Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое поршневой палец в двигателе

Что такое поршневой палец в двигателе

Поршневой палец служит осью в шарнирном соединении поршня с шатуном и воспринимает поэтому все передающиеся между ними силовые нагрузки. В четырехтактных двигателях силовые нагрузки на поршневой палец резко изменяются как по величине, так и по направлению, а в двухтактных — только по величине. Однако в обоих случаях поршневые пальцы испытывают ударный характер нагрузки и работают в условиях ограниченной смазки.

В кривошипном механизме быстроходных автомобильных двига­телей поршневые пальцы желательно иметь возможно меньшего веса, а по конструктивным соображениям их выполняют с ограни­ченным поперечным сечением и малыми опорными поверхностями. Это порождает большие напряжения и значительные удельные дав­ления на опорных поверхностях рассматриваемого шарнирного соединения. Поэтому поршневой палец должен обладать высокой износостойкостью и одновременно хорошо противостоять воздейст­вию ударных нагрузок при общем ограниченном весе.

Чтобы удовлетворить эти жесткие требования, поршневые паль­цы изготовляют в виде полого стального цилиндра с небольшой толщиной стенок (рис.) и подвергают их соответствующей терми­ческой и тщательной механической обработке.

Материалом для поршневых пальцев служат углеродистые стали марок 15, 20 или 45, а в особенно напряженных двигателях приме­няют, например, хромистые—15Х, 40Х и другие легированные качественные стали. Пальцы, изготовленные из малоуглеродистых сталей, содержащих до 0,2% углерода, цементируют, т. е наугле­роживают поверхностный их слой, и подвергают закаливанию; из среднеуглеродистых сталей пальцы закаливают, нагревая поверх­ностный слой их токами высокой частоты. Толщина закаленного слоя обычно составляет 1—1,5 мм, а твердость HRC 55—60 (шкала С по Роквеллу). После такой термической обработки материал пальца с внутренней стороны стенок сохраняет свои вязкие свойства и хорошо сопротивляется ударным нагрузкам, а наружный зака­ленный слой их приобретает повышенную износостойкость. Пальцы тщательно шлифуют и полируют с тем, чтобы на рабочей поверх­ности не оставалось каких-либо рисок или следов обработки, вызы­вающих концентрацию опасных для прочности местных напряже­ний.

Чтобы в процессе работы поршневые пальцы не выходили из отверстий бобышек и не могли повредить зеркало цилиндра, их фиксируют в строго заданном положении относительно шатуна или поршня. По способу фиксации пальцев они подразделяются на плавающие и закрепленные . Закрепленными считаются пальцы, неподвижно зафиксированные в головке шатуна или в бобышках поршня В головке шатуна палец закрепляют с помощью стяжного болта устанавливаемого в разрезную головку (см. рис. б). Палец сохраняет в этом случае угловое перемещение только в бо­бышках. Чугунные поршни при таком креплении пальцев снабжают бронзовыми втулками, уменьшающими потери на трение и предот­вращающими возможные задиры трущихся поверхностей. Крепле­ние пальца в бобышках поршня осуществляется с помощью стопор­ного болта, который на резьбе заворачивается в бобышку и проходит через сделанное для этой цели отверстие в стенке пальца (см. рис. в). Поэтому угловое перемещение пальца сохраняется только в головке шатуна с запрессованной в нее в качестве подшип­ника бронзовой втулкой.

При неподвижной фиксации поршневых пальцев в шатуне или бобышках поршня отдельные участки их нагружаются неравно­мерно, а следовательно, и неравномерно изнашиваются. Чтобы устранить этот недостаток, применяют так называемые плавающие пальцы. Плавающие пальцы фиксируются только от осевого сме­щения, как показано на рис. а и г. В процессе работы они могут свободно поворачиваться как в головке шатуна, так и в бобышках поршня, что способствует более равномерному их износу. В холод­ном состоянии палец должен плотно без качки входить в отверстие втулки верхней головки шатуна, а по отверстиям в бобышках порш­ня из алюминиевых сплавов он подбирается с тугой посадкой. Необходимость этого обусловливается разницей в коэффициентах линейного расширения у алюминиевых поршней и стальных паль­цев. Опыт показывает, что в прогретом двигателе зазоры между поршневым пальцем и отверстиями в бобышках и головке шатуна выравниваются. Для облегчения сборки алюминиевые поршни реко­мендуется подогревать до 60—80°С путем погружения в горячую жидкость, например в нейтральное масло.

