Композитная защита картера – новые технологии на страже прочности! Двигатель композитный
Пластиковый двигатель: да, это возможно. Но дорого и бессмысленно
Среди 57 автомобилей, выстроившихся на стартовой решетке трассы Уоткинс-Глен в 1984 году перед очередным этапом гоночной серии IMSA Camel GT, внимание знатоков приковывал обычный с виду белый Polimotor Lola T616 со спонсорским логотипом Amoco. Причиной ажиотажа был необычный мотор этого болида, почти целиком сделанный из пластика
Владимир Санников
14 сентября 2017 10:30
Матти Хольцберг бредил гонками с тех пор, как отец впервые взял его с собой на трассу Уоткинс-Глен. И хотя гонщика из него так и не получилось, вся его жизнь была связана с автоспортом. С 17 лет он работал в маленькой мастерской по настройке двигателей. К 25 годам основал собственное дело и занялся изготовлением штучных шатунов, поршней, клапанов и других деталей для заряженных гоночных агрегатов из титана и магниевых сплавов. Заказов хватало на кусок хлеба с маслом, но для того чтобы выдержать конкуренцию, Матти приходилось постоянно придумывать что-то новенькое.
Хольцберг выписывал десятки научных журналов и вычитывал их от корки до корки. В 1969 году он случайно наткнулся на публикацию о невиданном доселе материале — полиамидимидной смоле Torlon (торлон), созданной химиками корпорации Amoco Chemicals. Торлон был почти вдвое легче титана. Но главное — он мог выдерживать беспрецедентно высокие для пластиков температуры и обладал высокой твердостью. Матти, не мешкая, заказал себе немного торлона. Первой деталью, которая была из него сделана, стал поршень для двигателя старенького Austin Mini, стоявшего в гараже приятеля. Новый пластик оказался столь твердым и вязким, что резцы и сверла приходили в негодность гораздо быстрее, чем при обработке титана и закаленных сталей. К удивлению Хольцберга, моторчик Austin Mini стуканул лишь через 20 минут работы. Для первого раза это был очень хороший результат.
Твердый рецепт
При осмотре детали стало ясно, что причина разрушения кроется в экстремально сильном нагреве верхней части поршня. Новый поршень получил тонкую коронку из алюминия и работал не хуже заводского, будучи при этом вдвое легче. Воодушевленный успехом, Хольцберг рискнул заменить стандартный шатун торлоновым, и подопытный моторчик преобразился — предельные обороты выросли с 5 до 7 тысяч, а максимальная мощность подскочила почти на треть! Дальше — больше. Стальные штанги толкателей клапанов, тарелки клапанных пружин и сами пружины уступили место сверхлегким композитным. Многочасовые прогоны на стенде продемонстрировали, что на предельных нагрузках мотор Хольцберга работал вдвое дольше стандартного агрегата — 600 часов против 300.
Вскоре Матти рискнул предложить свои наработки гонщикам-любителям. Поначалу те крутили пальцем у виска, но работающий мотор с поршнями из пластика и показания динамометра работали лучше всякой рекламы. Постепенно у Хольцберга образовалась собственная клиентура, и пластиковые запчасти для самых популярных в автогонках моторов Ford Pinto объемом 2,3л расходились по всей Америке. Параллельно он совершенствовал технологию и экспериментировал с рецептурой материала, добавляя к смоле стекло- и углеволокно в различных сочетаниях. Традиционная механическая обработка заготовок оказалась невероятно трудоемкой, и Хольцбергу пришлось самостоятельно разработать метод точного литья готовых деталей. Удивительно, но дилетанту в области пластиков удалось переплюнуть профессионалов. В своем домашнем гараже с неоштукатуренными стенами и бетонным полом Матти научился не только полностью удалять из отливки микроскопические пузырьки воздуха, но и ориентировать внутри нее армирующие волокна в заданном направлении с заданной плотностью. На стальных деталях такого эффекта добивались путем сложной закалки в различных режимах.
Двигатель POLIMOTOR LOLA GTP LIGHTS был переделан из обычного Cosworth BDA объемом 2 л и мощностью 318 л.с. После замены стандартных деталей на пластиковые масса мотора снизилась со 150 до 76 кг.
Судьбоносный звонок
В один прекрасный день 1979 года Хольцбергу позвонили из компании Ford. На другом конце провода был не кто иной, как Гленн Лайалл, глава экспериментального подразделения Special Vehicles Operation. «Мистер Хольцберг, — сказал он, — вы сделали столько пластиковых деталей для наших Pinto. Так почему бы вам не попробовать собрать мотор целиком?»
Четыре цилиндра простенького серийного Ford Pinto 2.3 на 5500 об/мин способны выжать из себя 88 «лошадок». Весит этот стальной механизм 188 кг. Специалисты Ford предложили Матти начать именно с него. Полная технологическая документация двигателя, чертежи, новая измерительная аппаратура, необходимое количество торлона и других компонентов, а также чек на кругленькую сумму были предоставлены Хольцбергу и его новой компании Polimotor Research незамедлительно. В штат Polimotor были приняты восемь инженеров, и работа закипела. По условиям контракта ровно через год Хольцберг должен был отправить Лайаллу прототип пластикового мотора и результаты его стендовых испытаний. Но торлоновый клон Pinto был продемонстрирован ведущему технологу Ford SVO Роду Джиролами уже через четыре месяца. Как вспоминает сам Хольцберг, у Джиролами буквально отпала челюсть, когда тот взглянул на сводную таблицу: 69 кг массы, 318 л.с. на 9200 об/мин при максимальных 14 тысячах!
www.popmech.ru
Пластиковый двигатель внутреннего сгорания
Автор: Владимир ЕгоровИсточник: icarbio.ru
0 Стремясь добиться всё большей экономии топлива, производители автомобилей уменьшают всеми доступными путями их массу, в первую очередь за счёт кузова и шасси. Но кроме последних стараются снизить массу других узлов и агрегатов, в частности двигателя. Широко распространено, а скорее даже стало нормой, использование сплавов алюминия в двигателе внутреннего сгорания, что снижает массу двигателя иногда до 40% относительно аналогичного, где используется чугун. Возможно, настало время сделать ещё один шаг и перейти к частично пластиковому двигателю.
Точно также, видимо, подумали и учёные из института Фраунгофера (Германия), создавая двигатель внутреннего сгорания (новость о котором совсем недавно облетела интернет), некоторые части которого будут изготавливаться из легковесных пластиковых композитов. Немецкие учёные надеются на скорое внедрение двигателя из пластика в производство.
Но всё не так радужно, так как ещё в 1979 году Матти Хольцберг основал компанию Polimotor, в основной задачей которой было создание двигателя с как можно большим количеством пластиковых деталей. Первый полимерный мотор был клоном 2,3-литрового четырехцилиндрового двигателя от «Ford Pinto»: из пластика были сделаны блок цилиндров, поршни, шатуны, картер и большая часть головки цилиндра. Для изготовления головки поршня и вкладышей камеры сгорания (гильзы) использовались алюминий и сталь. Коленчатый вал и клапаны сделаны также из металла. Мощность двигателя из пластмассы была доведена до 300 л. с., а масса снижена до 69 кг (оригинальный мотор выдавал 88 л. с. при массе в 188 кг).
 |
В 1980-х автомобили с пластиковыми моторами участвовали в автогонках, где показали свою надежность, но заинтересовать крупных автопроизводителей не смогли. Так как стоимость производства специальных композитов, способных выдержать значительные механические и тепловые нагрузки, была в то время слишком высока.
 |
Подход, предложенный группой NAS (new drive systems) института Фраунгофера ориентирован именно на создание массового двигателя. Поэтому в институте создали экспериментальный одноцилиндровый двигатель, большинство узлов которого изготовлено из армированного волокном специального пластика, который походит для метода инжекционной формовки.
“Мы использовали армированный волокном композитный материал для изготовления кожуха одноцилиндрового опытного двигателя”, – говорит Ларс-Фредрик Берг (Lars-Fredrik Berg), руководитель данного проекта, – “Этот кожух весит на 20 процентов меньше алюминиевого корпуса, а стоимость его изготовления остается на прежнем уровне”.
Преимущество использования пластиковых композитов в двигателе заключается не только в снижении общей массы автомобиля, но и в уменьшении шума, издаваемого двигателем, а также дополнительном сокращении расхода топлива, за счет снижения количества отдаваемого двигателем в окружающую среду тепла – некое приближение к адиабатному двигателю.
 |
Достичь последнего не так легко, так как существуют проблема устойчивости пластиковых деталей к сильным вибрациям в условиях достаточно высоких температур. Кроме этого, исследователям пришлось решить проблему обеспечения хорошего сцепления пластика с металлом, двух материалов, обладающих различными коэффициентами теплового расширения. Помимо этого, используемые пластики должны быть устойчивы к воздействию машинного масла, бензина, дизельного топлива, этиленгликоля и других химических веществ, воздействию которых может подвергнуться мотор.
“Мы тщательно изучили конструкции различных типов двигателей внутреннего сгорания и идентифицировали области, подвергающиеся сильным тепловым и механическим нагрузкам”, – рассказывает Ларс-Фредрик Берг, – “В этих местах мы используем металлические вставки, позволяющие увеличить износостойкость двигателя в целом”.
В итоге в качестве материала был выбран армированный стекловолокном пластик. Он состоит из 55% волокна и 45% смол, содержащих пластиковые гранулы из специального термореактивного материала. Стеклянные волокна, предварительно смешанные с жидкой смолой, впрыскиваются в форму (метод инжекционной формовки), смешиваясь с полимеризующими материалами. Высокое качество форм позволило отказаться от дополнительной обработки, которая необходима для доводки металлических деталей после отливки.
Опытный одноцилиндровый двигатель с пластиковыми деталями был показан на выставке «Hannover Messe» (Ганноверская промышленная ярмарка – 13-17 апреля 2015 года). В планах исследователей уже изготовление многоцилиндрового двигателя, на котором будут проанализированы преимущества и недостатки использования пластиковых деталей и узлов.
Опубликовано 27.04.2015Читайте также
Некоторые примеры снижения потребления топлива У трехосных грузовых автомобилей действенным способом экономии энергии является поднятие задней оси ненагруженного автомобиля. А примером поиска путей снижения расхода топлива легковыми автомобилями служат различные соревнования на минимальное его потребл
Тупик автомании Что-то неожиданное происходит с нашей помешанной на автомобилях культурой. Куда же уехали автомобилисты? И что же уводит их с дороги?
Комментарии
icarbio.ru
Композитный пилотажник с дизельным двигателем. / АвиаПорт.Конференция
Тема: Композитный пилотажник с дизельным двигателем.
Райхлин на деньги Ростелекома Су-26 срастил с RED 03. Это конечно пиар. Хотя результат впечатляет. Посему не спроектировать Сухому дизельный пилотажник, целиком из композитов? Продемонстрировать, наглядно, преимушества и надёжность композитов на чемпионской машине. Продукт и так экспортный, а так ещё и эксклюзив получится.
А кто и когда доказал, что в этом типоразмере существующие пластики имеют такое безоглядное преимущество? Райхлин практичный человек и продвигать на первый проект спорную машину, да ещё и неопробованными для данного класса технологий, конечно же не станет. К тому же ещё и не существующую. А у Сухого и без того проблем сейчас с избытком, чтобы забираться в неосвоенную область.Впрочем, там деловые люди, и если предложите себя в качестве конструктора такой машины и сможете подтвердить свои притязания на это, то возможно они и поведутся на это.
А кто и когда доказал, что в этом типоразмере существующие пластики имеют такое безоглядное преимущество? Райхлин практичный человек и продвигать на первый проект спорную машину, да ещё и неопробованными для данного класса технологий, конечно же не станет. К тому же ещё и не существующую. А у Сухого и без того проблем сейчас с избытком, чтобы забираться в неосвоенную область.Впрочем, там деловые люди, и если предложите себя в качестве конструктора такой машины и сможете подтвердить свои притязания на это, то возможно они и поведутся на это.
Первым был Як-52,, 95000 без двгателя, плюс 180000, и за 300000 500сильный пилотажник. Су-26 вполне успешный экспортный проект ВРОДЕ С ЭЛЕМЕНТАМИ КОМПОЗИТОВ, с дизелем просто экстрим. НО 500сильный дизель весмт на 100 кг больше М-14. Так что Сухому все карты в руки для дизельного композитного Су-26.
Композитный и "с элементами композитов" - две большие разницы. И по весам тоже. То, что хорошо идёт на модели и на беспилотнике - спорно, пойдёт ли на пилотажнике. И большие проблемы вызывает на коммерческом транспорте. Даже при частичном использовании.
Вот и надо быстро начинать с пилотажника, ДАЙМОНДЫ делают же.
Так вперёд! Почему это за Вас должна делать фирма Сухого, если Вы в этом так уверены. Начинайте. К Вам подтянутся.
Вы странный человек единственная фирма , которой это нужно Сухой, всё остальное и так без них.Пилотажник недорогой с дизелем есть. Су-26 тоже с дизелем.
Вы с Сухого?
Странный человек, наверное, это всё-таки не я, а тот, кто пытается навязать своё (и основанное на достаточно абстрактных соображениях) видение предмета фирме, которая профессионально занимается этой темой не один год и представляет перспективы развития достаточно детально и обосновано. Впрочем, бывало, конечно всякое. Читали лесковского "Левшу"? Там тоже мнение одного человека (правда, Мастера) тоже не совпало с официальной точкой зрения. Хотя именно оно, как оказалось, и было верным.
вы с Сухого?
Вот назойливый какой! Да не помогу я пробивать голую идею!
Вот назойливый какой! Да не помогу я пробивать голую идею!
Да кто же о чём просит? Так голая информация...
http://www.rt-aero.ru/index.php/dvigatel
Говорил с Райхлиным на прошедшей "Гелираше". Качеству проработки его двигателя могут позавидовать многие серийные конструкции. Если он и по внутреннему исполнению и расчётам такой же, то возможно он найдёт своё место в небе.Очень хороший сайт.
Агентство «АвиаПорт» является разработчиком программного обеспечения, позволяющего зарегистрированным пользователям сайта общаться друг с другом. Все сообщения отражают собственное мнение их авторов, и агентство не несет ответственность за достоверность и законность информации, публикуемой пользователями на страницах раздела.
www.aviaport.ru
Композитная защита картера | производители, изготовление защит и их особенности
Композитная защита изготавливается из эпоксидных смол с полимерами. В качестве армирующего слоя используется сетка, сделанная из стеклопластика или углепластика. В сочетании с полимерными материалами, волокна стеклоткани не уступают по надежности стальным материалам.
Защиты картера из стали выпускают следующие производители:
- «CARbon» от компании «ЭКС».
- «АВС-Дизайн» (ProRoad).
- «АвтоЩИТ».
Рассмотрим подробнее особенности защиты картера от указанных выше производителей.
КОМПОЗИТНЫЕ ЗАЩИТЫ КАРТЕРА ОТ КОМПАНИИ «ЭКС» (CARbon)
ТЕХНОЛОГИЯ
Для производства композитных защит используются следующие материалы:
- Cтеклянный наполнитель;
- Полиэфирное связующее;
- Декоративное полимерное покрытие.
Стеклопластик — это композиционный материал, состоящий из высокомодульных стеклянных нитей и связующего агента. Материал можно сравнить с плитой железобетона, в качестве железной арматуры нити из специального стекла, а в качестве связующего элемента используется смола, которая связывает их, как бетон в железобетоне.
При изготовлении защит применяются импортные материалы производства фирм Норвегии, Швеции, Финляндии, Франции, Чехии, Словении, Испании. Все материалы имеют сертификаты качества и гигиенические сертификаты.
Композиционному материалу, при помощи технологии вакуумного формования, можно придать любую форму, он имеет высокую прочность, и одновременно с этим маленький вес.
На фото пример вакуумного формования
Композитные материалы уже несколько десятков лет используется в авиа-, судо-, автомобилестроении и многих других областях, где прочность металла или не достаточна, или его масса слишком велика или среда слишком агрессивна.
ПРОДУКЦИЯ
Компанией разработано более двухсот (200) наименований защит моторного отсека автомобилей.
