Как правильно облегчить поршень
Продолжение работы над новым низом 2103 1,5
Самым первой деталью шпг несущей большие нагрузки, подвергается наибольшему ускорению и дофига ещё каких сил и моментов это поршень. Поэтому я решил больше времени уделить именно его тюнингу. Так же было принято решение строить турбо первоначально на этом блоке. Т.е. поршень надо было доработать и для улучшения его охлаждения и смазки. Что бы всё получилось достаточно грамотно, учитывая все возложенные на поршня надежды опирался на стандартные поршня более совершенных моторов.
В целом и конструктивно поршневые группы делятся по поколениям производства. Хотя конструкция поршневого мотора не менялась, но производители изменили конструкцию современных поршней и шатунов. Мотор жигуля относится к очень древнему типу и поршня его тоже. Видел много разных мотор изнутри и получалось так что чем древнее мотор тем все детали в нём больше и тяжелее)) Это связанно с разными факторами но не суть. Главное что с прогрессом поршня стали легче и меньше, с меньшим ресурсом соответственно. В качестве примера современной поршневой использовал поршневую от калины спорт 16кл 1,4 с поршнем 76,5 мм. Самый легкий поршень у отечественных тазов именно этот. Вес его всего около 200 грамм. Относительно стандартного жигулёвского весом 390 грамм.
Связанно это в первую очередь с системой смазки цилиндра и маслом. На жигулях используется метод разбрызгивания с коленвала масла просочившегося мимо вкладышей. Это тема не хорошая, потому поршень больше ориентирован на охлаждение через стенки цилиндров. От сюда и большая юбка поршня, ну и лишний вес соответственно.
На нормальном моторе обычно ставятся маслофорсунки для охлаждения и смазки поршня. Поскольку масло омывает не посредственно дно поршня то и задача у поршня легче. Ему лишь надо передавать чисто механические силы ну и выравниваться по ходу дела. От сюда и разница в весе почти в два раза.
У меня в блоке так же будут установлены маслофорсунки, потому и конструкция поршня изменена в сторону лучшего охлаждения масло снизу, чем через стенки цилиндра.
Исходя из этого юбка на моих поршнях была укорочена, с целью уменьшить потери на трение и вес. Так же была изменена конструкция поршня для того что бы масло легче проникало на дно поршня.
Так же обрезаны края для улучшения смазывания поршневого пальца. Теперь палец будет смазываться от маслофорсунки, а не собирать масло со стенок цилиндра, как это делается в стоке.
Для улучшения смазывания и избежания задиров на юбке поршня сделаны три отверстия одно 13 и два по 5 мм. Как показала практика такие отверстия очень действенные, реально помогают особенно когда двигатель хорошо нагружается . Таких отверстий при большой юбке поршня надо делать больше, при чём стараться размещать отверстия по середине.
Подобное облегчение не являются критическими для поршня, не снижая его прочности. Поскольку поршень работает больше всего на сжатие, можно смело облегчать всё что находится ниже поршневого пальца.
Как видно на фотке юбка поршня калины меньше и её всё равно достаточно для стабилизации прошня при работе. Конечно при наличии маслофорсунки и нормального масла. Тот калинопоршень что на фото умер в результате перегрева, это частая тема для такой поршневой. Но это лишь результат плохого обслуживания. Сравнительно хорошо видно, что мой поршень имеет более жирный жаровой пояс. И вполне подойдёт для турбо.
Рабочие поверхности поршней были отполированы для уменьшения задиров и трения. Тоже полезная тема проверенная на себе. Подобной полировкой нельзя уменьшить размер поршня, но это увеличит его ресурс. Масляная плёнка будет ровнее и лучше держаться, при сухом касании стенок цилиндра задиры будет меньше.
Ну и главное вес
300 грамм это очень круто учитывая что вес стандартной поршневой с цековками 390 грамм. Разница просто за счёт облегчения поршня думаю будет хорошей. Тем более что текущий низ облегчён всего лишь на 80 грамм. Т.е. одними поршнями я добиваюсь большего облегчения. Но облегчение поршня и облегчения шатуна разные вещи. Облегчение поршня значительно важнее и больше влияет на показатели мощности.
Облегчение поршневого пальца.
Облегчения пальца решил сделать за счёт его укорачивания на 4 мм. Пальцы использую с внутренним кольцом для увеличения преднатяга в шатуне. Вес такого пальца в стоке 103 грамма, вес после облегчения 98 грамм. Можно ещё снизить вес проточив на станке внутри, по Сингуриди на конус. Но в пальце много не снимешь, да и надёжность не на последнем месте.