Читать еще:  Все топливном насосе высокого давления инжекторных двигателей

Плавающие поршневые пальцы получили наибольшее распро­странение в автомобильных, тракторных и других быстроходных двигателях. Осевую фиксацию плавающих пальцев осуществляют с помощью стопорных пружинных колец круглого или прямоуголь­ного сечения (см. рис. а) и реже для этой цели используют гриб­ки из мягкого металла (см. рис. г). Стопорные кольца устанав­ливают в канавках, проточенных для них в отверстиях бобышек, несущих поршневой палец. Глубина проточек под стопорные кольца выбирается так, что последние примерно наполовину выступают из них и надежно фиксируют палец от осевых перемещений. Кольца вынимаются из канавок с помощью отогнутых внутрь концов или имеющихся у них отверстий (см. рис. а). Грибки, или заглушки, из мягкого металла (обычно из алюминия) запрессовывают с двух сторон в отверстия поршневого пальца и при осевом перемещении его соприкасаются с зеркалом цилиндра, но не разрушают стенок.

Поршневые пальцы двухтактных двигателей с торцов закры­ваются иногда заглушками, предотвращающими в этом случае возможное перетекание газов между впускными и выпускными окнами. На двухтактных дизелях ЯМЗ пальцы с торцов закрывают­ся стальными заглушками. От осевого перемещения пальцы в этих двигателях фиксируются стопорными кольцами, показанными на рис. д .

Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г.

Устройство автомобилей

Поршневые пальцы

Назначение поршневых пальцев и переносимые нагрузки

Поршневой палец обеспечивает шарнирное соединение поршня с шатуном. Во время работы палец подвергается значительным механическим нагрузкам в различных направлениях, а также воздействию сил трения и температуры.

При четырехтактном процессе поршневой палец работает в условиях знакопеременной нагрузки, при двухтактном – в условиях, близких к пульсирующей нагрузке.
Кроме механической нагрузки палец испытывает значительную тепловую нагрузку вследствие передачи теплоты от головки поршня, а также выделения теплоты при трении поршневого пальца о головку шатуна и бобышку поршня.
В результате этого создаются неблагоприятные условия для осуществления жидкостного трения. Из-за наличия полужидкостного трения поршневой палец и сопряженные с ним поверхности бобышек поршня и верхней головки шатуна сильно изнашиваются.

Поршневой палец относится к деталям двигателя, совершающим во время работы возвратно-поступательное движение, поэтому его масса должна быть минимальной. Однако, как указывалось выше, через поршневой палец передаются значительные механические и тепловые нагрузки, поэтому размер и масса пальца, его конструкция, технология и материал изготовления, с учётом себестоимости массового производства, должны обеспечивать долговечную и безотказную работу.

С точки зрения сопромата, во время работы двигателя на поршневой палец действуют изгибающие усилия и усилия среза. Под воздействием этих усилий поршневой палец может принять недопустимую овальность, в результате которой возможно заклинивание поршня в поршневой головке шатуна или в бобышках поршня. Овальность поршневого пальца может привести к увеличению сил трения, появлению трещин в бобышках поршня и последующему разрушению поршня.

Требования к конструкции поршневых пальцев

С учетом перечисленных выше условий, в которых работают поршневые пальцы, к их конструкции предъявляются определенные требования, с целью достижения высокой надежности и долговечности.

Требования, предъявляемые к поршневым пальцам:

  • высокая прочность;
  • минимальная масса;
  • высокая износостойкость.

Надежность и долговечность поршневых пальцев — необходимое требование, поскольку их замена, монтаж и демонтаж связаны с выполнением ремонтных работ высокой трудоемкости.

Особенности конструкции поршневых пальцев

Конструктивные формы поршневых пальцев весьма разнообразны. Наиболее простыми являются поршневые пальцы трубчатой формы. Такой палец представляет собой гладкий цилиндрический стержень, который для уменьшения массы выполнен пустотелым.
Иногда применяют поршневые пальцы с коническими внутренними поверхностями, имеющими форму бруса равного сопротивления изгибу (тоньше к краям и толще к середине), благодаря чему уменьшается масса поршневого пальца.

