Pistões forjados para diferentes marcas de automóveis

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificação: 2024-02-19 18:19

Muitas tecnologias estão sendo transferidas para a indústria automotiva a partir do automobilismo. As soluções e peças ali utilizadas são consideradas exemplos de confiabilidade e desempenho, como pistões forjados. A tecnologia automotiva baseada no uso dessas peças pertence aos exemplos de uso de soluções esportivas em veículos civis.

Definição

Os pistões são representados por buchas ovais movendo-se em um plano vertical dentro dos cilindros e comprimindo a mistura ar-combustível. De acordo com a tecnologia de produção, essas peças são divididas em fundidas e forjadas. Vamos dar uma olhada neles mais de perto.

Recursos de operação

Pistões do primeiro tipo são instalados na maioria dos carros, pois funcionam bem no uso diário e são suficientes para as necessidades da maioria dos usuários. Os pistões forjados são projetados para trabalhar sob cargas elevadas, por isso são usados em carros esportivos e de corrida. Ou seja, o design e as características desta peça são determinados com base nas condições de sua operação.

O fator mais intenso que afeta os pistões quandooperação do motor é a temperatura. Isso leva à expansão do metal e desigual: aparece mais paralelo ao eixo do pino do pistão e menos no plano de giro da biela. Como resultado, ocorre o contato irregular do pistão com o cilindro, o que acelera o desgaste. Em casos críticos, o desgaste ocorre e as peças nomeadas ficam presas, fazendo com que o motor trave.

Além disso, os pistões são afetados pela força de inércia e pela pressão criada pelos gases dentro do cilindro.

Tecnologia de produção

Como o nome sugere, os pistões fundidos são feitos usando a tecnologia de fundição de metal. Uma liga de silício-alumínio é usada como material de partida. É colocado em uma matriz, dando uma forma oval. Em seguida, a peça é ajustada para caber no cilindro. A saia é feita em uma forma de barril ideal. Para garantir a resistência a altas temperaturas, o pistão é preenchido por dentro com insertos de aço termicamente compensadores

Ao contrário dos pistões fundidos, os pistões forjados são produzidos com tecnologia de estampagem. Aplique métodos isotérmicos ou líquidos.

No primeiro caso, a matriz é preenchida com metal fundido e deformada a uma certa velocidade usando um punção. Desta forma é obtida uma peça de trabalho de alta qualidade. Seu processamento final é realizado mecanicamente.

Peças pré-preparadas são utilizadas para a tecnologia de estampagem isotérmica. São obtidos a partir de uma haste composta por alumínio com alto teor de silício, comprimido através de uma matriz, que melhora a estrutura do metal,removendo os poros. Em seguida, a peça aquecida na matriz a 450 ° C é estampada usando uma prensa hidráulica usando um método de alta velocidade. Essa tecnologia consiste em aplicar uma força de 250 toneladas na matriz, mantendo sua temperatura constante. O resultado são peças precisas e de alta qualidade.

Parâmetros principais

Para uma escolha competente das peças em consideração para um carro, seus parâmetros são correlacionados com as características do motor. A seguir estão as principais características dos pistões forjados:

1. Modelo do motor. A maneira mais fácil é escolher as peças com base na marca do motor, já que os fabricantes costumam criar esses produtos para determinados modelos de motores. No entanto, tenha em mente que, neste caso, eles são projetados para motores de estoque. Ou seja, se algum parâmetro do motor for alterado, por exemplo, os cilindros forem perfurados, os pistões projetados para isso não se encaixarão. Em seguida, eles são escolhidos de acordo com outros parâmetros (neste caso, em primeiro lugar, por tamanho).
2. Tamanho. Ao selecionar as peças, você precisa correlacionar seu diâmetro com o diâmetro do cilindro, levando em consideração a expansão térmica.
3. Relação de compressão. Os parâmetros técnicos dos pistões indicam um determinado valor deste indicador, para o qual são projetados. Se o motor não estiver em estoque, isso também deve ser levado em consideração.
4. Missa. O valor deste parâmetro de pistão é discutido abaixo. Em geral, quanto mais leves, melhor.
5. Potência. Os parâmetros técnicos dos pistões indicam o valor máximo de potência para o qual sua margem de segurança é suficiente. As peças não devem ser instaladasem um motor de alto desempenho, pois cargas excessivas podem levar ao seu desgaste acelerado e destruição.

Diferenças dos pistões fundidos

Os pistões fundidos são o análogo padrão das peças em consideração. Eles funcionam corretamente em motores padrão, mas por muitas razões não são adequados para unidades de potência de alta potência. Primeiro, eles são caracterizados por uma alta massa. Em segundo lugar, os pistões fundidos têm uma forma abaixo do ideal. Em terceiro lugar, essas peças de fábrica apresentam defeitos representados por cavidades, inclusões estranhas, bolhas que são invisíveis e não aparecem durante a operação normal em unidades de potência padrão.

