Pistoane forjate pentru diferite mărci de mașini

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-19 18:20

Multe tehnologii sunt transferate în industria auto din sporturile cu motor. Soluțiile și piesele folosite acolo sunt considerate exemple de fiabilitate și performanță, cum ar fi pistoanele forjate. Tehnologia auto bazată pe utilizarea acestor piese aparține exemplelor de utilizare a soluțiilor sportive în vehiculele civile.

Definiție

Pistoanele sunt reprezentate de bucșe ovale care se deplasează într-un plan vertical în interiorul cilindrilor și comprimă amestecul combustibil-aer. Conform tehnologiei de producție, aceste piese sunt împărțite în turnate și forjate. Să le aruncăm o privire mai atentă.

Caracteristici de operare

Pistoanele de primul tip sunt instalate pe majoritatea mașinilor, deoarece funcționează bine în utilizarea de zi cu zi și sunt suficiente pentru nevoile majorității utilizatorilor. Pistoanele forjate sunt proiectate să funcționeze la sarcini crescute, așa că sunt utilizate pe mașinile sport și de curse. Adică, designul și caracteristicile acestei piese sunt determinate pe baza condițiilor de funcționare a acesteia.

Cel mai intens factor care afectează pistoanele cândfuncționarea motorului este temperatura. Conduce la dilatarea metalului și neuniformă: apare mai mult paralel cu axa bolțului pistonului și mai puțin în planul balansării tijei. Ca urmare, are loc un contact neuniform al pistonului cu cilindrul, în urma căruia uzura este accelerată. În cazurile critice, apar zgârieturi și piesele numite se blochează, provocând blocarea motorului.

În plus, pistoanele sunt afectate de forța de inerție și de presiunea creată de gazele din interiorul cilindrului.

Tehnologia de producție

După cum sugerează și numele, pistoanele turnate sunt fabricate folosind tehnologia de turnare a metalelor. Un aliaj de siliciu-aluminiu este folosit ca material de pornire. Se așează într-o matrice, dând o formă ovală. Apoi piesa este reglată pentru a se potrivi cu cilindrul. Fusta este realizată într-o formă optimă în formă de butoi. Pentru a asigura rezistența la temperaturi ridicate, pistonul este umplut din interior cu inserții de oțel compensatoare termic

Spre deosebire de pistoanele turnate, pistoanele forjate sunt produse folosind tehnologia de ștanțare. Aplicați metode izoterme sau lichide.

În primul caz, matricea este umplută cu metal topit și deformată la o anumită viteză folosind un poanson. În acest fel se obține o piesă de prelucrat de în altă calitate. Prelucrarea sa finală se realizează mecanic.

Piesele pre-preparate sunt folosite pentru tehnologia de ștanțare izotermă. Sunt obținute dintr-o tijă constând din aluminiu cu conținut ridicat de siliciu, comprimat printr-o matriță, care îmbunătățește structura metalului,îndepărtarea porilor. Apoi, piesa de prelucrat încălzită în matrice la 450 ° C este ștanțată cu o presă hidraulică folosind o metodă de mare viteză. Această tehnologie constă în aplicarea unei forțe de 250 de tone asupra matricei, menținând în același timp temperatura acesteia la un nivel constant. Rezultatul sunt piese precise, de în altă calitate.

Parametri principali

Pentru o alegere competentă a pieselor luate în considerare pentru o mașină, parametrii acestora sunt corelați cu caracteristicile motorului. Următoarele sunt principalele caracteristici ale pistoanelor forjate:

1. Model de motor. Cel mai simplu mod este să alegeți piesele în funcție de marca motorului, deoarece producătorii creează de obicei astfel de produse pentru anumite modele de motoare. Totuși, rețineți că în acest caz sunt concepute pentru motoarele de serie. Adică, dacă se modifică parametrii motorului, de exemplu, cilindrii sunt plictisiți, pistoanele proiectate pentru acesta nu se vor potrivi. Apoi se aleg în funcție de alți parametri (în acest caz, în primul rând, după dimensiune).
2. Mărime. La selectarea pieselor, trebuie să corelați diametrul acestora cu diametrul cilindrului, ținând cont de dilatarea termică.
3. Raport de compresie. Parametrii tehnici ai pistoanelor indică o anumită valoare a acestui indicator, pentru care sunt proiectați. Dacă motorul nu este stoc, trebuie luat în considerare și acest lucru.
4. Liturghie. Valoarea acestui parametru piston este discutată mai jos. În general, cu cât sunt mai ușoare, cu atât mai bine.
5. Putere. Parametrii tehnici ai pistoanelor indică valoarea maximă a puterii pentru care marja lor de siguranță este suficientă. Piesele nu trebuie instalatepe un motor cu performanțe ridicate, deoarece sarcinile în exces pot duce la uzura accelerată și distrugerea acestora.

Diferențe față de pistoanele turnate

Pistoanele turnate sunt analogul standard al pieselor luate în considerare. Funcționează corect pe motoarele standard, dar din multe motive nu sunt potrivite pentru unități de putere mare. În primul rând, ele sunt caracterizate printr-o masă mare. În al doilea rând, pistoanele turnate au o formă suboptimă. În al treilea rând, aceste piese din fabrică au defecte reprezentate de cavități, incluziuni străine, bule care sunt invizibile și nu apar în timpul funcționării normale în unitățile de putere standard.

