что лучше кованые или литые поршни
Что даст установка кованых поршней в двигатель
Ряд технологических особенностей автопрома заимствован из автомобильного спорта. Используемые в нем решения и элементы представляют собой надежные и весьма производительные образцы, одним из которых считаются кованые поршни. Они представляют собой овальные втулки, которые двигаются вертикально в цилиндрах, сжимая смесь топлива и воздуха.
Что лучше – кованый поршень или литой?
Такие поршни являются более подходящими для мощных транспортных средств. Следует заметить, что стоимость их гораздо выше, чем литых аналогов. И если вы приняли решение выполнить тюнинг мотора, установив дорогую деталь, рекомендуется разобраться в необходимости существенного повышения существующей мощности автомобиля.
Считается, что поршни всегда находятся под большой нагрузкой. От их качественного состояния будет полностью зависеть результативность мотора. Да и лишний вес, с которым так сражаются изготовители, играет немаловажное значение.
Особенности поршней
Кованый поршень предназначен для работы под высокими нагрузками, по этой причине его применяют на спортивных и гоночных транспортных средствах. Проще говоря, конструктивные и иные особенности этой детали определяются особенностями ее функционирования. Самым интенсивно воздействующим на поршни фактором во время работы мотора считается температурный режим. От ее воздействия металл расширяется неравномерно.
Такое явление больше проявляется по пальцевой оси поршня и в меньшей степени – по плоскости, в которой качается шатун. От этого поршень с цилиндром соприкасаются неравномерно, что значительно ускоряет изнашивание. В ситуациях, близких к критическим, образуются задиры, указанные детали прихватываются, что вызывает заклинивание ДВС. Кроме температуры, на поршни влияют инерционна сила и давление, которое создается в цилиндре газами.
Особенности изготовления
Кованые поршни могут называться штампованными, потому что изготавливаются именно по такой технологии. В производстве заготовка создается из особых сплавов методами изотермического или жидкого штампования. В них имеются различия, но положительные результаты гарантируются в любом случае.
При изготовлении жидкой штамповки матрица наполняется металлом, применяется пуансон, помогающий деформировать сплав в строгом соответствии с необходимой скоростью. Такая штамповка одноразового типа дает возможность создать полуфабрикат высокого качественного уровня, который в последующем доводят до необходимых параметров, применяя механический способ обработки.
Во втором случае необходима заранее подготовленная заготовка. Ее получают обжатием через фильеру особых прутьев, изготовленных из алюминия, содержащего в себе много кремния. Данная методика позволяет избавиться от пор внутри металла, сделать его структуру лучше.
Далее матрица вместе с заготовкой подвергается нагреву, после чего деталь можно штамповать на гидравлическом прессе. Большие усилия необыкновенно преобразуют деталь. Одновременно с этим постоянный температурный режим помогает равномерно заполнить форму, от чего зависит качество детали.
Кованый поршень не только не имеет раковин и трещинок, но и является более твердым. Весит он на 50 грамм меньше своего аналога, отлитого в заводских условиях. Целый комплект уменьшает вес двигателя внутреннего сгорания на пятьсот грамм.
Такая разработка считается настоящим прорывом в выпуске машин для спортивных гонок, так как в полной мере отвечает существенным нагрузкам в момент состязаний. Эти же кованые поршни используют в форсированных моторах. Они реже прогорают, так как отличаются значительной термоциклической устойчивостью.
Параметры кованых поршней
Чтобы правильно подобрать данную деталь для машины, следует соотнести ее параметры с характеристиками мотора:
Основные отличия от литых аналогов
Такие поршни хорошо работают на обычных моторах, но по определенным причинам для двигателей повышенной мощности считаются непригодными. Масса их несколько выше кованых деталей, да и форма не оптимальна. Литые поршни, изготовленные в заводских условиях, имеют скрытые дефекты, которые во время стандартных условий эксплуатации проявиться не могут.
Но увеличение мощности влечет за собой повышение нагрузочных усилий, которые в первую очередь воздействуют на сам мотор. В этих условиях дефекты приводят к тому, что поршень может прогореть или треснуть.
Отрицательные моменты кованых поршней
Основным недостатком кованого элемента считается его стоимость. Она довольно существенная, зависит от сложности производственного процесса. Еще один недостаток – расходы, связанные с услугами профессионального специалиста по установке поршней.
Многие считают, что кованые поршни придают машине шумность. Но это утверждение относится к машине, которая еще не прогрета. Такая особенность объясняется просто – различиями в коэффициентах на расширение. Из-за этого для кованого поршня следует увеличить зазор между стенками цилиндра. При увеличении температуры поршень расширится, зазор уменьшится, убрав неприятный шум.
Применение
Зачастую данные детали используют при монтаже турбонаддува. Кроме того, в некоторых случаях их применение считается единственным условием, чтобы сохранить ресурс мотора, ведь температура увеличивается, да и нагрузочные усилия на детали растут, что часто считается причиной прогорания поршня. Кованый поршень, как правило, применяется в комплекте с другим коленчатым валом и шатунами, имеющими форму «Н».
