Из чего сделан поршень: Из каких металлов изготавливаются поршни двигателя?

Из каких металлов изготавливаются поршни двигателя?

Все современные поршни двигателя изготовлены из алюминиевого сплава. Сплав ведет себя несколько иначе при использовании в зависимости от того, как изготовлен поршень, поэтому важно понимание процесса производства. До 1970-х годов тема литых и кованых поршней часто обсуждалась; с тех пор, достижения в области технологий сделали дебаты практически ненужными для повседневного водителя.

Содержание

  • 1 Материал Поршня Эволюция
  • 2 Поршень Дизайн
  • 3 Литые поршни
  • 4 Кованые поршни
  • 5 Сравнения
  • 6 Практическое применение

Материал Поршня Эволюция


В оригинальных двигателях внутреннего сгорания для изготовления поршней использовалась сталь. Алюминиевый сплав вступил во владение очень рано. Самые ранние алюминиевые поршни подвергались значительному расширению и сжатию из-за нагрева, и конструкция была разработана таким образом, чтобы стальные кольца – так называемые распорки – были отлиты в стенах, чтобы уменьшить проблему.

Этот тип поршня был распространен до 1960-х годов, когда введение кремния в сплав сделало амортизацию избыточной. Большинство современных поршней изготавливаются с содержанием силикона около 25 процентов. Ранний алюминиево-силиконовый сплав был известен своей хрупкостью; случайное падение с высоты скамейки обычно приводило к появлению трещины, которая в лучшем случае была дорогой, а в худшем – невозможной для ремонта. Добавление никеля в сплав снижает хрупкость, но увеличивает отношение массы к массе.

Поршень Дизайн


Поршни имеют девять частей и секций. Вершина поршня должным образом называется венцом; ниже этого находятся кольцевые канавки, в которые установлены поршневые кольца. Поднятые области между кольцевыми канавками называются землями. Ниже кольца в сборе находится отверстие для поршневого пальца. Поршневой палец, называемый в промышленности «наручным пальцем», проходит через это отверстие и проходит через шатун. Вокруг поршневого пальца расположены выступы, которые поддерживают его концы.

Нижняя часть поршня называется юбкой.

Литые поршни


Литой поршень отлит из расплавленного алюминиевого сплава, который втягивается вакуумом в стальные штампы; только минимальная обработка необходима, чтобы закончить полученный поршень. Процесс называется «гравитационное литье под давлением». Форма и толщина стенок полностью контролируются, но процесс стоит дорого.

Кованые поршни


Кованый поршень изготавливают вначале, помещая слиток из нагретого алюминиевого сплава в охватывающую форму; После этого в пресс-форму вынуждают поршня-самца штамповать металл в поршневую заготовку. Затем заготовка подвергается многим операциям обработки; Одна установка для ковки обычно производит заготовку, которая может быть обработана для поршней различных размеров, подходящих для самых разных автомобилей.

Сравнения


Литье было оригинальным методом изготовления поршней; ковка появилась позже как альтернатива. Процесс ковки сжимает молекулы сплава в венце, делая металл более плотным и, следовательно, способным противостоять экстремальным температурам. Это существенное преимущество, потому что заводная головка подвергается большему количеству тепла, чем любая другая часть двигателя, кроме свечи зажигания.

Практическое применение


Литые поршни выполнены в матрицах сложной формы, которые определяют их форму как внутри, так и снаружи; это позволяет получить равномерную и постоянную толщину стенки, которая сводит массу поршня к минимуму. Процесс установки штампов является дорогостоящим, поэтому литые поршни, как правило, изготавливаются только для нескольких применений и соответствуют огромным производственным требованиям. Кованые поршни после штамповки имеют сравнительно грубую внутреннюю форму, определяемую только плунжером, который вбивают в слиток, а затем втягивают. Это обычно означает, что требуется значительный поворот и ручная обработка. С помощью этого метода достигаются более жесткие допуски. По этим причинам рабочие поршни почти всегда кованые, а поршни OEM-спецификации отлиты.

