Что такое поршневой палец в двигателе

Назначение, конструкция и материал поршневых пальцев

Поршневой палец соединяет поршень с верхней головкой шатуна (рис.1).

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.

а) «стакан» в «стакане» б) поперечный разрез

Рисунок 1 — Одноцилиндровый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания

1 — головка цилиндра; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — поршневые кольца; 5 — поршневой палец;

6 — шатун; 7 — коленчатый вал; 8 — маховик; 9 — кривошип; 10 — распределительный вал;

11 — кулачок распределительного вала; 12 — рычаг; 13 — клапан; 14 — свеча зажигания

В кривошипном механизме быстроходных двигателей поршневые пальцы должны иметь, возможно, меньшую массу, 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 действию ударных нагрузок при общей ограниченной массе.

Чтобы удовлетворить этим жестким требованиям, поршневые пальцы изготовляют в виде полого цилиндра с небольшой толщиной стенок одинакового или переменного (при необходимости) сечения по оси (рис. 2) и подвергают их соответствующей термической обработке.

Поршневой палец должен быть прочным, легким и износостойким, так как во время работы подвергается трению и большим механическим нагрузкам, переменным по величине и направлению. Пальцы изготовляют из высококачественной стали в виде пустотелых трубок. Для повышения надежности наружную поверхность пальца цементируют или закаливают, а затем шлифуют и полируют. Материалом для поршневых пальцев служат углеродистые стали марок 15, 20 или 45, а в особенно напряженных двигателях применяют хромистые — 20Х, 40Х, 12ХНЗА и другие легированные стали.

Рисунок 2 — Поршневые пальцы

Пальцы, изготовленные из малоуглеродистых сталей, содержащих до 0,2% углерода, цементируют, т. е. науглероживают поверхностный их слой, и подвергают закаливанию. Пальцы из среднеуглеродистых сталей закаливают, нагревая их поверхностный слой токами высокой частоты. Толщина закаленного слоя составляет 1…1,5 мм, а твердость HRC 55…62.

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.

В бобышках поршня палец укреплен стопорными кольцами, удерживающими его от осевого смещения. Такой палец называют плавающим, так как он при работе двигателя может повертываться в верхней головке шатуна и бобышках поршня. Плавающие поршневые пальцы равномернее изнашиваются и поэтому долговечнее.

У работающего двигателя поршень из алюминиевого сплава расширяется больше, чем стальной палец, поэтому возможен его стук в бобышках поршня. Для устранения этого явления поршень перед сборкой с шатуном нагревают до 70-80° С, а затем в поршень и шатун вставляют палец. Когда поршень остынет, палец в бобышках окажется закрепленным неподвижно, а верхняя головка шатуна будет иметь угловое смещение относительно неподвижного пальца.

При работе двигателя поршень нагревается и палец получает возможность повертываться вокруг своей оси. Применяют пальцы, запрессованные в верхние головки шатунов (двигатели автомобилей «Жигули»), Такие пальцы могут повертываться только в бобышках поршня.

Популярные материалы:

Уровень унификация и стандартизации
Автомобиль Ford Focus предназначен для перевозки пассажиров (не более 5) и грузов (массой не более 100 кг) по дорогам II и III категорий. Так же данный автомобиль может буксировать прицеп, допустимая полная масса которого не более: – не .

Читать еще: Двигатели для автомобилей характеристики фотографии

Выбор места расположения
Предприятие расположено в городе Вятские Поляны Кировской области, по адресу ул. Ленина 178. Кадровая политика Этапы формирования кадровой политики. В условиях рыночной экономики один из решающих факторов эффективности и конкурентоспос .

Технология погрузо-разгрузочных работ с тарно-штучным грузом — сталь в рулонах
Размещение и крепление неупакованных рулонов. Рулоны полосовой стали массой до 2,5 т включительно и стальной ленты толщиной до 6 мм включительно и шириной до 700 мм включительно размещают по ширине платформы продольными рядами в следующе .

