Правильный выбор поршней для двигателя
Каждый автомобильный двигатель внутреннего сгорания использует поршни для передачи тепловой энергии от сгорания топливной смеси в камере сгорания на коленвал. Он в свою очередь превращает возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение для создания крутящего момента. Поэтому есть возможность перед тем как купить поршни в магазине Avto100, подойти к выбору со знанием всех тонкостей запчасти.
Что такое поршень и зачем он нужен?
Как уже говорилось ранее, поршень предназначен для передачи энергии на коленвал, чтобы заставить его вращаться. Очень большой энергии, которую вызывает взрыв смеси топлива и воздуха, вызванный искрой на свече зажигания или давлением в дизельных моторах.
Поскольку поршень непосредственно вовлечен в работу двигателя в каждом из четырех тактов, он вынужден выдерживать огромные нагрузки, чтобы эффективно передавать энергию на коленвал:
- Такт сжатия - поршень быстро движется к верхней мертвой точке при герметично заблокированной камере сгорания клапанами. Форсунки тем временем впрыскивают топливо под давлением от 15 до 200 МПа. Давление в камере сгорания стремительно растет.
- Такт сгорания топлива - когда поршень доходит до ВМТ, искра на свечах зажигания приводит к взрыву и сгоранию топлива, газы расширяются, вытесняя поршень вниз, температура в камере достигает 1500-2000 градусов.
- Рабочий ход поршня - поршень под действием расширенных газов опускается к нижней мертвой точке и проворачивает коленвал.
- Такт выпуска - через открытый выпускной клапан поршень выталкивает в систему выхлопа отработанные горячие газы.
Кроме высокого давления поршень должен выдерживать сильные колебания температур - от нескольких тысяч градусов при сгорании топлива, до резкого падения до 80-100 градусов смеси воздуха и топлива на такте впуска. Именно поэтому важно, чтобы поршень отвечал очень жестким требованиям:
- устойчивость к высоким температурам;
- минимальное тепловое расширение;
- способность выдерживать значительное давление и механические нагрузки;
- стабильность линейных размеров во время работы;
- надежное удерживание поршневых колец;
- минимальный вес, чтобы предотвратить возникновение инерционных сил.
Эти и другие требования заставляют инженеров искать эффективные решения относительно материалов, из которых изготовлены поршни, и его конструкции.
Конструкция и материалы изготовления поршней
Условия работы поршней у каждого двигателя могут сильно отличаться. Например, условия в камере сгорания обычного атмосферного бензинового двигателя малой или средней мощности, и в цилиндрах дизельного турбомотора, где давление и температуры кратно выше.
Поэтому материал и способ изготовления поршней сильно влияют на характеристики запчасти и сферу использования. Различные типы сплавов имеют разные характеристики, а способ изготовления (литье, ковка и т.д.) влияют на долговечность, прочность, устойчивость к температурам и вес.
Литые поршни изготавливаются путем заливки расплавленного металла определенного состава в готовую форму. После охлаждения заготовка, которая почти соответствует необходимой конфигурации и размерам, вынимается, после чего требует точной обработки.
Минимальная обработка оптимизирует такие параметры, как себестоимость изготовления и цена поршня на рынке. В целом литые поршни достаточно выносливы к перепадам температур и сильному нагреву, легкие и износостойкие. Поршни с таким способом изготовления достаточно доступны, что делает их оптимальным выбором для использования в серийных атмосферных двигателях малой и средней мощности. Наиболее известные бренды - MAHLE, INA-FOR и немецкие KOLBENSCHMIDT.
Если же для двигателя нужны очень прочные, легкие и выносливые поршни, нужно искать кованые запчасти. Кованые поршни разработаны для мощных моторов с высокими оборотами и высокой степенью сжатия. Их изготавливают по методике нагрева алюминиевого сплава и штамповки с помощью специального пресса.
Иногда используют компромиссное решение - гиперэвтектические поршни с увеличенным содержанием кремния. Собственно, отсюда происходит и их название, эвтектическая точка это превышение содержания кремния в сплаве 12-процентного порога. Такое количество кремния значительно повышает твердость, прочность термостойкость материала и уменьшает коэффициент теплового расширения. Это позволяет уменьшать тепловые зазоры в поршневой группе, что является преимуществом при использовании в двигателях с высокой мощностью и высокими оборотами.
Как подобрать и где купить качественные поршни?
Прежде всего правильный подбор поршней для двигателя базируется на точном измерении диаметра гильз в блоке цилиндров. Надо понимать, что диаметр гильзы влияет на ряд важных параметров мотора:
- объем двигателя;
- степень сжатия;
- общую мощность;
- параметры топлива;
- ремонтный или стандартный размер поршней.
В магазине Avto100 можно купить поршни как стандартного размера, так и ремонтных размеров. Последние увеличиваются в диаметре относительно стандартного с шагом примерно в 0,25 мм в зависимости от модели двигателя. Итак, чтобы выбрать и купить комплект поршней, нужно точно знать диаметр уже подготовленной и отшлифованной гильзы.
В выборе всегда помогут специалисты магазина запчастей, а подобрать базовый комплект поршней проще всего по VIN-коду автомобиля, или по году выпуска и типу двигателя.