Поршни автомобиля — процесс изготовления


Поршни автомобиля — процесс изготовления

 

Поршни являются ключевым элементом рабочего процесса в двигателях внутреннего сгорания. Поршень – это фактически втулка, которая двигается внутри цилиндра вниз-вверх. Таким образом, она в верхней точке своего поступательного движения сжимает воздушно-топливную смесь, которая в дизельных двигателях воспламенятся за счёт давления, а в бензиновых за счет искры на свече зажигания. Энергия, которая образовывается в это время, давит на поршень, и он, поскольку соединен с коленчатым валом, оборачивает его. Таким образом двигатель приводится в действие; начинает работать.

Одна из компаний-производителей производит девять тысяч различных моделей поршня: от кроссовых мотоциклов до автомобильных двигателей. На самом начале своего становления поршень представляет собою трёхметровый алюминиевый стержень. Алюминий для таких целей и режимов работы подходит идеально, поскольку он не поддаётся коррозии, и легко режется. Стержень отправляется на станок, где режущая пила разрезает его на заготовки, длину которых по надобности изменяют, регулируя подающий механизм, проталкивающий стержень, с разными интервалами.

Для нашей модели поршня, например, требуются заготовки длиной в 7 сантиметров. На фабрике также перерабатывают и повторно используют оставшуюся алюминиевую стружку.

Затем штамповальный пресс и форму раскаляют до 426 ºС – именно такая температура необходима для штамповки заготовок поршня. Заготовки раскаляются до бела, до такой же температуры, в печи. Тогда их кладут под пресс, и он силой своего давления в 2000 тонн формирует исходную форму поршня. Примерно каждая 10-тая заготовка поршня после штамповки опускается в воду для проверки на наличие дефектов. Чтобы как-то облегчить процесс штамповки поршней, заготовки, перед тем как накалять, покрывают смазкой, через что заготовка вспыхивает, когда на неё опускается горячий (раскалённый) пресс. Пресс выполняет операцию штамповки заготовки всего за 2 секунды, но заготовки такие горячие, что должны остывать около часа до начала следующего этапа. Затем рабочие раскаляют заготовки ещё 2 раза. Сначала раскаляют при очень высокой температуре, для того, чтобы укрепить металл, и во второй раз уже не так сильно, чтобы добиться устойчивости.

Затем рабочие обрабатывают каждую заготовку на токарном станке, чтобы придать штамповке соответствующую форму для механизмов, на которых её будут обрабатывать позже. Затем станком просверливаются маленькие дырки по кругу поршня – через них будет подаваться масло, которое служит смазкой для поршня в процессе его работы. Ещё один токарный станок уменьшает диаметр поршня на три миллиметра. Также этот же станок прорезает три паза на верхнем краю заготовки: два для компрессионных колец и один для маслосъёмного кольца. Эти кольца предназначены для того, чтобы поршень двигался плавно, обеспечивал герметичное прилегание к цилиндру, и не допускал излишки масла в камеру сгорания.

Затем станок сверлит отверстие для поршневого пальца, который соединяет поршень с шатуном. Затем, на фрезерном станке с обеих сторон поршня, со стороны отверстия для поршневого пальца, стачивается до двух сантиметров металла, чтобы уменьшить его вес. Во всех этих случаях во время обтачивания и сверления подается белая жидкость, являющаяся смазкой, которая охлаждает поверхность поршня двигателя в процессе обтачивания. Ещё на одном фрезерном станке срезается часть заготовки поршня, которая называется «куполом». Таким образом, он не будет задевать другие части, двигаясь внутри цилиндра двигателя.

У поршня должна быть строго определенная форма и размер. Некоторые из поршней при работе двигателя делают до шести тысяч движений вверх и вниз. Затем, на токарном станке, с наружной стороны, срезается очередной слой метала, толщиной с волос человека. Этот срез дает возможность поршню немного увеличится в объёме, когда внутри цилиндра повышается температура. Затем, автоматическое сверло делает два перекрещивающихся масло-спускных отверстия, чтобы улучшить смазку поршневого пальца.

