- Машины
Многие технологии передаются в автомобильную промышленность из автоспорта. Используемые там решения и детали считаются образцами надежности и производительности, например, кованые поршни. Автотехнология, основанная на применении этих деталей, относится к использованию спортивных решений на гражданских автомобилях.
Содержание
Определение
Поршни представлены втулками овальной формы, перемещающимися в вертикальной плоскости внутри цилиндров и сжимающими топливовоздушную смесь. По технологии производства эти детали делятся на литые и кованые. Давайте рассмотрим их более подробно.
Особенности эксплуатации
Поршни первого типа устанавливаются на большинстве автомобилей, так как они хорошо проявляются в повседневной эксплуатации и достаточны для нужд большинства пользователей. Кованые поршни предназначены для работы при высоких нагрузках, поэтому их используют в спортивных и гоночных автомобилях. То есть конструкция и особенности этой детали определяются исходя из условий ее функционирования.
Наиболее интенсивно воздействующим на поршни фактором при работающем двигателе является температура. Это приводит к неравномерному расширению металла: он оказывается более параллельным оси поршневого пальца и менее в плоскости качания шатуна. В результате происходит неравномерный контакт поршня с цилиндром, тем самым ускоряя износ. В критических случаях возникают заедания и заедают названные детали, что приводит к заклиниванию двигателя.
Кроме того, на поршни воздействуют сила инерции и давление, создаваемые газами внутри цилиндра.
Технология производства
В соответствии с названием, для изготовления литейных поршней используют технологию литья металла. В качестве исходного материала используется сплав кремния и алюминия. Он помещается в матрицу, придавая ей овальную форму. Затем деталь подгоняется под цилиндр. Юбка выполнена оптимальной бочкообразной формы. Для обеспечения устойчивости к высоким температурам поршень заполнен изнутри термокомпенсирующими вставками из стали
В отличие от литых, кованые поршни изготавливаются по технологии штамповки. Применяйте изотермические или жидкостные методы.
В первом случае матрицу заполняют расплавленным металлом и деформируют ее с определенной скоростью с помощью пуансона. Таким образом, получается высококачественная заготовка. Его окончательная обработка осуществляется механическим способом.
Для технологии изотермической штамповки используются предварительно подготовленные детали. Они получены из стержня, состоящего из алюминия с высоким содержанием кремния, спрессованного через фильеру, что позволяет улучшить структуру металла за счет удаления пор. Заготовка, нагретая в матрице до 450 °C, затем штампуется с помощью гидравлического пресса скоростным методом. Эта технология заключается в приложении к матрице усилия в 250 тонн при поддержании ее температуры на постоянном уровне. В результате получаются точные высококачественные детали.
Основные настройки
Для грамотного подбора рассматриваемых деталей для автомобиля их параметры соотносятся с характеристиками двигателя. Вот основные характеристики кованых поршней:
- Модель двигателя. Самый простой способ — подобрать детали на основе марки двигателя, так как производители обычно создают такие изделия для определенных моделей двигателей. Однако необходимо учитывать, что в данном случае они предназначены для работающих двигателей. То есть, если будут изменены какие-либо параметры двигателя, например, будут скучены цилиндры, рассчитанные на это поршни работать не будут. Затем они подбираются по другим параметрам (в данном случае, прежде всего, по размеру).
- Размер. При выборе деталей необходимо соотносить их диаметр с диаметром цилиндра с учетом температурного расширения.
- Степень сжатия. Технические параметры поршней указывают на определенное значение этого показателя, для которого они рассчитаны. Если в двигателе нет слива, это также необходимо учитывать.
- Вес. Значение этого параметра поршней обсуждается ниже. В общем, чем меньше их вес, тем лучше.
- Сила. Технические параметры поршней указывают на максимальное значение мощности, которое является достаточным для их прочности. Не устанавливайте детали на двигатель с большими характеристиками, так как превышение нагрузок может привести к ускоренному износу.
Отличия от литых поршней
Стандартным аналогом рассматриваемых деталей являются литые поршни. Они нормально работают на стандартных двигателях, но по многим причинам не подходят для мощных силовых агрегатов. Во-первых, они характеризуются высокой массой. Во-вторых, литые поршни имеют неоптимальную форму. В-третьих, эти детали с завода имеют дефекты, представленные кавернами, посторонними включениями, пузырьками, которые невидимы и не проявляются при нормальной эксплуатации в стандартных силовых агрегатах.
Источник: