Поршневий палець

Поршневой палец
Поршневий палець

За умовами кінематичної схеми кривошипно-шатунного механізму, що перетворює зворотно-поступальний рух поршня в обертальний рух, необхідно щоб обидві головки шатуна були приєднані шарнірно. Поршневий палець є віссю хитання шатуна в поєднанні з поршнем. Через поршневий палець передаються всі сили, що виникають між поршнем і шатуном.
До цих силам ставляться сила інерції, що виникає при зміні напрямку руху поршня, сила тиску стислого в циліндрі двигуна повітряно-паливної суміші або повітря в дизельному двигуні при стисненні і, головне, сила тиску газів, що розширюються під час робочого такту.

Поршневий палець відноситься до деталей двигуна, які здійснюють зворотно-поступальний рух під час роботи. Конструктори двигунів всіма способами прагнуть зменшити вагу таких деталей. Але, як зазначалося раніше, через поршневий палець передаються дуже великі сили. Тому розмір (діаметр) пальця, конструкція, технологія і матеріал виготовлення пальця, з урахуванням собівартості масового виготовлення, що це результат прийняття складного компромісного варіанту інженерного рішення.

Під час роботи двигуна на поршневий палець діють згинальні зусилля та зусилля зрізу. Під впливом цих зусиль поршневий палець може прийняти неприпустиму овальність, в результаті якої можливе заклинювання поршня в поршневої головки шатуна або в бобышках поршня. Овальність поршневого пальця може привести до появи тріщин в бобышках поршня і подальшого руйнування поршня.
Внутрішній отвір пальця масових двигунів циліндричної форми, оскільки такий палець має саму низьку собівартість виготовлення. У двигунах, в яких вартість виготовлення не грає вирішального значення, порівняно з якісними показниками, для полегшення ваги пальця, внутрішній отвір виготовляється у вигляді двох конусів, звужуються до середини пальця. На епюрі навантаження, прикладеної до поршневому пальцю, видно, що зусилля, прикладене до центру поршневого пальця, значно менше зусилля, прикладеного до його кінців.
На сучасних автомобільних двигунах найбільше поширення знайшли плаваючі пальці.
Фіксованим називається поршневий палець, який не обертається в одному з елементів, що з'єднуються за рахунок установки з тугою посадкою або у верхній головці шатуна або в отворах бобышек поршня.
Туга посадка поршневого пальця в одному з елементів забезпечує осьову фіксацію пальця.
У старих автомобільних і стаціонарних двигунах палець у верхній головці шатуна взагалі кріпився за допомогою розрізної втулки і стяжного болта, але в даний час в автомобільних двигунах такий спосіб кріплення поршневого пальця не застосовується.
Частіше фіксоване з'єднання забезпечується у верхній головці шатуна. При цьому обертання пальця здійснюється в отворах бобышек поршня.
поршневого пальця забезпечується за рахунок установки пальця у верхній (поршневий) голівці шатуна з натягом 0,01 ÷ 0,042 мм. При цьому в з'єднанні з пальця бобишках поршня, для забезпечення шарнірного з'єднання, встановлюється необхідний зазор. Це найбільш дешевий спосіб фіксації пальця в масовому виробництві. У цьому разі під час ремонту двигуна при складання шатунно-поршневої групи виникає необхідність нагрівання шатуна до досить високої температури. У двигунах з фіксованим поршневим пальцем бронзова втулка в поршневу головку шатуна не встановлюється.
Плаваючим називається палець, встановлений з необхідним зазором, і у верхній головці шатуна, в бобышках поршня.
У цьому випадку осьова фіксація поршневого пальця здійснюється за рахунок стопорних кілець, що встановлюються в спеціальні проточки в бобышках поршня.
Під час роботи плаваючий палець обертається і в головці шатуна і в бобышках поршня. При такому з'єднанні необхідно забезпечити рекомендований зазор між пальцем і бобишках поршня, так і між пальцем і втулкою поршневої головки шатуна. У двигуні з плаваючим поршневим пальцем для зменшення тертя в поршневу головку шатуна встановлюється бронзова втулка. З-за різного температурного коефіцієнта розширення матеріалів, з яких виготовлені шатун, поршневий палець і поршень ці зазори різні.
При кімнатній температурі у втулку верхньої головки шатуна палець повинен щільно входити без люфту і хитання. А в бобишки поршня, в холодному стані, поршень повинен входити з невеликим натягом.
Тому перед зняттям або установкою плаваючого пальця поршень необхідно нагрівати у воді до температури 60 ° ÷ 85º С.
03:57
0
RSS