Поршень мотоцикл з прилавка магазину форма та зміст
текст Іван КСЕНОФОНТОВ, Олександр ЛЕБЕДЄВ фото Олександр ЛЕБЕДЄВ малюнки Олег ВОЄВОДОВ
Найчастіше відмови двигуна трапляються через несправності поршня: прогоряє днище, кільця, з'являються задираки бічної поверхні спідниці і, нарешті, поршень просто зношується. Матеріал "правильного" поршня повинен витримувати великі температури (нагрів днища досягає 300 ° С), мінімально розширюватися при нагріванні, швидко відводити тепло до стінок циліндра і при цьому мати достатню зносостійкість. Однак довговічність поршня залежить не тільки від того, з якого матеріалу він зроблений, важливо, наскільки точно дотримано його геометрію. Щоб компенсувати нерівномірне нагрівання різних ділянок поршня по висоті, застосовують поршні з конусним або бочкоподібним профілем спідниці. А компенсація деформацій від дії складного набору сил здійснюється за рахунок овальності поперечного перерізу спідниці.
Поршні для більшості серійних апаратів виготовляють литтям у спеціальні форми (кокілі). Отримані заготовки обробляють спочатку термічно, а потім на спеціальних верстатах. Ця технологія дешевша, ніж ізотермічна штампування, яку використовують при виготовленні тюнінгових та спортивних деталей. Обмовимося відразу: вимоги до тих чи інших поршнів можуть сильно відрізнятися. Для спортивних мотоциклів допустимо використання максимально полегшених поршнів – вони працюють одну гонку, але на граничних навантаженнях. Власник звичайного апарату має право розраховувати на довговічність деталі, навіть за рахунок деякої втрати потужності двигуна.
Щоб судити про те, наскільки конструкції та матеріали наявних у продажу виробів відповідають своєму призначенню, ми придбали 15 різних поршнів для вітчизняної мототехніки та іномарок. Будь-яких вимірів при покупці непроводили. У всіх продавців цікавилися, чи заводського виготовлення поршень чи кустарного. Незмінно чули: "Звичайно, заводського". Лише один поршень для "Уралу" виготовлений способом ізотермічного штампування (кування), його ми взяли в московській фірмі "Автотехнологія" (МДТУ "МАМІ").
На всіх поршнях, за винятком двох вітчизняних (для "Пілота" та кованого для "Уралу"), присутні ливарні логотипи та маркування заводів-виробників. Так має бути за держстандартом (втім, на поршнях 50-кубової техніки допускається маркування не робити).
Огляд зовнішнього вигляду деталей одразу розділив їх на дві групи. У першу увійшли всі поршні імпортного виробництва і кілька вітчизняних - нижче в переліку вони під №№ 4, 5, 6, 7, 11 і 15. Чистота лиття та обробки поверхонь тішила погляд. Здивування викликало шорсткість поверхні денця поршня китайського виробництва (№ 13) - все-таки краще, щоб поверхня була полірованою. Другу групу склали поршні вітчизняного виробництва №№ 2, 3, 8, 9 та 10. Їх зовнішній вигляд гірший. На оброблених поверхнях, особливо в канавках під поршневі кільця, помітні сліди обробки різцем, задирки в отворах під поршневий палець. Особливо "відзначився" поршень № 2, в якому частина зливних отворів другого олійного кільця виявилася майже повністю закрита лицьовим облоєм. По-доброму, його треба обламувати жалом викрутки. Неприємне враження викликали грубі, з задирками переходи від денця до бокових поверхонь у поршнів № 2 і 3 і косо просвердлені зливні отвори під маслознімними кільцями поршнів № 8 і 9 . Поршень для двигуна "Пілота" № 10 був би всім добрий, якби на його спідниці біля поршневого пальця не були б помітні плями - наслідок нерівномірної обробки різцем. Перевірили, як розташовуютьсяпоршневі кільця у своїх канавках. Адже якщо канавка виявиться значно ширше за кільця, що сидить в ній, воно деформується, почне задирати дзеркало циліндра і буде інтенсивно зношуватися. З таким поршнем кільця вийдуть із ладу через 5-10 тис. км пробігу.
Озброївшись новими оригінальними кільцями, "прокатали" їх у канавках поршнів, щоб перевірити, чи немає "закусувань". На жодному з 15 поршнів такого дефекту не виявилося. Далі встановили поршневі кільця їх канавки і, використовуючи набір плоских щупів, перевірили зазори по всьому периметру кілець і канавок. Перевищення проміжків більше 0,05 мм не виявилися. Не цілком приємне враження залишили поршні важких мотоциклів: погана якість обробки канавок не дозволяє однозначно стверджувати, що формує зазор - кільце і стінка канавки або кільце та задирки, що залишилися від різця. Перевірили, зрозуміло, і пару нового поршневого пальця з посадковим отвором. І знову "відзначилися" поршні опозитів: палець входив в отвір зі змінним зусиллям. Це свідчить про халтурну обробку поверхні отвору. Адже в цій зоні передбачається обробка до високої чистоти поверхні та класу точності! Можна стверджувати, що через нетривалий час, як мінімум, неприємний стукіт поршневого пальця буде забезпечений.
