Кованые поршни для разных марок автомобилей

Литые или кованые поршни − что выбрать

Для любителей высоких скоростей выражение «кованые поршни» не является загадочным словосочетанием. Скорее наоборот, произнеся эту фразу, можно услышать целую лекцию с перечнем положительных качеств этой детали. Без нее не обходятся автомобили со специфическими моторами:

• Тюнинговые.
• Форсированные.
• Спортивные.

Эти силовые агрегаты требуют особого качества и надежности комплектующих деталей, не исключением является поршневая группа. Базовые заводские детали не только тяжеловаты, но и не обладают оптимальной формой для достижения поставленных целей. Мы разберем подробнее технологию производства, а затем узнаем, чем лучше кованые поршни и стоит ли на них менять стандартные.

Литые, к сожалению, иногда имеют незаметные дефекты, которые никак не отражаются на работе двигателя в обычном режиме. Но увеличение мощности мотора влечет за собой и повышение нагрузок. В результате эти невидимые для обычного глаза инородные вкрапления, каверны или пузырьки могут спровоцировать трещину либо поршень попросту прогорит. Такая проблема возникает при установке коленвала с модернизированным радиусом кривошипа.

Дополнительный отрицательный момент, влияющий на детали − повышенная, в сравнении с техническими параметрами, температура (она может подниматься до 300 и даже 350 °C). Чтобы с поршнем ничего не произошло, для кованых вариантов используют высококремнистый сплав алюминия. Он имеет прекрасные качества:

• Намного выше жаропрочность.
• Коэффициент расширения значительно ниже.
• Более высокая прочность.

Более узкие кольца значительно снижают трение. В то же время изменение профиля поршня никак не повлияло на повышение расхода масла. Современные материалы и передовая технология поспособствовали значительному снижению теплового зазора блока цилиндров и кованого поршня. Он составляет всего от 0,06 до 0,05 миллиметров

Но что более важно, вы будете избавлены от опасности «поймать клин» двигателя

Кованые поршни придется заказать отдельно, по умолчанию почти все авто оснащаются литыми

Небольшое, но важное уточнение. В автомобилях серийного производства установлены литые поршни

Поскольку они изготавливаются массовым порядком, цена вполне приемлема. Но это не единственное достоинство. Эти детали вполне соответствуют своему назначению и могут замечательно выполнять свои функции. Поэтому если вы пользуетесь автомобилем исключительно для поездок, а не скоростных гонок, не стоит делать значительные вложения в модернизацию двигателя. Это касается и капитального ремонта мотора.

Особенности эксплуатации

Поршни первого типа устанавливают на большинство автомобилей, так как они хорошо проявляют себя в повседневной эксплуатации и достаточны для потребностей большинства пользователей. Кованые поршни рассчитаны на работу при повышенных нагрузках, поэтому их используют на спортивных и гоночных автомобилях. То есть конструкцию и особенности данной детали определяют на основе условий ее функционирования.

Наиболее интенсивно воздействующим на поршни фактором при работе двигателя является температура. Она приводит к расширению металла, причем неравномерному: оно больше проявляется параллельно оси поршневого пальца и меньше в плоскости качания шатуна. В результате происходит неравномерное соприкосновение поршня с цилиндром, вследствие чего ускоряется износ. В критических случаях появляются задиры и названные детали прихватываются, в результате чего двигатель заклинивает.

Помимо этого, на поршни воздействуют сила инерции и давление, создаваемое газами внутри цилиндра.

Где применяют кованые поршни

Пожалуй, установка кованых поршней на такие авто лишена смысла.

Форсированный же двигатель, который работает в жестких условиях, нуждается в более прочных рабочих узлах. Тяжелые литые поршни не всегда справляются с поставленной задачей. Кроме того, их вес препятствует возможности «выжать» из силового агрегата максимальную мощность.

Вдобавок ко всему, детали серийного производства могут иметь невидимые глазу дефекты, которые неизбежно проявят себя при работе на пределе возможностей. Кованые поршни этих недостатков лишены.

Автовладельцы спорткаров либо просто тюнингованных машин уверенно согласятся с вышесказанным. Увеличивая рабочий объем цилиндра, необходимо в обязательном порядке выполнять торцевание поршня, что в значительной степени сокращает срок его эксплуатации.