Защита Carbon полностью повторяет контуры картера двигателя, и максимально плотно прилегают к днищу автомобиля.
Фото установленной защиты
В защите предусмотрены специальные отверстия, обеспечивающие свободный теплообмен двигателя.
Защита с вентиляционными отверстиями 
Защита с вентиляционными отверстиями Ребра жесткости обеспечивают дополнительную жесткость и не позволяют прогибаться защите при наезде на препятствие.
Защита с ребрами жесткости 
Защита с ребрами жесткости
Гарантия от производителя на защиты картера Carbon «ЭКС» 2 года. Полный комплект крепежа и подробная инструкция в комплекте.
Решили купить?
В ассортименте интернет магазина представлены все выше описанные защиты картера, при наличии сомнений вы всегда можете проконсультироваться со специалистом. Защиты картера соответствуют всем требованиям и установленным стандартам, имеется доставка и гарантия. Подробные характеристики (вес и толщина), наличие и цены уточняйте в интернет магазине.
КОМПОЗИТНЫЕ ЗАЩИТЫ КАРТЕРА ОТ КОМПАНИИ «АВС-Дизайн»
ТЕХНОЛОГИЯ
На первом этапе производится трехмерное сканирование нижней части автомобиля и создается электронный слепок тех узлов и агрегатов, которые нуждаются в защите, с учетом индивидуальных особенностей каждой модели авто.
На следующем этапе подбирается композитный материал, проводятся лабораторные испытания готовых образцов композитов в зависимости от вида авто – это легкий автомобиль, кроссовер или внедорожник, и в сравнении с образцами из стали и алюминия по таким характеристикам, как жесткость, прочность, упругость, стойкость к деформации.
Следующий этап – 3D проектирование изделия с помощью специализированных программ, причем при проектировании выдерживается минимальный оптимальный зазор между плоскостью поверхности изделия и агрегатами авто. На этом этапе производятся все расчеты по безопасности с учетом зон сминания при столкновениях.
На основе 3-х мерной модели изделия изготавливается на оборудовании с числовым программным управлением сначала оснастка, а затем и пресс форма (матрица).
На этапе производства изделий стеклонаполнитель нарезается и укладывается слоями в матрицу, далее с помощью инжекционных машин наполнитель пропитывается полимерами под высокими давлением и температурой. Весь процесс занимает 15-20 минут. Окончательную обработку изделия и обрезку производит роботизированный японский комплекс, точность обработки которого составляет 0,1 мм.
ПРОДУКЦИЯ
Компания АВС-Дизайн производит более 1000 вариантов защит для всех современных автомобилей.
Оптимальная защита узлов и агрегатов нижней части авто от повреждений, так как матрица разрабатывается и изготавливается индивидуально для каждой модели.
На фото пример площади покрытия днища защитой картера
Минимальное влияние на клиренс при использовании композитных защит АВС-Дизайн.
На фото пример прилегания установленной защиты 
На фото пример прилегания установленной защиты Предусмотрены вентиляционные отверстия для обеспечения свободного теплообмена двигателя.
Защита с вентиляционными отверстиями 
Защита с вентиляционными отверстиями Использование высоких технологий, современного оборудования и новейших материалов позволяет создавать высококачественные композитные защиты.
Решили купить?
Приобрести защиту картера для своего автомобиля Вы можете в интернет магазине. К вашим услугам огромный ассортимент видов защит двигателя, которые соответствуют всем требованиям и установленным стандартам, приведены подробные характеристики защит, такие как вес и толщина, и самое главное конкретные цены на защиты также представлены в интернет магазине.
КОМПОЗИТНЫЕ ЗАЩИТЫ КАРТЕРА ОТ КОМПАНИИ «АВТОЩИТ»
ТЕХНОЛОГИЯ
Композитные защиты «АвтоЩИТ» толщиной в среднем 8 мм изготавливаются из стекловолоконного ровинга.
Этот армирующий материал состоит из непрерывных нитей (прядей) из «Е» стекла, подлежащих рубке. Нити ровинга рубятся специальными ножами и наносятся на поверхность формируемого изделия для образования армирующих структур.
В качестве связывающего вещества применяются эпоксиполиэфирные смолы.
Защиты картера, изготовленные по такой технологии, обладают высокой жёсткостью и прочностью при сравнительно малом весе, не подвержены коррозии, имеют хороший товарный вид, который сохраняется длительное время.
ПРОДУКЦИЯ
Компания «АвтоЩИТ» выпускает композитные защиты для большинства моделей современных марок.
Ознакомиться с несколькими образцами защит двигателя от компании «АвтоЩИТ» можно в фотогалерии.
- Композитные защиты картера не подвержены коррозии, поэтому сохраняют хороший товарный вид в процессе длительной эксплуатации.
- Технологические отверстия в защите обеспечивают стабильный температурный режим работы двигателя.
- Наличие лючка для слива масла и работы с масляным фильтром позволяют производить техническое обслуживание без снятия защиты двигателя.
Технология позволяет придать композитной защите сложную форму, в результате чего защита плотно прилегает к подрамнику автомобиля, защищая моторный отсек от грязи.
Решили купить?
Более подробно узнать о защите картера для своего автомобиля можно в интернет магазине. Защиты соответствуют всем требованиям и установленным стандартам, имеется доставка по Москве и транспортной компанией по России, оформляется гарантия. Подробные характеристики защит, вес и толщина, а также наличие и цены уточняйте в интернет магазине.
karterauto.ru
Композитная и стальная защита картера
Учитывая качество наших дорог защиту днища автомобиля можно назвать обязательным элементом конструкции. В настоящее время выпускается несколько видов и самая новая это композитная защита картера, которая по основным характеристикам считается лучшим вариантом, однако и ей присущи некоторые минусы, в которых мы постараемся разобраться.
К защитному узлу нужно отнестись очень внимательно, поскольку в определенных ситуациях он может спасти от повреждений более дорогостоящие системы транспортного средства. Надеяться на авось не стоит, а лучше затратив немного денег перестраховаться и уже спокойно ездить по нашим дорогам. Не секрет, что на них могут попасться камни, лед, запчасти других машин или другие предметы, способные в некоторых случаях пробить картер.
Также защитный поддон картера может стать непреодолимым препятствием на пути угонщиков, которым приглянется ваше авто. Злоумышленнику будет очень сложно подобраться к проводам, находящимся под капотом, что сделает невозможным подключение устройств, отключающих сигнализацию.
Защитный поддонСодержание
[ Раскрыть]
[ Скрыть]
Что такое защита картера и зачем она нужна?
Защита картера — это поддон, который монтируется под мотором. Основное его назначение — это защищать силового агрегата от возможных ударов.
Раньше эти поддоны изготавливались только из стали, позднее из алюминия, а сейчас им большую конкуренцию составляют различные композитные материалы. Посмотрите на видео краш тест композитного листа!
Основные критерии выбора
Основное требование к защите — это жесткость. В случае если защитный поддон сделан из легкогнущегося материала, то даже удар средней силы, может иметь катастрофические последствия. Удар через такую защиту перейдет в картер, что повлечет его повреждение. Такая защита просто бессмысленна.
Если вы решили установить защитный поддон из металла, то убедитесь, что его толщина минимум 3 миллиметра. В ином случае лист будет просто не в состоянии выдерживать вероятных ударов.
Очень важный фактор — это вес защиты. Нужно помнить, что при проектировании конструктора четко рассчитывают развесовку кузова. Это значит, что любая нагрузка на подвеску может нарушить предусмотренную изготовителем пропорцию.
Внедорожник с защитойНе стоит упускать из внимания и такой важный фактор, как безопасность во время дорожно-транспортного происшествия. Защитный поддон не должен влиять на предусмотренную конструкторами модель деформации кузова.
Еще одним важным моментом, на который стоит обратить внимание — это бесшумность. Как правило, шум возникает, когда поддон соприкасается с подрамником и все это очень хорошо слышно в салоне при движении.
Выбирая защиту для своего автомобиля, обязательно придерживайтесь этих рекомендаций и обязательно учитывайте 4-е основных параметра:
- высокая жесткость;
- как можно меньший вес;
- безопасность во время столкновения;
- бесшумность во время движения.
Композитные материалы
Сейчас большой популярностью, в особенности на импортных автомобилях, пользуются защитные поддоны, сделанные из композитных материалов. Самым распространенным считается стеклопластик. Что же он собой представляет? Говоря вкратце — это композитный материал, сделанный по особой технологии, в состав которого включены специальные армирующие стеклянные нити.
Поддон из стеклопластикаОбычно защита состоит из шести слоев армирующего материала, которые скреплены меж собой особой смолой.
Плюсы
- Поддон для картера двигателя, сделанный из композитных материалов, отличается достаточно высокой прочностью. Некоторые образцы углепластика используются при строительстве космических кораблей и болидов Формулы 1.
- Большим преимуществом если сравнить с защитой из металла, можно назвать, то, что во время столкновения эта защита лопается. Это дает возможность уйти двигателю в нужном направлении. Углепластик может прослужить дольше из-за того, что не подвержен коррозии.
- При производстве, можно создавать поддоны любой формы, полностью отвечающие геометрии двигателя с предусмотрением всех необходимых технологических отверстий.
- Композитная защита во время ударов пружинит и это защищает ее от деформаций.
- Очень небольшой вес, обычный вес стандартной защиты до четырех килограмм.
- Очень устойчива к агрессивной среде.
- Бесшумна.
- Не уменьшает дорожный просвет.
Поддон из кевлара
Минусы
- из отрицательных моментов стоит отметить намного более высокую стоимость, нежели металлическая, а также более сложный ремонт;
- очень часто встречаются бракованные изделия;
- в случае если производственный процесс не был полностью соблюден, то композит при определенных условиях может выделять вредные вещества.
Сталь
Сталь — самый распространенный материал, используемый при производстве поддонов для картеров уже достаточно длительное время.
Плюсы
Основными плюсами защиты из стали считаются:
Минусы
- Однако кроме несомненных достоинств имеется и несколько недостатков, основным из которых считается коррозия.
- Поддоны, сделанные некачественно могут сильно резонировать во время езды, при этом создаются малоприятные звуки.
- Иногда защита задевает картер силового агрегата, а это может способствовать появлению отверстий, через которые начнет течь масло.
- Очень большой вес защитного листа, иногда может доходить до пятнадцати килограмм.
- Значительно уменьшает дорожный просвет, вследствие этого машина, на пересеченной местности, может, как выражаются водители «лечь на дно».
- Неправильно выполненная или неправильно установленная стальная защита очень часто препятствует уходу мотора, при этом создается опасность во время столкновения.
Загрузка ...Отзывы владельцев
Если вы еще не определились, какая защита лучше, возможно, отзывы автовладельцев помогут сделать вам правильный выбор.
Композитная защита
| Положительные отзывы | Отрицательные отзывы |
| Очень легкая | Высокая цена |
| Удобна в установке | Отверстия оказались немного сдвинуты |
| Выдерживает наезд на камни |
Стальная защита
| Положительные отзывы | Отрицательные отзывы |
| Невысокая цена | Начала ржаветь |
| Отлично держит удары | После установки появились шумы |
| Быстрая установка | Очень тяжелая |
Видео «Правильная установка»
В этом видео на примере Шкоды Октавии показано, как самостоятельно установить поддон на свой автомобиль.
avtozam.com
Композитный поршень с антифрикционным покрытием для двигателя внутреннего сгорания
Композитный поршень с антифрикционным покрытием для ДВС содержит головку с антифрикционным покрытием и канавками под компрессионные и маслосъемные кольца и юбку с профилированной овально-бочкообразной рабочей поверхностью, причем поршень снабжен вставкой из волокнистого материала, соответствующей размеру головки поршня и состоящей из двух частей, одна из которых расположена в днище поршня и имеет волокна материала ее изготовления ориентированные перпендикулярно днищу поршня, а вторая выполнена не более размера канавок под компрессионные кольца и имеет волокна ориентированные параллельно днищу поршня. Приведены геометрические параметры головки и юбки. Антифрикционное покрытие может быть выполнено на жаровом поясе в виде высокотемпературного кремнеорганического покрытия, а на юбке поршня - в виде эпоксифенольного покрытия. Изобретение позволяет повысить прочностные свойства поршня. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано в авиации, автомобилестроении, энергостроении и других областях техники.Известен поршень для двигателя внутреннего сгорания, описанный в патенте РФ №2007602, кл. F 02 F 3/00, 15.02.1994. “Поршень для двигателя внутреннего сгорания”. Данный поршень содержит головку с жаровым поясом и канавками под компрессионные и маслосъемные кольца и юбку, спрофилированную таким образом, что отношения диаметральных отклонений от номинального диаметра поршня соответственно в верхней кромке жарового пояса (
1), в нижней кромке первой межколечной перемычки (2), в верхней зоне юбки (3), в нижнее кромке юбки (4) к диаметру цилиндра Dц при заданной величине расстояния от днища поршня до минимального диаметра Н0 приводит к оптимизации профиля боковой поверхности поршня, учитывающей в достаточной мере сложность динамических и тепловых процессов, происходящих в двигателе при движении поршня в цилиндре.Геометрические параметры головки и юбки поршня выполнены в соответствии с соотношениями1/Dц=(2,36-4,8)
10-3,2/Dц=(0,95-3,25)10-3,3/Dц=(0,74-1,84)10-3,4/Dц=(0,08-0,04)10-3,Н0/Dц=0,6-0,9.Недостатком данной конструкции является невысокие прочностные свойства поршня из-за отсутствия в поршне композитных материалов и антифрикционных покрытий, повышающих прочность конструкции.Наиболее близким по технической сущности к заявленному жидкоштампованному поршню с антифрикционным покрытием является поршень, содержащий головку, армированную кварцевыми волокнами с антифрикционным высокотемпературным покрытием и канавками под компрессионные и маслосъемные кольца, юбку с профилированной овально-бочкообразной поверхностью. Геометрические параметры головки и юбки поршня выполнены в соответствии с соотношениями1/Dц=(2,4-2,59)10-3,2/Dц=(0,88-0,94)10-3,3/Dц=(0,65-0,73)10-3,4/Dц=(0,06-0,075)10-3,Н0/Dц=0,55-0,59.Недостатком данной конструкции является то, что, несмотря на попытки оптимизировать профиль рабочей поверхности поршня путем задания ее геометрических параметров, армирование головки кварцевыми волокнами и выполнение ее с антифрикционным высокотемпературным покрытием, в достаточной мере не удалось повысить прочностные свойства поршня из-за произвольной ориентации композитных материалов и отсутствия усиления ими мест наибольших нагрузок, приходящихся на поршень при его работе.Целью настоящего изобретения является повышение прочностных свойств поршня за счет выполнения в местах наибольших напряжений вставок с ориентированными определенным образом композитными волокнами и оптимизации профиля рабочей поверхности поршня путем задания ее геометрических параметров. Выполнение предложенных антифрикционных покрытий на жаровом поясе и юбке позволяет снизить коэффициент трения, что способствует улучшению приработки цилиндропоршневой группы и служит повышению прочностных свойств поршня.Поставленная цель достигается тем, что композитный поршень с антифрикционным покрытием для двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку с антифрикционным покрытием, канавки под компрессионные и маслосъемные кольца и юбку с профилированной овально-бочкообразной рабочей поверхностью, снабжен вставкой из волокнистого материала, соответствующей размеру головки поршня и состоящей из двух частей, одна из которых расположена в днище поршня и имеет волокна материала ее изготовления, ориентированные перпендикулярно днищу поршня, а вторая выполнена не более размера канавок под компрессионные кольца и имеет волокна, ориентированные параллельно днищу поршня, при этом геометрические параметры головки и юбки выполнены в соответствии с соотношениями1/Dц=(2,35-2,39)10-3,2/Dц=(0,81-0,87)10-3,3/Dц=(0,61-0,65)10-3,4/Dц=(0,05-0,055)10-3,Н0/Dц=0,51-0,54,где 1 - диаметральное отклонение в верхней кромке жарового пояса от номинального диаметра поршня, мм;2 - диаметральное отклонение в нижней кромке жарового пояса от номинального диаметра поршня, мм;3 - диаметральное отклонение в верхней зоне юбки от номинального диаметра поршня, мм;4 - диаметральное отклонение в нижней зоне юбки от номинального диаметра поршня, мм;Н0 - расстояние от днища поршня до зоны номинального диаметра, мм;Dц- диаметр цилиндра, мм.Поршень отличается тем, что антифрикционное покрытие выполнено на жаровом поясе в виде высокотемпературного кремнеорганического покрытия, а на юбке в виде эпоксифенольного покрытия.На фиг. 1 изображен композитный поршень с армированной волокнами головкой объемного наполнения.Композитный поршень содержит головку 1 с жаровым поясом 2 и канавками 3 под компрессионные и маслосъемное кольца, юбку 4, спрофилированную определенным образом, и бобышки 5 под поршневой палец с выполненными в них отверстиями 6. Вставка, например, из керамических волокон имеет сложную форму: в верхней части 7 вставки волокна имеют направление, перпендикулярное днищу поршня, а в нижней части 8 волокна ориентированы параллельно днищу поршня. На поршень нанесено антифрикционное покрытие, причем на жаровой пояс 2 нанесено жаростойкое кремнеорганическое покрытие, а на юбке 4 находится эпоксифенольное покрытие.Композитный материал верхней части поршня с волокнами, направленными перпендикулярно действию нагрузки, позволяет значительно повысить прочность и жаростойкость днища поршня, в то время как композитный материал, находящийся ниже, с волокнами, ориентированными параллельно днищу, увеличивает износостойкость боковой части головки поршня, включающей жаровой пояс.При движении поршня в цилиндре происходят сложные гидравлические и тепловые процессы между цилиндром и боковой поверхностью поршня, приводящие к необходимости профилирования поршня и выбора положения поршневых колец. Отношение диаметральных отклонений от номинального диаметра поршня соответственно в верхней кромке жарового пояса (1), в нижней кромке первой межколечной перемычки (2), в верхней зоне юбки (3), в нижней кромке юбки (4), к диаметру цилиндра Dц при заданной величине расстояния от днища поршня до номинального диаметра Н0 приводит к оптимизации профиля боковой поверхности поршня, учитывающей в достаточной мере сложность динамических и тепловых процессов, происходящих в двигателе при движении поршня в цилиндре.1/Dц=(2,35-2,39)10-3,2/Dц=(0,81-0,87)10-3,3/Dц=(0,61-0,65)10-3,4/Dц=(0,05-0,055)10-3,Н0/Dц=0,51-0,54.Антифрикционное покрытие, наносимое на боковые поверхности поршня, позволяет значительно снизить коэффициент трения поршня о стенки цилиндра. Кроме этого покрытие ускоряет процесс приработки поршня.При возникновении вспышки в цилиндре рабочее тело, имеющее высокую температуру, воздействует на днище поршня. В днище поршня возникают сильные механические и тепловые напряжения, композитный материал верхней части препятствует появлению деформаций от этих напряжений, что, в свою очередь, повышает запасы прочности поршня в целом. Тепловой поток, направленный от днища поршня к жаровому поясу и канавкам, вызывает диаметральное увеличение головки поршня. Нижняя часть композитного материала позволяет уменьшить тепловые деформации, а за счет этого минимизировать диаметральные зазоры в жаровом поясе.Предлагаемое устройство позволяет повысить прочностные свойства, что позволяет оптимизировать диаметральные зазоры в цилиндропоршневой группе. При этом снижаются массовые характеристики двигателя и уменьшаются нагрузки на основные детали двигателя.Формула изобретения
1. Композитный поршень с антифрикционным покрытием для двигателя внутреннего сгорания, содержащий головку с антифрикционным покрытием, канавки под компрессионные и маслосъемные кольца и юбку с профилированной овально-бочкообразной рабочей поверхностью, отличающийся тем, что поршень снабжен вставкой из волокнистого материала, соответствующей размеру головки поршня и состоящей из двух частей, одна из которых расположена в днище поршня и имеет волокна материала ее изготовления, ориентированные перпендикулярно днищу поршня, а вторая выполнена не более размера канавок под компрессионные кольца и имеет волокна, ориентированные параллельно днищу поршня, при этом геометрические параметры головки и юбки выполнены в соответствии с соотношениями1/Dц=(2,35-2,39)10-32/Dц=(0,81-0,87)10-33/Dц=(0,61-0,65)10-34/Dц=(0,05-0,055)10-3Н0/Dц=0,51-0,54,где 1 - диаметральное отклонение в верхней кромке жарового пояса от номинального диаметра поршня, мм;2 - диаметральное отклонение в нижней кромке жарового пояса от номинального диаметра поршня, мм;3 - диаметральное отклонение в верхней зоне юбки от номинального диаметра поршня, мм;4 - диаметральное отклонение в нижней зоне юбки от номинального диаметра поршня, мм;Dц - диаметр цилиндра, мм;Н0 - расстояние от днища поршня до зоны номинального диаметра.2. Поршень по п.1, отличающийся тем, что антифрикционное покрытие выполнено на жаровом поясе в виде высокотемпературного кремнийорганического покрытия, а на юбке - в виде эпоксифенольного покрытия.РИСУНКИ
Рисунок 1www.findpatent.ru
Композитная защита картера – выделяем преимущества и даем советы по выбору + Видео
Композитная защита картера – это деталь, которая служит для предотвращения повреждения масляного картера и других конструкций, которые расположены в нижней части подкапотного пространства, а также не дает попадать грязи, камням и воде под капот автомобиля при передвижении по неровным дорогам или в плохую погоду.