Наступний етап експертизи провели за допомогою вимірювальних приладів – кругломіра та оптиметра. Вони дозволяють з великою точністю досліджувати геометрію кожного поршня та порівняти результати із середніми або заводськими значеннями зазорів у циліндро-поршневій групі. При оцінці були прийняті найбільш характерні величини зазорів: у зоні контакту поршневих кілець з циліндром – 0,16-0,25 мм, між верхньою частиною спідниці та циліндром – 0,08-0,12 мм, у нижній частині спідниці – 0,03 -0,06 мм. Діаметр нижньоїчастини поршня в площині хитання шатуна повинен бути більше діаметра в площині осі поршневого пальця на 0,06-0,08 мм. Отже, що показали виміри?
№ 2 ("Дніпро") у звичайному виконанні. Є овальність спідниці поршня, але більше 1 мм (межі вимірювання приладу не вистачило). Спідниця поршня практично циліндрична, конус чи бочка не простежуються. Зрозуміло, що при нагріванні в процесі експлуатації поршень набуде корсетоподібної форми. Якщо він одразу не заклинить, то тільки завдяки пограничній овальності спідниці поршня. Оцінка – поршень непридатний до експлуатації.
№3 ("Дніпро"), експортне виконання. Є овальний профіль з двома западинами - холодильниками в зоні поршневих пальців. Спідниця має слабку конусність, не більше 0,04 мм. Геометрія поршня дещо краща, ніж у № 2, але все одно незадовільна. Оцінка – поршень непридатний до експлуатації.
№4 ("Іж-Юпітер 5"). Має овальність нижньої частини спідниці, що відповідає заводським кресленням. Але профіль поршня корсе-топодібний (спідниця поршня увігнута всередину). Це брак обробки: поршень був сильно стиснутий у верстаті і деформувався, спідницю поршня видавило назовні, а після обробки тут утворилася западина. Прогнозувати працездатність поршня неможливо. Явна некондиція, що надійшла у продаж. Оцінка – поршень непридатний до експлуатації.
Зростання розмірів поршня після 10-годинних термічних навантажень (195+5 град.).
№5 ("Мураха"). Відмінно виконаний поршень, присутні овальність і бочкоподібність, що збігаються із заводськими кресленнями. Оцінка – поршень придатний до експлуатації.
№ 6 ("Схід ЗМ"). Як і в попередньому випадку, є овальність і класична бочка, що відповідають заводським кресленням. Оцінка – поршень придатний до експлуатації.
№7 ("Мінськ").Поршень має профіль конуса, що збігається із заводським кресленням, овальність відсутня, спідниця циліндрична поршня. До речі, на заводських кресленнях овальність також не вказана. Мабуть, теплове розширення спідниці поршня компенсується двома великими вікнами, розташованими нижче за поршневий пальець. Оцінка – поршень придатний до експлуатації.
№8 ("Урал") у експортному виконанні. Спідниця поршня у формі грубого овалу з холодильником з одного боку в зоні поршневого пальця, замість бочки поршень має вигляд двох конусів, один - що звужується до зони поршневих кілець, інший донизу спідниці. Прогнозувати працездатність поршня неможливо. Явно не оригінальний виріб. Оцінка – поршень непридатний до експлуатації.
№ 9 («Урал») у звичному виконанні. Спідниця поршня овальна, але більше 1 мм, і межі шкали вимірювача не вистачає, є два холодильники в зоні поршневих пальців. Замість бочки або конуса якась ламана поверхня з провалами до 0,06 мм, дати характеристику якої просто неможливо. Мабуть, виробник розраховував на те, що поршень не заклинить через величезну овальність спідниці, а споживач гарантовано отримає пригари та задираки. Оцінка – поршень непридатний до експлуатації.
№10 ("Пілот"). Має відмінно виконаний конус із двома холодильниками в зоні поршневих пальців, що відповідає заводському кресленню. Наявність овалу встановити не вдалося. Підтвердилося наше припущення про те, що при обробці поверхні спідниці поршень був встановлений у верстаті не співвісно щодо осі обертання. Бракований поршень, але заводського виготовлення, який якимось чином потрапив у продаж. При встановленні в двигун чекає плачевний результат - підвищений шум, вібрації та швидке зношування циліндро-поршневої групи. Оцінка – поршень непридатний до експлуатації.
№11("Урал") кований (ізотермічне штампування), "Автотехнологія". Претензій до геометрії поршня немає: овальність та бочкоподібність відповідають середнім нормам. Виконано два холодильники в зоні поршневого пальця. Поршень придатний для експлуатації.
№15 ("Сова"). Овальність спідниці та профіль бочки поршня збігаються із заводськими кресленнями. Оцінка – поршень придатний до експлуатації.