После всего этого механизм гравирует на поршне модель и дату производства изделия, после чего рабочие удаляют с изделия образовавшиеся острые края от выполнения предыдущих операций, которые могут повредить стенки цилиндра Чтобы сделать поверхность еще более гладкой, они используют ленточно-шлифовальный станок. После этого поршни помещаются на метало резальный станок, на котором срезается немного метала с внутренней части отверстия под поршневой палец, для того, чтобы он мог идеально входить внутрь поршня.

После того, как фрезирование завершено, струи горячей ионизированной воды омывают поршни. После такой чистки удаляются все следы смазки и масла. И после сушки под «воздушной пушкой» эти поршни готовы начать своё бесконечное движение в тёмном нутре цилиндра двигателя.

Что делает гоночный поршень?

 В то время как любой поршень может быть «гоночным», для того, чтобы по-настоящему определить, что делает гоночный поршень, необходимо вникать в целенаправленный дизайн и проектирование.

Очевидно, что это открытый вопрос, потому что в ответе будут выделяться сверхсложные поршни, разработанные для Формулы-1 и World Endurance Challenge (WEC), но чтобы быть полностью буквальным, ответ должен подтверждать модифицированные вручную литые заводские поршни, используемые в Гонки Hobby Stock на местном грунтовом треке.

В качестве аргумента давайте определим гоночный поршень как поршень, который лучше всего подходит для любого строителя, собирающего двигатель для соревнований по автоспорту. Оттуда обсуждение может перейти к более конкретным темам для обсуждения.

«Обычно [гоночный поршень] представляет собой высокоразвитую конструкцию, которая претерпела множество итераций для оптимизации ее использования в очень специфических условиях», — сказал Алан Стивенсон, старший технический менеджер по работе с клиентами.

В специально созданный гоночный поршень входит многое, например этот поршень Top Fuel. В первую очередь гоночный поршень разработан для конкретного применения и имеет конструктивные особенности, позволяющие однозначно адаптировать его к этому приложению.

Простое сравнение поршней эпохи маслкаров 60-х годов с более современными продуктами, безусловно, подтвердит эту позицию. Производители улучшили материалы и конструкции с помощью передового компьютерного моделирования, чтобы повысить мощность и эффективность использования топлива.

Чтобы начать эту гонку на скамье, рассмотрите основы конструкции алюминиевого поршня. Если нет особых ограничений правил, кованый поршень всегда будет предпочтительнее в гонках, чем литой. «Forged — это стандарт, предлагающий превосходную гибкость дизайна и лучшее соотношение цены и качества», — сказал Стивенсон. «Cast не обладает гибкостью и поэтому не может быть разработан или оптимизирован. Литые поршни также тяжелые и хрупкие, но они дешевы в производстве»

Кованые поршни могут быть изготовлены либо из кованой заготовки (справа), где вся форма поршня выточена из кованого алюминиевого цилиндра, либо из сетчатой ​​поковки, которая сжимается ближе к своей окончательной форме с помощью ковочного штампа. Подробнее о процессе ковки поршня читайте ЗДЕСЬ.

Маломощные двигатели могут выжить с литыми поршнями, так как они не будут подвергаться чрезмерному нагреву или высоким оборотам. Вы мало что можете сделать для улучшения характеристик с литым поршнем, кроме как выточить немного металла в головке, чтобы очистить клапаны, если установлен более агрессивный распределительный вал.

В 80-х и 90-х годах заэвтектика стала модным словом в поршневой промышленности. Заэвтектический поршень — это поршень, в металлическом составе которого содержится более 12,5% кремния, обычно от 16 до 18%. Стандартный литой алюминиевый поршень содержит от 8 до 10 процентов силикона, что повышает твердость и помогает уменьшить износ кольцевых канавок, юбки и бобышки пальца. Заэвтектический поршень по-прежнему изготавливается методом литья, но сплав стал немного легче, а из-за повышенной прочности отливку можно сделать немного тоньше, чтобы еще больше снизить вес.

Кованые поршни изготовлены из двух разных материалов: алюминия 4032 и 2618. У каждого есть уникальный список плюсов и минусов, которые делают его предпочтительным сплавом для различных применений.