Даже если предположить, что литой поршень изготовят без малейшего дефекта, что маловероятно, он по прочности все равно будет уступать своему кованому аналогу. Причиной тому служит материал, из которого изготавливаются рассматриваемые детали.

Из чего изготавливают кованные поршни

Изменение динамических характеристик мотора в сторону увеличения само собой предполагает, что силовой агрегат будет испытывать повышенные нагрузки. Чтобы поршни не прогорали, при их производстве используют специальные алюминиевые сплавы повышенной прочности.

Основными преимуществами таких сплавов является высокая жаропрочность и низкий коэффициент расширения при нагреве.

Кованая поршневая группа способна сохранять свои рабочие характеристики без изменений вплоть до увеличения температуры в пределах 400°С. Следует отметить, что установка таких поршней требует от автовладельца определенной квалификации.

Не зная особенностей их монтажа, лучше обратиться за помощью к специалистам. Главным недостатком кованых деталей остается их высокая цена в сравнении с литьем.

Рассматривая преимущества кованых поршней, отдельно хочется заострить внимание на их стойкости к прогоранию. Так, если стандартный литой поршень имеет прочность порядка 90 единиц по Бринеллю, то у ковки этот показатель почтив в два раза выше, и составляет 150 единиц

По термостойкости кованые поршни превосходят своих «собратьев» минимум в пять раз.

Как известно из курса элементарной физики, при нагревании металл расширяется, а при остывании, наоборот, сужается. Постоянное повторение циклов нагрев/остывание неизбежно приводит к тому, что на поршне появляются микротрещины.

И если у литых поршней дефекты начинают появляться спустя 500 циклов нагревов, то ковка выдерживает до 2500-3000 циклов. Учитывая такую прочность штампованных деталей, можно быть уверенным, что они с лихвой оправдывают свою цену.

Прессы и оборудование для ковки поршней

Изготовление кованых поршней является сложным технологическим процессом, который требует специального оборудования. Основным инструментом для ковки поршней является гидравлическая пресса. Прессы предназначены для приложения больших давлений для формирования поршней из заготовок.

Прессы для ковки поршней обычно имеют сильную раму, способную выдерживать значительные нагрузки и давление. В зависимости от требований и конструкции поршня, прессы могут иметь разные мощности и размеры.

Технология ковки поршней очень требовательна к точности и качеству оборудования. Особую роль играют пресс-формы, которые представляют собой специальные матрицы и патроны, используемые для формирования поршня. Пресс-формы должны быть изготовлены с высокой степенью точности, чтобы обеспечить правильную форму и размер поршня.

Вспомогательным оборудованием для ковки поршней могут быть механические и гидравлические приводы, позволяющие адаптировать пресс к разным размерам и формам поршней. Также может использоваться специальное оборудование для нагрева и охлаждения заготовок, чтобы достичь нужной температуры для ковки и закалки поршня.

Важным аспектом оборудования для ковки поршней является безопасность. Прессы обычно имеют системы автоматического управления, которые могут обеспечить безопасную работу и предотвратить возможные аварии и поломки.

При выборе пресса и другого оборудования для ковки поршней следует обратить внимание на такие факторы, как:

• Мощность и размеры пресса;
• Точность и качество пресс-формы;
• Специальные функции и возможности оборудования;
• Безопасность и надежность.

Выбор оборудования должен осуществляться исходя из требований конкретного проекта и целей производства поршней.

Основной принцип работы пресса для ковки поршней заключается в нанесении точечных или равномерных ударов на заготовку с помощью специальных патронов или матриц. В результате этих ударов материал заготовки деформируется под воздействием высокого давления, приобретая форму и структуру поршня.

Преимущества использования специальных прессов и оборудования для ковки поршней заключаются в:

• Высокой точности и повторяемости формы и размеров поршней. Пресс-формы и оборудование позволяют достичь высокой точности и повторяемости формирования поршней, что является критическим фактором для их правильной работы в двигателе.
• Увеличении прочности поршня. Ковка позволяет уплотнить структуру материала поршня, что улучшает его прочностные характеристики и устойчивость к нагрузкам.
• Улучшении сопряжения поршня с цилиндром. Ковка поршня позволяет достичь более плотного и точного сопряжения с цилиндром двигателя, что способствует уменьшению выброса и повышению эффективности работы двигателя.