Облегчения шатуна.
Классический шатун вещь очень тяжёлая 720 грамм с болтами и гайками. Что равно весу целой шпг калины или приоры. Деталь очень большая по количеству металла, естественно что шатун имеет космический запас прочности. Хотя и некоторые части шатуна совершенно бесполезны и весят аж 40 грамм без пользы для прочности. Однако шатун не так важен как поршень, поскольку с одной стороны шатун движется как часть коленвала с другой стороны как часть поршня. Но учитывая большой вес шатун можно облегчить очень существенно.
По идее если бы строил чисто очень злую атмосферу то шатун облегчал бы на 200 и более грамм. Но учитывая вариант турбо пока остановился на меньшем весе.
В данном варианте шатун не имеет большое потери к прочности, по скольку его толщина не изменилась. Теперь шатун будет более равномерно распределять нагрузки. Поверхность так же будет отполирована для увеличения прочности и улучшения аэродинамики в среде масляного тумана.
Цифра не окончательная и вес будет ещё не много снижен. Относительно веса стандартной шпг в 1245 грамм мой вариант будет легче на 200 грамм. Что в итоге даст разницу по всей шпг почти в килограмм. А выкинуть 1 кг из шпг это существенно. Конечно это не приоровская или калиновская поршневая которая изначально ещё на 1 кг. Но такой результат для обычных деталей весьма большой. Тем более что существенного снижения ресурса не будет. А запас прочности деталей позволит нагрузить их дополнительным баром или полтора избытка. Такой вариант тюнинг добавит лошадей на обороте улучшит подхват и сделает тягу равномернее. Что очень важно для амтосферы и для турбо.
Облегчение системы КШМ (кривошипно-шатунного механизма), может добавить свои плюсы в работе всего двигателя в целом. Многие тюнеры облегчают не только шатуны и коленчатый вал, но и сами поршни. Если идти дальше, то можно облегчить и сам маховик. Но для простого обывателя это очень сложная информация для усвоения. Многие слышали про поршни двигателя, многие даже видели вживую, но вот зачем их облегчать – не понимают! Сегодня я постараюсь рассказать вам простыми словами, про эту процедуру, а также в конце статьи будет небольшая инструкция для облегчения стандартных вариантов своими руками. Так что читайте …
ОГЛАВЛЕНИЕ СТАТЬИ
Для начала давайте вспомним, что такое поршень?
Это часть механизма КШМ (кривошипно-шатунного механизма), который имеет только одно назначение – нагнетание давления в цилиндре. Нагнетает давление при помощи движений вверх, а его в свою очередь толкает шатун, который связан с коленчатым валом. Эта конструкция всем известна и уже не нова. Хороша она или нет, это вопрос другой, но стоит отметить — КПД двигателя внутреннего сгорания крайне мал.
Если вы хотите понять принцип работы, то возьмите обычный пластиковый (аптечный) шприц для инфекций лекарств. У него также есть поршень иногда с прорезиненной прослойкой — он практически имитирует работу нашего металлического варианта.
Вспомнили – разобрались, дошли до облегченного варианта.
Зачем он нужен и для чего его устанавливают?
Если разобрать все по полочкам, то получается вот такая информация.
1) Облегчение позволяет двигателю работать с более высокими оборотами, это полезно для тюнинговых двигателей, например с компрессором. А как известно при высоких оборотах мощность возрастает.
2) Двигатель быстрее набирает обороты, ему не нужно тратить энергию на раскрутку тяжелых поршней.
3) Двигатель работает более ровно, уменьшается детонация. Посмотрите короткий, но познавательный ролик.
4) Ходит мнение, что увеличивается ресурс деталей. Так как испытываемые нагрузки уменьшаются в связи с уменьшение веса поршня.
Если подвести промежуточный итог, то получается – скоростнее (более высокие обороты), более уверенный старт с места, меньше детонации, больше ресурс.
Как обычно происходит облегчение?
Конечно, хочется понимать, благодаря чему снижается вес и чем жертвует конструкция?
Если посмотреть на строение «обычного» поршня, то можно увидеть полый цилиндр высотой примерно от 80 до 100 мм (это усредненные размеры). Такими они были на заре своего появления. Если подбить по весу, то получается примерно 500 – 600 грамм. То есть полкило летает вверх – вниз оттягивая на себя часть энергии. А чем больше обороты – тем больше энергии приходится тратить!