Необходимо помнить, что использование кованого поршня определяется в первую очередь особенностями эксплуатации транспортного средства. Для повседневных поездок вполне можно обходиться литыми деталями.
Видео
Что дают кованые поршни по сравнению с литыми
Спортивные автомобили нередко являются эталоном надежности, быстроты и мощи. Инженеры постоянно модернизируют двигатели болидов. Применяют новые материалы, современные технологии для улучшения технических характеристик двигателя. И со временем эти новшества используют для других автомобилей. Вот и рассмотрим, что дают кованые поршни, почему они являются более приемлемыми для мощных и скоростных машин и чем отличны от литых.
Кованые поршни больше подходят для мощных авто
Необходимо отметить, что кованые варианты значительно дороже широко распространенных литых. Поэтому прежде чем вы решите сделать тюнинг двигателя и установить дорогостоящую деталь, необходимо разобраться необходимо ли вам значительное увеличение стандартной мощности машины.
Необходимо признать, что поршни постоянно подвергаются высокой нагрузке. И от их качества напрямую зависит продуктивность двигателя. Еще немаловажным моментом является масса. Разработчики «бьются» не только за каждый сэкономленный килограмм, но и за каждый грамм общего веса автомобиля.
Некоторые особенности поршней
Экономия веса касается и детали, которую мы обсуждаем. Чем легче поршень, тем меньше инерционные силы, действующие внутри цилиндра. Как результат, ниже механические потери, повышается мощность и в итоге растут в значительной степени обороты двигателя.
Для уменьшения веса разработчики «подарили» детали интересную форму, которая лишена простоты. Это обусловлено самым важным фактором: температурой, способствующей расширению металла. При этом следует учесть, что деталь расширяется не совсем равномерно. Параллельно оси поршневого пальца в большей степени, чем в плоскости качания шатуна.
Кованые поршни имеют специальную форму для уменьшения веса
В результате повышенных нагрузок происходит неровный разогрев и деформация. Чем это чревато? Поршень неравномерно двигается в цилиндре. Более быстро изнашивается деталь, это в лучшем случае, но бывают и критические варианты: возникают задиры, поршни прихватываются, и результат может быть плачевным − заклинивает двигатель.
Второй немаловажный раздражающий фактор: давление газов внутри цилиндра. Третий: сила инерции. Они также создают дополнительное негативное воздействие на поршни. Мы рассмотрели эти моменты для того, чтобы понять, что от веса и материала этой детали зависит надежность и продуктивность работы всего мотора.
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:
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:
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.
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.
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.
Почему кованые поршни для авто лучше литых
Каждый автомобилист хочет видеть свою машину максимально ухоженной, а во время езды ощущать всю ее надежность и мощь. Для этого многие обращаются к мастерам автотехцентров, знающим, как сделать машину более быстрой, практичной, внешне привлекательной.
Установка кованых поршней ранее считалась прерогативой суперкаров, моторы которых привычны к жесткой эксплуатации. Но моду на тюнинг не остановить, и сегодня все больше автовладельцев улучшают моторы своих машин коваными поршнями.
О том, что предлагает нам сегодня рынок автозапчастей можно прочесть подробнее тут, а также ознакомиться с ценовой политикой на кованые поршни от известных автобрендов.
Почему кованые поршни считаются более надежными
Очень мало производителей оснащают моторы серийных машин коваными поршнями, это связано с дороговизной производственного процесса. Производить же и устанавливать литые поршни на мотор намного дешевле.
Литые поршни на обычных авто – оптимальный вариант, поскольку они не оказывают никакого негативного влияния на производительность мотора, служат достаточно длительный срок.
Кованые поршни – востребованный вариант для мощных марок авто, моторы в которых подвергаются механическому и температурному воздействию.
Эксплуатационная надежность кованных поршней обусловлена тем, что в их составе преимущественно чистые сплавы, что делает изделие более прочным вариантом.
Из-за менее солидного веса кованые поршни устанавливаются на крепления в облегченном варианте.
Многие автомобилисты выбирают кованые поршни
Невзирая на более высокую стоимость и особенности монтажа, все большее количество автовладельцев выбирают именно кованные поршни.
Такое признание обусловлено прочностью изделий, способных выдерживать не только нагрузки, а и жесткий температурный режим – до 350 градусов. Литые поршни такой стойкости продемонстрировать не могут.
Кованые поршни имеют плотность в 120 единиц по мировым стандартам исчисления этого показателя, в то время как литые – демонстрируют показатель на 30% меньше.
По критерию термоциклической стойкости кованые поршни также выигрывают у литых.
Благодаря чистоте используемых сплавов, кованые изделия весят немного меньше литых, но эта разница ощутима в процессе эксплуатации автомобиля.
При всех вышеупомянутых качествах, кованые поршни востребованы среди тех, кто желает произвести тюнинг мотора и сделать свой автомобиль более быстрым и выносливым.
Чем отличаются кованые поршни от обычных?
Одним из наиболее распространенных вариантов тюнинга автомобилей является установка кованых поршней вместо стандартных литых.
Данный вид тюнинга никак не отображается внешне, но значительно влияет на характеристики автомобиля.