Таким образом, прессы и оборудование для ковки поршней играют важную роль в процессе изготовления кованых поршней, обеспечивая высокую точность, прочность и качество поршней.

Ремонт и обслуживание кованых поршней

Кованые поршни отличаются от обычных своей прочностью и долговечностью, но все же они требуют правильного обслуживания и регулярного ремонта для поддержания своих качественных характеристик.

Первое, что нужно учитывать при ремонте кованых поршней — это необходимость полной разборки двигателя для доступа к ним. Это может занять некоторое время и требует определенных навыков и инструментов, поэтому лучше обратиться к профессионалам или обученному специалисту.

Основными задачами ремонта и обслуживания кованых поршней являются:

1. Очистка поршней от накипи и нагара. Это следует делать с помощью специальных средств и щеток, чтобы предотвратить повреждение поверхности поршня.
2. Инспекция поверхности поршня на предмет трещин, задиров и других повреждений. При обнаружении таких дефектов поршень необходимо заменить.
3. Замена поршневых колец. При необходимости следует заменить поршневые кольца, чтобы обеспечить правильное уплотнение и работу поршня.
4. Балансировка. Ремонт кованых поршней также может включать их балансировку для устранения вибрации и повышения долговечности двигателя.

После проведения ремонта кованых поршней необходимо произвести сборку двигателя с использованием специальных инструментов и смазок. Кроме того, рекомендуется провести тестирование двигателя после ремонта, чтобы убедиться в его правильной работе и отсутствии неполадок.

Важно помнить, что ремонт и обслуживание кованых поршней требуют определенных навыков и опыта, поэтому лучше доверить эту работу профессионалам, чтобы избежать повреждений и проблем с двигателем в будущем

Недостатки

Основным недостатком кованых поршней, в сравнении с литыми, считают высокую стоимость, причем как самих деталей, так и установки. Дороговизна поршней обусловлена сложностью производства. К тому же придется серьезно потратиться на их установку. Это объясняется тем, что такие сложные работы следует доверять лишь профессиональным мастерам, а в данном случае потребуется не только устанавливать, но и подгонять детали.

Кроме того, считается, что кованые поршни делают автомобиль более шумным в сравнении с исходными литыми деталями. Однако это справедливо лишь для непрогретого автомобиля. Данная особенность объясняется различиями в коэффициентах расширения. На основе этого для кованых поршней немного увеличивают зазор со стенкой цилиндра. Поэтому непрогретый двигатель с такими деталями работает громче. Однако после разогрева, когда поршни расширяются, и, следовательно, температурный зазор уменьшается, шум стихает.

Что такое кованый поршень?

Если вы интересуетесь автомобилями или автотюнингом, то наверняка слышали о таком понятии, как «кованый поршень». Но что это такое и какой смысл в этом термине?

Поршень — это одна из важных деталей двигателя, которая выполняет функцию передвижения внутри цилиндра. Он устанавливается на поршневой шатун и приводится в движение при взрыве топлива внутри цилиндра. Именно поршень передвигает шатун и преобразует прямолинейное движение вращательное, которое передается коленчатому валу.

Кованый поршень — это поршень, изготовленный из специальной кованой стали или алюминиевого сплава. Он отличается от обычного (литого) поршня более высокой прочностью и надежностью. Ковка — это процесс, при котором металл нагревается до высокой температуры и затем подвергается формовке в специальных прессах или молотах. Таким образом, достигается более плотная структура металла и его повышенная прочность.

Кованые поршни широко применяются в автоспорте и во внедорожных автомобилях, где требуется высокая надежность и длительный срок службы двигателя. Они обеспечивают более точную работу двигателя, улучшают динамические характеристики автомобиля и позволяют достичь более высоких оборотов двигателя.

Кованые поршни могут иметь различные формы и конструкции, в зависимости от требований и характеристик двигателя

Они могут быть легкими и устойчивыми к высоким температурам, что особенно важно при работе силовых агрегатов с высокими оборотами

В конечном итоге, использование кованых поршней позволяет повысить производительность и надежность двигателя автомобиля. Они являются одним из ключевых элементов, влияющих на его мощность и долговечность.

