Преимущества кованых поршней перед литыми. Кованная поршневая
Кованые поршни — неотъемлемая часть тюнинга двигателя |
Кованые поршни, пожалуй, можно отнести к одному из самых популярных, при этом эффективных способов качественно "прокачать" серийный двигатель своего стального коня. Однако не все понимают, что же собственно делает кованые поршни такой эффективной, и в то же время дорогой альтернативой обычным штампованным аналогам.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
Чем кованые поршни в автомобиле лучше литых
Говоря о спортивных автомобилях, мы подразумеваем скорость, надёжность и мощь, которые постоянно улучшаются и модернизируются инженерами болидных двигателей. В настоящее время для производства спорткаров используются новейшие материалы и современные технологии, которые постепенно начинают применяться и в производстве всех остальных автотранспортных средств. Сегодня многие обычные автомобили стали оснащаться коваными поршнями, которые прошли проверку временем в спортивных авто. Благодаря чему у каждого из нас появилась возможность эксплуатировать в повседневной жизни более мощные машины с улучшенными скоростными характеристиками.
Кованые поршни
Кованые поршни: особенности
Следует заметить, что использование кованых поршней в автомобилях приводит к удорожанию автомобилей, видимо по этой причине, пока не происходит полного отказа от литых аналогов. Тем не менее, в процессе тюнинга собственных авто, многие их владельцы предпочитают производить замену имеющихся литых поршней, установленных производителем на кованые изделия.
Кованые поршни: преимущества
Не секрет, что поршни в процессе эксплуатации автомобиля испытывают высокие механические нагрузки, что, разумеется, приводит к их износу. Техническое состояние поршней напрямую сказывается на продуктивности автомобильного мотора, как, впрочем, и их масса. Сегодня, многие разработчики современных автомобилей в процессе своей работы учитывают каждый килограмм общей массы транспортного средства, стремясь сократить его вес. В частности, получить снижение веса можно и за счёт изменения технических и физических параметров детали, о которой идёт речь. Следует отметить, что более лёгкий поршень создаёт меньший коэффициент инерционного трения внутри цилиндра, в результате чего снижается уровень механических повреждений, увеличивается мощность и количество оборотов двигателя.
Кованые поршни имеют специальную форму для уменьшения веса
Литые или кованые: какие поршни выбрать
Перед тюнингом своего автомобиля, следует задать вопрос: имеет ли смысл производить замену литых деталей коваными. Если владелец автомобиля является большим любителем высоких скоростей, то вероятнее всего, ответ на заданный вопрос будет положительным, для таких водителей в словосочетании кованые поршни давно смысл найден. Водителям-аккуратистам, наверняка, также известно, что такое кованые поршни, они могут рассматривать замену, как отличную возможность продления срока эксплуатации своего авто. В настоящее время тюнинговые, форсированные и спортивные автомобили оснащаются моторами, частью которых являются кованые поршни.
Кованые поршни придется заказать отдельно, по умолчанию почти все авто оснащаются литыми
Литые поршни: особенности
Литые поршневые группы, которые используют многие производители авто, отличаются большим по сравнению с коваными аналогами, весом, а также, довольно часто не имеют параметры, которых достаточно для достижения определённых целей. Кроме того, есть у литых деталей некоторые дефекты, в виде вкраплений, каверн или пузырьков, которые, впрочем, не сильно сказываются на работе мотора в процессе обычной эксплуатации. Однако именно такие дефекты часто становятся причиной появления серьёзных трещин, а иногда и прогорания поршней. В частности, такое может происходить после установки коленвала, радиус кривошипа которого был модернизирован.
Другие записи по теме:
autowestnik.ru
Кованые поршни.
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
Кованые поршни на скутер
Кованые поршни, пожалуй, можно отнести к одному из самых популярных, при этом эффективных способов качественно прокачать двигатель своего стального коня. Однако не все понимают, что же собственно делает кованые поршни такой эффективной, и в то же время дорогой альтернативой обычным штампованным аналогам и стоит ли их использовать для тюнинга всех скутеров.
Что дают кованые поршни
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 (автомобиля) не обходится без кованых поршней, и те кто полагает, что для достижения высоких динамических показателей достаточно увеличить объем цилиндра — 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.
Изготовление кованых поршней
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 скутер 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 скутера 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.
Мы не просто-так разместили эту статью в разделе Полезности, а не Тюнинг скутера. Традиционно такие поршни устанавливают на автомобильные двигатели. Можем сделать вывод, что кованые поршни стоит устанавливать на тюнингованые двигатели макси скутеров, так как вместе с мощностью такого мотора растет и нагрузка на все его элемента — поршень не исключение.
Кованые поршни на скутер
Оцените статью skuterov.ru
КОВАННЫЙ ПОРШЕНЬ | OPPOZIT.RU | мотоциклы Урал, Днепр, BMW
Многие из нас ездят на "кованных" поршнях, другие не мало наслышанны о них, кто-то носится по магазинам и авторынкам в поиске их же. А все ли знают истинную правду о "кованных" поршнях? Чем они лучше обычных? И кованные ли они...
На самом деле "кованный" поршень вовсе не кованный, а изготовлен по иной технологии нежели стандартные поршни для оппозитных двигателей. А истинную правду о "кованных" поршнях давно уже раскрыл сам завод ИМЗ.
Его почему-то все называют "кованым", хотя метод изготовления заготовки - изотермическая штамповка. Основное преимущество данного изделия - это борьба с пресловутым прихватом поршня цилиндра.
При изготовлении "обычных" поршней на заводе применяется метод кокильного литья, при котором образуется зернистая структура металла заготовок.
А вот при методе изотермической штамповки образуется волокнистая структура. Именно из-за изменения структуры металла заготовок изменяется в лучшую сторону коэффициент линейного расширения поршня. Хотя химический состав алюминиевого сплава АК12Д, используемого при новой технологии, аналогичен применяемому до этого на заводе сплаву АЛ25.
Совместная работа по разработке и изготовлению новых заготовок для поршней была проведена на специализированном предприятии КУМЗ (Каменск-Уральский металлургический завод). Этот завод уже не первый год поставляет подобные заготовки для дизельных двигателей.
И как показала практика, на настоящий момент от потребителей замечаний по работе цилиндро-поршневой группы не поступало.Освоено производство подобных поршней и для двигателя с рабочим объемом 750 куб.см.
Так что поршни, изготовленные методом изотермической штамповки, в простонародье "кованные", позволяют избежать так называемого "прихвата" в двигателе в процессе эксплуатации.
О каких-либо других преимуществ "кованного" поршня по сравнению с обычным ИМЗ официально не сообщал.
Так что кто не знал теперь знает, а кто знал за статью не ругайте . :)
Источник: ИМЗ
oppozit.ru
Кованые поршни.
Для многих любителей тюнинга, кованные поршни едва ли не самые первые детали, на их машине или мотоцикле, которые они установили вместо штатных поршней. Да и простым водителям наверняка доводилось слышать восторженные отклики о кованных поршнях. И чем же кованые поршни лучше широко распространённых литых поршней? И в каких же случаях их стоит использовать?
Обычные и широко распространённые литые поршни отлично подходят для серийных моторов автомобилей и мотоциклов, а технология их изготовления не сложная и рассчитана для массового производства. И если ваш мотоцикл или автомобиль лишь средство доставки вас из одной точки в другую (например для каждодневных поездок на работу), то думаю не стоит тратиться на замену штатных поршней коваными. То же самое касается и при капитальном ремонте двигателя, но бывают и редкие исключения, и какие я напишу ниже.
Другое дело спортивные форсированные двигатели, а так же тюнинговые (о тюнинге серийного двигателя просвещаемся вот здесь). Такие двигатели и предъявляют повышенные требования к качеству всех деталей, и в особенности поршней. Стандартные литые поршни для таких моторов тяжеловаты, а форма их не оптимальна. Да и к тому же любая литая деталь имеет невидимые невооружённому глазу дефекты, а именно пузырьки, каверны, вкрапления мелких инородных тел, которые не устранить даже при тщательном контроле при литье. И при работе в обычных серийных моторах, такие дефекты не несут особого вреда. Но если вы основательно доработаете двигатель, увеличив его мощность и естественно нагрузки на детали, то литейный брак обязательно заявит о себе: трещина на поршне в районе пузырька или каверны, или просто прогар днища мягкого литейного материала поршня.