Cu toate acestea, o creștere a puterii duce la o creștere a sarcinilor (temperatură și presiune) pe multe elemente ale mașinii, în primul rând motorul. În astfel de condiții, aceste defecte pot duce la fisurarea sau arderea pistonului. Acest lucru se poate întâmpla, de exemplu, după instalarea unui arbore cotit cu o rază a manivelei nestandard.

Beneficii

Efectul pozitiv al pistoanelor forjate asupra parametrilor motorului se datorează în primul rând greutății lor reduse. Greutatea unei astfel de piese este în medie cu 50 g mai mică decât analogul turnat. De exemplu, pistoanele forjate VAZ oferă o economie de greutate de 400-600 g în kit, ceea ce vă permite să reduceți forțele de inerție din interiorul cilindrului. Ca urmare, viteza crește, pierderile mecanice scad și puterea crește. În plus, sarcinile inerțiale asupra altor elemente ale mecanismului manivelei, cum ar fi arborele cotit, biele șigarnituri. Adică, resursele sale totale cresc.

De asemenea, pistoanele forjate diferă de cele turnate prin duritate mai mare. Acest indicator este de 120-130 de unități, în timp ce pentru analogii civili este de 80-90 de unități.

În plus, aceste piese se caracterizează prin rezistență sporită și rezistență la efectele temperaturii. Deci, în ceea ce privește stabilitatea ciclică termică, acestea sunt de 5-6 ori superioare omologilor turnați. Datorită acestui fapt, pistoanele forjate rezistă la 2500 de cicluri de încălzire-răcire, în timp ce modelele civile doar 400.

Coeficientul redus de dilatare termică a făcut posibilă reducerea decalajului termic dintre cilindru și piston la 0,05-0,06 mm.

Forma

Pistoanele forjate au o formă specială pentru a reduce greutatea. În același timp, utilizarea unui profil în T nu afectează consumul de ulei.

În plus, pe baza expansiunii termice neuniforme (într-o măsură mai mare paralelă cu axa bolțului pistonului), unii producători produc modele ovale, perpendiculare pe axa bolțului pistonului. Astfel, atunci când este încălzită, piesa capătă o formă rotundă, în conformitate cu forma cilindrului. Acest lucru asigură că se potrivesc strâns unul cu celăl alt, distribuind uniform sarcina pe suprafețe și limitând pătrunderea gazelor în carter din camera de ardere.

Defecte

Principalul dezavantaj al pistoanelor forjate, în comparație cu cele turnate, este costul ridicat, atât al pieselor în sine, cât și al instalației. Costul mare al pistoanelor se datoreazăcomplexitatea producţiei. În plus, va trebui să cheltuiți serios bani pentru instalarea lor. Acest lucru se datorează faptului că o astfel de muncă complexă ar trebui să fie încredințată numai meșterilor profesioniști și, în acest caz, va fi necesar nu numai instalarea, ci și personalizarea detaliilor.

În plus, se spune că pistoanele forjate fac mașina mai zgomotoasă decât piesele turnate originale. Cu toate acestea, acest lucru este valabil doar pentru o mașină rece. Această caracteristică este explicată prin diferențele dintre coeficienții de expansiune. Pe baza acestui lucru, pentru pistoanele forjate, jocul cu peretele cilindrului este ușor crescut. Prin urmare, un motor rece cu astfel de piese rulează mai tare. Cu toate acestea, după încălzire, atunci când pistoanele se extind și, prin urmare, diferența de temperatură scade, zgomotul scade.

Aplicație

După cum reiese din cele de mai sus, pistoanele forjate sunt folosite pentru motoarele îmbunătățite. Aceste detalii afectează multe caracteristici ale unităților de putere. Acestea îmbunătățesc atât performanța, cât și fiabilitatea.

Relevanță

Oportunitatea utilizării pistoanelor forjate în locul celor turnate este determinată, în primul rând, de particularitățile utilizării mașinii. Piesele turnate sunt suficiente pentru utilizarea de zi cu zi. Analogii forjați sunt de obicei instalați la reglarea motorului. În plus, chiar și în acest caz, utilizarea lor nu este întotdeauna recomandabilă.

Astfel de piese sunt cel mai des folosite la creșterea motoarelor cu putere redusă. Piesele standard ale unor motoare sport au resurse suficiente pentru o creștere non-extremăputere. Prin urmare, astfel de piese pentru motoarele VAZ sunt cele mai comune (de exemplu, pistoane forjate pentru Niva și pistoane forjate pentru Priora).

Aceste piese sunt folosite nu numai pentru mașini. Puteți instala pistoane forjate pe o motocicletă. Tuningul modelelor sport este, de asemenea, foarte comun. Uneori sunt modificate și motocicletele simple. De exemplu, unii instalează pistoane forjate pe Ural.

Principii de aplicare și cost

Adesea, piesele în cauză sunt folosite la instalarea unui turbocompresor. Mai mult, în multe cazuri, utilizarea lor este o condiție necesară pentru menținerea resursei motorului, deoarece aceasta crește temperatura și sarcinile asupra pieselor, ceea ce duce adesea la arderea pistoanelor. Pistonurile turbo forjate sunt utilizate de obicei în combinație cu un arbore cotit diferit și cu biele în formă de H.

În orice caz, în timpul instalării, este necesar să se asigure răcirea fustei și a fundului piesei descrise. Pentru a face acest lucru, instalați duze de pulverizare de ulei.

Prețul pistoanelor forjate Niva (setul), de exemplu, începe de la 4.500 de ruble. Pentru motocicletele autohtone, acestea vor costa mai puțin.