Из какого металла цилиндр мотоцикла

Из какого металла цилиндр мотоцикла

Поршнем двигателя называется цилиндрическая деталь, которая совершает возвратно-поступательные движения внутри цилиндра. Данная деталь является неотъемлемой частью двигателя любого механического транспортного средства. Она предназначена для преобразования разницы давления газа, пара или жидкости в механическую энергию.

Материал производства поршней

Чугун

Материалом для производства поршней для первых двигателей внутреннего сгорания служил чугун. Однако, детали, сделанные из него, были достаточно тяжелыми. С развитием технологий, стали использовать для производства транспортных деталей более легкий металл – алюминий. Таким образом, алюминиевый поршень имел множество преимуществ над чугунным. Это связано, в первую очередь, с тем, что алюминиевый поршень увеличивал мощность и обороты, одновременно уменьшая нагрузку на детали и улучшая теплоотдачу.

Алюминий

С момента начала производства поршней из алюминия, в разы возросла мощность двигателей, а температура и давление в цилиндрах современных транспортных средств стали такими, что алюминий подошел к пределу своей прочности. В связи с этим, в последние несколько лет для изготовления поршней стали использовать сталь, поскольку стальные детали способны выдержать большие нагрузки. Стальные поршни отличаются от алюминиевых, в первую очередь, своим более легким весом. Это обусловлено конструкцией новых поршней – они имеют более легкие стенки и значительно меньшую компрессионную высоту (компрессионной высотой называется расстояние от днища до оси алюминиевого пальца).

Таблица. Физико-механические свойства поршневых сплавов.

Требования к качеству поршней

Все вышесказанное относится к поршням любого транспортного средства, в том числе и мотоцикла. Как уже говорилось выше, мощность моторов современных транспортных средств очень велика. Так как поршню отводится одна из главных ролей в работе двигателя, то к его качеству предъявляются особые требования.

Дело в том, что мотоциклы оборудуются однотактными и двухтактными двигателями. Работа любого двигателя разделяется на циклы. В цилиндре существует так называемое надпоршнвое пространство, в котором и сгорает топливо.

В каждом цикле работы двигателя во время его сгорания происходит выделение тепла в большом количестве, которое с огромной силой толкает поршень вниз, тем самым запуская в работу двигатель. Температура в цилиндре достигает 2000 0 С, однако, для запуска двигателя понадобится не все тепло, а только некоторая его часть, остальное тепло наряду с выхлопными газами будет удалено через выхлопную трубу.

Таким образом, поршень мотоцикла должен соответствовать следующим требованиям:

1. Своим перемещением в цилиндре он должен позволять расширяться сжатым газам, продукту горения топлива, тем самым совершая механическую работу. Это значит, что он должен быть устойчив к работе в условиях высокого температурного режима, а также давлению газа, и надежно уплотнять канал цилиндра.
2. Для сведения к минимуму механических потерь и, соответственно, износа, поршень должен как можно лучше соответствовать требованиям пары трения. Это связано с тем, что поршень цилиндр и поршневые кольца вместе представляют собой линейный подшипник скольжения.
3. Он должен обладать высокой устойчивостью к механическому воздействию во время испытываемых нагрузок со стороны камеры сгоранию и реакции от шатуна.
4. Поршень мото во время совершения возвратно-поступательных движений с высокой скоростью, должен обеспечить минимальную нагрузку на кривошипно-шатунный механизм инерционными силами.

Таким образом, учитывая все вышесказанное, поршень во время своей работы нуждается в охлаждении. Если этого нет, то он просто расплавится, чем может навредить двигателю в целом.

Система охлаждения поршней мотоцикла

Существует четыре пути охлаждения поршня, первым из которых являются поршневые кольца.

1. Главная роль отведена именно первому кольцу, которое расположено ближе к днищу. Этот путь является самым коротким к охлаждающей жидкости. Кольца являются прижатыми одновременно к поршневым канавками и к стенке цилиндра. Ими обеспечивается свыше половины теплового потока.
2. Вторым путем является масло в двигателе. Именно оно имеет доступ к самым нагретым частям двигателя. В связи с этим, существенная часть тепла уносится масляным туманом в поддон картера.
3. Третий путь поршневого охлаждения пролегает сквозь массивные бобышки в палец, после чего тепло попадает в шатун, после которого оно попадает в масло. Данный путь является менее интересным, поскольку во время его преодоления существуют еще тепловые сопротивления, такие как зазоры и стальные детали, которые обладают существенной длиной и низким коэффициентом теплопроводности.
4. Четвертый путь заключается в том, что тепло забирает свежая топливовоздушная смесь, которая только что поступило в цилиндр.

Не смотря на такое, казалось бы, достаточное количество путей охлаждения поршня мотоцикла, все таки наиболее важным является отдача тепла посредством поршневых колец. Если этот путь перекрыть, то у двигателя не будет шансов выдержать большие нагрузки в течении длительного времени. Это приведет к значительному повышению температуры и расплавлению поршня, что, в свою очередь, разрушительно повлияет на двигатель.

Поломки и замена поршней

Как и любые другие детали, поршневая группа в определенные моменты требует своей замены. Однако, не все знаю, когда это делать правильно. По некоторым рекомендациям, сам поршень следует менять после двух смен колец, которые, в свою очередь меняются через каждые 8 тысяч км пробега. А цилиндр меняется после двух замен поршней. Однако, данная рекомендация является не совсем правильной в связи с тем, что каждый пилот имеет свой стиль езды.

В связи с этим бывают ситуации, когда пробег большой, а деталь еще хорошая. Или же пробег маленький, а деталь пришла в негодность и т.д. Поэтому, опытные механики рекомендуют производить замену тогда, когда придет время, о чем будут свидетельствовать некоторые симптомы, указывающие на то, что двигатель работает не правильно.

К таким симптомам относятся посторонние шумы, различные звуки и стучания, часты перегрев, потеря компрессии, потеря мощности вместе с увеличившимся дымлением, увеличение расхода топлива, падение уровня масла и т.д. Как только появились подобные признаки, следует сразу же провести тщательный техосмотр транспортного средства и заменить неисправные детали.

Если случилось так, что пришло время заменять цилиндр и поршень, то есть несколько правил его подбора.

1. Во-первых, к новому цилиндру поршень подбирается по маркировке.
2. Во-вторых, к расточенному и хонингованному цилиндру, поршень подбирается, учитывая скорость свободного, т.е. без колец, прохождения поршня в цилиндре.
3. В третьих, смазанный поршень должен опускаться в цилиндре под собственной силой тяжести. Стоит обратить внимание, что прослабленный поршень упадет и при этом издаст характерных стук, а слишком плотный наоборот – потребует приложения некоторых усилий для его продвижения в цилиндре.

Ни первое, ни второе не желательное явление, так как в дальнейшем это может привести к возникновению определенных проблем с двигателем мотоцикла.

Цилиндр

В большинстве случаев на гоночных и спортивных мотоциклах применяется составной цилиндр, имеющий оребренную муфту (рубашку) и гильзу. Рубашку отливают из алюминиевых сплавов AЛ5 или AЛ4. (Термообработка Т1, твердость НВ = 65 — 70). Гильзы цилиндров гоночных и ряда спортивных двигателей отливают центробежным способом из высоколегированного чугуна с аустенитной структурой.

Химический состав чугуна:

Твердость гильзы НВ = 156 — 197.

Для гильз большинства спортивных двигателей применяется перлитный серый чугун, имеющий следующий химический состав:

Однако на ряде спортивных двигателей, как двухтактных, так и четырехтактных, используются цилиндры, отлитые за одно целое с ребрами. Материалом для них служит перлитный чугун примерно такого же химического состава, какой был приведен выше.

На двухтактных гоночных двигателях для повышения прочности и снижения износов от хромированного кольца наилучшие результаты получаются при применении гильзы из стали 38 Х МЮА или 38 Х ЮА с азотацией на глубину 0,3 — 0,4 мм.

Азотированная поверхность зеркала цилиндра должна иметь минимально возможный пропуск на окончательную обработку, так как твердость азотированного слоя на поверхности HR15 = 85 — 90, а на глубине 0,2 мм HR15 = 70. Кроме того, увеличение глубины азотаций больше деформирует гильзу. Очень высокая твердость азотированного слоя не изменяется при повышении температуры до 450 °С.

