Материал поршня: из чего сделаны эти компоненты двигателя

Поршневая группа в целом и отдельные поршни в частности являются одними из самых «нагружаемых» элементов в любой силовой автомобильной установке. Поршень в транспортном средстве подвергается постоянным интенсивным воздействиям, среди которых:

• высокие механические напряжения;
• предельные температуры;
• агрессивное воздействие внешних факторов;
• вибрации и так далее.

Следовательно, для бесперебойной работы в течение гарантийного срока эксплуатации любая поршневая и ее элементы должны быть изготовлены из соответствующих материалов. Эти металлические сплавы особого состава, которые без проблем могут выдерживать высокие температуры, давление, механические воздействия и ряд других ситуаций.

При этом используемый поршнекомплект должен быть не только прочным и стойким к любому типу воздействия. Вес  также является решающим фактором: чем поршень легче, тем выше коэффициент полезного действия при работе поршневого двигателя.

Это означает, что материал поршня должен «балансировать» между массой, прочностью и другими необходимыми рабочими параметрами и качествами. Современные поршневые группы, купить которые предлагают отечественные и зарубежные производители, чаще всего изготавливаются из алюминиевых сплавов.

Этот сплав сочетает в себе прочность, соизмеримую со сталью, и относительно легкий вес, позволяющий не только улучшить КПД, но и снизить общую массу силовой установки. 

Первоначально для производства поршневой группы использовали железо и его сплавы. Выбора особого не было, да и материал подходил практически по всем параметрам и нормам. Железо отличается превосходной износостойкостью, хорошей теплопроводностью и имеет ряд других неоспоримых преимуществ.

Единственная загвоздка заключалась в весе: тяжелый поршень максимально снижает общую эффективность поршневой группы и двигателя в целом. Многие производители пытались использовать алюминий в чистом виде, однако этот металл был довольно нестойким к износу и легко деформировался.

Новые решения для поршневых групп

Современные технологические разработки, новые технологии производства материалов привели к возникновению алюминиевых сплавов с превосходными характеристиками. В результате поршни из алюминия сегодня доминируют на рынке автомобильных поршней. Современный поршень дизельного двигателя, бензинового двигателя и практически любого двигателя внутреннего сгорания, скорее всего, будет алюминиевым.

Алюминиевые поршневые группы, купить которые предлагают многие известные производители, имеют ряд преимуществ по сравнению с аналогичными конструкциями из железа. Среди достоинств специалисты отмечают:

• возможность использования на высокооборотистых двигателях;
• снижение веса в ри раза по сравнению с аналогами из железа;
• способность легко выдерживать высокие температуры;
• отличная структурная целостность;
• улучшенная теплопроводность (в три раза выше, чем у железа);
• простота переработки.

Какими бывают поршни

Поршни могут быть коваными или отлитыми из расплавленного металла. Ковка включает использование пресса для придания формы нагретому куску металла. Этот метод позволяет получить продукт с превосходным качеством. Правильно выкованный поршень отличается высокой прочностью, надежностью и долговечностью. В процессе изготовления можно вносить любые изменения в особенности конструкции.

Литье означает заливку расплавленного металла в формы с последующим его быстрым охлаждением. Затем материал затвердевает в форме поршня, после чего обрабатывается на станках до требуемых спецификаций. Так как для процессов литья требуется меньше оборудования, этот процесс позволяет снизить себестоимость поршня.

В то же время литые поршни, как правило, получаются более низкого качества с точки зрения прочности, степени теплового расширения и многого другого. Для улучшения прочности поршня и других свойств производители автомобильных поршней обычно используют заэвтектический метод. Это все еще метод литья, но с добавлением кремния в алюминий.