Теперь облегченный вариант, если сравнить его с «обычным» то:
Во-первых, уменьшают высоту, она (если опять взять усредненные размеры) – от 50 до 80 мм.
Во-вторых, уменьшают вес, конечно он значительно уходит от уменьшения высоты, но этого не достаточно, срезают еще и бока. Получается так называемый «Т-образный» облегченный поршень. «Т-образный» потому что если посмотреть на него с одного боку он напоминает букву «Т», кстати некоторые называют «треугольный».
Единственное что оставляется неизменным это верхняя площадка, кстати, некоторые могут иметь проточки нужные при обрыве ремня ГРМ.
Такие вариации могут снизить приличную массу, средний вес облеченного варианта – около 250 грамм. Что в два раза легче. А с 4 штук, уходит более 1 килограмма! Для мотора это очень существенно.
Как сделать своими руками?
Знаю многих мучает такой вопрос – как из обычного, сделать облегченный поршень и вообще возможно ли это?
Конечно возможно, причем некоторые умельцы вытачивают и срезают лишнее в своих гаражах. Однако хочется отметить — что нужны точные размеры под срезы, а также «развесовка» и «балансировка».
Срезают как обычно высоту и бока.
Работа очень трудоемкая и точная, если что-то сделаете не правильно, то поршень идет на свалку. Поэтому лучше сначала вычислить размеры на бумаге-компьютере.
Далее нанести контур карандашом, затем закрепить по этому контуру метки. Многие их отмечают клеящейся бумагой (можно и малярным скотчем), другие рисуют нестирающимся маркером (например — перманентным).
После можно срезать не нужную часть на специальном станке, либо можно отрезать болгаркой или специальными насадками на дрель.
Опять же отмечу, срез должен быть точный, либо баланс поршня будет нарушен и у двигателя будет большая детонация. Так что если ни разу этим не заниматься, нужно обратиться к «тюнерам» вашего города. Возможно они уже это проходили.
А из личного опыта скажу, иногда лучше купить уже готовый комплект для вашего агрегата, они также продаются в большом количестве на интернет площадках.
А теперь смотрите большое видео, как установить облегченне покупные поршни на двигатель ВАЗ
Наверное на этом все, думаю это информация была вам полезной. Читайте наш АВТОБЛОГ.
(7 голосов, средний: 4,14 из 5)
Достался даром блок цилиндров 2103, после того как застучал.
Решено было собрать максимально облегчённый низ, на объёме 1,5.
Конфиг блока 2103
Коленвал 2103 ход 79 4 противовеса
Шатун 2101 с маслофорсункой 136 мм
RS 1,72
Поршень 76 мм
Объём 1,5
Этот блок имеет несколько преимуществ относительно блока 21011. Во первых RS более средний, золотое сечение собственно, объём на 200 кубов больше, лучшая поршневая и большая возможность для поднятия сж в планах сж 12. Основой для выбора конечно станет облегчённый коленвал. Блок будет собираться чисто ради эксперимента.
Планы по тюнингу следующие:
Облегчение коленвала
Облегчение поршней шатунов
Фрезеровка блока что бы убрать недоход
Поршня что используются на ваз классике бывают трёх видов.
2101(2103) 76 мм
Вес поршня 336 грамм самый лёгкий из всех
абсолютно плоский поршень, без лужи и цековок
21011(2106) 79мм
Вес поршня 346 довольно лёгкий поршень
днище поршня имеет небольшую лужу
2105 79 мм
Вес поршня 386! грамм самый тяжёлый поршень по весу как нива поршень
днище с цековками объёмом цековок 4,5 куба
Самый лучший поршень конечно самый лёгкий с плоским днищем. Можно поднять сж до 12 фрезеровкой блока и гбц. В принципе можно получить нормальный результат и с 79 поршней сточив лужу с днища поршня и сфрезеровав недоход. Самый унылый вариант для тюнинга это поршневая 2105 с цековками. Созданная под ременной мотор 2105, самая популярная поршневая на классике. Которая как не странно всё равно загибает клапана, ужасной формы цековки сильно разжимающие и без того разжатый мотор. Собственно именно такая поршневая стоит на моём моторе сейчас.
Поршень 76 мм из 336 грамм можно облегчить на 20 грамм без потерь в моих планах получить поршень ближе к 300 граммам
Источник
