2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificación: 2024-02-19 14:13
Muchas tecnologías se están transfiriendo a la industria automotriz desde los deportes de motor. Las soluciones y las piezas utilizadas allí se consideran ejemplos de fiabilidad y rendimiento, como los pistones forjados. La tecnología automotriz basada en el uso de estas piezas pertenece a los ejemplos del uso de soluciones deportivas en vehículos civiles.
Definición
Los pistones están representados por bujes ovalados que se mueven en un plano vertical dentro de los cilindros y comprimen la mezcla de combustible y aire. Según la tecnología de producción, estas piezas se dividen en fundidas y forjadas. Echémosle un vistazo más de cerca.
Características de funcionamiento
Los pistones del primer tipo se instalan en la mayoría de los automóviles, ya que funcionan bien en el uso diario y son suficientes para las necesidades de la mayoría de los usuarios. Los pistones forjados están diseñados para funcionar bajo cargas mayores, por lo que se usan en autos deportivos y de carreras. Es decir, el diseño y las características de esta pieza se determinan en función de las condiciones de su funcionamiento.
El factor más intenso que afecta a los pistones cuandoel funcionamiento del motor es la temperatura. Conduce a la expansión del metal, y desigual: parece más paralelo al eje del pasador del pistón y menos en el plano de giro de la biela. Como resultado, se produce un contacto desigual del pistón con el cilindro, como resultado de lo cual se acelera el desgaste. En casos críticos, se producen rozaduras y las piezas nombradas se atascan, lo que hace que el motor se atasque.
Además, los pistones se ven afectados por la fuerza de inercia y la presión creada por los gases dentro del cilindro.
Tecnología de producción
Como sugiere el nombre, los pistones fundidos se fabrican con tecnología de fundición de metales. Se utiliza una aleación de silicio y aluminio como material de partida. Se coloca en una matriz, dándole una forma ovalada. Luego, la pieza se ajusta para que encaje en el cilindro. La falda está hecha en una forma óptima en forma de barril. Para garantizar la resistencia a altas temperaturas, el pistón se llena desde el interior con inserciones de acero con compensación térmica
A diferencia de los pistones fundidos, los pistones forjados se fabrican con tecnología de estampado. Aplicar métodos isotérmicos o líquidos.
En el primer caso, la matriz se llena con metal fundido y se deforma a cierta velocidad con un punzón. De esta manera se obtiene una pieza de trabajo de alta calidad. Su procesamiento final se realiza mecánicamente.
Las piezas preparadas previamente se utilizan para la tecnología de estampado isotérmico. Se obtienen a partir de una varilla de aluminio con alto contenido de silicio, comprimida a través de una matriz, lo que mejora la estructura del metal,eliminando poros. A continuación, la pieza de trabajo calentada en la matriz a 450 ° C se estampa utilizando una prensa hidráulica utilizando un método de alta velocidad. Esta tecnología consiste en aplicar una fuerza de 250 toneladas a la matriz, manteniendo su temperatura a un nivel constante. El resultado son piezas precisas y de alta calidad.
Parámetros principales
Para una elección competente de las piezas consideradas para un automóvil, sus parámetros se correlacionan con las características del motor. Las siguientes son las principales características de los pistones forjados:
- Modelo de motor. La forma más fácil es elegir piezas según la marca del motor, ya que los fabricantes suelen crear dichos productos para ciertos modelos de motores. Eso sí, ten en cuenta que en este caso están pensados para motores de serie. Es decir, si se modifican los parámetros del motor, por ejemplo, se perforan los cilindros, los pistones diseñados para ello no encajarán. Luego se eligen según otros parámetros (en este caso, en primer lugar, por el tamaño).
- Tamaño. Al seleccionar piezas, debe correlacionar su diámetro con el diámetro del cilindro, teniendo en cuenta la expansión térmica.
- Relación de compresión. Los parámetros técnicos de los pistones indican un cierto valor de este indicador, para el cual están diseñados. Si el motor no es de stock, esto también hay que tenerlo en cuenta.
- Misa. El valor de este parámetro del pistón se analiza a continuación. En general, cuanto más claros sean, mejor.
- Poder. Los parámetros técnicos de los pistones indican el valor máximo de potencia para el cual su margen de seguridad es suficiente. No se deben instalar piezasen un motor de alto rendimiento, ya que el exceso de carga puede provocar su desgaste y destrucción acelerados.
Diferencias con los pistones fundidos
Los pistones fundidos son el análogo estándar de las piezas bajo consideración. Funcionan correctamente en motores estándar, pero por muchas razones no son adecuados para unidades de potencia de alta potencia. En primer lugar, se caracterizan por una gran masa. En segundo lugar, los pistones fundidos tienen una forma subóptima. En tercer lugar, estas piezas de fábrica tienen defectos representados por cavidades, inclusiones extrañas, burbujas que son invisibles y no aparecen durante el funcionamiento normal en las unidades de potencia estándar.