Тем не менее, кованый поршень будет намного прочнее, и именно поэтому он доминирует на рынке производительности. Есть два алюминиевых сплава, популярных для поковок: SAE 4032 и SAE 2618. Здесь делается еще один выбор, который часто отличает или, по крайней мере, является хорошим аргументом в пользу гоночного поршня, хотя один сплав не всегда подходит. «лучше» другого.

– Термин «лучше» сложен. Если бы только один сплав лучше подходил для достижения каждой цели, не было бы множества предложений», — объясняет Стивенсон. «4032 меньше расширяется, поэтому ему требуется меньший зазор в холодном состоянии, который работает тише. Это может быть важно для двигателей EFI с датчиками детонации. 4032 менее плотный, поэтому данная конструкция будет легче, чем 2618, однако 4032 не обладает такой стойкостью к высокотемпературному отжигу, как 2618».

Опять же, содержание кремния является отличительным фактором. Поршень 4032 содержит от 11 до 13 процентов кремния, а 2618 — менее 0,25 процента. «2618 имеет более высокий предел прочности, лучшую стойкость к отжигу при повышенных температурах и лучшую пластичность. В условиях гонок цель часто состоит в том, чтобы свести к минимуму вес, не жертвуя долговечностью в условиях высокой температуры. По этим причинам 2618 часто получает одобрение, — продолжает Стивенсон.

Поршень слева использует пакет колец 5/64 дюйма. Это очень распространенный размер, используемый во время маслкаров. В поршне справа используется гораздо более тонкое верхнее кольцо толщиной 1,2 мм. Это снижает трение, высвобождая мощность и позволяя двигателю быстрее набирать обороты.

Хотя большинство гоночных поршней изготовлены из алюминия 2618, в гонках высокого класса используются некоторые экзотические материалы — по крайней мере, они были опробованы до того, как были запрещены. Алюминиево-бериллиевый сплав, исключительно легкий и прочный, с превосходными тепловыми свойствами, был разработан Mercedes/Ilmor для команды McLaren Formula 1 в конце 1990-х гг.0 с. Однако сплав был быстро запрещен, поскольку бериллиевая пыль чрезвычайно опасна, а при пожаре элемент превращается в оксид бериллия, который чрезвычайно токсичен.

Последний усовершенствованный сплав, получивший признание в автоспорте, — это алюминиево-металлический матричный композит, или MMC. Еще один очень жесткий и легкий сплав, MMC также запрещен Формулой 1, но продолжает вызывать интерес в других областях автоспорта, где правила более открыты.

Более тонкие поршневые кольца из лучших материалов часто используются в гоночных поршнях. Изображенное верхнее кольцо изготовлено из высокоуглеродистой стали и имеет толщину 0,043 дюйма. Это хорошо циркулирующая монета слева для сравнения.

В течение многих лет лучшие производители двигателей отдавали предпочтение цельным поршням, а не кованым, и, возможно, не по той причине, по которой вы могли бы подумать. «Заготовка — это не просто вариант поковки, — сказал Стивенсон. «Заготовки рассматриваются как комплексные инженерные решения, которые проходят через несколько итераций архитектурного проектирования с использованием моделирования методом конечных элементов для оптимизации проекта в соответствии с очень специфическим набором условий окружающей среды. Большинство популярных конфигураций предлагаются в виде позиции каталога, но если встречается несоответствующая комбинация, то можно спроектировать и изготовить кованый поршень по индивидуальному заказу всего за пару недель. Это половина нашего дела».

Другими словами, поршни из заготовок в основном используются в проектах разработки в сжатые сроки, где можно быстро внести критические изменения, не беспокоясь о том, что подходящая поковка недоступна. Дебаты о прочности заготовок и кованых изделий будут иметь сторонников и недоброжелателей с обеих сторон, но, вообще говоря, правильно выполненная поковка будет иметь врожденную прочность в структуре зерна, которой не будет у поршня из заготовок. «Вероятно, 98 процентов гоночных формул имеют кованые варианты, доступные на вторичном рынке», — подтверждает Стивенсон.

