Зачем штампуют поршни

КЛУБ АВТОЛЮБИТЕЛЕЙ

/ТЮНИНГ

ЗАЧЕМ ШТАМПУЮТ ПОРШНИ

ЭКСКЛЮЗИВ ДЛЯ "ЗАРЯЖЕННЫХ" МАШИН

ТЕКСТ / ВАДИМ КРЮЧКОВ

ФОТО / АЛЕКСАНДР БАТЫРУ

Кованые поршни. Для ценителей тюнинга эти слова звучат как магическое заклинание, да и простым автомобилистам наверняка доводилось слышать восторженные отзывы о подобных изделиях. Чем же кованые поршни лучше широко распространенных литых? В каких случаях их стоит применять?

Начнем с того, что обычные литые поршни прекрасно подходят для серийных моторов, а технология их изготовления - для массового производства. Если автомобиль для вас лишь средство доставки из пункта А в пункт Б, не стоит тратиться на замену штатных поршней коваными. Сказанное справедливо и в отношении капитального ремонта движка (о редких исключениях из правила речь пойдет ниже).

Другое дело - моторы форсированные, спортивные или тюнинговые. Они-то предъявляют повышенные требования к качеству комплектующих, в том числе поршней. Служившие верой и правдой стандартные поршни для этих двигателей тяжеловаты, а их форма неоптимальна. Кроме того, литье порой имеет невидимые глазу дефекты: каверны, пузырьки, вкрапления инородных тел, которые не выловить даже при тщательном контроле. При обычной эксплуатации они могут и не навредить. Но если, основательно доработав силовой агрегат, увеличить его мощность (и тем самым нагрузки), брак постарается заявить о себе: поршень внезапно прогорит, даст трещину и т. д. Владельцы "заряженных" отечественных машин подтвердят, что подобные казусы особенно часты при увеличении рабочего объема цилиндров путем установки коленвала с измененным радиусом кривошипа. В этом случае штатные поршни надо дорабатывать (торцевать), что явно не способствует увеличению их ресурса, привнося дополнительную слабину. Даже если деталь изготовлена идеально, отливка все-таки менее прочна, чем поковка, - сказывается разница в структуре.

Итак, в форсированных моторах применение кованых поршней если уж не обязательно, то во всяком случае желательно. Но прежде чем говорить об их преимуществах, внесем ясность в терминологию. Точное название процесса не ковка, а изотермическая штамповка, поскольку заготовку поршня получают из прутка выдавливанием без плавления - единственным ходом пресса при постоянной температуре 495±5°С. И хотя в обиходе пользуются словом "ковка", нелишне представлять, что с ремеслом кузнеца-виртуоза, из-под молота которого появляется узорчатый дамасский клинок, изготовление поршней имеет мало общего. Для тех, кому интересны подробности технологического цикла, на фото представлены этапы изготовления детали. Как видите, процесс сложен, но позволяет получить изделие с выдающимися характеристиками.

По сравнению с литыми штампованные поршни легче и одновременно прочнее, их форма оптимальна для форсированных двигателей, склонность к прогоранию меньше. В подтверждение обратимся к цифрам. Твердость кованых поршней 120-130 ед. по Бриннелю против 80-90 ед. у обычных. Термоциклическая стойкость выше в 5-6 раз. Если литые до появления первых трещин выдерживают в среднем 400 испытательных циклов "нагрев-охлаждение", то штампованные - 2500. Кроме того, стандартный "жигулевский" поршень диаметром 79 мм весит 376- 380 г, а кованый - на 40 г легче.

В общем, не стоит убеждать в очевидном. Единственная загвоздка в том, что ипортные изделия слишком дороги. К кованому эксклюзиву от "Мале" без сотни-другой долларов не подступиться. Поэтому представители отечественных тюнинговых фирм и спортсмены нынче отовариваются в России. Процессом изготовления штампованных поршней у нас уже владеют несколько предприятий, из которых наиболее известное НПО "Автотехнология". Оно создано усилиями двух кафедр Московского технического университета (МАМИ). Производство мелкосерийное, его возможности небеспредельны: 9-10 тыс. поршней в месяц для "Автотехнологии" - потолок. Но пока удается выполнять все заказы, включая зарубежные. Иностранцы, кстати говоря, быстро поняли свою выгоду. У русских гибкое производство с уникальным парком станков, в сжатые сроки они могут спроектировать и изготовить, считай, любой поршень - для спидвейных мотоциклов, двухтактных картинговых и лодочных моторов, двигателей гоночных или антикварных автомобилей. При этом цены вполне доступные, а качество изделий высокое.

Вот тут впору вспомнить и о ремонте. Переборка "убитых" движков от иномарок редких моделей, снегоходов, водных мотоциклов и тому подобной техники доставляет владельцам массу хлопот. Так вот: воспроизвести единственный комплект поршней, отштамповав их в "Автотехнологии" (речь идет о полном цикле с чертежами, изготовлением оснастки и т. д.), зачастую дешевле, чем заказать оригинальные детали у зарубежных фирм.

Отрезанная от прутка таблетка вскоре превратится в поршень диаметром 84 мм для тюнингового двигателя VAZ 21083. А это уже заготовка, полученная изотермической штамповкой и прошедшая процедуру закалки.

Механической обработкой с заготовки убирают все лишнее, потом прорезают канавки под кольца.

Следующий этап - сверление отверстия под поршневой палец.

Овальный профиль поршня получают на уникальном станке бескопирным способом.

Далее - контроль с микронной точностью.

Чистовая расточка отверстий под палец. Снова уникальный станок с алмазными резцами, установленными на гидростатических опорах.

Поршни от "Автотехнологии" для ЗМЗ-406 (1);дизеля Т450Д (2); VAZ 2111 (3); VAZ 2112 с дугообразной юбкой (4); VAZ 21083 (5); VAZ 2112 с моликотовым покрытием (6); картинговых двигателей (7); гоночного мотора VAZ 2112 (8).