Особенности установки

1. Подготовка двигателя.

Перед установкой кованых поршней необходимо провести подготовку двигателя. Это включает в себя проверку и ремонт всех сопряженных элементов, таких как кольца поршней, вкладыши, клапаны и т.д. Также необходимо осуществить проверку геометрии и состояния блока цилиндров.

2. Выбор правильного размера и модели поршней.

Перед приобретением кованых поршней необходимо определиться с их размером и моделью. Размер поршней должен соответствовать размеру цилиндра вашего двигателя

Также важно учитывать особенности модели двигателя и задачи, которую вы ставите перед ним (например, повышение мощности или увеличение компрессии)

3. Установка поршней.

Установка кованых поршней должна проводиться в соответствии с рекомендациями производителя и с использованием специальных инструментов. При установке необходимо обеспечить правильное соединение поршней с шатунами, а также правильный зазор между поршнем и стенкой цилиндра.

4. Настройка системы впрыска топлива.

После установки кованых поршней может потребоваться настройка системы впрыска топлива. Это необходимо для обеспечения правильной работы двигателя и достижения максимальной производительности. Настройку системы впрыска топлива лучше доверить профессионалам с опытом в тюнинге двигателей.

5. Регулярное обслуживание и проверка.

После установки кованых поршней необходимо регулярно обслуживать и проверять состояние двигателя. Проверяйте компрессию, масляное давление, состояние поршней и другие элементы двигателя. В случае выявления проблем рекомендуется обратиться к специалистам для их устранения.

Технология производства

В соответствии с названием, для изготовления литых поршней применяют технологию литья металла. В качестве исходного материала используют кремниево-алюминиевый сплав. Его помещают в матрицу, придавая овальную форму. Затем деталь подгоняют под цилиндр. Юбку делают оптимальной бочкообразной формы. Для обеспечения устойчивости к воздействию высоких температур поршень заполняют изнутри термокомпенсирующими вставками из стали

В отличие от литых, кованые поршни производят по технологии штамповки. Применяют изотермический или жидкий методы.

В первом случае матрицу заполняют расплавленным металлом и деформируют его с определенной скоростью с применением пуансона. Таким образом получают высококачественную заготовку. Ее окончательную обработку осуществляют механическим способом.

Для технологии изотермической штамповки используют предварительно подготовленные детали. Их получают из прута, состоящего из высококремнистого алюминия, обжатого через фильеру, что позволяет улучшить структуру металла, удалив поры. Далее нагретую в матрице до 450 °С заготовку штампуют с применением гидравлического пресса скоростным методом. Данная технология состоит в приложении к матрице усилия в 250 т, при поддержании ее температуры на постоянном уровне. В результате получаются точные высококачественные детали.

В чем преимущества кованых поршней?

Каждый автолюбитель наверняка слышал о кованых поршнях. Данное изделие обладает более лучшими характеристиками, чем литые поршни, применяемые в двигателях серийного производства. Рассмотрим, какие именно преимущества вы получите в случае, если поменяете в своем двигателе литой поршень на кованый, и в каких случаях такая замена будет являться целесообразной и оправданной.

В начале рассмотрим, кому кованые поршни будут не нужны. Если вы используете авто только лишь для того, чтобы добраться от одного населенного пункта до другого, и при этом вы не планируете проводить тюнинг двигателя, повышая тем самым его мощность, то кованый поршень в двигателе вам будет не нужен. Поршень, изготовленный методом литья, будет вполне в состоянии выдержать возлагаемые на него нагрузки и поэтому тратить деньги на модернизацию силового агрегата не имеет никакого смысла.

Совсем другое дело, если вы решили провести тюнинг двигателя. В этом случае нагрузки на поршневую систему двигателя резко возрастут и тогда могут проявиться некоторые дефекты поршней. Здесь все дело в том, что изделия получаемые методом литья имеют не самое лучшее качество. В таких изделиях образуются микротрещины и небольшие пустоты, которые незаметны глазу и не определяются контрольным оборудованием. При эксплуатации таких изделий возлагаемая на них нагрузках строго дозирована и именно поэтому поршень, изготовленный методом литья вполне способен выдержать нагрузки. Но, как только нагрузки возрастают, напряжение в металле так же начинает расти и следствием этого является то, что металл, в слабых местах начинает разрушаться и может потребоваться ремонт автомобилей. В конечном итоге это приводит к разрушению всего изделия, следовательно, при увеличении мощности двигателя необходимо менять стандартный поршень на кованный.