Противодетонационные канавки (слева) предназначены для устранения скачков давления, вызванных детонацией. Аккумуляторные канавки (справа) обеспечивают дополнительный объем под верхним кольцом, поэтому давление не увеличивается и не пытается сместить верхнее кольцо.

В дополнение к улучшенным материалам и передовым методам изготовления были разработаны специальные функции для увеличения мощности за счет термодинамики, уменьшения веса или уменьшения трения. Ниже приведены некоторые примеры конструктивных элементов, часто уникальных для гоночных поршней:

Комплекты с более тонкими кольцами

Хотя некоторые экзотические двигатели работают с комплектами из 2 колец, в большинстве гоночных приложений используются проверенные комплекты из 3 колец. Что кардинально изменилось, так это толщина этих колец, особенно в Pro Stock и других двигателях, не рассчитанных на выносливость. «Вы уменьшаете трение и массу, высвобождая мощность и позволяя двигателю быстрее разгоняться. Секрет мощности в любом N/A двигателе заключается в использовании самых тонких колец, плоско притертых и совмещенных со сверхплоской кольцевой канавкой, а также в обеспечении минимального осевого и радиального зазора», — добавляет Стивенсон.

Наручные булавки выполняют основную функцию, но они также тяжелые. Выбор ширины и толщины стенок, подходящих для двигателей, имеет первостепенное значение. Двигатель с круговой гусеницей с высоким намотом, скорее всего, будет иметь легкий штифт запястья из высококачественного сплава, тогда как тормозной двигатель с турбонаддувом предпочтет более тяжелый штифт для дополнительной прочности.

Антидетонационные канавки, канавка постоянного давления и канавка аккумулятора

«Канавы аккумулятора работают на каждом поршне, но лучше всего работают на поршнях с газовыми отверстиями», — объясняет Стивенсон. «Они работают по закону Бойля; давление и объем обратно пропорциональны. Из-за нормального вторичного движения (качения поршня) верхнее кольцо имеет тенденцию становиться на мгновение неуравновешенным, поскольку оно быстро меняет направление через ВМТ. Поскольку это происходит вблизи пикового воспламенения, давление сгорания имеет тенденцию преодолевать верхнее кольцо, пока оно не стабилизируется. Давление сгорания также проходит через концевой зазор кольца. Аккумуляторные канавки почти вдвое превышают объем под верхним кольцом, уменьшая давление в соответствии с законом Бойля и предотвращая давление на верхнее кольцо снизу, что способствует флаттеру кольца».

Меньшие и более легкие поршневые пальцы

Меньший вес всегда желателен, но использование меньшего или более тонкого поршневого пальца может снизить прочность и долговечность двигателя. «Это часто происходит за счет использования лучших и более дорогих материалов, но также снижает массу, чтобы двигатель разгонялся быстрее», — добавляет Стивенсон.

Укорачивание юбки поршня является хорошим способом удаления массы, но также может быть обязательным для применения в ходовых элементах. Гоночные поршни также имеют разные профили юбки, что помогает им оставаться стабильными в отверстии цилиндра при высоких оборотах.

Укороченные юбки

Опять же, больше изменений в конструкции для уменьшения веса и трения, но эти усилия обычно диктуются и ограничиваются архитектурой двигателя, такой как длина гильз цилиндров и ход поршня. «Точка измерения юбки поршня должна оставаться в отверстии в НМТ», — сказал Стивенсон.

Тепловое покрытие и покрытие юбки предназначены для увеличения срока службы поршня и увеличения мощности. Чтобы узнать больше обо всех типах покрытий и о том, как они работают, нажмите ЗДЕСЬ.

Термические покрытия

Некоторые производители двигателей хотят отражать тепло от поршня, предпочитая, чтобы клапаны и головка цилиндра отводили тепло охлаждающей жидкости, а не поршни и кольца через стенку цилиндра. Термические покрытия предназначены для максимально эффективного отвода тепла от днища поршня, а в некоторых случаях и от камеры сгорания.