Многие начинающие любители тюнинга отечественных машин подтвердят, что подобные сюрпризы особенно часто случаются при увеличении рабочего объёма с помощью установки коленчатого вала с изменённым радиусом кривошипа. В этом случае и без того слабые поршни дорабатывают (торцуют), что уменьшает толщину днища и естественно уменьшает их ресурс. Такой колхозный тюнинг не советую никому. Даже если деталь не торцована (не ослаблена), а подобран менее высокий литой поршень от иномарки, который изготовлен идеально, отливка всё равно менее прочна, чем поковка, и главную разницу здесь играет структура металла.
Поэтому в форсированных двигателях применение кованых поршней очень желательно. Но перед тем как расхваливать их преимущества, хочу уточнить терминологию кованных поршней. Ведь точное название процесса их изготовления не ковка, а изотермическая штамповка. Так как заготовку поршня получают из прута выдавливанием без плавления и единственным ходом очень мощного пресса, и при постоянной температуре 495±5°С (примерно как мы выдавливаем зубную пасту из тубы). И хотя многие называют поршни или сам процесс словом ковка, ничего общего с древним кузнечным ремеслом здесь нет. И для тех людей, кому интересны подробности технологического процесса, представлю несколько фоток основных этапов изготовления кованных поршней.
Процесс производства достаточно сложен, но зато позволяет получить поршни с выдающимися характеристиками. И что меня особенно радует, так это то, что кованные поршни, по всем параметрам ничем не уступающие зарубежным изделиям, изготавливают несколько предприятий у нас в России. Из них наиболее известное НПО «Автотехнология». Это предприятие создано с помощью усилий двух кафедр Московского технического университета, сокращённо МАМИ. На предприятии производство мелкосерийное, и его возможности не очень большие: 10000 поршней в месяц, не больше. Но всё таки удаётся выполнять все заказы, и причём и из-за бугра. За рубежом очень быстро поняли выгоду. Ведь на этом уникальном предприятии очень гибкое производство с прекрасным парком станков. И в довольно короткие сроки наши инженеры могут спроектировать и изготовить практически любой поршень, например для спидвейных мотоциклов, двухтактников картингов, лодочных моторов, в том числе и спортивных, а так же для редких моторов антикварных мотоциклов и машин. И при этом цены ниже зарубежных, а качество нисколько не хуже.
При капитальном ремонте, переборка убитых двигателей иномарок редких моделей (да и снегоходов или водных мотоциклов), доставляет владельцу такой техники большую головную боль, так как купить фирменные ремонтные детали, и именно оригинальные, бывает у нас в стране невозможно, кругом одни подделки или вообще нет. Остаётся два варианта: первый, при котором можно восстановить родной изношенный поршень, и как это сделать читаем здесь. Или второй вариант -воспроизвести новый комплект, но уже кованных поршней, заказав их в Автотехнологии, где разработают чертежи для ваших поршней, изготовят оснастку и сами поршни. И что самое удивительное и радостное для многих, так это то, что всё это вам обойдётся зачастую дешевле, чем заказать фирменный оригинал за рубежом, если конечно вы его найдёте.
Хочу только заметить одно важное обстоятельство. Прежде чем заказывать себе кованый поршень на свой форсированный двигатель, определитесь вначале какой длины юбка необходима для именно вашего двигателя. Ведь длина и форма юбки имеет очень важное значение. И описать какое и почему в двух строках нереально. Поэтому очень советую почитать вот эту статью, и только после этого, можно будет заказывать себе поршень, какой необходим именно для вашего форсированного двигателя.
Что ещё можно добавить к многим преимуществам кованных поршней? По сравнению с литьём, штампованные поршни легче (стандартный литой жигулёвский поршень весит 380 грамм, а кованый на 40 грамм легче), и при этом прочнее, их склонность к прогоранию намного меньше, а форма оптимальна для тюнинговых накрученных моторов. Твёрдость по Бриннелю у кованых (штампованных) поршней составляет 130 единиц, а у литых 80 — 90. А термоциклическая стойкость штампованных поршней больше в 5 — 6 раз. К тому же литые поршни до появления первых трещин выдерживают примерно 400 испытательных нагревов и охлаждений, а кованые поршни аж 2500.
Кстати, кого интересуют какие ещё бывают поршни, можно почитать об ещё одной технологии получения качественных поршней, называемых жидкоштампованными. Эти поршни так же обладают рядом существенных преимуществ перед обычными литыми поршнями. Почитать о жидкоштампованных поршнях, советую вот в этой статье.
В общем преимущества очевидны. Следует заметить, что импортные кованые поршни слишком дороги. Например кованый поршень от авторитетной фирмы «МАЛЕ» стоит от 100 до 200$, в зависимости от диаметра. И поэтому отечественные тюнинговые ателье, спортсмены, да и просто гаражные Кулибины отовариваются у нас в России, чего и вам советую. Ведь цены ощутимо ниже, а качество нисколько не хуже.
Жаль только, что таких предприятий, как Автотехнология по России очень мало. Может со временем многие частные предприятия (особенно производящие обычные литые поршни) заинтересуются ковано-поршневой деятельностью, ведь от мировых и отечественных заказчиков будет множество заказов и предложений. Ещё подробнее о производстве кованых поршней, советую почитать вот тут, успехов всем.
suvorov-castom.ru
КОВАННЫЕ ПОРШНИ - Korch Motors Building
Разработки
КОВАННЫЕ ПОРШНИ
ПРОИЗВОДСТВО КОВАННЫХ ПОРШНЕЙ СОБСТВЕННОЙ РАЗРАБОТКИ.
Сегодня, как и в прошлые годы,
сохраняется необходимость конструирования детали «по образцу», т. е.
создания в опытномпроизводстве такой детали, которая может заместить
в двигателе серийную продукцию ведущих автомобильных производителей,
но имеет оригинальную конструкцию. С другой стороны, для большинства
заказов, в 1-ю очередь, для спортивных и специально подготовленных
двигателей, требуется индивидуальный подход. Все это создает определенную
специфику работы, при которой:
- число заказанных
в изготовление деталей обычно не превосходит комплекта
на один двигатель; от заказа к заказу изменяются основные
размеры деталей, в зависимости от этого нужно каждый раз
подбирать подходящие заготовки-поковки;
- для
каждого заказа нужно разрабатывать новые чертежи деталей.
- нужна
оптимизация формы и размеров камеры сгорания с учетом степени
сжатия;
- требуется
учет специфики условий работы двигателя и ресурса деталей;
- различные
от заказа к заказу действующие нагрузки;
- для
каждого заказа перед расчетом на прочность приходится прогнозировать
массо-центровочные характеристики будущих деталей. А в целом
ряде случаев, например, для спорта, такой прогноз просто необходим;
- на деталях
встречаются самые различные дополнительные конструктивные элементы —
отверстия, цековки, проточки, пазы и пр.
Особое значение в последние годы
приобретает задача прогнозирования напряженного состояния детали еще
до ее изготовления. Фактически это означает необходимость выдерживать
определенные запасы прочности при конструкторской проработке каждого заказа.
В результате кропотливой индивидуальной работы таким способом удается
также снизить массу деталей без снижения прочности.
Работа с клиентами по заказам всегда
начинается с составления технического задания. Для этого в KorchMotorsBuilding существуют специально разработанные формы бланков, которые заказчик
должен заполнить. В соответствующих графах указаны не только основные
размеры детали, но и параметры двигателя, необходимые для проведения
расчетов.
В вычислительном эксперименте
учитываются реальные условия работы детали, включая нагрузки от сил
давления и инерции, нагрев при
сгорании топлива и теплоотдача
в стенки цилиндра. Для решения задачи деталь разбивается программой
на конечные элементы, после чего вычисляются температуры и напряжения
в узлах сетки. Это позволяет найти опасные участки детали с высоким
уровнем напряжений. В дальнейшем опасные сечения усиливаются, меняется
конфигурация детали так, чтобы добиться снижения нагрузок до приемлемого
уровня.
В результате всех расчетов получается
математически доведенная деталь. По своим свойствам (прочность, масса,
ресурс) она близка к той, которая получилась бы после проведения
многочисленных испытаний на реальном двигателе. И именно доведенная
деталь идет в производство — специальная программа на основании
модели детали делает ее рабочий чертеж. Такая технология полностью
исключает ошибки на всех этапах подготовки производства и, особенно, при
изготовлении чертежей.
Все это позволяет сегодня уверенно
конструировать и изготавливать поршни и шатуны для любой
техники — как серийной, так и специально подготовленной,
не опасаясь их поломок в эксплуатации.
Как это делается
Сегодня возможности производства таковы,
что удается заново изготовить практически все основные моторные детали – поршни,
поршневые кольца и пальцы, вкладыши, клапаны, шатуны для любых моторов – от
старинных до самых современных. Ресурс и надежность этих деталей проверены
многолетней практикой эксплуатации в самых жестких условиях, причем по многим
параметрам они не уступают зарубежным аналогам и прототипам.
Очевидно, для какого-либо конкретного
мотора изготавливать основные детали, чтобы затем хранить их на складе, не
имеет смысла. Поэтому производство деталей ориентированно исключительно на
заказы клиентов фирмы или на собственный ремонт, осуществляемый KorchMotorsBuilding. Срок исполнения заказа зависит от сложности и количества заказанных
деталей и колеблется от нескольких дней до 4-6 недель.
Технология производства деталей основана
на многолетнем опыте специалистов нашей компании по исследованию конструкции
моторов
большого числа иностранных автомобилей. Это оказалось возможным именно
благодаря специализации компании на моторном ремонте.
Поршни, как известно, изготавливаются из
специальных заготовок. KorchMotorsBuilding использует для
производства поршней кованные заготовки, обладающие отличными характеристиками.
Материалы поршней – алюминиевые сплавы с содержанием кремния 12-13% или 17-18%.
Все поршни, изготавливаемые KorchMotorsBuilding имеют овально-бочкообразный профиль юбки.
Наружная поверхность поршня имеет микрорельеф – гидродинамический профиль,
удерживающий на поверхности масло и снижающий трение. Кроме того, на поршень
наносится специальное гальваническое покрытие (олово-висмут) для предотвращения
задиров и «прихватов» в период первоначальной приработки.
Отверстие под палец в бобышках
обрабатывается с исключительно высокой точностью (допуск –0,002 мм)
хонингованием. В целом же поршни в одном комплекте отличаются по массе не
более2 г, а по размеру юбки – не более 0,01 мм.
Шатуны – не менее важная составляющая
производственной программы компании KorchMotorsBuilding. Конструкция шатунов на
сегодняшний день отработана на большом числе различных образцов – от стандартных
до спортивных. Более того, нами разработана технология производства,
исключающая случаи самопроизвольного
обрыва шатуна, что подтверждает их высокую усталостную прочность. В настоящее
время нами ведется работа по оптимизации процесса производства таких шатунов
для наших заказчиков.
Особое значение при изготовлении шатунов
имеет качество шатунных болтов. В KorchMotorsBuilding используют для этих
целей готовые решения компании ARP, обеспечивающие
исключительно высокую усталостную прочность изделий. Все эти решения полностью
исключили возможность обрыва болтов в процессе эксплуатации.
Что нужно
для того, чтобы двигатель работал тихо, «не ел» масла, развивал высокую
мощность и при этом еще и служил долго? Без сомнения, для этого
необходимо, чтобы в двигателе стояли хорошие поршни.
А что
такое хорошие поршни? Это какие-нибудь импортные поршни, от известной
на весь мир фирмы, или, может быть, кованые, «со смещенным пальцем»?