Поршень, изготовленный методом ковки, не имеет в своей структуре скрытых дефектов и поэтому при тех же габаритных размерах обладает большим запасом прочности. Более того, ковка данного изделия производится из высокремнистых алюминиевых сплавов

Эти сплавы примечательны тем, что способны выдерживать высокие температуры, что для поршневой системы немаловажно, так как во время работы температура на днище поршня может достигать значения в триста пятьдесят градусов. Кроме этого стоит отметить, что литой поршень обладает меньшим весом, чем кованный, что положительно сказывается на ресурсе его эксплуатации и повышения мощности транспортного средства

• < Назад
• Вперёд >

Параметры кованых поршней

Чтобы правильно подобрать данную деталь для машины, следует соотнести ее параметры с характеристиками мотора:

модель – легче всего выбрать деталь по марке ДВС, потому что изготовителями в большинстве случаев создаются изделия по определенным модификациям двигателей. И если цилиндры расточены, то предназначенные для них поршни по своим расчетным показателям не подойдут

В данном случае их следует выбирать по размерам;
размер – выбирая поршень, необходимо соотносить его диаметр с размером цилиндра, принимая во внимание возможное расширение от воздействия температурного режима;
сжатие – в технических характеристиках поршней указывается конкретное значение этого показателя;
масса – чем меньше вес поршней, тем лучше это для мотора;
мощность – на мотор необходимо ставить поршни, соответствующие по запасу прочности. В противном случае, можно ускорить изнашивание и полное разрушение.

Недостатки кованых и литых деталей

Мы рассмотрели прекрасные характеристики запчастей, изготовленных методом штамповки. Но на вопрос какие устанавливать поршни кованые или литые, ответить сможете только вы сами. Все зависит от режима эксплуатации автомобиля и ваших предпочтений. Чтобы вам было проще определиться с выбором, мы расскажем, какие есть отрицательные стороны кованых деталей.

Главный недостаток кованых поршней — это цена

Первая: цена. Она довольно высока и зависит от сложного метода производства поршней. Вторым отрицательным моментом можно считать финансовые средства, которые придется заплатить квалифицированному мотористу. Только классный спец сможет сделать правильную модернизацию вашего двигателя. А такая работа не может быть дешевой. В этом случае производится не только установка, но и подгонка детали.

Теперь поговорим о литых вариантах. К сожалению, этот метод не гарантирует отсутствие технологического брака. Как мы писали выше, могут присутствовать пустоты, которые в дальнейшем приводят к трещинам. Кроме того, сплав не особо твердый, даже закалка обеспечивает по шкале Бринеля всего лишь 80 ед. Именно поэтому для надежности увеличивают их вес.

Кованые поршни значительно улучшают технические характеристики двигателя. Если вы любитель прокатиться с ветерком, то это более чем прекрасный вариант. Что дают кованые поршни: вы гарантированно надолго будете защищены от проблемы прогорания поршней, которая нередко случается из-за частых нагрузок на мотор. Но при этом, если вы передвигаетесь исключительно в щадящем скоростном режиме, то такой тюнинг может быть не нужен. Ну а дальше решайте сами: стоит производить модернизацию или продолжать использовать стандартные литые поршни.

Как выбрать кованные поршни

Выбор кованных поршней играет ключевую роль в повышении производительности двигателя и его надежности

При выборе следует обращать внимание на несколько важных факторов:

Материал: Кованные поршни обычно изготавливаются из алюминиевых сплавов, таких как высокопрочные алюминиевые сплавы

Убедитесь, что выбранные поршни изготовлены из качественного и надежного материала.

Производитель: Обратите внимание на репутацию производителя. Проверьте его опыт и квалификацию в производстве кованных поршней

Используйте отзывы клиентов и рекомендации для принятия решения.

Размер: Определите нужный размер кованного поршня, исходя из параметров вашего двигателя. Убедитесь, что размеры поршней корректно соответствуют спецификациям производителя вашего двигателя.

