Шпг что это такое в машине?
Что такое поршневая группа: общая теория и поршни СТК
Поршневая группа двигателя включает в себя: поршень, поршневые кольца и поршневой палец.
Поршень, является наиболее важным элементом любого двигателя внутреннего сгорания.
Именно на эту деталь, выпадает основная нагрузка по преобразованию энергии расширяющихся газов в энергию вращения коленчатого вала. Свойства, которыми должен обладать поршень, трудно совместимы и технически тяжело реализуются.
Требования, которым должна соответствовать эта деталь:
- температура в камере сгорания может достигать более 2000°С а температура поршня, без риска потери прочности материала, не должна превышать 350°С.
- после сгорания бензино-воздушной смеси, давление в камере сгорания может достигать 80 атмосфер. При таком давлении, оказываемое на днище усилие, будет составлять свыше 4-х тонн. Толщина стенок и днища поршня должна обеспечивать возможность выдерживать значительные нагрузки. Но любое увеличение массы изделия приводит к увеличению динамических нагрузок на элементы двигателя, что в свою очередь, ведет к усилению конструкции и росту массы двигателя.
- зазор между поршнем и поверхностью цилиндра должен обеспечивать эффективную смазку и возможность перемещения с минимальными потерями на трение. Но в тоже время зазор должен учитывать тепловое расширение и исключить возможность заклинивания.
- изготовление должно быть достаточно дешевым и отвечать условиям массового производства.
Очертания поршня за более сто пятидесятилетнюю историю двигателя внутреннего сгорания мало изменились.
Устройство поршня
В конструкции поршня можно выделить несколько зон, каждая из которых, имеет свое функциональное назначение.
Поршни ВАЗ 21213 и ВАЗ 21230 отличаются нанесенной маркировкой. Маркировка наносится на поверхность рядом с отверстием под поршневой палец. На поршне ВАЗ 21213 нанесены цифры -«213», на модели ВАЗ 2123 — «23».
На модели ВАЗ 21080, ВАЗ 21083, ВАЗ 21100 нанесена соответствующая маркировка — «08»,»083″, «10». Поршень 2108 имеет диаметр 76 мм , модели 21083 и 2110 — 82 мм.
Поршни ВАЗ 2112 и ВАЗ 21124, имеют соответствующую маркировку — «12»и «24» и отличаются глубиной выборки под клапана. Модели 21126 и 11194 отличаются диаметром.
Если углубления на днище увеличивают объем камеры сгорания, то для уменьшения объема применяют вытеснители. Вытеснителем называют объем металла, который находится выше плоскости днища.
«Жаровым поясом» (огневым) называют расстояние от днища до канавки первого поршневого кольца. Чем ближе располагаются поршневые кольца к днищу, тем более высокой тепловой нагрузке они подвергаются, тем больше сокращается их ресурс.
Уплотняющий участок — это участок канавок, расположенных на боковой цилиндрической поверхности поршня. Канавки предназначены для установки поршневых колец. Поршневые кольца обеспечивают подвижное уплотнение. На всех моделях для двигателей ВАЗ, выполнены две канавки под компрессионные кольца и одна канавка под маслосъемное кольцо.
В канавке под маслосъемное кольцо есть отверстия, через которые отводится излишек масла во внутреннюю полость поршня. Уплотняющий участок выполняет еще одну очень важную функцию — через установленные поршневые кольца, осуществляется отвод значительной части тепла от поршня к цилиндру.
Если конструкция изделия не будет предусматривать эффективный отвод тепла от днища, то это приведёт к его прогоранию.
По расчетам, через компрессионные кольца, передается до 60-70% выделенного тепла. Однако это требует плотного прилегания поршневых колец к цилиндру и к поверхностям канавок.
Для обеспечения работоспособности, торцевой зазор первого компрессионного кольца в канавке должен составлять 0,045-0,070 мм. Для второго компрессионного кольца зазор — 0,035-0,060 мм, для маслосъемного – 0,025-0,050 мм. Между внутренней поверхностью кольца и канавки должен быть радиальный зазор — 0,2-0,3 мм.
Головку поршня образуют днище и уплотняющая часть.
Расстояние от оси поршневого пальца до днища, называют компрессионной высотой поршня.
«Юбкой», называют нижнюю часть поршня. На этом участке находятся бобышки с отверстиями – место, куда устанавливается поршневой палец. Внешняя поверхность юбки, исполняет роль опорной и направляющей поверхности.
Юбка обеспечивает соосность положения детали к оси цилиндра блока. Кроме того, боковая поверхность юбки участвует в передаче к цилиндру возникающих поперечных усилий.
На поверхность юбки (или на все изделие) могут наноситься защитные покрытия улучающие прирабатываемость и снижающих трение.
Покрытие слоем олова позволяет сгладить неточности профиля и предотвратить наволакивание алюминия на поверхности цилиндра. Могут применяться покрытия созданные на основе графита и дисульфида молибдена.
Другой способ, снижающий потери на трение – нанесение на юбке канавок специального профиля. Глубина канавок составляет 0,01-0,015 мм. При движении, канавки не только удерживают масло, но и создают гидродинамическую силу, которая препятствует контакту со стенками цилиндра.
Одним из факторов, определяющих геометрию поршня, является необходимость снижения сил трения.
Для этого требуется обеспечение определенной толщины масляного слоя в зазоре между поршнем и стенками цилиндра. Причем маленький зазор повлечет за собой увеличение сил трения и как следствие повышение нагрева деталей и их ускоренный износ а возможно и заклинивание.
Слишком большой зазор, увеличит шумность двигателя, приведет к росту динамических нагрузок на сопрягаемые детали и будет способствовать их ускоренному износу. Поэтому величина зазора подбирается в соответствии с рекомендациями для конкретного типа двигателя.
В истории применения конструкций поршней для двигателей ВАЗ, просматриваются этапы влияния нескольких европейских конструкторских школ.
