График 2. Рост размеров поршня после 10-часовых термических нагрузок (по данным А, Ляшенко):
№1 - «Муравей 2М» (АО «Росальто», г. Лермонтов); №2 - «Иж-Ю5» (АО «Росальто»);
№3 -«Минск» (неизвестный производитель); №4 - «Муравей 2М» (АО «Росальто», другого года выпуска);
№5 - «Восход ЗМ» (г. Ковров); №6 - «Рига-16»
(г. Ростов, неизвестный производитель); №7 - «Минск» (г. Минск); №8 - «CZ-516» (неизвестный производитель);
№9 - «Хонда CR250R» (Япония).
Твердость материалов поршневого сплава характеризует устойчивость поршня к износу. Общепринято измерять твердость на
специальном приборе по шкале Бринеля (обозначается в единицах НВ). Для четырехтактных двигателей твердость материала нового поршня
должна быть в пределах 85-95 ед. НВ, для двухтактных желательна твердость повыше - 110-120 ед. НВ. Результаты измерений и оценки
приведены в таблице 1. Еще одним критерием пригодности материала (и ресурса поршня) служат испытания на искусственное старение
или "рост" при долговременном температурном воздействии. Изделие помещается на 10 часов в термокамеру при постоянном
нагреве до 195 ± 5°С с последующим остыванием в течение суток. Так имитируется длительная эксплуатация поршня в двигателе.
Для бензиновых двигателей характерны минимальные зазоры между цилиндром и юбкой поршня 40-60 микрон. Поэтому желательно, чтобы материал
не имел каких-либо остаточных деформаций, т. е. его диаметр не увеличивался бы более чем на 10-20 микрон. В противном случае
неизбежны подклинивание поршня при его движении, снижение ресурса деталей или, в лучшем случае, потеря мощности двигателя на 15-20%.
Результаты испытаний поршней на "рост" приведены на графике 1. По нашей просьбе один из постоянных авторов "Мото"
Андрей Ляшенко провел схожие испытания 11 поршней. Но при более высоких температурах - до 250°С. Это соответствует длительной
работе двигателя в режиме постоянных перегрузок. Его результаты и оценка представлены на графике 2.
Вывод: можно однозначно утверждать, что наряду с качественными образцами, встречаются поршни явно кустарного производства, отлитые из
некачественных сплавов, «рост» которых запредельно превышает допустимые нормы. Понятно, что твердость материала поршня и
его «рост» напрямую связаны с химсоставом материала поршня. На всех мотозаводах применяют либо высокопрочные специальные
сплавы, либо стандартизированные поршневые алюминиевые сплавы (например, КС-740). Чтобы обеспечить прочность (кстати, требования к
мотоциклетным двухтактным поршням выше, чем к автомобильным и даже танковым), добавляют легирующие присадки. Главная из них - кремний
(Si), которого должно быть в пределах 16,5-19% (в четырехтактных нормируется 10-12%). Поэтому даже прекрасные во всех других случаях
алюминиевые сплавы Д16Т или В95 для мотоциклетных поршней нежелательны. И уж тем более неприемлемы сплавы, полученные путем переплавки
отработанных автомобильных деталей, а похоже именно из таких материалов были изготовлены некоторые из наших образцов. Результаты
химического анализа обследуемых поршней и их оценка приведены в таблице 3. Выводы проведенной экспертизы малоутешительны: прилавки
рынков и магазинов заполнила некачественная самопальная продукция. Правда, от этого пока страдают в основном владельцы оппозитов.
Впрочем, есть другой путь - искать не фирменный поршень, а тот, что делают в фирмах, специализирующихся на тюнинговой продукции. Такие
компании сейчас есть. Заказанный в них поршень обойдется дороже (примерно $20-50), но он надежнее, и потом вам будет к кому обратиться с
претензией в случае брака.
Поршни легких мотоциклов («Минск», «Восход», «Сова»), видимо, не подделывают. Они дешевы, имеется
достаточное их количество заводского изготовления, а сами мотоциклы не попали в престижную категорию, как оппозиты. Однако и среди
этих изделий попадается брак. Особо обидно за «Пилотов» - этим машинам, как никаким другим, нужны прочные поршни. К слову,
самый высококремнистый сплав (до 22,5%) применялся в поршнях к 50-кубовым «Ш-51,... 58». К тому же ресурс
«полтинников» всегда ниже, чем у мотоциклов, а значит, поршни приходится менять часто. Владельцам иномарок можно пока не
беспокоиться - их машин пока слишком мало, чтобы кто-то в России занялся изготовлением деталей к ним. В худшем случае привезут
продукцию из Кореи или Китая, в этих странах, как показала экспертиза (образец № 13), делают не так плохо. И все же лучше всего
купить фирменную деталь у внушающего доверие дилера.
Редакция признательна специалистам Ковровского, Ижевского, Тульского и Ирбитского мотозаводов за предоставленные чертежи
поршней и консультации.
Особая благодарность заслуженному деятелю науки и техники РСФСР, профессору И. Я.Райкову и кандидату технических наук И.Н.Федоренко
за помощь в проведении инструментальной экспертизы.
Признаки халтуры (поршень №2, «Днепр»):
1 - косо просверленные отверстия;
2 - заусенцы в канавках;
3 - следы резца;
4 - грубо обработанная поверхность;
5 - облой, закрывающий маслосливные отверстия;
5 - профиль юбки не бочкообразный и даже не прямой, а ломаный.
«По щучьему велению» самый лучший из поршней - от «Полариса».
Результаты химического анализа поршней и оценка их качества
№ поршня
Присадки и примеси, %
Оценка поршневого сплава
кремний
цинк
свинец
1
19,1
0,11
0,025
Поршневой сплав
2
7,1
1,8
0,15
Не поршневой сплав; мало кремния, а цинка и свинца выше нормы
3
9,5
1,5
0,14
Не поршневой сплав; мало кремния, а цинка и свинца выше нормы
4
14,2
0,08
0,038
Поршневой сплав, но кремния немного ниже нормы
5
15,8
0,1
0,1
Поршневой сплав
6
17,1
0,12
0,05
Поршневой сплав
7
13,2
0,08
0,041
Поршневой сплав, но кремния немного ниже нормы
8
11,0
1,4
0,13
Не поршневой сплав: цинка и свинца выше нормы
9
6,02
1,78
0,14
Не поршневой сплав: мало кремния, а цинка и свинца выше нормы
10
17,5
0,08
0,04
Поршневой сплав
11
12,0
0,5
0,1
Поршневой сплав
12
18,2
0,026
0,025
Поршневой сплав
13
13,2
0,09
0,15
Поршневой сплав, но кремния немного ниже нормы
14
18,3
0,025
0,027
Поршневой сплав
Результаты измерений и оценка твердости материала поршня
№ поршня
Тип двигателя
Твердость, ед. НВ
Оценка
1
2-тактный
130
Отлично
2
4-тактный
80
Плохо
3
4-тактный
107
Хорошо
4
2-тактный
120
Хорошо
5
2-тактный
98
Плохо
6
2-тактный
116
Хорошо
7
2-тактный
105
Плохо
8
4-тактный
115
Хорошо
9
4-тактный
96
Хорошо
10
2-тактный
115
Хорошо
11
4-тактный
135
Отлично
12
2-тактный
122
Хорошо
13
2-тактный
120
Хорошо
14
2-тактный
130
Отлично
15
2-тактный
120
Хорошо
Содержание остальных присадок и примесей (никель, медь, марганец и железо) у всех поршней в пределах нормы.