Покрытие юбки

«Безусловно, наибольшее трение в двигателе создают кольца. Второе место занимают подшипники. Юбки имеют минимальное трение, поскольку они скользят по масляной пленке», — говорит Стивенсон. На гоночных поршнях лучшие команды используют покрытия в качестве страховки от перегрева. В заводских условиях и условиях ежедневного вождения они используются для защиты от сухого пуска и других ситуаций, когда масло на стенке цилиндра ограничено.

Этот поршень имеет вертикальное газовое отверстие, которое позволяет давлению сгорания проходить за поршневое кольцо, вдавливая его в стенку цилиндра и увеличивая уплотнение кольца. Чаще всего он используется в дрэг-рейсинге.

Модификации для конкретных применений

«Некоторые модификации не подходят для одного типа гонок, хотя обычно выполняются на поршнях, предназначенных для других видов гонок», — предупреждает Стивенсон. «Некоторые примеры включают вращение бобышек, врезание бобышек, сверление отверстий в юбках или стойках и 3D-фрезерование под коронкой».

Трехмерное профилирование — это процедура точного фрезерования, при которой днище поршня сохраняет одинаковую толщину независимо от профиля купола. Этот шаг гарантирует, что корона имеет необходимую прочность и термостойкость для соревнований с наименьшим весом. «Это особенно важно при попытке максимизировать степень сжатия, и его также можно использовать вокруг предохранительных клапанов, чтобы обеспечить более плавное движение пламени», — добавляет Стивенсон.

Фактическая конструкция коронки и размеры сброса клапана будут зависеть от камеры сгорания и геометрии клапана. Еще одна особенность гоночных поршней заключается в том, что изготовитель двигателя отправляет форму камеры сгорания производителю поршня, чтобы конструкция купола точно соответствовала профилю камеры.

Наконец, некоторые производители двигателей требуют очень незначительной корректировки общей формы и размеров поршня в соответствии со своими потребностями. «Формы юбочного кулачка/цилиндра и диаметры кольцевых канавок являются частью черного искусства оптимизации конструкции в ходе программы разработки», — говорит Стивенсон.

Как видите, гоночный поршень может иметь одну или несколько упомянутых функций и модификаций. Ключевым моментом является проектирование поршня, который отвечает потребностям производителя двигателей, собирающего двигатель для конкретного соревнования.

Поршни | Все, что вам нужно знать о них

Поршни являются ключевым компонентом двигателя внутреннего сгорания, но что они на самом деле делают и почему люди модернизируют их при модификации своих автомобилей с большей мощностью? Мы встретились с директором Wossner UK Дэвидом Уилером, чтобы поговорить обо всем, что касается поршней; вот все, что вам нужно знать о них.

Руководство из журнала Fast Ford.

Что такое поршни и для чего они?

Поршень — это, по сути, верхняя часть гигантского пресса, который используется для сжатия топлива и воздуха внутри вашего двигателя. Он находится в отверстии цилиндра и выполняет жизненно важные действия на каждом из четырех тактов двигателя.

В такте впуска он перемещается вниз от ВМТ (верхней мертвой точки), вызывая разрежение в цилиндре, которое всасывает топливно-воздушную смесь через впускной клапан. На такте сжатия, когда все клапаны закрыты, поршень движется обратно вверх по цилиндру и сжимает воздушно-топливную смесь, готовую к воспламенению и сгоранию. Когда смесь воспламеняется, сгорание толкает поршень вниз по цилиндру на такте рабочего хода. Наконец, поршень поднимается вверх по цилиндру на такте выпуска, чтобы вытеснить газы через открытые выпускные клапаны.

Поршень прикреплен к шатуну, который прикреплен к коленчатому валу и превращает линейное движение во вращательное, которое мы используем для движения автомобиля. Таким образом, поршень должен выдерживать огромное количество тепла и давления, а также справляться с невероятными силами ускорения и торможения.

Одинаковая ли базовая конструкция?

Нет, требуемый тип поршня будет зависеть от рассматриваемого двигателя, и даже в этом случае конструкция поршня будет существенно различаться в зависимости от того, чего вы хотите добиться от этого двигателя — добавление турбонагнетателя потребует совершенно другой конструкции поршня, чем, скажем, при работе двигателя с дроссельной заслонкой с высокой степенью сжатия, даже если базовый двигатель идентичен.