На первых моделях двигателей ВАЗ применяется «итальянская» конструкция. Поршни отличаются большой компрессионной высотой, широкой опорной поверхностью юбки. Поверхность изделия покрыта слоем олова.
В разработке последующих конструкций принимают участие немецкие компании. У поршней уменьшается компрессионная высота. На юбке применяется микропрофиль – специальный профиль канавок, для удержания смазки в зоне трения. Поршни моделей ВАЗ 21126 и ВАЗ 11194 получают Т-образный профиль и рассчитаны на установку «тонких» поршневых колец. Так внешне сравнивая модели от 2101 до 21126, можно получить представление об общих тенденциях совершенствования конструкции, основанных на новых научных разработках.
Когда речь заходит об отечественных машинах (ВАЗ, Приора и пр.) приходиться всерьёз рассматривать компанию СТК и её продукцию. Самара Трейдинг Компани (сокращённо – «СТК») не случайно стала одним из самых популярных производителей поршневых групп. Всё дело исключительно в производстве, ведь оно уникально в своём роде.
Самым сложным и, в то же время, важным технологическим процессом при изготовлении поршневых систем является литьё. Однородность и прочность материалов, жаростойкость и твёрдость – всё это играет важнейшую роль. Стоит какому-то коэффициенту отклонится на 1% и поршень застрянет в цилиндре, шатун может легко искривиться и даже заклинить, нарушив целостность и исправность всего силового агрегата.
Полуавтоматические устройства и специальные высокотехнологические станки позволяют компании СТК осуществлять литьё поршней на высочайшем уровне. Данной технологии нет равных, на протяжении долгих десятилетий и благодаря кропотливой работе инженеров фабрика создаёт самые качественные поршневые кольца и поршни. Несмотря на автоматизацию всех процессов, процедура изготовления каждого поршня контролируется людьми. Каждый продукт проходит целую линейку тестов.
Стоит лишь посетить любую станцию техобслуживания и задать вопрос автомеханику «Какой поршень идеально подойдёт отечественному автомобилю?», и вы услышите ответ: «СТК». Всё дело в том, что каждый механик желает выполнить работу так, чтобы клиент не возвращался к нему и не приходилось нарушать гарантийные обязательства.
Несмотря на лидирование компании СТК существуют и другие неплохие аналоги, например, Кострома-мотордеталь. В сравнении с китайскими и европейскими поршнями, Кострома хорошо показала себя в отечественных машинах, однако сама конструкция этого поршня не способна уберечь водителя от самой зловещей неисправности – столкновения поршня и клапанов.
Безвытковые Поршни СТК, содержащие специальные проточки, не влияют пагубно на клапана головки блока цилиндров. Поэтому в случае гидравлического удара, даже при срыве цепи газораспределительного механизма, когда поршни «летят» вверх, а клапана – вниз, исход их столкновения невозможен, если в двигатель установлены поршни СТК. Всё благодаря специальным канавкам, проточенным в головке каждого поршня – новшеству инженеров самарской компании.
Если ваш автомобиль уже давно б/у, его компрессия вас вовсе не радует и вы отлично понимаете, что настало время менять поршневую, помните: оптимальными для двигателя будут поршневые группы Самара Трейдинг Компани (СТК).
Более подробно про поршни СТК можно прочесть здесь и здесь.
Превращаем втыковый вазовский мотор в безвтыковый
Чтобы модернизировать вазовский моторDatsun mi-DO, нам понадобится заменить ключевые детали и необходимые прокладки.
Но обо всем по порядку.
Делу крышка
Мы оставляем прежнюю клапанную крышку, а сопутствующие прокладки, в том числе и две втулки, вставляющиеся в отверстия на крышке, понадобились новые. Обратите внимание, что при замене втулок герметик не требуется. Многие герметики со временем отслаиваются, попадают через масляные каналы в поддон, а оттуда — в маслозаборник, забивая систему. Поэтому мы рекомендуем по возможности не использовать герметик.
Всему голова
Переходим к головке блока цилиндров. Меняем все клапаны, оказавшиеся загнутыми, на новые. Для этого притираем их и проверяем на герметичность. Затем ставим маслосъемные колпачки, а после — сами клапаны. При снятии головки блока повреждаются все прокладки, и их также необходимо заменить.
Особенно важна прокладка между головкой и блоком. Она двухслойная, металлическая, с пружинящими «зигами», которые обеспечивают герметичность соединения при меньшем моменте затяжки. Благодаря этой детали существенно сокращается объем газов, попадающих в картер двигателя, — это помогает стабилизировать его работу, а меньший момент затяжки снижает деформацию стенок цилиндров. На нашем моторе используются болты М10, затягивающиеся в три приема: сначала — с моментом 20 Нм, затем они дважды доворачиваются на 90°.
Обратим внимание на распредвал. На его подшипниках есть участки, которые необходимо — без фанатизма! — смазать герметиком, чтобы масло не вытекало по торцевым поверхностям. Притянув головку, при установке толкателей нужно проверить зазоры в клапанах, так как все клапаны у нас новые, а шайбы старые. Последние при необходимости также придется заменить. На шайбах есть маркировка, при установке она должна оказаться внутри толкателя. Шайбы располагают так, чтобы они не протирались при контакте с кулачком распредвала.
Тонкости ШПГ
Переходим к самому интересному — к шатунно-поршневой группе. На нашем втыковом двигателе у поршней нет проточек под клапаны. Мы решили поменять поршни на новые, с проточками, причем вместе с шатунами, так как старые погнулись. Запчасти мы заказали у официального дилера Federal Mogul. В комплект на один цилиндр входят поршень, кольца, палец и собственно шатун вместе с болтами для крепления нижней крышки его головки. На днище поршней видны проточки, а также нанесены номер 11189, стрелка, указывающая направление установки поршня в блок цилиндров, и дата выпуска. Юбка имеет улучшенное покрытие из оксида железа, защищающее ее от повреждений.