А какие еще есть, может они-то,
как раз и нужны? В общем, «дело темное», особенно, когда выбор
велик — так глаза и разбегаются. А тут еще и советчики
советуют: «Бери вот эти, они лучше!» Только чем лучше, толком сказать
не могут, но зато в Интернете читали…
Возьмем
на себя смелость восполнить этот пробел и найти то место, «где
эта собака зарыта». Для чего попробуем сравнить разные поршни, которые встречаются
в моторах. Итак…
Литые поршни — условное название, показывающее, что заготовкой
поршня является отливка. Такие отливки обычно получают, используя специальную
разборную форму, которая называется «кокиль».
Доведенная
до совершенства технология литья поршней для массового производства
не слишком хорошо работает для высокофорсированных двигателей малых серий,
в том числе, спортивных. Основной недостаток отливки — сравнительно
невысокая прочность материала, которую не удается полностью
скомпенсировать различными конструктивными мероприятиями. Именно поэтому при
небольших сериях для высоконагруженных поршней используют другие способы
получения заготовок, обеспечивающие более высокую прочность материала.
Кованые поршни, как раз и обладают искомыми прочностными
характеристиками. Процесс ковки приводит к пластическому деформированию
алюминиевого сплава и созданию очень плотной мелкозернистой структуры
с повышенной прочностью. В среднем прочность материала после ковки
получается выше на 20—30%, чем после литья.
Тем
не менее, кованые поршни обладают и недостатками. Процесс ковки
предполагает очень большие усилия деформирования исходной заготовки, что
требует применения многотонных прессов. Кроме того, получаемая заготовка должна
иметь простою форму иначе ее нельзя будет снять с деталей
штампа (пуансона или матрицы). В результате этого минимизировать массу
кованого поршня очень трудно, объем дополнительной механической обработки
получается чрезмерно большим, а коэффициент использования материала
пониженным.
Как видим,
недостатков у кованых поршней более чем достаточно. Но все они
оказываются несущественными, как только правильно определена область применения
поршней. И здесь тоже не без хитростей.
Очевидно,
нет смысла устанавливать кованые поршни на стандартный двигатель в надежде
на то, что повышенная прочность — это и повышенный ресурс.
К сожалению, такое заблуждение почему-то свойственно многим счастливым
обладателям автомобилей. Видимо, кто-то когда-то запустил такую «утку», которая
и пошла гулять по свету,
заморочив не одну горячую голову. Но истина в обратном —
несмотря на высокую прочность, ресурс кованых поршней обычно невелик, как
невелик ресурс и всей цилиндропоршневой группы в целом. Что вполне
закономерно.
Посмотрев
на некоторые кованые изделия опытным взглядом, легко обнаружить
и откровенные конструкторские ошибки, слабые места. Те, кто работал
с такими поршнями, знает, что у отдельных образцов ресурс
в хорошо форсированном моторе редко превышает 30 тыс. км.
Что же
делать? Все просто. Для производства хороших поршней нужна хорошая
конструкторская база и испытания. Именно такой подход
к этой
проблеме — залог успеха. К примеру, современные компьютерные
программы позволяют не только нарисовать чертеж, но и посмотреть
на поршень со всех сторон еще до его воплощения в металл.
И даже смоделировать его нагрузки при работе в двигателе.
Кто так
еще делает? Да, никто! Работают по старинке, по наитию, а потом
удивляются.… Зато дешево. А кто проводит испытания в спорте,
например? Что там получается? Мы уже 5 лет занимаемся спортивными
поршнями, разработали свою конструкцию, опробованную и успешно себя
зарекомендовавшую во всех видах соревнований — от дрэга до кольца.
Кто еще?
Хороший
поршень нельзя сделать «на коленке», надо считать, опираясь на опыт,
анализировать, адаптировать конструкцию к реальному двигателю. На это
уходят недели и месяцы труда. И никак не получается дешево.
Особая
проблема — поршни для турбомоторов. Построили с десяток таких,
и ни один наш клиент ничего не сломал.
Почему?
Потому что поршень — главный элемент двигателя и строится
индивидуально под этот двигатель в зависимости от мощности, частоты
вращения, давления наддува, особенностей применения автомобиля. Строится
задорого и не быстро.
korch-motors.com
Добавить сайт в избранное
.jpg)