Форма: Кованные поршни могут иметь различные формы и конфигурации. Определите свои потребности и требования к форме поршней, чтобы получить желаемый эффект.

Балансировка: Убедитесь, что кованные поршни проходят балансировку, чтобы предотвратить несбалансированность и вибрации двигателя.

Цена: Сравните цены на кованные поршни от разных производителей. Определите свой бюджет и найдите оптимальное соотношение цены и качества.

При выборе кованных поршней рекомендуется обратиться к профессионалам или консультантам, чтобы получить дополнительную информацию и подробные рекомендации.

Преимущества

Положительное влияние кованых поршней на параметры двигателя обусловлено, прежде всего, их небольшой массой. Вес такой детали в среднем на 50 г меньше литого аналога. Например, кованые поршни ВАЗ обеспечивают в комплекте экономию массы в 400-600 г. Это позволяет снизить инерционные силы внутри цилиндра. В результате этого возрастают обороты, снижаются механические потери, увеличивается мощность. К тому же сокращаются инерционные нагрузки на прочие элементы кривошипного механизма, такие как коленвал, шатуны и вкладыши. То есть увеличивается его общий ресурс.

Также кованые поршни отличаются от литых большей твердостью. Данный показатель составляет 120-130 ед., тогда как для гражданских аналогов он равен 80-90 ед.

К тому же данные детали характеризуются повышенной прочностью и устойчивостью к температурному воздействию. Так, по термоциклической устойчивости они превосходят литые аналоги в 5-6 раз. Благодаря этому кованые поршни выдерживают 2500 циклов нагрева-охлаждения, в то время как гражданские модели лишь 400.

Пониженный коэффициент температурного расширения позволил уменьшить тепловой зазор между цилиндром и поршнем до 0,05-0,06 мм.

Технология изготовления

Название «литые» говорит само за себя, они производятся методом литья металла в специальную матрицу. Для этого берется сплав алюминия с добавлением в определенных пропорциях кремния. Деталь изначально имеет овальную форму. Но под воздействием высокой температуры производится вышеописанная процедура, и поршень приобретает практически идеальную форму цилиндра. Кроме того, юбку поршня делают бочкообразной формы, которая является самой оптимальной для хорошего выполнения своих функций.

Для предотвращения деформаций под воздействием температуры внутрь поршня заливают термокомпенсирующие вставки из стали. Это позволяет предотвратить сильное расширение в области бобышек.

В отличие от этого метода кованые детали по большому счету должны называться штампованными, поскольку именно эта технология применяется для их изготовления.

Для производства надежных поршней заготовка из специальных сплавов получается методом изотермической или жидкой штамповки. Они отличаются одна от другой, но гарантируют прекрасный результат.

Жидкая штамповка. В матрицу заливают расплавленный металл и применяют пуансон, который деформирует сплав строго в соответствии с заданной скоростью. Эта одноразовая штамповка позволяет получить высококачественный полуфабрикат, который в дальнейшем доводится до нужных параметров механической обработкой.

Изотермическая штамповка. Для этого метода берут предварительно подготовленные заготовки. Они получаются из обжатого через фильеру специального прута из высококремнистого алюминия. Такой метод позволяет убрать все поры в металле и изменить в лучшую сторону его структуру. Затем матрицу вместе с мерной заготовкой нагревают до температуры 450 °C и только после этого деталь штампуется скоростным методом с помощью гидравлического пресса. Усилие в 250 т делает фантастические преобразования. При этом постоянная температура матрицы способствует равномерной заполняемости формы, благодаря этому детали получаются не только точными, но и надежного качества.

Чем лучше кованые поршни еще? Поговорим отдельно о твердости: она составляет 130 ед. При этом запчасти гарантированно избавлены от раковин, каверн, а также трещин. Дополнительным положительным моментом является снижение веса, он на 50 грамм ниже обычных заводских вариантов. А весь комплект поможет снизить массу двигателя примерно на 0,5 кг.

Эта разработка сделала огромный прорыв в производстве гоночных автомобилей, поскольку полностью соответствует высоким нагрузкам во время соревнования. Детали также применяются в форсированных движках. Они меньше прогорают, поскольку имеют высокую термоцикличную стойкость.