Нижняя головка шатуна изготовлена по разрывной технологии, за счет чего место стыка практически не видно. Болты, которыми крепится нижняя крышка шатуна, затягиваются в два приема: сначала — с моментом 20 Нм, затем доворачиваются на 135°. Ориентироваться при сборке помогают выступы на нижней крышке и на теле шатуна. На нижней головке этой запчасти, с двух сторон, есть дублирующаяся в двух местах маркировка: указаны дата выпуска детали и ее номер в партии. Все номера должны совпадать.
По диаметру юбки поршни делятся на три класса. У нас были поршни класса В, поэтому и новые имеют тот же класс, о чем говорит соответствующая маркировка на деталях. Пометка есть и на блоке цилиндров — на привалочной поверхности, рядом с резьбовыми отверстиями, где крепится поддон двигателя.
При покупке запчастей также важно учесть класс шатуна по массе! Эта информация есть на крышке нижней его головки. Таких классов три, и они обозначаются точками — одной, двумя или тремя. В комплекте должны быть шатуны одного класса либо соседних, например первого и второго, но ни в коем случае не первого и третьего.
После установки поршневой группы и затяжки болтов крепления шатунов ставим алюминиевый поддон. Прокладка здесь не нужна — только герметик. Желательно использовать маслобензостойкий состав. Наносить следует совсем немного герметика, чтобы излишки не выдавило во внутреннюю полость.
Новые зубья
Переходим к приводу ремня ГРМ. Мы выбрали комплект Gates, в который входят помпа от Dolz с прокладкой, ремень и ролик с полуавтоматическим натяжителем. К слову, для натяжения используются разные приспособления. Мы подобрали серповидный захват, рассчитанный под ролик. Захват ставится на ролик, к головке последнего прикручивается болт, и ремень натягивается. Мы отдали предпочтение большому набору с помпой, чтобы подстраховаться: пробег у нашего автомобиля 68 тыс. км, и сколько еще проживет установленная на нем помпа, неизвестно.
Ремень привода вспомогательных агрегатов также было решено поменять — на старом появились отслоения. Мы купили ремень Gates 6PK995 и новый ролик INA вместо посвистывающего старого.
Цена вопроса
Что касается стоимости работ, то и здесь разброс очень большой. В Московском регионе в зависимости от сервиса ремонт подобного вазовского двигателя обойдется в сумму от 15 000 до 40 000 рублей.
Чтобы «довести до ума» мотор ВАЗ-21116, придется потратить время на поиск запчастей и приличную сумму. Но если втыковый двигатель уже накрылся — а случиться с ним это может когда и где угодно, — такая доработка гарантированно избавит вас от повторения подобной ситуации и всех возможных последствий.
Все вопросы и предложения по серии выпусков «Техническая среда» присылайте на [email protected] .
Другие выпуски «Технической среды» доступны в нашем спецпроекте, а также на нашем канале в YouTube.
Шпг что это такое в машине?
РЕМОНТ ШАТУННО-ПОРШНЕВОЙ ГРУППЫ (ШПГ) ДВИГАТЕЛЯ
Характеристика дефектов деталей ШПГ, способы их определения и устранения Поршни изготавливаются, как правило, из алюминиевых сплавов АЛ 4, АЛ 10В твердостью НВ 100—130. Их основными дефектами являются износ канавок под поршневые кольца, износ отверстий бобышек под поршневой палец, износ и задиры юбки поршня.
У поршня измеряют диаметры юбки, отверстия в бобышках и ширину канавок под поршневые кольца. Диаметры юбки поршня измеряют микрометром в плоскости качения шатуна и плоскости оси бобышек в двух сечениях.
Диаметры бобышек измеряют нутромером в вертикальной и горизонтальной плоскостях вблизи канавок для стопорных колец.
При износе канавок поршневых колец по ширине более 0,2 мм поршень выбраковывают. Износ отверстий в бобышках устраняется развертыванием отверстий под увеличенный палец. Поршневые пальцы изготавливаются из стали 20Х, 32ХНЗА с последующей цементацией или из сталей 40, 45 с последующей закалкой. Твердость поверхности НРС 56— 65. Основным дефектом пальцев является износ поверхностей сопряжения с втулкой верхней головки шатуна или бобышек поршня.
Диаметры поршневого пальца измеряют микрометром в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в местах сопряжения его с бобышками и втулкой верхней головки шатуна.
Восстановление поршневых пальцев осуществляется гальваническим наращиванием (хромирование, железнение), пластическим деформированием (раздачей) с последующей термической и механической обработками.
Шатуны изготавливаются из сталей 45Г2, 40Х, 40, 45 с последующей закалкой и высокотемпературным отпуском до твердости НВ 207—289.
Основными дефектами шатунов является изгиб и скручивание стержня, износ поверхности отверстия верхней и нижней головок, поверхностей разъема нижней головки,’ поверхностей под головку и гайку шатунного болта.
Проверку диаметров головок производят индикаторным нутромером. Изгиб и скручивание шатуна проверяют при помощи приспособления КИ-724, предварительно собрав шатун с крышкой нижней головки (без вкладышей и втулки верхней головки).
Для шатунов двигателей всех марок изгиб не должен превышать 0,04 мм, а скручивание 0,06 мм на длине 100 мм (расстояние между контрольными штифтами). Шатуны правят методом обратного деформирования на специальных приспособлениях или под прессом. Для снятия остаточных напряжений шатуны после правки стабилизируют. При этом их нагревают в электрической печи до 400—450 °С, выдерживают при этой температуре 0,5—1,0 ч и затем медленно охлаждают на воздухе.
Износ поверхности нижней головки шатуна устраняют шлифованием плоскости разъема крышки с последующей расточкой нижней головки. При этом с крышки снимают слой металла толщиной 0,20—0,30 мм.
Верхнюю и нижнюю головки шатуна растачивают на станке УРБ-ВП-М. Овальность и конусность не должны превышать 0,02 мм.
После восстановления отверстия верхней головки шатуна производят запрессовку втулки с последующим растачиванием.
При расточке восстанавливают расстояние между осями верхней и нижней головок шатуна смещением центра расточки втулки. После расточки внутренняя поверхность, втулки раскатывается.