1 Правильный выбор защиты двигателя
Лишь на первый взгляд может показаться, что выбор этой детали не представляет особых трудностей, но на практике необходимо учитывать множество факторов: конструктивные особенности, материал, способы крепления и т. д. На некоторых моделях современных автомобилей заводом-изготовителем предусматривается небольшая штатная защита двигателя и подкапотного пространства из пластика, которая при необходимости глушит энергию небольшого удара посредством своей механической деформации. Чаще всего она изготавливается из карбона или АБС-пластика.
Защита картера из карбона
Поэтому при выборе защиты масляного картера двигателя важно учитывать наличие заводской детали и выбирать такую, которая не будет препятствовать характеристикам пластика на деформацию, предусмотренного производителем авто. Наиболее частые материалы для защиты двигателя:
- нержавеющая сталь (2 или 3 миллиметра толщиной),
- алюминий (с магниевым сплавом для увеличения прочности и придания дополнительной эластичности),
- титан (самые прочные и дорогие виды защиты картера двигателя из металла),
- композитные материалы (углепластик, различные виды стеклопластика, карбон или кевлар).
2 Особенности популярных видов защиты картера
Самыми распространенными видами таких деталей является стальная защита картера, которая изготавливается из прочной 2-миллиметровой стали. Такой материал успешно защищает картер двигателя при столкновении с препятствиями на дорогах и предотвращает попадание грязи и влаги. Среди плюсов подобного варианта можно выделить невысокую стоимость, простоту в изготовлении своими руками и ремонтопригодность (возможность быстрой рихтовки), однако стальная защита подвержена коррозии и не прослужит долго без должного ухода или покраски. Изделия из стали и других видов металла используются теми, кто часто передвигается по бездорожью, а на некоторые внедорожники устанавливается стальная защита шириной 3 миллиметра из усиленной стали.
В последние годы все чаще выбор автолюбителей падает на модели из композитных материалов. Такие детали обладают высокой прочностью, еще более низкой стоимостью, чем стальные и алюминиевые, и достаточной долговечностью при использовании как в городских условиях, так и в условиях бездорожья.
Модель из композитных материалов
При изготовлении композитной защиты картера используется специальная технология с изменениями и дополнениями (в зависимости от конкретного материала), при которой несколько слоев (обычно 5–6) из волокна армируются между собой при помощи специальной смолы (полимеров). Такая технология позволяет получать на выходе очень прочный материал, недаром именно композитные детали используются при производстве болидов Формулы 1, а также в космической промышленности.
Среди основных преимуществ композитной защиты двигателя:
- обтекаемая и эластичная форма, которая позволяет повысить эффективность в сравнении с металлами и увеличить площадь защиты картера,
- высокая жесткость и показатель удельной прочности при невысоком весе детали (не более 10 килограмм),
- на таких деталях не остается последствий так называемых остаточных деформаций, чего нельзя сказать о металлических защитах,
- высокие физико-механические характеристики, стойкость к высоким и низким температурам, неподверженность коррозии и другим химическим изменениям,
- возможность моделирования индивидуальной геометрической формы с обтекающими элементами любой сложности,
- отличная шумо- и виброизоляция материала и др.
Таким образом, при выборе защиты для картера мы рекомендуем обращать внимание именно на модели из композитных материалов, при правильном подходе можно подобрать оптимальную модель с хорошим соотношением цена-качество. Далее рассмотрим основные отличия композитных материалов, из которых изготавливается защита картера для современных автомобилей.
3 Использование композитных материалов для защиты двигателя
Стеклопластик – самый распространенный и доступный вариант защиты картера. При производстве ткань (кварц) служит армирующим материалом, который прочно соединяется с различными полимерами. Такие детали самые тяжелые среди других из композитных материалов. Стеклопластик обладает влагостойкостью, низкой теплопроводностью и относительно высокой прочностью (для сравнения, прочность 2-миллиметровой стали в 3 раза выше).
Защитная деталь из стеклопластика
Композитная защита картера из карбона (углепластика) стоит довольно дорого за счет высокой технологичности и стоимости самого материала. При изготовлении требуется более сложное оборудование, при этом их отличительной особенностью можно назвать высокую эластичность и стойкость к вибрациям, легкий вес (в несколько раз легче стали) и высокую прочность.
Карбон из-за высокой стоимости чаще всего применяют при изготовлении корпусов и защит для гоночных автомобилей или при дорогостоящем аэродинамическом тюнинге.
Но самый главный недостаток карбона – это невозможность восстановления. Если деталь из карбона пробита в какой-либо точке, ее придется полностью заменить. Выбирая защиту из карбона, ни в коем случае не покупайте дешевые варианты неизвестных производителей, при несоблюдении технологичности производства она будет не прочнее обычного пластика и быстро деформируется и выйдет из строя.
Изделия из кевлара (пара-армида) обладают высокой механической прочностью за счет особенностей материала. По сравнению с другими видами композитных материалов для защиты двигателя, кевларовые детали обладают самой высокой химической и термической стойкостью; прочностью, которая превышает прочность карбона в 2,5 раза и высокими амортизирующими свойствами. Защита двигателя из кевлара на данный момент самая дорогостоящая из всех представленных видов, однако повредить ее, передвигаясь по обычному бездорожью, практически невозможно. Производством защит двигателя из кевлара занимается американская компания DuPont и южнокорейская фирма Heracron.
tuningkod.ru
