотря на то, что и броская, но значительно маленькая, чем у штатного заводского мотора.
И форсировка подойдёт для спортивных соревнований, либо для вашего второго мотоцикла (либо автомобили) на которых вы желаете отрываться по выходным на треке.
Разработка производства кованых поршней.
Совсем По другому получается структура металла, в случае если его упрочнить ещё до механической обработки. Для упрочнения поступают так: с отлитой громадной болванки диаметром приблизительно 500 мм снимают верхний (самый рыхлый) слой металла, толщиной 15 — 20 мм. Затем «похудевшую» заготовку волочат (протягивают) через особое устройство с отверстиями (фильеры), , пока заготовка не станет уже на порядок!
Конечно, что по окончании для того чтобы сильного сжатия, от вакуумов в структуре отлитого материала не остаётся и следа.
Этапы формирования кованого поршня.
а — заготовка отрезанная от пропущенного через фильеры прутка, б — паунсон, что формирует внутренний контур поршня, в — заготовка поршня вышедшая из под пресса, г — она же по окончании обработки верхнего слоя металла на станке, д — поршень по окончании конечной механической обработки на очень правильном станке.
Потом от «похудевшей» более чем на порядок заготовки отрезают кусок прутка, что соответствует определённой массе заготовки будущего поршня, и укладывают данный кусок прутка в матрицу, в которой его нагревают до 485 градусов (минус либо плюс 1 градус, но не более).
По окончании того, как заготовку (кусок прутка) уложили в матрицу и нагрели, на неё начинает давить паунсон с упрочнением в 250 тысячь киллограм!, выдавливая внутренний контур в поршне (данный паунсон по собственной форме совершенно верно повторяет внутренние контуры поршня).
По окончании для того чтобы глобального сжатия, внутренняя структура алюминиевого сплава упрочняется уже на молекулярном уровне, приобретая совсем новый по своим механическим особенностям материал. Дальше поршень обрабатывается на станке, так же как и простой литой поршень.
И не смотря на то, что такая разработка многократно затратнее простой (от этого и кованый поршень многократно дороже простого литого), но однако, как продемонстрировали опробования — приобретаемый волочильным методом алюминиевый поршень выдерживает упрочнение на разрыв на 40% больше, упрочнение на изгиб на 30% больше, а термическая устойчивость увеличивается аж в пять раз! Твёрдость по Бриннелю у кованого поршня достигает 130 единиц (у литого чуть доходит до 90).
И при всём наряду с этим, кованый поршень при однообразной форме как у литого поршня, ещё и легче его приблизительно на 10%.
Из вышеописанного осознает кроме того не специалист, что кованые поршни выдержат самые твёрдые условия напряжённой работы форсированного двигателя, и не напрасно их используют в авто и мотоспорте.
Ну а имеется ли суть устанавливать кованый поршень в серийный мотор?
Любому ясно, что кованые поршни легко нужны в заряженных спортивных двигателях. Так как при мощности степени и увеличении сжатия, нагрузка на цилиндро-поршневую группу возрастает, и значит мельчайшие вакуумы в литом поршне заявят о себе достаточно скоро, литой поршень . Но нельзя забывать, что не считая установки кованых поршней в форсированный двигатель, и другие детали двигателя (к примеру шатуны) необходимо ставить значительно качественнее и прочнее, чем штатные.
А имеется ли суть установки кованых поршней в простой не форсированный заводской мотор? Да имеется, поскольку такие поршни смогут предохранить двигатель от разрушения простых литых поршней, к примеру при случайной заправке низкосортным горючим, которого на данный момент полно на заправках (как выяснить некачественный бензин читаем вот тут), и которое стало причиной детонацию.
Так как детонация способна уничтожить литые поршни всего за несколько мин., при поездке с полной нагрузкой. А кованые поршни будут сопротивляться детонационным нагрузкам пара 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 продолжительнее раз в пять. А литой поршень может прогореть от калильного зажигания в течении нескольких мин..
Это не означает, что установив кованые поршни, возможно не обращать внимания на детонацию либо калильное зажигание, но всё таки запас прочности ни при каких обстоятельствах не помешает, поскольку заправиться леваком возможно случайно и от этого никто не застрахован.
Так же направляться отметит, что термическая устойчивость кованых поршней (в пять раз громадная, чем у литых) разрешит не заклинить поршень в цилиндре от перегрева, что довольно часто случается на более древних моторах с воздушным охлаждением, каковые более склонны к перегреву.
И практика продемонстрировала, что простой литой поршень, по окончании действия детонации, калильного зажигания, либо перегрева приходилось поменять, а вот кованый поршень, прошедший такие опробования, оставался пригодным для предстоящей работы.
К тому же направляться учесть, что кованые поршни медленнее изнашиваются от естественного износа. Отличие в износе литого и кованого поршня, на примере мотоцикла Урал, возможно заметить на графике слева, на котором красной линией продемонстрирован износ литого поршня, а синей линией продемонстрирован износ кованого поршня.
И последнее.
Зарубежные кованые поршни стоят громадных денег, поскольку в том месте могут ценить собственный труд и вычислять деньги. У нас кованые поршни возможно приобрести существенно дешевле либо заказать на русском предприятии (о русском производителе кованых поршней читаем вот тут). Но направляться учесть, что на данный момент показалось огромное количество подделок кованых поршней, в особенности к машинам и отечественным мотоциклам.
И тут направляться быть внимательным, дабы не нарваться на подделку.
направляться уяснить, что разработкой производства кованых поршней в Российской Федерации обладают считанные фирмы, и собственный авторитет они берегут. Зарубежные потребители это уже осознали, и осознали так же, что и цена весьма приятная, если сравнивать с западом, а уровень качества нисколько не хуже, и исходя из этого большая часть клиентов на этих фирмах чужестранцы.
Не знаю как кто, но я горд за отечественные предприятия, производящие кованые поршни, удач всем.