Втулки верхней головки шатуна изготавливаются из бронзы различных марок. Основными дефектами втулок является износ внутренней поверхности и ослабление посадки в верхней головке шатуна. Восстановление осуществляется пластическим деформированием (осадкой, раздачей) или гальваническим наращиванием (меднением). Восстановленную или новую втулку запрессовывают в верхнюю головку шатуна.
Запрессованные втулки предварительно растачивают с припуском на раскатывание 0,025—0,050 мм. Ролики и втулки при раскатке обильно смазывают дизельным топливом. Овальность и конусность не должны превышать-0,005 мм.
Комплектование деталей ШПГ двигателя
Детали ШПГ изготавливают по высокому классу точности. Сопряжения их имеют узкие пределы допустимых зазоров, что требует малого поля допуска на изготовление, что экономически нецелесообразно, поэтому детали ШПГ изготавливают с более широкими допусками и разбивают на три группы. Соединением деталей одной и той же группы (селективная сборка) добиваются заданных значений зазоров.
Кроме этого, детали ШПГ работают в условиях высоких скоростей и значительных знакопеременных нагрузок, поэтому несбалансированность движущихся деталей приводит к ускоренному аварийному износу и возможному отказу. Чтобы обеспечить динамическую сбалансированность кривошипно-шатунного механизма, поршни и шатуны одного комплекта подбирают по массе. Разница в массе шатунов различных двигателей обычно допускается в пределах 8—15 г, а разница в массе поршней не должна превышать 10 г.
Обозначение размерной группы и веса деталей приводится непосредственно на деталях (табл. 4.39). Вместо полной массы на деталях некоторых марок двигателей нанесены 2—3 цифры, обозначающие соответственно сотни, десятки, единицы граммов.
Подбор поршневых колец осуществляют по канавкам поршня и зазору в стыке. В зависимости от марки двигателя зазоры бывают величиной 0,03—0,25 мм. Верхнее компрессионное кольцо ставят с большим зазором. Величину зазора проверяют щупом. Правильно подобранное кольцо-должно свободно перемещаться в канавках и утопать под действием собственного веса. Зазор в замке проверяется-постановкой кольца в гильзу и последующим измерением.
Содержание и порядок выполнения работы
Ознакомиться с заданием и оснащением рабочего места. Проверить шатун на изгиб и скрученность на приборе КИ-724 (рис. 1) и произвести его правку в следующей последовательности:
Рнс. 1. Приспособление для проверки шатуна на изгиб и скрученность.
а —проверка шатуна на изгиб, б — установка индикаторов, в — установка разжимной оправки, г — проверка шатуна на скрученность; 1 — оправка; 2 — разжимная оправка; 3 — призма; 4, 7 — индикаторы. .5 — плита; 6 — упор; 8,10 — конусы; 9 — разжимная втулка оправки; 11 — гайка
— установить шатун на пресс и выпрессовать изношенную втулку из отверстия верхней головки шатуна;
— вставить вместо нее оправку с разжимной втулкой 9. Затем, закручивая гайку 11, конусами 8 и 10 закрепить оправку в отверстии шатуна; установить призму 3 с индикаторами 4 и 7 на оправку 1 таким образом, чтобы упор 6 призмы уперся в плиту 5. Не сдвигая призму с места, провернуть шкалу индикатора 4 АО совпадения нулевого деления с большой стрелкой индикатора. Провернуть призму на 180° и аналогично настроить индикатор 7;
— закрепить шатун на оправке 1 таким образом, чтобы призма 3, установленная на оправку 2, уперлась упором 6 в плиту 5. Отклонение большой стрелки индикатора 4 от нулевого положения покажет величину изгиба шатуна. Провернуть призму 3 на 180° и также по индикатору 7 определить величину скрученности шатуна. Скрученность шатунов тракторных двигателей допускается в пределах 0,05— 0,08 мм, а изгиб — 0,03—0,05 мм на 100 мм длины межосевого расстояния нижнего и верхнего отверстий шатуна;
— при наличии изгиба и скрученности шатун необходимо выправить с помощью приспособлений;
— для снятия остаточных напряжений после правки шатун нагреть в печи до 400—450 °С и выдержать при этой температуре в течение 30—60 мин. Затем оставить медленно остывать на воздухе;
— повторить проверку на изгиб и скрученность.
Запрессовать втулку в верхнюю головку шатуна и расточить ее под поршневой палец в следующей последовательности:
— при наличии изгиба и скрученности шатун выправить с помощью приспособлений и повторить проверку на изгиб и скрученность;
— допускается изгиб и скрученность шатунов соответственно 0,03 и 0,05 мм на 100 мм длины межосевого расстояния нижнего и верхнего отверстий шатуна. Желательно перед правкой нагреть его стержень до 450—600 °С;
— установить шатун на пресс и запрессовать новую втулку в отверстие верхней головки шатуна;
закрепить в отверстии нижней головки шатуна оправку 4 (рис. 1). Установить оправку вместе с шатуном на призмах 5 каретки. Уложить шаблон между упорами на подвижной каретке в кронштейне 5. Маховичком 6 переместить каретку до зажима шаблона между упорами каретки и кронштейном, застопорить каретку винтом 7. Надеть на шпиндель 2 центрирующий конус и маховиком ручного перемещения шпинделя совместить ось втулки шатуна с осью шпинделя. Опорой / и прижимной стойкой 3 закрепить верхнюю головку шатуна так, чтобы не нарушать
Рис. 2. Крепление шатуна при расточке втулки верхней головки: 1 — опора; 2 —шпиндель; 3 — прижимная стойка; 4 — оправка; 5 — призмы каретки; 6 — маховичок передвижения кареток; 7 — винт стопорения каретки; в —кронштейн соосности осей. Вывести шпиндель и снять с него центрирующий конус;
произвести расчет и установить вылет резца. Он при растачивании втулки верхней головки шатуна на станке УРБ-ВП-М определяется по формуле:
Н = (d п + d ш + S – б )/2
Таблица 1. Зазоры в сопряжении втулка шатуна — поршневой палец в двигателях различных марок
ЭКСКЛЮЗИВ: разбираем по винтикам новый 123-сильный двигатель от АвтоВАЗа
В начале сентября появилась информация о самой мощной «Приоре» с 1.8-литровым двигателем, однако вопросов к мотору было больше, чем ответов. Наш спецкор отправился в сборочный цех и разузнал все подробности об уникальном силовом агрегате.
Где и как собирают
Если быть точным, то Priora с мощным мотором собирается не на конвейере АвтоВАЗа, а силами сторонней организации. Тольяттинская компания «Супер-Авто» занимается спецверсиями автомобилей Lada уже не первый десяток лет. В нынешнем модельном ряду — четыре специальных варианта внедорожника Lada 4×4 (пикап, «скорая помощь», МЧС и «полиция»), удлиненная версия «Приоры» Lada Premier и три «штатных» варианта кузова — седан, хэтчбек и универсал Priora — все с новым мотором мощностью 123 л.с.
«Супер-Авто» — это мелкосерийное производство. Мощностей предприятия хватает, чтобы производить 500 автомобилей Lada Priora 1.8 ежемесячно. Схема такая: с АвтоВАЗа поступает товарный автомобиль, с него снимается двигатель, который перебирается с установкой оригинальных деталей (шатунно-поршневая группа и коленвал). Затем двигатель снова устанавливается в автомобиль, который проходит обкатку, приёмку и отправляется дилеру Lada. Несмотря на «мелкую» серию, предприятие работает в жесткой привязке к АвтоВАЗу — «Супер-Авто» регулярно посещает топ-менеджмент завода, и сейчас здесь действуют все стандарты качества, внедренные Renault-Nissan на Волжском автозаводе.
Комплектующие
В производственной программе «Супер-Авто» уже был двигатель объемом 1.8 литра для «Приоры», но нынешний вариант — действительно новый. Если раньше для увеличения литража приходилось растачивать блок, увеличивая диаметр цилиндра с 82 до 82,5 мм, то теперь больший рабочий объем получен лишь за счет увеличения хода поршня, то есть исключительно за счет применения иной шатунно-поршневой группы (ШПГ). Поршни поставляются североамериканской компанией Federal-Mogul, а шатуны и коленвалы — итальянские, но название поставщика в компании «Супер-Авто» не называют.
После установки новых комплектующих двигатель, имеющий заводское обозначение 21128, из обычного вазовского «короткоходного» превращается в «длинноходный», что позволяет получить большой крутящий момент на низких оборотах. Чтобы снять с двигателя возросшую нагрузку, вызванную повышением инерционных сил (ведь ход поршня стал больше), детали ШПГ облегчают — посмотрите, например, как выглядят поршни для «заряженной» Приоры! Кстати, качество новых компонентов в «Супер-Авто» выделяют особо — тут говорят, что именно оно, качество, сыграло ключевую роль в высокой надежности этого мотора.
Мощность и момент
Как известно, мотор для Lada Priora в исполнении «Супер-Авто» способен выдать 123 л.с. максимальной мощности и 165 Нм крутящего момента. Для сравнения: у стандартной «Приоры» эти показатели равны соответственно 98 л.с. и 145 Нм. Возросшая мощность и в особенности крутящий момент на вазовском двигателе — это здорово, но гораздо более любопытной является сама «полка» крутящего момента.
Такой факт: у этого мотора уже на 2 200 об/мин доступны 145 Нм крутящего момента, то есть ровно то значение, которое у обычной «Приоры» является максимальным! По мере увеличения оборотов до 3 500 – 4 000 об/мин двигатель выходит на максимальные значения момента в 165–166 Нм и держит показатели, близкие к этим, практически до «отсечки». Соответственно, у водителя есть достаточный запас «тяги» в очень широком (особенно в сравнении с вазовским «стоком») диапазоне оборотов.
Динамика и расход
Двигатели Priora 1.8 соответствуют экологическим нормам «Евро-4», рекомендуемый тип топлива — АИ-95. Если верить цифрам, указанным на сайтах АвтоВАЗа и «Супер-Авто», то расход топлива в смешанном цикле у стандартной и «заряженной» машин соответственно 6,9 и 7,2 л/100 км. Но создатели 1.8-литрового мотора говорят, что практические показатели расхода у их детища находятся на одном уровне со «стоком» и могут даже превосходить их, был бы водитель умелый — ведь теперь, чтобы ехать в комфортном и динамичном темпе, не нужно «крутить» двигатель.
А вот с времени разгона до «сотни» парням из «Супер-Авто» удалось снять сразу полторы секунды! При абсолютно стандартной коробке передач и стандартном передаточным отношении главной пары (3.7) двигатель позволил добиться результата в 10 секунд против обычных 11,5. Скажете, ерунда? В «абсолюте» это действительно не слишком впечатляет, зато на практике, например, при напряженных обгонах на загруженной трассе, дает водителю «Приоры» совершенно реальные плюсы.
Ресурс двигателя
Это едва ли не самый частый вопрос, который приходится слышать относительно новой Lada Priora 1.8. В компании заверяют: ресурс двигателя остался на уровне со стандартным вариантом. Действительно, терять ему особо не на чем: в отличие от многочисленных прежних «горячих» версий вазовских моторов этот — не «расточенный» и оптимизированный по инерционным силам. В доказательство приводят данные приемочных испытаний этого мотора.
Тестовый экземпляр такого двигателя проработал на стенде в течение 300 часов с максимальными оборотами и под нагрузкой — таким образом имитируют 150 000 километров пробега в реальной эксплуатации. В конце испытания замерили мощность и крутящий момент — их показания остались на паспортном уровне. Расход масла — в норме. Компрессия в цилиндрах упала, но незначительно — в среднем на 0,1. Словом, Lada Priora 1.8 — обычный гражданский автомобиль, а не какой-то «кит-кар» с ресурсом в сезон. Да и учитывая высокую интеграцию «Супер-Авто» в структуру АвтоВАЗа, едва ли можно полагать, что автогигант допустил бы выпуск модификации с потребительскими свойствами ниже, чем у исходного продукта.
На кого рассчитан автомобиль
123-сильную Lada Priora никто не называет спортивной, в этом её основное отличие от машины, которую, казалось бы, надо считать конкурентом — мы говорим о седане Lada Granta Sport. Но в «Супер-Авто», несмотря на близкие характеристики этих авто, от конкуренции открещиваются, мол, на совершенно разные целевые группы рассчитаны эти машины.
Lada Priora 1.8 — не спортверсия стандартной «Приоры», а её более продвинутая, комфортная модификация. И это — правильное позиционирование этого продукта. Расчет создателей простой — водителю «Приоры» теперь нужно совершать меньше переключений. Там, где раньше нужно было «подтыкать» четвертую, теперь можно ехать на пятой, причем как спокойно катить, так и довольно интенсивно ускоряться. Поэтому машину должна оценить и молодежь, и более возрастная категория из числа тех, кто ранее покупал «просто Приору».
Какая действует гарантия
Заводская гарантия — еще один наболевший вопрос, связанный с различными «спецверсиями» стандартных автомобилей. Но в ситуации с Lada Priora 1.8 всё просто: да, строго говоря, это — «сайд-проект» АвтоВАЗа, но подготовка производства автомобиля велась по заводским требованиям, требованиям, привнесенным в последние годы партнерами из Renault-Nissan. Соответствие этим требованиям на заводе нынче называют словом «валидация». Так вот, валидацию автомобиль Lada Priora 1.8 прошел.
Кроме того, автомобиль Lada Priora 1.8 производства «Супер-Авто» к настоящему моменту прошел приемочные испытания и получил одобрение типа транспортного средства. Все серийные автомобили будут иметь собственный VIN-номер, и на них будет распространяется стандартная гарантия АвтоВАЗа — 3 года или 100 000 километров пробега. Обслуживание этих машин будет производиться в соответствии с регламентными работами из сервисной книжки на СТО у официальных дилеров Lada.
Как едет 123-сильная Lada Priora 1.8
Мы не отказали себе в удовольствии совершить небольшую тестовую поездку на этом авто. Именно в удовольствии, да простят нас владельцы «Майбахов», — всё то, о чем выше говорилось теоретически, на практике подтверждается вполне. Конечно, во всём остальном, кроме мотора, «Приора» осталась «Приорой» со всеми своими плюсами и, увы, минусами. Но об этом, как вы понимаете, не сейчас.
Тронуться на такой «Приоре» можно практически с холостых оборотов и без особых проблем. Можно тронуться со второй передачи, а после разгона на второй сразу включить четвертую или даже пятую — эластичность мотора находится на небывалом для «Приоры» уровне. Если трогаться максимально интенсивно, на оборотах максимального крутящего момента, ощущается избыток тяги, колеса очень легко срываются в пробуксовку. Момента много не только «внизу», но и «вверху» — двигатель бодро разгоняет автомобиль почти до максимума оборотов. И в плотном городском потоке, и на трассе двигаться на этой машине весьма удобно — минимум переключений, максимум крутящего момента.
Цена, комплектация, где и когда купить
Автомобили Lada Priora 1.8 будут делаться на базе «Приоры» в комплектации «Норма», в оснащение которой входят: климатическая система, борткомпьютер, аудиоподготовка, 2 электростеклоподъемника, зеркала с электроприводом и обогревом, электроусилитель руля, подушка безопасности водителя, система ABS. Цены уже известны: за седан просят 422 000 рублей, за хэтчбек — 427 000 рублей, за универсал — 431 000 рублей.
Старт продаж этого автомобиля планировали на сентябрь, но в реальности первые товарные автомобили попадут к официальным дилерам Lada в октябре. Учитывая нестабильность рынка, на «Супер-Авто» планируют выпустить пробную партию из 100 автомобилей (при проектной мощности 500 авто в месяц) и посмотреть, как отреагирует потребитель. Но спрос на этот автомобиль — это не вопрос, покупатели наверняка оценят улучшенный мотор. Да и вообще, вопросов к этому автомобилю у нас теперь не осталось. За исключением, пожалуй, одного: почему такие «Приоры» не сходят с главного конвейера АвтоВАЗа?!
Как работает поршень двигателя внутреннего сгорания?
В цилиндро-поршневой группе (ЦПГ) происходит один из основных процессов, благодаря чему двигатель внутреннего сгорания функционирует: выделение энергии в результате сжигания топливовоздушной смеси, которая впоследствии преобразуется в механическое действие – вращение коленвала. Основной рабочий компонент ЦПГ — поршень. Благодаря ему создаются необходимые для сгорания смеси условия. Поршень — первый компонент, участвующий в преобразовании получаемой энергии.
Поршень двигателя имеет цилиндрическую форму. Располагается он в гильзе цилиндра двигателя, это подвижный элемент – в процессе работы он совершает возвратно-поступательные движения и выполняет две функции.
- При поступательном движении поршень уменьшает объем камеры сгорания, сжимая топливную смесь, что необходимо для процесса сгорания (в дизельных моторах воспламенение смеси и вовсе происходит от ее сильного сжатия).
- После воспламенения топливовоздушной смеси в камере сгорания резко возрастает давление. Стремясь увеличить объем, оно выталкивает поршень обратно, и он совершает возвратное движение, передающееся через шатун коленвалу.
Что такое поршень двигателя внутреннего сгорания автомобиля?
Устройство детали включает в себя три составляющие:
- Днище.
- Уплотняющая часть.
- Юбка.
Указанные составляющие имеются как в цельнолитых поршнях (самый распространенный вариант), так и в составных деталях.
Днище
Днище — основная рабочая поверхность, поскольку она, стенки гильзы и головка блока формируют камеру сгорания, в которой и происходит сжигание топливной смеси.