Итак, в чем же заключаются отличия кованых поршней от обычных литых, и почему все больше любителей тюнинга желают установить на свой автомобиль именно кованые поршни?
Отличие кованых поршней от литых
В первую очередь, следует понимать, что литые поршни – это массовый продукт, и их производители ориентированы, в первую очередь, на создание продукта, который будет хорошо держать баланс между ценой и качеством. Литые поршни не обладают какой-либо сверхвысокой устойчивостью к нагрузкам, но для того, чтобы отработать положенный срок эксплуатации в автомобиле, для которого они были созданы, литых поршней более чем достаточно.
Как правило, тюнингованные автомобили, помимо прочего, имеют повышенные технические характеристики, а вместе с ними повышаются и требования к надежности элементов, на которые будет приходиться нагрузка во время использования автомобиля. Когда двигатель автомобиля модифицирован, и имеет более высокую мощность, чем имел изначально, обычные литые поршни просто не выдерживают работы в нем, и со временем прогорают или затираются, тогда как более прочные кованые поршни легко выдерживают повышающуюся нагрузку.
Как изготавливаются кованые поршни
Как можно понять из названия, кованые изделия изготавливаются не литьем, как обычные поршни, а выковываются из специальной заготовки. При создании заготовок для кованых поршней используются сплавы алюминия, имеющие в своем составе высокое содержание кремния. В изделиях из подобного сплава, создаваемых методом обычного литья, неизбежно остаются воздушные поры, наличие которых приводит к уменьшению прочности изделия и ухудшению его стойкости к износу и перегреву.
Кованые поршни получают методом штамповки заготовок, в результате чего готовое изделие получается достаточно прочным, и имеет плотную, стойкую к нагрузкам структуру. Кованые поршни имеют перед литыми массу преимуществ, но есть и недостаток – их более высокая стоимость, но, если учесть тот факт, что кованые поршни устанавливаются на автомобили, двигатель которых тоже подвергся серьезным и дорогостоящим доработкам, стоимость установки кованых поршней на общем фоне уже не будет казаться дорогой.
Преимущества кованых поршней перед литыми
Говоря о спортивных автомобилях, мы подразумеваем скорость, надёжность и мощь, которые постоянно улучшаются и модернизируются инженерами болидных двигателей. В настоящее время для производства спорткаров используются новейшие материалы и современные технологии, которые постепенно начинают применяться и в производстве всех остальных автотранспортных средств. Сегодня многие обычные автомобили стали оснащаться коваными поршнями, которые прошли проверку временем в спортивных авто. Благодаря чему у каждого из нас появилась возможность эксплуатировать в повседневной жизни более мощные машины с улучшенными скоростными характеристиками.
Кованые поршни: особенности
Следует заметить, что использование кованых поршней в автомобилях приводит к удорожанию автомобилей, видимо по этой причине, пока не происходит полного отказа от литых аналогов. Тем не менее, в процессе тюнинга собственных авто, многие их владельцы предпочитают производить замену имеющихся литых поршней, установленных производителем на кованые изделия.
Кованые поршни: преимущества
Не секрет, что поршни в процессе эксплуатации автомобиля испытывают высокие механические нагрузки, что, разумеется, приводит к их износу. Техническое состояние поршней напрямую сказывается на продуктивности автомобильного мотора, как, впрочем, и их масса. Сегодня, многие разработчики современных автомобилей в процессе своей работы учитывают каждый килограмм общей массы транспортного средства, стремясь сократить его вес. В частности, получить снижение веса можно и за счёт изменения технических и физических параметров детали, о которой идёт речь. Следует отметить, что более лёгкий поршень создаёт меньший коэффициент инерционного трения внутри цилиндра, в результате чего снижается уровень механических повреждений, увеличивается мощность и количество оборотов двигателя.
Кованые поршни имеют специальную форму для уменьшения веса
Литые или кованые: какие поршни выбрать
Перед тюнингом своего автомобиля, следует задать вопрос: имеет ли смысл производить замену литых деталей коваными. Если владелец автомобиля является большим любителем высоких скоростей, то вероятнее всего, ответ на заданный вопрос будет положительным, для таких водителей в словосочетании кованые поршни давно смысл найден. Водителям-аккуратистам, наверняка, также известно, что такое кованые поршни, они могут рассматривать замену, как отличную возможность продления срока эксплуатации своего авто. В настоящее время тюнинговые, форсированные и спортивные автомобили оснащаются моторами, частью которых являются кованые поршни.
Кованые поршни придется заказать отдельно, по умолчанию почти все авто оснащаются литыми
Литые поршни: особенности
Литые поршневые группы, которые используют многие производители авто, отличаются большим по сравнению с коваными аналогами, весом, а также, довольно часто не имеют параметры, которых достаточно для достижения определённых целей. Кроме того, есть у литых деталей некоторые дефекты, в виде вкраплений, каверн или пузырьков, которые, впрочем, не сильно сказываются на работе мотора в процессе обычной эксплуатации. Однако именно такие дефекты часто становятся причиной появления серьёзных трещин, а иногда и прогорания поршней. В частности, такое может происходить после установки коленвала, радиус кривошипа которого был модернизирован.