Головки цилиндров, не имеющие футорки под свечу, в большинстве случаев отливают из алюминиевого сплава АЛ1 (термообработка Т1, твердость НВ = 95 — 100). Однако отливка головок из этого сплава технически трудна ввиду низких литейных качеств сплава. Поэтому для большинства спортивных двигателей материалом для головок служит сплав АЛ5 (термообработка Т1, твердость НВ = 65 не менее).

Картер отливают из алюминиевых сплавов АЛ4 и АЛ 10В (термообработка Т1, твердость НВ = 65 не менее). Чтобы снизить вес гоночных мотоциклов, в ряде случаев картер отливают из магниевого сплава МЛ5 (термообработка Т5, твердость НВ = 65 — 70).

Крупным недостатком магниевых сплавов является очень низкая их антикоррозионная устойчивость, вследствие чего при магниевых картерах в качестве горючего нельзя использовать спирт метанол, который будет разъедать магниевые сплавы.

Следует отметить, что магниевые сплавы склонны к межкристаллитной коррозии, при которой разрушение происходит по границам зерен сплава и распространяется на большую глубину. За 2 — 3 года прочность картера снизится резко. Практически этот вид коррозии невозможно обнаружить при внешнем осмотре.

«Пособие механикам мотоциклов»,
А.Н.Силкин, Б.С.Карманов

Из какого металла сделан двигатель автомобиля

Каждый автомобиль имеет свои особенности и требовательность к мощности, поэтому установленный в нем мотор подбирается индивидуально. Определить какой именно металл используется в двигателе, можно при условии его демонтажа и разбора. Старые моторы, стоящие в гараже или из аварийных авто, сгодятся обычно только для одной цели – сдать ДВС на металлолом. Хотите узнать какой металл в блоке двигателя чтобы представлять прибыль? Давайте разберемся из какого металла делают двигатели автомобиля и какую ценность они из себя представляют.

Из какого металла сделан блок двигателя и цилиндры

В течении нескольких десятков лет моторы изготавливались исключительно из стали, алюминия, чугуна и других сплавов. Сохранявшийся тренд на уменьшение габаритов и массы, с одновременным увеличением мощности, привел к тому что двигатели всё чаще делают с применением пластика. Но в серийном производстве автомобилей самым популярным оставался чугун. Чтобы определить тип металла в двигателе внутреннего сгорания нужно его разобрать. Если вы решили сдать на металл ДВС, то принимайте во внимание, что обычно моторы принимают как чермет, если его транспортируют в пункт приема в собранном состоянии.

Двигатели из чугуна

При производстве автомобильных двигателей внутреннего сгорания, уже целый век сохраняет лидерство чугун. Данный материал обладает рядом преимуществ перед аналогичными сплавами, кроме небольшой стоимости. Достоинствами чугуна в автомобилестроении считают:

• Высокая технологичность изготовления деталей, возможность механической обработки;
• Термостойкость и износостойкость выше чем у других сплавов;
• Жесткость материала и одновременно демпфирующие характеристики обеспечивают надежность двигателя;
• Возможность устанавливать крепежные элементы сразу в блок двигателя;
• Простой и доступный ремонт, пайка поверхностей.

Кроме того, двигатели из чугуна имеют стоимость ниже аналогичных моделей из алюминия. Но существуют у данного материала и свои недостатки. Главный минус чугунного мотора – его огромная масса.

Современные двигатели внутреннего сгорания изготавливают зачастую из инновационного сплава – белого чугуна. Производится это при помощи лазерного отбеливания: серый чугун переплавляют в тонкий слой белого. Этот материал обладает повышенной твердостью и более долговечен. При этом обычно двигатели из белого чугуна при повреждении верхнего слоя силового агрегата, сложно ремонтировать из-за высокой твердости металла. Белый чугун покрывает часть поверхности силового агрегата и обычно наносится на серый чугун, который является основным материалом.

Двигатели из алюминиевого сплава

Обычно в двигателях внутреннего сгорания, алюминий выполняет второстепенную роль и не является основным материалом. Полностью силовой агрегат изготавливают только из кремниево-алюминиевых сплавов. Такие двигатели стоят дорого, но имеют значительно меньшую массу при повышенной мощности. Они используются в гибридах, также из него создают двигатели для болидов Формулы-1 (F1). В обычных двигателях алюминий может использоваться в следующих деталях:

• Гильза вставного или залитого типа;
• Шпильки для предохранения срывов резьбы;
• Крышки подшипников;
• Поршни, крышка, блок и другие элементы двигателя.

Массово алюминиевые двигатели использовали именно для гоночных автомобилей, поэтому и сегодня применение направленно именно на спортивные машины. Алюминий мягкий и легкий материал, поэтому он помогает значительно снизить массу и габариты двигателя.

Моторы из алюминиево-кремниевых сплавов изготавливали такие компании как BMW, Audi, Porsche, Mercedes-Benz, Chevrolet. Такие силовые агрегаты покрывались никелевым покрытием, что позволяет увеличить КПД мотора в разы. В России автомобили с алюминиевыми движками не возымели популярности, из-за быстрого химического разрушения «никасила». Некоторые сорта топлива, с высоким содержанием серы (например сорта топлива из Российской Федерации), способны разрушить шатун или сжечь поршень. Многие двигатели из алюминия быстро изнашивались. Именно в связи с этими недостатками, популярность алюминиевые моторы не возымели.

Двигатели магниевые и остальные

Кроме алюминия, серого и белого чугуна, а также алюминия, при производстве двигателей внутреннего сгорания используются также и другие металлы, например, стальные и магниевые сплавы. Применение инновационных материалов актуально в основном для использования в скоростных автомобилях, где важно сохраняя мощность движка снизить общую массу транспортного средства. В таком случае автопроизводитель может использовать легкие сплавы не только в роли второстепенного материала, но и вместе чугуна.

Магниевые сплавы имеют массу меньше чем алюминий, поэтому они более целенаправленно могут применяться для снижения веса авто. Недостаток такого материала – большая стоимость сплава в сравнении с аналогичными металлами. Не смотря на этот минус, двигатели из магниевых сплавов применяют в авиации, бензопилах и например в «Запорожцах».

Блок двигателя исполненный из магниевого сплава или другого цветного металла, выглядит эстетично и более привлекательным, чем агрегаты из чугуна. При этом с целью сохранения мощности и увеличению КПД, обычно они имеют такую же конструкцию, но меньшую массу, в сравнении с аналогами из более тяжелых металлов. Также существуют модели с двигателями из меди.

В пункте приема такие силовые агрегаты могут принять по индивидуальным условиям. С целью повысить общую цену двигателя, его рекомендуется разобрать и сдавать по каждой позиции индивидуально, цветные металлы отдельно от чугуна, в очищенном и отсортированном состоянии.

Цветной металл в двигателе. Можно ли сдать?

Весь содержащийся цветной металл в двигателе можно выгодно сдать, если обратиться в профильный приемный пункт. Не в каждой приемке есть в наличии манипулятор, поэтому не все организации способны загрузить, транспортировать и взвесить двигатель внутреннего сгорания, который может иметь массу до 200 килограмм. На цветмет примут не весь двигатель, а только некоторые его компоненты, который изготовлены из цветных сплавов. Обычно двигатели целиком принимают как черный металлолом, поэтому лучше заранее разобрать агрегат и отделить детали из цветного лома. В Москве и Московской области сдать старый двигатель от автомобиля можно по хорошей цене. Например ВторБаза скупает лом алюминия моторного (по цене 90-118 руб./кг.), также вы можете сдать чугун из блока цилиндров ДВС вашей машины. В этом пункте приема есть вся необходимая специальная техника, погрузчики и грузовые автомобили. Компания «ВторБаза» помогает с организацией транспортировки, взвешиванию, разбору и оценке двигателя, с последующим его выкупом. При этом цена на все черные и цветные металлы, принимаемые в приемке, выше чем в других пунктах региона.

Производство двигателей на заводе ISUZU Япония

Источник https://www.medwegonok.ru/iz-kakogo-metalla-tsilindr-mototsikla/