Для смазки поршневого пальца в бобышках поршня масло подводится по каналу от маслосъемных поршневых колец через отверстия в бобышках. Смазка поршневого пальца в головке шатуна осуществляется маслом, разбрызгиваемым подвижными деталями кривошипно-шатунного механизма, и подаваемым к поршневому пальцу через отверстия в головке шатуна, либо маслом, поступающим по каналу в шатуне от шатунной шейки коленчатого вала.

Читать еще:  A0b4 запуск двигателя при работающем стартере

В зависимости от способа крепления различают три типа поршневых пальцев:

  • закрепленные в бобышках поршня;
  • закрепленные в верхней головке шатуна;
  • плавающие, т. е. проворачивающиеся как в верхней головке шатуна, так и в бобышках поршня.

Наибольшее распространение получили плавающие пальцы (рис. 2, а, б), поскольку они изнашиваются равномернее.
Осевая фиксация плавающих пальцев обычно обеспечивается стальными пружинными стопорными кольцами, которые устанавливаются в канавках, проточенных в бобышках поршня по обе стороны пальца. Такой способ фиксации надежен и прост, но несколько уменьшает опорную длину бобышек.
Известны конструкции, когда палец фиксируется при помощи мягких алюминиевых заглушек.

Материалы и технология изготовления поршневых пальцев

Пальцы изготавливают из легированной или углеродистой стали. Для достижения требуемой твердости после изготовления пальцы подвергаются цементации на глубину 1…2 мм с последующей закалкой и отпуском.
Для менее нагруженных двигателей пальцы подвергаются только поверхностной закалке при нагреве токами высокой частоты.

Пальцы изготавливаются с высокой точностью и подбираются к поршням и шатунам индивидуально, особенно для высокооборотистых двигателей.

Изломы поршневых пальцев

Что может произойти при слишком частом применении средств для облегчения пуска, таких как пусковая жидкость в аэрозольной упаковке? Почему сломался поршневой палец? Он был неправильно монтирован? Или в повреждении виновен тюнинг? Наиболее частые причины поломки поршневых пальцев указаны в этой статье.

Общая информация об изломах поршневых пальцев

Изломы поршневых пальцев могут возникнуть в результате чрезмерной нагрузки при нарушениях режима сгорания или из-за попадания инородных тел в камеру сгорания. Чрезмерное или ненадлежащее применение средств для облегчения пуска (пусковая жидкость в аэрозольной упаковке) равносильно воздействию значительных нарушений режима сгорания.

Под действием давления отработавших газов, оказываемого на поршень, поршневой палец подвергается овальной деформации. При чрезмерной нагрузке на концах поршневого пальца может образоваться продольная трещина, которая исходит от наружной поверхности или от внутренней стороны отверстия в поршневом пальце. Трещина проходит затем дальше в виде усталостного излома в направлении оси поршневого пальца. В зоне наибольшей нагрузки сдвига и изгиба между отверстием для поршневого пальца и головкой шатуна трещина переходит в поперечную трещину. В конечном счете это приводит к поломке поршневого пальца. Наряду с описанными здесь дефектами, поломка возможна также в связи с повреждениями.

Поломка поршневого пальца

Описание повреждения

  • Поперечный излом поршневого пальца (рис. 1) на переходе между шатуном и бобышкой поршня.
  • Трещина по длине более короткого куска.
  • Поверхности излома имеют характер усталостного излома.

Возможныe причины

  • Нарушения режима сгорания, особенно из-за детонационного сгорания.
  • Гидравлические удары.
  • Ненадлежащее выполнение работ при монтаже поршневого пальца.
  • Чрезмерная нагрузка на поршневой палец из-за повышения мощности двигателя.
  • Ослабление поршневого пальца в результате тюнинга (уменьшение веса).
  • Использование неподходящего поршневого пальца.

Оценка повреждения

Изломы поршневых пальцев всегда возникают в результате чрезмерной нагрузки. Из-за овальной деформации поршневого пальца в отверстиях для поршневого пальца при чрезмерной нагрузке на концах поршневого пальца сначала образуется продольная трещина, которая может исходить как от наружной поверхности, так и от внутренней стороны отверстия. Трещина проходит затем дальше в направлении оси поршневого пальца. В зоне наибольшей нагрузки сдвига и изгиба между бобышкой поршня и головкой шатуна трещина изменяет направление и переходит в поперечную трещину, что в конечном счете приводит к поломке всего поршневого пальца.

