Поршень на "Симсон"

[Артемка-Jam]

Саратовская лаборатория освоила производство поршней.
 В частности, опытный образец стоит на моем "Симсоне". Цилиндр расточен под второй ремонт, диаметр - 38,5 мм.

 Изготовили приспособу для крепления патрона на крестовой столик токарного станка.
 К столу т-образными гайками и винтами впотай крепится прямоугольная пластина.



 Сам патрон крепится на круглую пластину.



 Готово!



 Далее - грубая обработка, чтобы заготовка влезала в патрон.  Вытачивание бобышек фрезой.





В сравнении с поршнем ВП50 и родным симсоновским:





 Материал - дюраль, маркировка - Д16.

[wagner]

Кустарь одиночка, подслеповатый и глухой, неспециалист, тыкал резцом и фрезой в серое мутное пятно для получения похожей на поршень детали.
И очень удивился что это оказалось поршнём. И оно даже ездило. И ведь ездит.
И это называется "Саратовская лаборатория освоила?"

[Артемка-Jam]

Да.

[wagner]

Немногословен ты, тёмная сторона умом твоим владеет.
Закрыв разум навредить себе можешь.

А дедушка прост, как кран у самовара. Ему не побакланить как мёду не испить.

[SEvg]

Все сделано правильно. И материал взят адекватный, хоть и не в дугу вообще, с точки зрения изготовления поршня, который будет работать ТОЛЬКО в нормально настроенном моторе. Без раннего зажигания (детонации), без облива оного топливом и оплавлением в результате термитных реакций на поверхности. Долго будет работать и счастливо.
Но "дуракостойчивость" - нулевая. Не все юзеры вокруг - адепты Вагнера. И то, что делали изготовители "правильных" изделий затачивали их на удержание ударной волны "Кузькиной матери", то бишь на полный деревенский ахтунг. В двух словах - минимальное тепловое расширение (дофигищще кремния в химии), термообработка такая - чтоб перекроить струкутуру на удержание бочек - профилей - овалов, которым и не снилась тензометрия нагрузок и зазоров сельского цилиндра.

[wagner]

А у меня к вам по этому поводу масса вопросов накопилось.
У каждого механника свой опыт и своё мировозрение. Хотелось бы раз в пятилетку сравнивать своё мнение с мнением специалиста.
Итак, несколько тезисов. Первый тезис, некий средний, полученный и обобщённый от разных источников.
Второй тезис, лично моя точка зрения, согласно полученному опыту.

- Овальность нужна для того, чтобы поршень при перекладывании не защемлялся в цилиндре. Таким образом получаем наибольшие обороты.
Получают овальность на токарном станке, с помощью копирного вала. Порядок уменьшения размера овала от номинального диаметра 0,01 мм.

- Поршень и без овальности нормально работает. И более 10 000 об в мин моторы крутят. Может при 15000 об в мин или 20 000 об в мин эта овальность себя проявит?

- Конусность нужна для компенсации температурного расширения. Дескать днище греется сильнее и всё такое.
Получить конусность можно с помощью токарного станка.

- Нагрев поршня свыше 400 градусов вообще никаких изменений размеров не вызвал. А дальше возможно оплавление металла. Тем более что новодельные поршня могут быть из сплава с высоким содержанием цинка и магния.
И так и есть. Клинит именно юбка и именно из за оплавления.
И куда там эти 0,1 мм конусности? Чего они компенсируют?
Как раз охлаждается лучше днище. Струи продувки омывают именно днище, а не юбку.
Видимо конусность нужна для лаковых отложений. Они там приклеиваются пока не компенсируют эти 0,1 мм.
Так может сразу точить ровный цилиндрический поршень? Так  и точим, поскольку и тяга и мощность с ровным, неконусным поршнем, выше.

Тепловой зазор между поршнем и цилиндром нужен для компенсации температурного расширения. Обычно это 0,1-0,05 мм

Поскольку мы выяснили что поршень с такими маленькими габаритами скорее расплавится, чем расширится на какую либо величину, то выдвигаю такую теорию.
Меньше зазор, лучше передаётся тепло от поршня к цилиндру. Думаю что 0,005 - 0,01 мм это достаточно.
При 0,1 мм зазора тепло передаётся через маслянный пар и лаковые отложения. Надо сказать плохо передаётся, не те материалы.

Пока хватит для осмысления. Предлагается обсудить, оспорить или подтвердить вышеперечисленные тезисы.
Потом перейдём к дальнейшим умозаключениям. И ведь где то есть фотки. Поищу.

[SEvg]

Давайте по - порядку. Мне лень заниматься вырезкой цитат, поэтому просто попробую последовательно ответить на заданные вопросы.
1. Овальность, конусность и бочка весьма хитрого профиля нужна никак не для "оборотов" или защиты от "перекладки" в цилиндре. Не в этом дело. Просто поршень имеет (или может иметь, - не циклитесь на поршнях твухтактников) кучу всяких бобышек внутри, холодильничков снаружи, ребер и прочей прочностной гадости.
Так вот, задача стоит очень простая - чтобы под нагрузкой поршень стал цилиндром, близким к идеальному. Как посмотрите, картина деформации поршня относительно пальца при давлении газов сверху будет как раз делать из него те самые бочки, овалы, конусы (только в другую сторону). Так вот их и вносят изначально в форму поршня при обработке, что и дает возможность ему в гильзе превратиться в цилиндр.
Обработка по копиру - уже почти канула в лету, хотя иногда и применяется. Основная технология ныне бескопирная, на спецстанках (именно для этого заточенных) с ЧПУ. В мире их выпускает пяток другой фирм. И даже всеми любимые китайцы только - только начали их делать сами, и пока не со чень большим успехом.

[SEvg]

Размер овала может быть и несколько микрон, так и несколько десяток мм (на одном и том же диаметре поршня, ну например пусть будет 75мм). Все определяется нагрузками и материалом поршня.
Если материал поршня имеет прочность под 30 (пока пусть некоторых зайчиков, потом разберемся с этим) и минимальный коэфф. линейного расширения - отклонения от цилиндра будет минимальным. И, соответственно наоборот.
Продолжение следует...

[SEvg]

По поводу изменения размеров при нагреве. При коэффициенте теплового линейного расширения сплавов с кремнием 12 - 15% равному примерно 5...10*10 в минус 5 степени/градус (в интервале 20 - 400С) можно грубо подсчитать, что поршень диаметром 40 мм раздуется примерно на две сотки. Это в максимуме и без учета внутренних напряжений (они немного сдерживают рост) и сложной формы (поршень по разному расширяется в разных направлениях).
Чем Вы измеряли изменение размеров? Если даже микрометром - все в пределах его погрешности. Пылинка, заусенка под точкой измерения - и все результаты будут "ниочем".
Такие вещи измеряют специальными тензодатчиками или бесконтактно - лазером.

[SEvg]

Основной теплоотвод поршня (около 90%) при условии отсутствия прочего охлаждения (продувка в двухтактниках, форсунки, поливающие полость поршня изнутри маслом под давлением в четырехтактниках) идет через кольца и только через них. Все остальное (контакт самого поршня с гильзой, отложения) - не играет почти никакой роли.
Вот поэтому юбку и дерет. С одной стороны, она почти не охлаждается (далеко от нее до колец), с другой стороны - держит боковые нагрузки при перекладках, да еще и рост ее ничем не сдерживается (тепловое расширение).

[SEvg]

Блин, стер нечаянно набранное.
Итого, итожим:
Для столь мелких и ненагруженных поршней никакого смысла особого в профиле нет. Чистый цилиндр будет работать. Так их и делают, кстати. Только, правда эллипс иногда небольшой все же дают.
Сплав - с минимальным расширением и максимальной твердостью. Прочность не нужна, нужно отсутствие пластичности. Поэтому - кремния под 20%, а еще лучше - под 25%. Твердость - от 120 HB и выше. Вот поэтому я против Д16 - прочный, но пластичный. Но, как уже говорил - работать будет.

[YPS]

Кстати да. Носил поршенёк от КД 80 на спектральный анализ. Почти 25% кремния, остальное алюминий.

На форумах проскакивала информация что хороший материал для отливки поршней для двухтактников это поршня дизелей? Якобы сплав AЛ 25 ? Имеются в виду поршня отечественных грузовиков и тракторов.

[SEvg]

АЛ25 - это сплав АК12М2МгН, 11-13% по кремнию.
Из чего делаются отечественные поршни, которые можно брать как заготовку для двухтактников:
КАМАЗ - двигатели до 740.30 включительно - АК18
ЯМЗ, все моторы V8, кроме 238, 7511 и 658 - сплав АК21
АМЗ, все моторы с поршнем без нирезистовой вставки (например А01М) - АК21
Это все справедливо для поршней, произведенных не в сарае. Из оригинальных производителей - сам ЯМЗ, "Мотордеталь". Больше так не делает никто. Остальные делают или из АК12, либо из АК13М5, либо из ляменя подзаборного.

[SEvg]

Завтра, когда отойду наконец от отмечания цатьпитьсотой годовщины совместной жизни с женщиной, которая до сих пор терпит периодическое отмывание в ванной блока V6 в сборе  , выложу несколько прикольных фоток, как в я Китае учил делать народ поршни для вэ пиитьсят...Шутка! Поршни были для VW.

[YPS]

Вот это спасибо!!! Последний грамотный технолог которого я знал, умер 4 года назад. Вокруг меня людей которые умеют осталось горстка а людей которые знают нет совсем. Теперь я знаю к кому обращаться.