Регистрация Войти
Вопрос

Что можно сделать, если поршень недостаточно тяжёлый?

Я восстанавливаю 6-цилиндровый двигатель BMW. Двигатель проехал 300 000 км. Я хочу сбалансировать вращающийся узел, чтобы увеличить максимальную частоту вращения с 6500 до 7000 об/мин. После тщательной очистки поршней были получены следующие результаты, представленные в таблицах ниже.


введите описание изображения здесь


Как видно, поршень 4-го цилиндра отличается по весу от самого тяжёлого на 5,2 грамма. Двигатель без проблем проработал 300 000 км. Подшипники изношены равномерно, коленчатый вал не изношен, в 4-м цилиндре нет проблем с отверстием, как и с поршнем (визуально).


Удаление до 5,2 грамма из остальных 5 алюминиевых поршней не кажется мне хорошей идеей, и я не хочу этого делать, так как это приведёт к значительному удалению материала.


Какой подход лучше всего использовать для повышения красной черты?


Дополнение: поразмыслив ещё немного, я решил поменять местами поршни 3 и 6 и уменьшить максимальное значение на 2,5 г, чтобы получить результат, показанный ниже. Поскольку это рядный 6-цилиндровый двигатель, пары 1 и 6, 2 и 5, а также 3 и 4 будут сбалансированы. Таким образом, все основные силы должны компенсироваться. Осуществим ли такой подход?


введите описание изображения здесь


Вот нижняя часть поршня, и после того, как я удалил материал (всего 1,5 г)


введите описание изображения здесь


введите описание изображения здесь
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/92475/what-can-be-done-about-an-underweight-piston
1
+ Читать

12 Комментариев

  1. Обычно при подборе поршней по весу вы делаете именно то, чего, по вашим словам, делать не хотите... то есть взвешиваете все поршни и выбираете тот, который весит меньше всего. Поскольку вы не указали, какой именно двигатель вы восстанавливаете (вы сказали, что это 6-цилиндровый двигатель BMW... существовало множество различных 6-цилиндровых моделей BMW), я не могу найти технические характеристики вашего двигателя. Однако 5,2 грамма (0,18 унции) — это очень мало. На большинстве поршней есть утяжелители, которые позволяют регулировать вес поршней. Убрав утяжелители из этих мест, вы никак не повредите и не ослабите поршень. А если всё сделать правильно, то можно улучшить общую конструкцию поршня, устранив слабые места (например, напряжённые участки).


    Чтобы сделать то, что вам нужно сделать, я бы посоветовал одно из трёх:



    1. Уберите лишний вес с остальных 5 поршней. Как я уже сказал, в поршнях есть дополнительный материал, который позволяет это сделать. Поскольку нужно убрать совсем немного веса, делайте это постепенно, часто взвешивая поршень, с которым работаете, чтобы не ошибиться в расчётах. Лишний вес можно легко убрать с помощью шлифовальных кругов на токарном станке. Если шлифовать большую площадь, то с любого участка будет удалено минимальное количество материала. Просто чтобы вы поняли: это делается изнутри нижней части поршня. Не удаляйте материал юбки, только материал изнутри, стараясь не задеть обработанные участки.

    2. Замените штатный поршень на тот, который не соответствует техническим требованиям. Вы можете приобрести комплект бывших в употреблении поршней одинакового размера и найти тот, который вам подходит по весу.

    3. Купите комплект высокопроизводительных поршней. Большинство производителей качественных поршней обеспечивают одинаковый вес комплектов поршней на заводе. Вы покупаете весь комплект, и поршни будут одинаковыми не только по весу, но и по всем остальным размерам. Я купил комплект поршней Federal Mogul для сборки LS. Они были не только одинаковыми по весу, но и имели диаметр в пределах +/- 0,00025 дюйма (0,00635 мм).


    Не забывайте, что при балансировке вращающегося узла нужно учитывать не только вес поршней. Необходимо также сбалансировать шатуны. Это делается с обоих концов шатунов. После балансировки шатунов необходимо сбалансировать весь вращающийся узел. Это может включать в себя добавление или уменьшение веса коленчатого вала и зависит от него, а также от веса всех компонентов поршня/штока, включая поршни, поршневые пальцы, стопорные кольца (при необходимости), кольца и подшипники.


    Ещё один момент, о котором следует помнить при попытке увеличить число оборотов в минуту, — это регулировка клапанов. Да, вы же не хотите, чтобы нижняя часть двигателя развалилась из-за дисбаланса. Если у вас нет регулировки клапанов, то из-за их провисания мощность точно упадёт. Чтобы этого избежать, нужно заменить клапанные пружины на более жёсткие.


    Всё вышеперечисленное связано с тем, чтобы заставить двигатель работать на более высоких оборотах. Поскольку вы говорите, что восстанавливаете двигатель, вам нужно убедиться, что все допуски на старых деталях не нарушены. Надеюсь, вы полностью измеряете поршни, чтобы убедиться, что они соответствуют техническим требованиям (например, не изношены юбки и т. д.), а отверстия цилиндров по-прежнему круглые и не сужаются. Нужно проверить множество мест износа. Без тщательной проверки и знания того, что нужно проверять в первую очередь, я бы посоветовал вам найти хороший источник информации по этим вопросам в процессе восстановления, иначе вы просто потратите много времени и денег впустую. Это всего лишь совет.


    РЕДАКТИРОВАТЬ: Поскольку, похоже, возникла некоторая путаница в том, что я здесь написал, я добавляю ссылку на видео о том, как/где удалить материал из вашего поршня: https://youtu.be/sPsC4BG80hE

  1. Я считаю, что в целом, если вам нужен такой уровень производительности, то комплект кастомных поршней — это обычное решение.


    В качестве альтернативы вы, скорее всего, могли бы отправить этот набор мастеру по изготовлению двигателей, чтобы он сбалансировал его. Для этого почти наверняка придётся убрать часть материала, чтобы все детали были сбалансированы.


    Замена поршней, безусловно, возможна, но я бы не стал этого делать, пока не заменил поршневые кольца и не отшлифовал цилиндры.
  1. @tgun926 — Я предлагаю продолжать. Там ещё много материала, который можно удалить. Можно удалить любое выступающее место на задней части поршня, которое является частью отливки. Когда вы дойдёте до того, что у вас не останется никаких выступающих точек, начните сглаживать поверхность, снимая совсем немного материала со всех сторон. Не концентрируйтесь на каком-то одном участке во время сглаживания.
  1. Я добавил фотографию снятого материала. Мне удалось снять всего 1,5 г. Я посмотрел видео, на которое вы ссылаетесь. Большинство поршней вторичного рынка настолько хорошо сбалансированы, что в тех местах, где он показывает, что нужно снимать материал, его совсем немного. Пожалуйста, дайте мне знать, если вы считаете, что на моей фотографии есть ещё какие-то места, где нужно снимать материал.
  1. @jaskij — спасибо, что помогли мне понять ваши намерения. Сумма действительно небольшая, с какой стороны ни посмотри, но ваш взгляд говорит о многом (каламбур :о)
  1. @Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2 о, я не думаю, что ты в лесу, совсем наоборот — я просто хотел подчеркнуть, насколько мал объём материала, который нужно удалить, в некоторых относительных величинах.
  1. @jaskij — ничего страшного, что ты не разбираешься в автомобилях. Мы рады, что ты здесь. Просто пойми, что в профессиональных мастерских по ремонту двигателей этим занимаются каждый день. Чтобы ты не думал, что я не разбираюсь в том, о чём говорю, я добавил в свой ответ ссылку, которая показывает, где и как можно удалить материал, не беспокоясь о том, что это повлияет на прочность поршня. Опять же, в общей картине вещей количество веса, о котором мы говорим, минимально.
  1. @jaskij Да, около 2 мл. Почти ровно половина кубического дюйма. Если посмотреть с другой стороны: это примерно 1,3 % массы поршня, которую нужно удалить. На мой взгляд, это довольно значительная сумма. Но у меня нет знаний, чтобы оценить, возможно ли это.
  1. Я не разбираюсь в автомобилях, но присоединился к обсуждению только ради этого комментария: плотность алюминия составляет около 2,7 г/см3. Объём обычной чайной ложки — 5 мл. 5 г алюминия — это треть чайной ложки.
  1. Я правда не думаю, что вы понимаете, насколько мало материала — всего 5 г... операция сглаживания с использованием рулонов для картриджей позволит быстро справиться с задачей.
  1. Кольца заменены, цилиндры уже отшлифованы, а поршни измерены. Что касается зазора между поршнем и стенкой цилиндра, то замена поршней не повлияет на соответствие техническим требованиям.
  1. Да, все критически важные измерения были проведены и проверены в пределах допустимых отклонений. На этом поршне OEM очень мало мест, где можно удалить материал (уравновешивающие выступы крошечные), поэтому я не думаю, что удаление 5 граммов — это идеальный вариант. Поймите, что балансировка вращающегося узла — это не только вес поршня. Меня больше интересовало, ПОЧЕМУ мы балансируем вращающийся узел, и если мы рассматриваем первичные/вторичные силы в двигателе (кстати, BMW M54), то какой подход лучше использовать, чтобы уменьшить износ материала.
Вы уже ответили на этот вопрос