На рис. 2 показано, что первая трещина может возникнуть не только из-за чрезмерной нагрузки, но и от ненадлежащего монтажа поршневого пальца. На торцевой стороне поломанного поршневого пальца ясно видно, что трещина появилась вследствие ударного повреждения (удар молотком). Имеющаяся трещина – даже при нормальной нагрузке – может привести к поломке поршневого пальца.

Читать еще:  Двигатели для мотоблоков фаворит характеристики

Поршневые пальцы двигателей

Оптом и в розницу

Приобрести палец поршневой по выгодной цене

В магазине можно купить палец поршневой ямз 236 для автомобилей марки КАМАЗ, ЗИЛ, ГАЗ и для многих других транспортных средств. С его помощью соединяют поршень и шатун. Он делается пустым внутри, чтобы снизить его вес. При производстве этой детали используются специальные марки стали, инновационные технологии и оборудование.

Особенности детали

Необходимость менять палец поршневой д 245 возникает обычно после пробега 20-40 тысяч километров. Признаком выхода из строй этой детали служит громкий звонкий стук, исходящий от двигателя. Многие путают звук, созданный пальцами, со стуком от клапанов, потому что эти звучания во многом схожи, но вызваны они различными деталями.

Определить степень износа втулок и пальца можно по качанию поршня в вертикальном направлении. Чтобы техника не простаивала впустую необходимо иметь в запасе достаточное количество этой детали.

Производят поршневой палец камаз из высококачественной стали, содержащей хром и никель. Чтобы снизить степень износа наружная часть подвергается цементации. В некоторых модификациях пальца толщина стенок в середине значительно больше, чем по краям. Делается это таким образом, потому что самые высокие нагрузки приходятся именно на эту часть детали.

Промышленность производит два основных типа пальцев. Они бывают:

  • фиксированные;
  • плавающие.

В современных моторах используется конструкция плавающего пальца. Он не крепится к поршню или к шатуну. Он вращается, при этом равномерно изнашиваясь. Чтобы он не вышел со своего места и не испортил зеркало цилиндра по его концам монтируют шайбы, произведенные из мягкого материала. Для этого часто применяют специальные кольцевые замки.

В продаже в интернет-магазине есть поршневой палец зил 130, несмотря на то, что эта марка грузовика уже давно не производится. Фиксированные модификации вращаются или в бобышке, или в верхней части шатуна.

Чтобы создать технологический зазор между шатуном и пальцем и внутрь шатуна, в его верхнем кольце, вставлен подшипник скольжения. Он имеет вид втулки производится из бронзы, другого вида мягкого металла, из смеси стали, олова, или свинца.

Если палец поршня зил вовремя не заменить, то под высокой механической нагрузкой он изменит форму и станет овальным. В таком случае в бобышках появятся трещины, и поршень полностью разрушится, при чем очень быстро. В таком случае понадобиться выполнять более дорогостоящий ремонт. На палец поршневой газ цена невысокая, доступная, в розницу всего лишь около 100 грн.

Для каких моторов подходит

Палец модификации ЯМЗ 236 подходит для моторов ЯМЗ-236М, 238НБ, 240, для двигателя Д-440, А-01М, А-41. Они устанавливаются на самую разную технику, на Т-150, МАЗ, ЛТЗ, КРАЗ. Деталь необходима при ремонте комбайнов КСК 100, Енисей, Дон. Поршневой палец производства ЯМЗ не сломается в неподходящий момент на трассе, в разгар работы. Запчасть гарантированно не износится раньше срока, потому что выполнена из прочных материалов. Вся продукция завода подвергается лабораторному контролю, проверяется ее качество, технология производства.

Упаковывается деталь поштучно. Лучше всего устанавливать на двигатель только оригинальные запасные части. Такой подход гарантирует стопроцентно точное соответствие новой детали нуждающейся замене, долговечную работу мотора.

Чтобы правильно выбрать поршневой палец можно воспользоваться каталогом, отсортировав деталь по производителю. При необходимости менеджеры магазина помогут определиться с покупкой. Все товары, представленные в магазине, сертифицированные, высококачественные, производства только проверенных заводов. На них дается длительная гарантия.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector