Рынок компонентов
Денис Миронов
Фото Андрея Шилова
Поршни современных авто-
мобильных двигателей весь-
ма сложные и ответствен-
ные
детали,
от
которых
зависит не только ресурс си-
лового агрегата, но его эконо-
мичность и мощность.
Самыми распространенными,
применяемыми на подавляю-
щей части выпускаемых ныне
серийно машин, являются литые
алюминиевые поршни. Это, как
говорится, классика жанра, обе-
спечивающая некие средние ха-
рактеристики приемлемые для
большинства двигателей пара-
метры. Однако «середняки», как
выясняется, устраивают не всех
производителей автомобильной
техники, так как при всех своих
достоинствах, главное из кото-
рых невысокая цена (имеется в
виду массовое производство),
литые алюминиевые поршни
имеют ряд недостатков. Каких?
Разберемся поэтапно.
Если брать самую рас-
пространенную технологию
изготовления поршней - от-
ливку (гравитационный метод
литья) заготовки в специальную
металлическую форму (кокиль),
то ее основной недостаток за-
ключается в том, что в процессе
литья невозможно или, скажем
более точно, - крайне сложно
минимизировать до требуемого
уровня пористость материала.
Пористость, точнее параметр
пористости, определяется
количеством микроскопиче-
ских пузырьков газа, который
не вышел из металла при его
застывании. Чем больше пор
(выше пористость) материала,
тем меньше его прочность, а
значит при работе поршня в
предельных (по механической
и тепловой нагрузке) режимах
выше вероятность его разруше-
ния. Если известна проблема,
то значит, были предприняты
и попытки ее решения. Чтобы
снизить пористость, технологи
изобрели так называемый метод
литья под давлением. При нем
количество пузырьков газа,
остающихся в металле после его
застывания заметно меньше,
чем при традиционном методе
литья. Однако кардинально
данный метод ситуации не
меняет. Как свидетельствуют
многочисленные лабораторные
испытания, прочность поршней
все еще оставляет желать луч-
шего. Чтобы улучшить качество
литья, технологи предложили
третий метод изготовления за-
готовок - «жидкую штамповку».
По сути своей данный метод
является разновидностью литья
под давлением, с той лишь раз-
ницей, что воздействие давлени-
ем на литиевую заготовку про-
изводится в тот момент, когда
процесс кристаллизации уже
пошел, и часть металла перешла
в твердое состояние. Воздей-
ствие давления в этот момент,
который строго рассчитывается
исходя из химического состава
сплава и теплового режима
выплавки, позволяет не просто
уменьшить количество микро-
полостей (пузырьков газа), но
и улучшить структуру самого
металла. Данные улучшения
вкупе позволяют значительно
повысить качество изделия и,
соответственно, надежность,
а также продлить его ресурс.
Кроме того, предприятия, на
которых внедрен метод «жидкой
штамповки», могут производить
поршни не только для бензино-
вых, но и дизельных моторов,
которые отличаются более жест-
ким режимом работы. Процесс
воспламенения от сжатия на-
гружает кривошипно-шатунный
механизм заметно сильнее, не-
жели процесс воспламенения от
искры. Благодаря особенностям
процесса «жидкой штамповки»
технологи имеют возможность
не просто создавать поршни бо-
лее прочной конструкции, вводя
в них различные стальные эле-
менты, но и усиливать наиболее
нагруженные участки конструк-
ции. Так, для усиления места
установки верхнего компресси-
онного кольца часто используют
нерезистные вставки. Методы
лазерной наплавки/переплавки
(легирования) отдельных зон
и участков поршня в массовом
производстве практически не
применяют из-за дороговизны
технологии. Поэтому данный
метод усиления конструкции
поршня мы рассматривать не
станем, а оговоримся лишь, что
это привилегии моторов спор-
тивных или тюнинговых машин.
А есть ли методы изготов-
ления поршней, которые бы с
одной стороны обеспечивали
высокое качество, прочность,
длительный ресурс изделий и
при этом бы имели возмож-
ность реализации в условиях
серийного производства? Да,
такие существуют и, ярким тому
примером служит технология
изотермической штамповки
твердой заготовки. Суть ее за-
ключается в том, что заготовку
поршня получают не описан-
ным выше методом отливки в
специальную форму - кокиль,
а формовкой под высоким
давлением нагретой до высокой
температуры (порядка 490 гра-
дусов) заготовки. При нагреве
На юбни поршней наносятся специальные антифринционные материалы,
ноторые продляют ресурс поршней, работающих в режиме экстремальных
нагрузок.
Днище поршня является частью камеры сгорания, поэтому его форма
должна быть строго рассчитанной и изготовленной согласно лекалам.
А втоком поненты ■
Д екабрь 2012
9
предыдущая страница 10 Автокомпоненты 2012 2 читать онлайн следующая страница 12 Автокомпоненты 2012 2 читать онлайн Домой Выключить/включить текст