No entanto, um aumento na potência leva a um aumento nas cargas (temperatura e pressão) em muitos elementos do carro, principalmente o motor. Sob tais condições, esses defeitos podem levar à rachadura ou queima do pistão. Isso pode acontecer, por exemplo, após a instalação de um virabrequim com um raio de manivela não padrão.

Benefícios

O efeito positivo dos pistões forjados nos parâmetros do motor deve-se principalmente ao seu baixo peso. O peso de tal peça é em média 50 g menor que o análogo fundido. Por exemplo, os pistões forjados VAZ proporcionam uma economia de peso de 400-600 g no kit, o que permite reduzir as forças de inércia dentro do cilindro. Como resultado, a velocidade aumenta, as perdas mecânicas diminuem e a potência aumenta. Além disso, cargas inerciais em outros elementos do mecanismo de manivela, como virabrequim, bielas eforros. Ou seja, seu recurso total aumenta.

Além disso, os pistões forjados diferem dos fundidos em maior dureza. Este indicador é de 120-130 unidades, enquanto para análogos civis é de 80-90 unidades.

Além disso, essas peças são caracterizadas por maior resistência e resistência aos efeitos da temperatura. Assim, em termos de estabilidade cíclica térmica, eles são 5-6 vezes superiores aos homólogos fundidos. Graças a isso, os pistões forjados suportam 2500 ciclos de aquecimento e resfriamento, enquanto os modelos civis apenas 400.

O reduzido coeficiente de dilatação térmica permitiu reduzir a folga térmica entre o cilindro e o pistão para 0,05-0,06 mm.

Forma

Pistões forjados são especialmente moldados para reduzir o peso. Ao mesmo tempo, o uso de um perfil T não afeta o consumo de óleo.

Além disso, com base na expansão térmica desigual (em maior medida paralela ao eixo do pino do pistão), alguns fabricantes produzem modelos ovais, perpendiculares ao eixo do pino do pistão. Assim, quando aquecida, a peça adquire uma forma arredondada, de acordo com a forma do cilindro. Isso garante que eles se encaixem firmemente, distribuindo uniformemente a carga sobre as superfícies e limitando a entrada de gases no cárter da câmara de combustão.

Falhas

A principal desvantagem dos pistões forjados, em comparação com os fundidos, é o alto custo, tanto das próprias peças quanto da instalação. O alto custo dos pistões é devidoa complexidade da produção. Além disso, você terá que gastar dinheiro seriamente em sua instalação. Isso se deve ao fato de que um trabalho tão complexo deve ser confiado apenas a artesãos profissionais e, neste caso, será necessário não apenas instalar, mas também personalizar os detalhes.

Além disso, diz-se que os pistões forjados tornam o carro mais barulhento do que os fundidos originais. No entanto, isso é verdade apenas para um carro frio. Esta característica é explicada por diferenças nos coeficientes de expansão. Com base nisso, para pistões forjados, a folga com a parede do cilindro é ligeiramente aumentada. Portanto, um motor frio com essas peças funciona mais alto. No entanto, após o aquecimento, quando os pistões se expandem e, portanto, a diferença de temperatura diminui, o ruído diminui.

Aplicativo

Como fica claro acima, os pistões forjados são usados para motores aprimorados. Esses detalhes afetam muitas características das unidades de potência. Eles melhoram o desempenho e a confiabilidade.

Relevância

A conveniência de usar pistões forjados em vez de fundidos é determinada, antes de tudo, pelas peculiaridades do uso do carro. As peças fundidas são suficientes para o uso diário. Os análogos forjados geralmente são instalados ao ajustar o motor. Além disso, mesmo neste caso, seu uso nem sempre é aconselhável.

Tais peças são usadas com mais frequência ao impulsionar motores de baixa potência. Peças padrão de alguns motores esportivos têm recursos suficientes para aumento não extremopotência. Portanto, essas peças para motores VAZ são mais comuns (por exemplo, pistões forjados para Niva e pistões forjados para Priora).

Estas peças são usadas não apenas para carros. Você pode instalar pistões forjados em uma motocicleta. Afinar modelos esportivos também é muito comum. Às vezes, motocicletas simples também são modificadas. Por exemplo, alguns instalam pistões forjados no Ural.

Princípios de aplicação e custo

Muitas vezes, as peças em questão são usadas na instalação de um turbocompressor. Além disso, em muitos casos, seu uso é uma condição necessária para a manutenção do recurso do motor, pois isso aumenta a temperatura e as cargas nas peças, o que muitas vezes leva à queima dos pistões. Os pistões turbo forjados geralmente são usados em combinação com um virabrequim diferente e bielas em forma de H.

Em qualquer caso, durante a instalação, é necessário garantir o resfriamento da saia e do fundo da peça descrita. Para fazer isso, instale bicos de pulverização de óleo.

O preço dos pistões forjados Niva (conjunto), por exemplo, começa em 4.500 rublos. Para motocicletas domésticas, elas custarão menos.