Но есть некоторые основные сходства между некоторыми типами поршней; Например, большинство поршней, предназначенных для двигателей с турбонаддувом, имеют какую-либо чашу. Между тем, поршни, разработанные для двигателей с профилями распределительных валов с высоким подъемом, часто имеют вырезы для клапанов для обеспечения зазора.

Следует отметить, что с более широким использованием технологии прямого впрыска в современных двигателях конструкция поршня значительно улучшилась, и теперь мы видим совершенно разные конструкции для каждого двигателя.

Чем рабочие поршни отличаются от OEM-версий?

Как правило, производитель выбирает стоимость как решающий фактор при выборе двигателя для производства. Иногда это может означать компромиссы между прочностью и весом ради снижения общих затрат.

У высокопроизводительного поршня все наоборот; его главная забота — прочность и вес, а стоимость — второстепенный фактор. Тем не менее, уменьшенный вес и повышенная прочность не являются единственными преимуществами, поскольку поршни с высокими характеристиками позволяют тюнеру / изготовителю двигателей иметь большую гибкость при выборе собственной версии двигателя.

Увеличенные клапанные карманы, чтобы справиться с более дикими кулачками и большими клапанами, альтернативные коэффициенты сжатия для разных видов топлива и стратегии сопоставления, а также разные размеры штифтов для уменьшения веса или увеличения прочности — все это общие изменения, и их гораздо легче изменить благодаря использованию специального производительный поршень.

Некоторые производители двигателей даже указывают перемещение поршневого пальца, чтобы можно было использовать более длинные шатуны для изменения угла наклона шатунов в двигателе — это все еще довольно распространено, например, на мощных высокооборотных двигателях Cosworth YB.

Из чего сделаны поршни?

Поршни, как правило, изготавливаются из алюминиевых сплавов, которые используются благодаря малому весу и высоким прочностным характеристикам. Кованые поршни, как правило, изготавливаются из алюминия двух марок: 4032 и 2618.

Существует два основных метода изготовления поршней: литье или ковка. Литье самое простое; сплав нагревают до расплавления, а затем заливают в форму. Ковка сложнее; сплав не плавится, а нагревается до тех пор, пока он не станет достаточно податливым, чтобы его можно было вдавить в пресс-форму под очень высоким давлением.

В результате получается более прочный и долговечный поршень, способный лучше выдерживать температуру и давление настроенного двигателя.

Что вызывает отказ поршней?

В большинстве случаев отказ поршня вызван детонацией, также известной как преждевременное зажигание. Преждевременное зажигание может быть вызвано рядом внешних факторов (слишком большой наддув, недостаточное количество топлива и т. д.), но конечным результатом является то, что воздушно-топливная смесь работает слишком бедно. Это вызывает сильное накопление тепла в двигателе, что может привести к повреждению прокладок головок, головок цилиндров и самих поршней.

К другим неисправностям, как правило, относится промывание канала цилиндра, что опять же вызвано неправильным соотношением воздух/топливо (на этот раз слишком много топлива) или неправильным зазором между поршнем и каналом, из-за чего поршень имеет слишком много места для перемещения внутри цилиндра.

Что еще нужно заменить/модернизировать при установке высокопроизводительных поршней?

В наши дни поршневые кольца обычно считаются жертвой, и их всегда стоит менять при обновлении двигателя.

При первой установке высокопроизводительных поршней или сборке нового двигателя рекомендуется одновременно менять подшипники, прокладки и проверять масляный и водяной насосы.

Другим часто упускаемым из виду элементом является жгут проводов топливного насоса. Мы видели ряд отказов (особенно на старых автомобилях) в результате износа проводки на топливном насосе, что означает, что двигатель не получает нужное количество топлива, вызывая проблемы с предварительным зажиганием, о которых мы упоминали ранее.

Как изменились конструкция и конструкция поршня с течением времени?

Значительно изменился. Благодаря новым и более точным инструментам зазоры между поршнем и отверстием могут быть намного меньше, что значительно помогает снизить шум двигателя.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *