Поршневые пальцы
Поршневой палец – элемент кривошипно-шатунного механизма цилиндрической формы, который представляет собой ось перемещения шатуна в месте его соединения с поршнем и обеспечивает таким образом подвижное шарнирное соединение головки шатуна и поршня.
В процессе работы двигателя как поршень, так и поршневой палец подвержены серьезным нагрузкам. На палец воздействует давление на такте сжатия топливно-воздушной смеси, сила расширяющихся газов после их воспламенения, инерция, изгибающее усилие и т.д. С учетом таких нагрузок материалом изготовления поршневых пальцев выступает закаленная сталь. Форсированные двигатели сравнительно со штатными вариантами получают поршневой палец с более твердой поверхностью из легированной стали.
Конструктивно поршневой палец имеет внутреннее отверстие для облегчения детали. Малый вес означает снижение инерционных потерь и рост КПД двигателя. При этом палец должен оставаться прочным и износостойким в условиях запредельных нагрузок.
Еще одним вариантом внутреннего отверстия пальца является выполнение открытых наружу отверстий-конусов ( разновидность с конической перемычкой или без таковой). Конусы сужаются в середине поршневого пальца.
Подобные решения позволяют эффективно снизить вес детали и сохранить необходимую прочность, но имеют высокую себестоимость для массового производства. По этой причине пальцы данного типа обычно ставятся на спортивные и форсированные двигатели, при изготовлении которых конечная стоимость изготовления имеет второстепенное значение.
Поршневые пальцы по способу установки бывают двух типов:
- фиксированный поршневой палец;
- плавающий поршневой палец;
Фиксированный палец предполагает плотную посадку в натяг для надежной осевой фиксации. Такое крепление означает отсутствие вращения пальца в месте установки (верхняя головка шатуна или отверстия бобышек поршня).
Фиксированное соединение обычно реализуется в верхней головке шатуна. Поршневой палец при таком способе крепления вращается в отверстиях бобышек поршня, где предусмотрен определенный зазор. Установка фиксированного поршневого пальца во время ремонта ДВС становится возможной после значительного нагрева шатуна.
Плавающий палец означает установку детали с определенным зазором как в верхней головке шатуна, так и в бобышках поршня. Фиксация поршневого пальца в этом случае реализуется при помощи специальных стопорных колец.
Указанные стопорные кольца плавающего поршневого пальца устанавливаются в проточки, которые выполнены в бобышках поршня. Также в моторах с плавающим поршневым пальцем в верхней головке шатуна дополнительно установлена бронзовая втулка для минимизации трения.
Поршневые пальцы плавающего типа нуждаются в смазке, так как область шарнирного соединения с головкой шатуна сильно нагружена. Головка шатуна и втулка головки имеют специальное отверстие, через которое моторное масло проникает из внутренней полости поршня.
Что касается указанной полости, смазка подается туда от маслосъемных поршневых колец через специальные отверстия в поршне или может впрыскиваться при помощи масляных форсунок системы смазки двигателя.
Поршневой палец как элемент ДВС
«Анатомия» пальца
Поршневой палец входит в состав одноимённой группы ДВС. Полая (очень редко сплошная) деталь цилиндрической формы изготовлена из стали. С её помощью выполняется шарнирное соединение двух подвижных компонентов ДВС – шатуна и поршня. По типологии дисциплины «детали машин» ПП представляет собой ось шарнира.
В моторах поршневого типа тепловая энергия, которая образуется при горении топлива в цилиндрах, преобразуется в энергию движения с помощью кривошипно-шатунного механизма.
Двумя базовыми рабочими элементами являются поршень и шатун, связанные шарниром. Благодаря последнему оси шатуна и поршня могут отклоняться от одной прямой. Палец поршневой и служит «исполнительным органом» этого подвижного соединения.
Играя роль шарнира, ПП передает вращательный момент от поршня к шатуну при работающем двигателе. В момент запуска мотора передача моментов идёт в обратном направлении.
Роль пальца не сводится к статическому соединению двух частей поршневой группы. Это деталь, которая обеспечивает согласованную работу всех элементов группы, а косвенно – и сопряжённого коленчатого вала. Деформация и разбалансировка ПП в результате постепенного износа или удара ставит под угрозу работу силовой установки в целом. Но прежде чем приобретать новые детали, нужно разобраться в конструктивных особенностях разных видов ПП.
Виды и характеристикиКонструкция ПП едина для разных моделей ДВС. Это тонкостенный цилиндр, который крепится в поршневых бобышках и головной части шатуна.
Торцы стержня снабжены фасками для простого крепления. Возможно исполнение дополнительных элементов в корпусе:
- конусообразная расточка внутренних стенок для снижения массы изделия;
- нанесение кольцеобразных поясков на внутренних поверхностях с целью повышения их прочности;
- исполнение отверстий для жёсткого крепления пальца в поршневых бобышках.
Серийные ПП делают из машиностроительной углеродистой стали марок Ст15, Ст20, Ст45 и др. В некоторых случаях берется хромистая легированная сталь (Ст-20Х, Ст-40Х, Ст-45Х, Ст-20ХНЗА).
Если изделие выполнено из стали с низким содержанием углерода, внешняя поверхность и торец подвергаются закалке на глубину до 1,5 мм. В результате твердость снаружи варьируется в диапазоне от 55 до 62 HRC1, в то время как твердость внутренней поверхности стержня не превышает 30 HRC.
Закалка деталей из среднеуглеродистых сталей выполняется с помощью высокочастотного электрического тока. Также внешняя поверхность шлифуется.
В результате шлифовки нейтрализуются напряжения, возникшие в стенке во время изготовления детали. Если её не отшлифовать, высок риск появления наклепов и задиров, которые могут привести к разрушению стенок.
Как крепят пальцы?Крепление ПП к поршню обеспечивают бобышки – два симметричных расширения с продольными отверстиями. Соединение предусматривает две формата ПП:
- Плавающий.
- Запрессованный в «тело» шатуна.
Вторая конструкция реализуется чаще, поскольку жесткая фиксация ПП в головке исключает смещение изделия относительно оси. В то же время нежёсткое крепление в бобышках предусматривает определенную степень свободы — ПП может смещаться, что гарантирует гибкую адаптацию механизма ко всем режимам работы двигателя.
Это любопытно. Поршневые пальцы, запрессованные в шатун, устанавливались ещё на первенце завода АвтоВАЗ – знаменитой «копейке» ВАЗ-2101. Такая же инновационная для 70-х годов схема была реализована на «пятерках» 2105, а позже и на «восьмерках» 2108.
Плавающий палецМеханизм с плавающим ПП свложнее, поскольку требует установки дополнительных деталей. Зазоры присутствуют и в бобышках поршня, и в головке шатуна. Проворачивание происходит относительно свободно. Камень преткновения – неизбежное смещение. Для устранения этого эффекта используют пружинные кольца, которые не допускают выпадение ПП.
Материал колец – гибкая стальная проволока или штампованные гибкие пластинки прямоугольной формы. Для удобства установки колец на их концах делают вспомогательные отверстия под инструмент. Стопорные кольца ПП истираются быстро, поэтому приходится достаточно часто извлекать старые компоненты и ставить новые.
Альтернативное техническое решение – стопоры-грибки (заглушки), которые изготавливают из мягкой стали, чтобы не повредить поверхность цилиндра, контакт с которой при возвратно-поступательном движении поршня неизбежен. Такая конструкция характерна для двухтактных двигателей с конкретной схемой расположения впускных и выпускных отверстий. Ещё один вариант фиксации – винт, соединяющий торец и бобышку.
Штатное смещение между осью поршня и осью ПП вне зависимости от типа крепления – 1,5 мм, и даже больше. Смещение позволяет исключить разрушающие нагрузки при прохождении верхней и нижней «мёртвых точек». Если бы не указанная свобода смещения, проворачивание механизма было бы сильно затруднено.
При неисправности поршневой группы слышен характерный стук, водители говорят, что «стучат пальцы». Этот симптом как раз и указывает на недостаток пространства при проворачивании ПП.
Выбор и замена ПП
Интенсивная работа ДВС, особенно с частой сменой режимов, чревата сверхнормативными нагрузками и деформацией деталей.
К сожалению, ПП – заведомо неремонтопригодный элемент, при поломке он идёт под замену. Ранним симптомом неисправности служит снижение динамических характеристик мотора, параллельно появляется характерный звук из моторного отсека.
Устранение неисправности предполагает замену изношенных ПП, а иногда по результатам диагностики – и изношенных смежных деталей. Если палец плавающий, то втулки, стопорные кольца и другие мелкие детали надо менять практически всегда. Элементы на замену подбираются по специальным сервисным размерам. Для силовых установок российского производства предусмотрено три штатных размера ПП с шагом 0,004 мм.
Категория ПП | Минимальный диаметр | Максимальный диаметр |
1-я | 21,970 | 21,974 |
2-я | 21,974 | 21,978 |
| 3-я | 21,978 | 21,982 |
Градация позволяет подобрать компоненты с учетом конструкции кривошипно-шатунного механизма, расположением рабочих отверстий и других характеристик.
Установка новых деталей может потребовать расточки отверстий и других подготовительных действий, о которых упомянуто выше.
Пальцы обычно продаются четными комплектами (по 2,4 и более штук). В комплект могут входить стопорные кольца и другие вспомогательные детали.
Установка плавающих пальцев редко требует применения электрооборудования. Штатные элементы устанавливаются вручную или с применением нехитрого ручного инструмента. Монтаж запрессованного ПП требует применения специального прессовочного оборудования, которое внешне напоминает тиски.
Установка в натягКрепление плавающего ПП в бобышке может потребовать нагрева деталей до 55-75°. Мастера называют операцию установкой в натяг. Смысл процедуры в том, чтобы исключить стук при запуске двигателя. Стук связан с тем, что у алюминиевого поршня и стального ПП разные коэффициенты теплового расширения. При установке в натяг расстояние между деталями минимально, и соударения при холодном запуске не происходит.
Замена ПП предполагает диагностику и разбор мотора и требует соответствующих профессиональных навыков и экипировки. Правильно подобранные и квалифицированно установленные пальцы – залог полноценной и безаварийной работы силовой установки в целом.
различных стилей и способы их установки
Поиск
Существует множество способов крепления поршня к шатуну, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Вот посмотрите на различные типы поршневых замков и как их правильно установить.
Попросите опытных моторостроителей назвать наиболее неприятный или утомительный этап в процессе сборки, и, скорее всего, они согласятся установить любой стиль этих темпераментных подпружиненных штифтовых замков. Они недороги, учитывая нагрузку на них, но эти замки имеют решающее значение для долговечности двигателя. Если они потерпят неудачу, то может последовать любое количество сценариев, почти все из них катастрофические.
Поклясться, что эти ужасные орудия пыток прокляты, не грех. Тем не менее, мы должны понять их, чтобы полюбить их.
Начнем с нескольких основ. Существует три метода крепления поршня к шатуну:
Слева направо показаны три популярных типа замков с булавкой: стопорное кольцо, проволочный зажим и спиральные замки.- Анкерный или фиксированный штифт — поршневой штифт свободно поворачивается внутри маленького конца шатуна, обычно с помощью втулки. Поршень фиксируется на штифте с помощью винтов, которые проходят через выступы штифта в штифт. Этот метод используется в основном в промышленных двигателях и никогда не использовался на рынке высокопроизводительных двигателей, за исключением, возможно, редкого винтажного применения.
- Полуплавающий штифт — Штифт крепится к соединению за счет некоторой формы трения, после чего поршень свободно поворачивается внутри бобышек поршневого пальца. Крепление штифта к стержню обычно осуществляется запрессовкой.
Маленький конец шатуна нагревается, что увеличивает металл и диаметр отверстия. Поршень располагается над штоком, а затем штифт вдавливается на место. Еще один способ крепления штифта к стержню — конструкция шатуна типа «шпилька-болт». Здесь узкий конец разделен, что позволяет установить штифт, а затем он фиксируется на месте при затягивании стопорного болта на стержне. Эта конструкция в значительной степени эксклюзивна для больших промышленных двигателей, где достаточно места для установки ключа внутри поршня.
Маленький конец шатуна нагревается, что увеличивает металл и диаметр отверстия. Поршень располагается над штоком, а затем штифт вдавливается на место. Еще один способ крепления штифта к стержню — конструкция шатуна типа «шпилька-болт». Здесь узкий конец разделен, что позволяет установить штифт, а затем он фиксируется на месте при затягивании стопорного болта на стержне. Эта конструкция в значительной степени эксклюзивна для больших промышленных двигателей, где достаточно места для установки ключа внутри поршня.- Полностью плавающий штифт — Штифт свободно поворачивается как внутри малого конца шатуна, так и в бобышках поршневого пальца. Запястный штифт удерживается в узде и не царапается цилиндром одним из двух способов:
- Подпружиненный замок с каждой стороны, фиксирующий штифт между бобышками штифта (это может быть спиролок, стопорное кольцо, круглое проволочный замок и т. д.
- Пара пуговиц, которые занимают пространство между штифтом и стенкой цилиндра, удерживая штифт по центру выступов штифта.
д.Полуплавающий штифт
Полуплавающий штифт с прессовой посадкой широко используется в серийных двигателях, особенно в старых моделях, в то время как в большинстве высокопроизводительных двигателей используются полностью плавающие поршни.
«Запрессовка штифтов требует нагрева стержня, что плохо для материала стержня с точки зрения термообработки. Для прессования требуется оборудование, которого нет для плавающих штифтов», — объясняет Алан Стивенсон. «Сложность сборки и разборки. Кроме того, плавающие штифты естественным образом центрируются в поршне, что обеспечивает равномерную нагрузку. Очень сложно идеально центрировать нажатую булавку».
С другой стороны, свободно плавающие поршни требуют этих противных замков. Но вряд ли любое решение достигается без некоторых осложнений. Большинство мнений о блокировках на запястье таково, что они решают больше проблем, чем создают.
Но как насчет пин-кнопок? Их так же легко установить, как толкатели.
Кнопки с булавками
«Кнопки популярны в некоторых классах дрэг-рейсинга из-за простоты сборки и разборки, например, между гонками в Top Fuel. Помимо дрэг-рейсинга, многие люди даже не знают о них», — говорит Стивенсон, добавляя, что кнопки также значительно дороже, чем замки. «С другой стороны, кнопки могут свободно вращаться и, следовательно, не считаются лучшим решением для поддержки смазочного кольца, когда отверстие для штифта пересекает канавку смазочного кольца. Кнопки также тяжелее».
Штифтовые кнопки также заработали неприятную репутацию из-за того, что стирают масло со стенки цилиндра и, возможно, царапают металлическую поверхность или, по крайней мере, соскребают масло в этом месте и позволяют песку или нагару проникать в стенку.
Их лучше оставить для приложений, где двигатели часто обслуживаются.
Замки на запястье и типы
Остаются замки на запястье, если вы собираетесь использовать свободно плавающий штифт, как это делают почти все высокопроизводительные приложения. Это крепежные детали пружинного типа, предназначенные для обеспечения посадки с натягом в канавке, выточенной на краю каждой втулки штифта. Замки удерживают штифт на запястье по центру выступов штифта, позволяя при этом вращаться. Эластичность замка позволяет им каким-либо образом деформироваться при установке и снятии.
В автомобильных двигателях используются три типа: стопорное кольцо или Tru Arc; Спиролок; и проволочный замок или стопорное кольцо, которое предлагается как минимум в трех различных исполнениях.
Последние два типа являются наиболее популярными среди производителей высокопроизводительных двигателей.
Стопорные кольца
Как правило, дуги Tru Arc проще всего устанавливать, и они более популярны в легких условиях эксплуатации. Стопорное кольцо или Tru Arc легко устанавливается с помощью специальных пассатижей. Кончики этих плоскогубцев входят в отверстия на концах стопорного кольца. Когда рукоятки плоскогубцев сжимаются, стопорное кольцо сжимается настолько, что плотно входит в удерживающую канавку на поршне. Предупреждение: стопорные кольца изготавливаются с гладкой и шероховатой стороной. Убедитесь, что гладкая сторона обращена к запястному штифту.
Spirolocks
Spirolocks, иногда называемые просто спиральным стопорным кольцом, изготовлены из плоской проволоки из нержавеющей стали, намотанной в спираль или небольшой виток. Они очень эффективно фиксируют булавки на запястье; но при растяжении для установки обнажаются их острые края. «Спиролоки самые дешевые, но их сложно установить и разобрать, — говорит Стивенсон.
Для многих поршней требуется по два замка Spirolock с каждой стороны, что удваивает время установки. Вероятно, существует столько же различных способов установки Spirolocks, сколько производителей двигателей. Используя ювелирные отвертки для стоматологических инструментов, опытные механики разработали ряд личных приемов, позволяющих избежать порезов кожи, а также ускорить процесс установки.
Есть также несколько специальных инструментов spirolock.
Spirolock устанавливается путем небольшого разведения. Передняя кромка располагается внутри удерживающей канавки поршня, затем катушки буквально закручиваются или встают на место внутри канавки. Некоторые производители двигателей предпочитают использовать пальцы, но большинство используют одну или две маленькие отвертки с плоской головкой, чтобы вдавить спиральную проволоку в удерживающую канавку.
Существуют также специальные инструменты, такие как Lock-in tool от Precision Engine Service. Он предназначен для установки Spirolock без необходимости обработки острых краев. Spirolock необходимо раздвинуть, чтобы он поместился в канавках инструмента.
Инструмент помещается в поршень так, чтобы передняя кромка Spirolock входила в ретенционную канавку. Затем инструмент вращают против часовой стрелки до тех пор, пока Spirolock не сядет должным образом в канавку.
Штифты, предназначенные для типов замков
Хотя три различных типа замков со штифтом не предназначены для взаимозаменяемости, удерживающие канавки, обработанные для замков Spirolock и стопорных колец, аналогичны. Tru Arcs, или стопорные кольца, и Spirolocks также должны использоваться со штифтами для запястья, имеющими плоские края.
«Канавы имеют разные формы и размеры, однако Tru Arcs можно использовать взаимозаменяемо со Spirolocks той же толщины», — говорит Стивенсон.
Стопорные кольца, однако, должны использоваться с поршневыми пальцами со скошенными кромками. Удерживающие канавки на бобышках штифтов должны быть выполнены с небольшим рельефом, выточенным на кромке канавки. Иногда этот рельеф или выемка используются для облегчения удаления. Или его можно использовать для правильного позиционирования определенной конструкции зажима для проволоки.
Советы и рекомендации по замкам на запястье
- Независимо от типа замка, убедитесь, что они правильно установлены и заподлицо по всему периметру стопорного паза.
- Не царапайте поршень отвертками, скребками для уплотнительных колец или другими инструментами. Глубокий звон может привести к повышению стресса.
- Убедитесь, что фиксирующая канавка чистая и в ней нет песка, который может помешать правильной посадке.
- Некоторые производители двигателей удаляют заусенцы с концов проволочных зажимов, чтобы обеспечить более чистую посадку в удерживающей канавке.
- Перед установкой штифтов убедитесь, что поршни и штоки правильно ориентированы. Вы не хотите разбирать их, потому что фаска штока не обращена к радиусу галтели коленчатого вала, когда поршень в сборе установлен в цилиндр.
- Независимо от стиля замки на запястье недороги, поэтому лучше никогда не использовать их повторно.
Правильное использование проволочных замков
«Проволочные замки — лучшее общее решение с точки зрения надежности, так как любые боковые усилия, прилагаемые штифтом, служат для дальнейшего закрепления замка в канавке. «, — говорит Стивенсон.
Проволочные замки являются наиболее распространенным типом замков для высокопроизводительных поршней и бывают трех популярных типов для использования в автомобилях (их можно найти больше в промышленных и мотоциклетных двигателях). Есть базовый клип с открытым концом, напоминающий букву «С». Этот замок можно установить голыми пальцами или с помощью отверток и отмычек, в зависимости от прихотей производителя двигателя.
Модифицированная версия зажима для проволоки имеет загнутые вверх выступы на каждом конце, которые выполняют ту же функцию, что и отверстия в стопорном кольце. Это позволяет использовать специальные плоскогубцы для установки. Этот стиль более популярен в OEM-приложениях, чем в высокопроизводительных двигателях.
Производители двигателей, как правило, на протяжении многих лет вырабатывают излюбленный способ фиксации штифтом на запястье. Опять же, двумя наиболее популярными среди высокопроизводительных двигателей являются Spirolocks и проволочный зажим или стопорное кольцо. Нет исследований или данных, указывающих на то, что один из них сильнее или лучше спроектирован, чем другой. В основном это сводится к выбору производителя двигателя.
Однако изготовитель поршня должен быть проинформирован об этом выборе, так как ретенционная канавка обрабатывается по-другому и необходимо использовать правильный поршневой штифт.
АВТОРСКИЕ ПРАВА © 2022 JEPISTONS ВСЕ ПРАВА ЗАЩИЩЕНЫ. JE PISTONS ЯВЛЯЕТСЯ ЧАСТЬЮ СЕМЕЙСТВА БРЕНДОВ-ПОБЕДИТЕЛЕЙ ГОНОК
Что такое поршневой палец? Типы, детали, функции, смещение штифта [PDF]
Из этой статьи вы узнаете , что такое поршневой палец? Его конструкция, работа, методы проектирования, общие требования и прочность поясняются диаграммами .
Кроме того, вы также можете загрузить PDF-файл этой статьи в конце.
Что такое поршневой палец или поршневой палец?
В двигателе внутреннего сгорания поршневой палец помогает соединить поршень с шатуном и обеспечивает опору шатуна для поворота, когда поршень должен двигаться. Или проще говоря, поршневой палец является связующим звеном между поршнем и шатуном.
В большинстве двигателей, включая паровые двигатели, большие стационарные и/или морские двигатели, этот штифт расположен в скользящей траверсе, которая обычно соединяется с поршнем через шток.
Этот штифт представляет собой кованый небольшой полый стержень, обычно изготавливаемый из высокопрочного стального сплава. Конструкция штифта является сложной задачей, особенно в случае небольших высокооборотных автомобильных двигателей. Давайте узнаем работу поршневого пальца.
Конструкция
Выглядит почти так же, как простой цилиндрический вал, который может быть сплошным или полым. Концы этого штифта имеют фаску. Этот палец удерживается в поршне циркулярной пилой, при этом с середины его окружает малокалиберный конец шатуна.
Как правило, он изготовлен из специальной закаленной стали и может выдерживать сдвигающие нагрузки за счет передачи усилия от поршня к шатуну. Ну, у него очень точные допуски на диаметр для идеальной посадки в отверстии поршня.
Читайте также: Что такое коленчатый вал и как он работает?
Рабочий
Поршневой палец (поршневой палец) обеспечивает плавное соединение между шатуном двигателя и поршнем. Штифт может подвергаться высоким нагрузкам при знакопеременных нагрузках из-за колебательного движения поршня, взаимодействия газов и сил инерции.
Изображение: ВикипедияВ бензиновом двигателе вращательное движение шатуна относительно поршня должно быть уравновешено в местах расположения подшипников пальца, бобышки пальца и отверстия с малой головкой. Из-за небольшой относительной скорости состояние смазки здесь плохое.
В бензиновых двигателях средней удельной мощности штифт фиксируется с усадкой в расточке малого торца. Это позволяет сэкономить за счет устранения окружности штифта и расточки втулки на коротком конце.
В то время как в дизельных двигателях этот штифт «плавает» в меньшем концевом отверстии. Его необходимо зафиксировать стопорным кольцом поршневого пальца, чтобы предотвратить боковое движение поршневого пальца.
Типы поршневого пальца
В основном они разработаны в трех конфигурациях:
- Стационарная
- Полуплавающая
- Полностью плавающая
Стационарная Тип
, и шатун скользит по пальцу. Поскольку все движения выполняются шатуном, при таком типе установки может происходить неравномерный износ контактных поверхностей. В связи с этим использование такого типа штифта не характерно для дизельных двигателей.
#2 Полуплавающий тип
В этом типе штифт обычно фиксируется относительно поршня посредством посадки с натягом с помощью цапфы. Эти штифты прикреплены к середине шатуна, и, таким образом, подшипник на коротком конце шатуна действует как отдельный подшипник. В этом штифте для опорной поверхности требуется только подшипник на коротком конце.
Если это необходимо, это обеспечивается либо гальванопокрытием короткой концевой шейки подходящим металлом, либо подшипником скольжения в короткой концевой проушине, в котором натяг подходит к отверстию малых концов.