Главный параметр днища — форма, которая зависит от типа двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и его конструктивных особенностей.
В двухтактных двигателях применяются поршни, у которых днище сферической формы – выступ днища, это повышает эффективность наполнения камеры сгорания смесью и отвод отработанных газов.
В четырехтактных бензиновых моторах днище плоское или вогнутое. Дополнительно на поверхности проделываются технические углубления – выемки под клапанные тарелки (устраняют вероятность столкновения поршня с клапаном), углубления для улучшения смесеобразования.
В дизельных моторах углубления в днище наиболее габаритны и имеют разную форму. Такие выемки называются поршневой камерой сгорания и предназначены они для создания завихрений при подаче воздуха и топлива в цилиндр, чтобы обеспечить лучшее смешивание.
Уплотняющая часть предназначена для установки специальных колец (компрессионных и маслосъемных), задача которых — устранять зазор между поршнем и стенкой гильзы, препятствуя прорыву рабочих газов в подпоршневое пространство и смазки – в камеру сгорания (эти факторы снижают КПД мотора). Это обеспечивает отвод тепла от поршня к гильзе.
Уплотняющая часть
Уплотняющая часть включает в себя проточки в цилиндрической поверхности поршня — канавки, расположенные за днищем, и перемычки между канавками. В двухтактных двигателях в проточки дополнительно помещены специальные вставки, в которые упираются замки колец. Эти вставки необходимы для исключения вероятности проворачивания колец и попадания их замков во впускные и выпускные окна, что может стать причиной их разрушения.
Перемычка от кромки днища и до первого кольца именуется жаровым поясом. Этот пояс воспринимает на себя наибольшее температурное воздействие, поэтому высота его подбирается, исходя из рабочих условий, создаваемых внутри камеры сгорания, и материала изготовления поршня.
Число канавок, проделанных на уплотняющей части, соответствует количеству поршневых колец (а их может использоваться 2 — 6). Наиболее же распространена конструкция с тремя кольцами — двумя компрессионными и одним маслосъемным.
В канавке под маслосъемное кольцо проделываются отверстия для стека масла, которое снимается кольцом со стенки гильзы.
Вместе с днищем уплотнительная часть формирует головку поршня.
Вас также заинтересует:
Юбка выполняет роль направляющей для поршня, не давая ему изменить положение относительно цилиндра и обеспечивая только возвратно-поступательное движение детали. Благодаря этой составляющей осуществляется подвижное соединение поршня с шатуном.
Для соединения в юбке проделаны отверстия для установки поршневого пальца. Чтобы повысить прочность в месте контакта пальца, с внутренней стороны юбки изготовлены специальные массивные наплывы, именуемые бобышками.
Для фиксации пальца в поршне в установочных отверстиях под него предусмотрены проточки для стопорных колец.
Типы поршней
В двигателях внутреннего сгорания применяется два типа поршней, различающихся по конструктивному устройству – цельные и составные.
Цельные детали изготавливаются путем литья с последующей механической обработкой. В процессе литья из металла создается заготовка, которой придается общая форма детали. Далее на металлообрабатывающих станках в полученной заготовке обрабатываются рабочие поверхности, нарезаются канавки под кольца, проделываются технологические отверстия и углубления.
В составных элементах головка и юбка разделены, и в единую конструкцию они собираются в процессе установки на двигатель. Причем сборка в одну деталь осуществляется при соединении поршня с шатуном. Для этого, помимо отверстий под палец в юбке, на головке имеются специальные проушины.
Достоинство составных поршней — возможность комбинирования материалов изготовления, что повышает эксплуатационные качества детали.
Материалы изготовления
В качестве материала изготовления для цельнолитых поршней используются алюминиевые сплавы. Детали из таких сплавов характеризуются малым весом и хорошей теплопроводностью. Но при этом алюминий не является высокопрочным и жаростойким материалом, что ограничивает использование поршней из него.
Литые поршни изготавливаются и из чугуна. Этот материал прочный и устойчивый к высоким температурам. Недостатком их является значительная масса и слабая теплопроводность, что приводит к сильному нагреву поршней в процессе работы двигателя. Из-за этого их не используют на бензиновых моторах, поскольку высокая температура становится причиной возникновения калильного зажигания (топливовоздушная смесь воспламеняется от контакта с разогретыми поверхностями, а не от искры свечи зажигания).
Конструкция составных поршней позволяет комбинировать между собой указанные материалы. В таких элементах юбка изготавливается из алюминиевых сплавов, что обеспечивает хорошую теплопроводность, а головка – из жаропрочной стали или чугуна.
Но и у элементов составного типа есть недостатки, среди которых:
- возможность использования только в дизельных двигателях;
- больший вес по сравнению с литыми алюминиевыми;
- необходимость использования поршневых колец из жаростойких материалов;
- более высокая цена;
Из-за этих особенностей сфера использования составных поршней ограничена, их применяют только на крупноразмерных дизельных двигателях.
Видео: Принцип работы поршня двигателя. Устройство
Шпг что это такое в машине?
Из практики применения тюнинговых распредвалов у читателей может сложится мнение, что серийный распредвал является ущербным и дефективным, мол тюнинговые валы лучше. На самом деле, чем отличаются тюнинговые валы? Всего-лишь бОльшим подъемом клапана, более широкими фазами и перекрытием. Но так ли это всё нужно для тюнинга? Примеры применения овощного распредвала Нуждин 10.42 с фазой 253 градуса убедительно показали, что доработанная головка в огромной степени влияет на конечный результат тюнинга. В итоге «овощной вал» выдает на-гора удивительные результаты — хорошие низы и середину, свойственные всем низовым валам и отличные верхи — благодаря доработке головки! При этом расход топлива остается на заводском уровне, чего не скажешь о широкофазных валах, где расход моментально подскакивает на несколько литров, пропадают ровный холостой ход и тяга на низах.
А что если использовать при тюнинге ВАЗовского 8-ми клапанника серийный распредвал ВАЗ 2110? При этой мысли любой производитель тюнинговых валов невольно поперхнется, т.к. это сулит ему исчезновение потенциального клиента-покупателя его тюнинговых валов. Данная мысль давно уже нами обсуждалась, и некоторые клиенты просили показать результаты тюнинга двигателя именно с серийным распредвалом. Но как можно поднять мощность и крутящий момент двигателя, без установки тюнингового вала?! Очень просто — доработав головку и снизив механические потери двигателя. Опыт в этом направлении нами накоплен огромный.
Что может сулить серийный распредвал? Подъем клапана у него всего 9.6 мм, фаза еще меньше, чем у нуждинского 10.42. А сулить он будет тихий холостой ход, малый расход топлива и тягу на низах.
Зимой 2012 года мы нашли клиента, который согласился на эксперимент. Человек уже в годах, пожилой, много ездит по трассе, частенько — к родственникам в Башкирию, и его совершенно не устраивала мощность серийного двигателя ВАЗ 2111 на его автомобиле ВАЗ 2114. С его слов — «кочегаришь, кочегаришь, пока раскочегаришь — никого обогнать не успеваешь, не едет она!«. В общем, требовалось повысить мощность двигателя, без значительного форсирования и больших вложений денег — клиент был ограничен в средствах.
Пробег мотора — около 200 тыс.км. После снятия головки клиента поставили перед условием — блок обязательно капиталить. И тут мы решили делать не просто капиталку, а имплантировать в восьмиклапанный двигатель ВАЗ 2111 облегченную поршневую от Лады Приоры. Напомню, это было еще до начала продаж Лады Гранты, где те же самые идеи были воплощены в обновленном восьмиклапаннике с облегченной поршневой. Но там поршень имеет лунку, а у нас поршень — плоский.
Итак, блок был снят, коленвал оказался в идеальном состоянии — его шлифовать не стали. Вкладыши — все новые, шатунные — приоровские. Сальники, все прокладки — всё заменено на новое. Шатуны, поршни и пальцы — облегченные, от Приоры. Поршень диаметром 82.5 мм под расточку. В блок врезали форсунки охлаждения поршней, цилиндры расточили и отхонинговали на станке SUNNEN (платовершинная хонинговка).
Поршневые кольца — наборные.
Фото камеры сгорания показывать не будем, это наше ноу-хау. Были расточены и прошлифованы каналы в головке, установлены бронзовые направляющие, облегченные на ЧПУ-станке клапана, импортные сухари, маслосъемные колпачки GOETZE, специальным образом доработанные камеры сгорания, и самое главное — серийный распредвал ВАЗ 2110! Регулировочные шайбы доработаны по RS-технологии.
Накрываем этой головкой подготовленный блок цилиндров. Напоминаю, объем остался без изменений — 1.5 литра, но установлена облегченная поршневая от Приоры. Шкив распредвала остаётся серийный, так же как и впускной коллектор и ресивер — на тюнинговый ресивер финансов уже не хватило. Дроссель так же стандартный. Выхлоп — так же серийный, без катализатора.
После запуска двигателя, программу в контроллере переписали (произведя чип-тюнинг).
Признаться, с публикацией отчёта мы тянули — набирали статистику эксплуатации двигателя, смотрели на результаты, собирали данные по расходу топлива.
На сегодняшний день, мотор прошёл около 10 тысяч километров, и накоплены следующие данные:
1) Шумность двигателя заметно снизилась, что благоприятно ощущается как в городе, так и на трассе. Облегченная ШПГ снижает уровень шума и вибраций от двигателя;
2) Расход масла — на нулевом уровне, благодаря наборным кольцам;
3) Расход топлива не увеличился — в зимний период машина расходовала 6.8-7 литров, после доработки расход остался на прежнем уровне!
4) Владелец очень доволен результатом — на трассе машина стала лёгкой на подъем, быстро набирает обороты, обгоны перестали быть проблемой.
Теперь посмотрим график ВСХ.
Мощность двигателя — 100 л.с. на оборотах 5600, максимальный крутящий момент 14.3 кг на 4600 об. Отметим абсолютно ровную полку крутящего момента в диапазоне с 3000 до 5000 об!
Сравним результаты с давней работой, где на такой же 2114 с объемом 1.5 и стандартным «тяжелым низом» была доработана головка и установлен уфимский «низовой» 26 распредвал. Напомню, в той работе была получена мощность 96 л.с. при 5300 об и 14.3 кг момента на 4300 об. Графики идут почти «ноздря-в-ноздрю», но есть некоторые отличия. Пунктиром — графики 100-сильной машины с серийным валом, толстые линии — двигатель с 26-м валом. Мы видим, что благодаря облегченному низу серийный распредвал после 4500 об превышает по мощности результаты 26-го вала — график тянется выше и дальше. Низы с 1000 до 2000 об однозначно за серийным распредвалом — преимущество значительное. В диапазоне 2000-2500 серийный валик уступает в моменте на 0.4 кг — возможно здесь какую-то роль сыграли длинные шатуны (133 мм против 121 мм у 2110-х шатунов).
В заключении можно отметить следующие — серийный распредвал 2110 вполне можно использовать для тюнинга двигателя, получая неплохие результаты по крутящему моменту и мощности. При установке тюнингового ресивера и дросселя с увеличенной заслонкой — мощность возрастёт еще более.
Данный двигатель прекрасно подходит для перемещения по городу и трассе, он экономичен как по расходу топлива, так и по затраченным на него средствам. Мастерская K-POWER рекомендует данный вариант для людей среднего и пожилого возраста, для которых на первом месте стоят топливная экономичность, тихая и спокойная работа двигателя, высокий ресурс, а повышенная мощность является залогом активной безопасности на трассе.
Статья написана: 28 мая 2012 г.
Автор статьи, фото-видео материалов: © Квазар
Запрещены без письменного разрешения автора: перепечатка статьи целиком или частично, перепечатка и использование фото-видео материалов, равно как их изменение и редактирование в целях дальнейшей публикации на сторонних сайтах.