Sin embargo, un aumento en la potencia conduce a un aumento en las cargas (temperatura y presión) en muchos elementos del automóvil, principalmente el motor. En tales condiciones, estos defectos pueden provocar el agrietamiento o la quema del pistón. Esto puede suceder, por ejemplo, después de instalar un cigüeñal con un radio de cigüeñal no estándar.
Beneficios
El efecto positivo de los pistones forjados en los parámetros del motor se debe principalmente a su bajo peso. El peso de dicha pieza es en promedio 50 g menos que el análogo fundido. Por ejemplo, los pistones forjados VAZ proporcionan un ahorro de peso de 400-600 g en el kit, lo que le permite reducir las fuerzas de inercia dentro del cilindro. Como resultado, aumenta la velocidad, disminuyen las pérdidas mecánicas y aumenta la potencia. Además, las cargas de inercia sobre otros elementos del mecanismo del cigüeñal, como el cigüeñal, las bielas yrevestimientos Es decir, su recurso total aumenta.
Además, los pistones forjados difieren de los fundidos en mayor dureza. Este indicador es de 120-130 unidades, mientras que para los análogos civiles es de 80-90 unidades.
Además, estas piezas se caracterizan por una mayor solidez y resistencia a los efectos de la temperatura. Entonces, en términos de estabilidad cíclica térmica, son 5-6 veces superiores a sus contrapartes fundidas. Gracias a esto, los pistones forjados soportan 2500 ciclos de calentamiento y enfriamiento, mientras que los modelos civiles solo 400.
El reducido coeficiente de expansión térmica permitió reducir el espacio térmico entre el cilindro y el pistón a 0,05-0,06 mm.
Forma
Los pistones forjados tienen una forma especial para reducir el peso. Al mismo tiempo, el uso de un perfil en T no afecta el consumo de aceite.
Además, sobre la base de la dilatación térmica desigual (en mayor medida paralela al eje del pasador del pistón), algunos fabricantes producen modelos ovalados, perpendiculares al eje del pasador del pistón. Así, al calentarse, la pieza adquiere una forma redonda, acorde con la forma del cilindro. Esto asegura que encajen firmemente entre sí, distribuyendo uniformemente la carga sobre las superficies y limitando la entrada de gases en el cárter desde la cámara de combustión.
Defectos
La principal desventaja de los pistones forjados, en comparación con los fundidos, es el alto costo, tanto de las piezas como de la instalación. El alto costo de los pistones se debela complejidad de la producción. Además, tendrá que gastar mucho dinero en su instalación. Esto se debe al hecho de que un trabajo tan complejo debe confiarse solo a artesanos profesionales, y en este caso será necesario no solo instalar, sino también personalizar los detalles.
Además, se dice que los pistones forjados hacen que el automóvil sea más ruidoso que los originales. Sin embargo, esto es cierto solo para un automóvil frío. Esta característica se explica por las diferencias en los coeficientes de expansión. En base a esto, para pistones forjados, la holgura con la pared del cilindro aumenta ligeramente. Por lo tanto, un motor frío con tales piezas hace más ruido. Sin embargo, después del calentamiento, cuando los pistones se expanden y, por lo tanto, la diferencia de temperatura disminuye, el ruido disminuye.
Solicitud
Como queda claro de lo anterior, los pistones forjados se utilizan para motores mejorados. Estos detalles afectan muchas características de las unidades de potencia. Mejoran tanto el rendimiento como la fiabilidad.
Relevancia
La conveniencia de usar pistones forjados en lugar de fundidos está determinada, en primer lugar, por las peculiaridades del uso del automóvil. Las piezas fundidas son suficientes para el uso diario. Los análogos forjados generalmente se instalan al ajustar el motor. Además, incluso en este caso, no siempre es aconsejable su uso.
Estas piezas se utilizan con mayor frecuencia cuando se impulsan motores de baja potencia. Las piezas estándar de algunos motores deportivos tienen recursos suficientes para un aumento no extremoenergía. Por lo tanto, tales piezas para motores VAZ son las más comunes (por ejemplo, pistones forjados para Niva y pistones forjados para Priora).
Estas piezas se usan no solo para automóviles. Puede instalar pistones forjados en una motocicleta. Tuning modelos deportivos también es muy común. A veces también se modifican motos sencillas. Por ejemplo, algunos instalan pistones forjados en el Ural.
Principios de aplicación y costo
A menudo, las piezas en cuestión se utilizan al instalar un turbocompresor. Además, en muchos casos, su uso es una condición necesaria para mantener el recurso del motor, ya que esto aumenta la temperatura y las cargas en las piezas, lo que a menudo conduce al desgaste de los pistones. Los pistones turbo forjados generalmente se usan en combinación con un cigüeñal diferente y bielas en forma de H.
En cualquier caso, durante la instalación, es necesario asegurar la refrigeración del faldón y la parte inferior de la parte descrita. Para ello, instale boquillas de pulverización de aceite.
El precio de los pistones forjados Niva (juego), por ejemplo, comienza en 4.500 rublos. Para motos nacionales costarán menos.
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