При капитальном ремонте обычно можно заменить эту опорную втулку, если она сильно изношена.
В обратном исполнении, когда вместо поршня к шатуну крепится палец. Вместо этого он выполнен с использованием посадки с натягом с коротким концом I, поэтому штифт в поршне действует как подшипник скольжения.
Они сложны в изготовлении и обслуживании, поскольку две опорные поверхности или вставные втулки усложняют конструкцию. Кроме того, штифт должен быть установлен правильно, чтобы ушко на коротком конце было в центре.
#3 Полностью плавающий Тип
В этой конструкции между проушиной короткого конца и поршневым пальцем и цапфой в поршне имеется опорная поверхность. Эти типы штифтов обычно фиксируются стопорными кольцами. В этом случае посадка с натягом не используется, и штифт полностью плавает на опорных поверхностях.
Средняя скорость каждых трех подшипников делится, и нагрузка передается на подшипник, длина которого обычно примерно в три раза превышает длину полуплавающей конструкции с посадкой с натягом на поршне.
Из трех типов штифтов наиболее распространенным является полностью плавающий штифт.
Читайте также: Что делает распределительный вал? Детали и функции [PDF]
Что такое смещение поршневого пальца?
Это поршневой палец, который слегка смещен с одной стороны поршня, т.е. не должен находиться в центре поршня. Чтобы понять, почему это происходит, давайте рассмотрим эти два случая:
- Когда штифт находится в центре поршня, поршень достигает ВМТ или НМТ. В этом положении стержень движется прямо вверх и вниз, оказывая на стержень большую нагрузку. Кривошип должен пройти мимо ВМТ или НМТ, чтобы поршень снова начал двигаться. Эти стержни обеспечивают большую мощность и обороты двигателя.
- При использовании смещенного пальца поршневой палец слегка смещен в одну сторону от поршня, поэтому шток не перемещается прямо вверх и вниз, когда поршень находится в ВМТ или НМТ. Это позволяет кривошипу вращаться с меньшим сопротивлением, увеличивая мощность и скорость двигателя.
Наличие смещенного штифта снижает натяжение, когда шток достигает ВМТ или НМТ. Шток не должен ударять поршень вверх, а затем вниз. Стержень движется больше по дуге.
Требования к поршневому пальцу
Штифт должен соответствовать следующим требованиям:
- Штифт должен иметь достаточную прочность и гибкость, чтобы выдерживать нагрузку без повреждений.
- Для достижения благоприятной износостойкости требуется высокая твердость поверхности.
- Эти штифты должны иметь высокое качество поверхности и точность размеров для оптимальной подгонки к их скользящим частям, поршню и шатуну.
- Чтобы свести силы инерции к минимуму, эти штифты должны иметь малый вес,
- Жесткость штифта должна соответствовать конструкции поршня, чтобы избежать перегрузки поршня.
- Несмотря на вышесказанное, конструкция штифта должна быть максимально простой и, следовательно, экономичной.
Прочность поршневого пальца
Под действием газовых и инерционных сил при работе на поверхность пальца действуют сжимающие и растягивающие нагрузки.
Поэтому распределение которых определяется деформацией отверстий под поршневые пальцы, поршневых пальцев и отверстия короткого конца, вызванной силами.
В результате распределения давления на штифт могут воздействовать высокие изгибающие, эллиптические и сдвигающие силы. К этому добавляется скручивающая нагрузка, вызванная движением наклона шатуна.
Однако им пренебрегают из-за ограниченной доли от общей нагрузки. С другой стороны, требуется, чтобы штифт был максимально жестким и легким.
Завершение
Как я уже сказал, поршневой палец — это небольшая деталь, используемая для соединения поршня с шатуном в двигателе внутреннего сгорания и обеспечивающая подшипник для поворота шатуна при движении поршня.
Итак, пока я надеюсь, что вы узнали об этой статье. Если у вас есть какие-либо вопросы или сомнения по поводу этой статьи, не стесняйтесь задавать их в комментариях. Если вам была полезна эта статья, поделитесь ею с друзьями.
Хотите получать бесплатные PDF-файлы на почту? Тогда подпишитесь на нашу рассылку.