Разделы

Главная
Полноприводные внедорожные автомобили
Проведение работ по ремонту автомобилей
Организация и планирование ремонтов пути
Характеристики локомотивов
Производство на вагоноремонтном заводе
Эксплуатация машинно-тракторного парка

Самое читаемое

Электронные системы управления автомобилем

Электронные устройства и компоненты находят широкое применение на современных колесных и гусеничных транспортных средствах в системах автоматического управления , контроля, сигнализации, блокировки, строенной и внешней диагностики, причем, по насыщенности электронно-компьютерным оборудованием современный автомобиль приближается к авиационным лайнерам.

Поршень двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип работы

Поршень – ключевая деталь КШМ цилиндрической формы, которая предназначена для трансформации топливной энергии в механическую работу автомобильного двигателя.

Поршень выполняет ряд важных функций:

обеспечивает передачу механических усилий на шатун;
отвечает за герметизацию камеры сгорания топлива;
обеспечивает своевременный отвод избытка тепла из камеры сгорания

Работа поршня проходит в сложных и во многом опасных условиях – при повышенных температурных режимах и усиленных нагрузках, поэтому особенно важно, чтобы поршни для двигателей отличались эффективностью, надежностью и износостойкостью. Именно поэтому для их производства используются легкие, но сверхпрочные материалы – термостойкие алюминиевые или стальные сплавы. Поршни изготавливаются двумя методами – литьем или штамповкой.

Конструкция поршня

Поршень двигателя имеет достаточно простую конструкцию, которая состоит из следующих деталей:

Головка поршня ДВС
Поршневой палец
Кольцо стопорное
Бобышка
Шатун
Юбка
Стальная вставка
Компрессионное кольцо первое
Компрессионное кольцо второе
Маслосъемное кольцо

Конструктивные особенности поршня в большинстве случаев зависят от типа двигателя, формы его камеры сгорания и типа топлива, которое используется.

Днище может иметь различную форму в зависимости от выполняемых им функций – плоскую, вогнутую и выпуклую. Вогнутая форма днища обеспечивает более эффективную работу камеры сгорания, однако это способствует большему образованию отложений при сгорании топлива. Выпуклая форма днища улучшает производительность поршня, но при этом снижает эффективность процесса сгорания топливной смеси в камере.

Ниже днища расположены специальные канавки (борозды) для установки поршневых колец. Расстояние от днища до первого компрессионного кольца носит название огневого пояса.

Поршневые кольца отвечают за надежное соединение цилиндра и поршня. Они обеспечивают надежную герметичность за счет плотного прилегания к стенкам цилиндра, что сопровождается напряженным процессом трения. Для снижения трения используется моторное масло. Для изготовления поршневых колец применяется чугунный сплав.

Количество поршневых колец, которое может быть установлено в поршне зависит от типа используемого двигателя и его назначения. Зачастую устанавливаются системы с одним маслосъемным кольцом и двумя компрессионными кольцами (первым и вторым).

Маслосъемное кольцо и компрессионные кольца

Маслосъемное кольцо обеспечивает своевременное устранение излишков масла с внутренних стенок цилиндра, а компрессионные кольца – предотвращают попадания газов в картер.

Компрессионное кольцо, расположенное первым, принимает большую часть инерционных нагрузок при работе поршня.

Для уменьшения нагрузок во многих двигателях в кольцевой канавке устанавливается стальная вставка, увеличивающая прочность и степень сжатия кольца. Кольца компрессионного типа могут быть выполнены в форме трапеции, бочки, конуса, с вырезом.

Маслосъемное кольцо в большинстве случаев оснащено множеством отверстий для дренажа масла, иногда – пружинным расширителем.

Поршневой палец

Это трубчатая деталь, которая отвечает за надежное соединение поршня с шатуном. Изготавливается из стального сплава. При установке поршневого пальца в бобышках, он плотно закрепляется специальными стопорными кольцами.

Поршень, поршневой палец и кольца вместе создают так называемую поршневую группу двигателя.

Направляющая часть поршневого устройства, которая может быть выполнена в форме конуса или бочки. Юбка поршня оснащается двумя бобышками для соединения с поршневым пальцем.

Читать еще: Высокие обороты холостого хода двигателя матиз

Для уменьшения потерь при трении, на поверхность юбки наносится тонкий слой антифрикционного вещества (зачастую используется графит или дисульфид молибдена). Нижняя часть юбки оснащена маслосъемным кольцом.

Обязательный процесс работы поршневого устройства – это его охлаждение, которое может быть осуществлено следующими методами:

разбрызгиванием масла через отверстия в шатуне или форсункой;
движением масла по змеевику в поршневой головке;
подачей масла в область колец через кольцевой канал;
масляным туманом

Уплотняющая часть и днище соединяются в форме головки поршня. В этой части устройства расположены кольца поршня – маслосъемное и компрессионные. Каналы для колец имеют небольшие отверстия, через которые отработанное масло попадает на поршень, а затем стекает в картер двигателя.

В целом поршень двигателя внутреннего сгорания является одной из самых тяжело нагруженных деталей, который подвергается сильным динамическим и одновременно тепловым воздействиям. Это накладывает повышенные требования как к материалам, используемым в производстве поршней, так и к качеству их изготовления.

Проверка поршневых пальцев

Б. Проверьте зазор поршневого пальца,

а) Нутромером, измерьте внутренний диаметр втулки верхней головки шатуна.

Внутренний диаметр втулки:

серия JZ. 22,005 — 22,014 мм
2L-TE:
- номинальный. 29,008 — 29,012 мм
- «А». 29,008 — 29,016 мм
- «В». 29,012 — 29,016 мм
- «С». 29,016 — 29,020 мм

б) Используя микрометр, измерьте диаметр поршневого пальца.

Диаметр поршневого пальца:

номинальный. 29,000-29,012 мм
«А». 29,000 — 29,004 мм
«В». 29,004 — 29,008 мм
«С». 29,008-29,012 мм

в) Вычтите измеренное значение диаметра поршневого пальца от измеренного значения внутреннего диаметра втулки.

кроме 2L-TE. 0,005 — 0,011 мм
2L-TE. 0,004-0,012 мм

Предельный зазор. 0,05 мм

Если масляный зазор больший чем максимальный, замените втулку. Если необходимо, замените поршень и поршневой палец в сборе.

В. Проверьте поршневой палец.

1G-FE с 08.1998 г.

Примечание: имеются три размерных группы номинального диаметра отверстия под поршневой палец, обозначенные метками «В», «С» и «D» соответственно. Обратите также внимание на метку (выемку) «перед», по которой поршень должен устанавливаться в цилиндр.

Диаметр отверстия под поршневой палец:

«В». 20,006 — 20,008 мм
«С». 20,008 — 20,010 мм
«D». 20,010 — 20,012 мм

Диаметр поршневого пальца:

«В». 20,019 — 20,021 мм
«С». 20,021 — 20,023 мм
«D». 20,023 — 20,025 мм

Номинальный натяг. 0,011 — 0,015 мм

Примечание: имеются четыре размерных группы номинального диаметра отверстия под поршневой палец, обозначенные метками «А», «В», «С» и «D» соответственно. Обратите также внимание на метку (выемку) «перед», по которой поршень должен устанавливаться в цилиндр.

Диаметр отверстия под поршневой палец:

«А». 20,013 — 20,016 мм
«В». 20,016 — 20,019 мм
«С». 20,019 — 20,022 мм
«D». 20,022 — 20,025 мм

Диаметр поршневого пальца:

«А». 20,004 — 20,007 мм
«В». 20,007 — 20,010 мм
«С». 20,010 — 20,013 мм
«D». 20,013 — 20,016 мм

Номинальный зазор. 0,006 -0,012 мм

Серия JZ

Примечание: имеются три размерных группы номинального диаметра отверстия под поршневой палец, обозначенные метками «А», «В» и «С» соответственно. Обратите также внимание на метку (выемку) «перед», по которой поршень должен устанавливаться в цилиндр.

1JZ-GE, 2JZ-GE:

Диаметр отверстия под поршневой палец:

«А». 21,998-22,001 мм
«В». 22,001 — 22,004 мм
«С». 22,004 — 22,007 мм

Диаметр поршневого пальца:

«А». 21,997 — 22,000 мм
«Б». 22,000 — 22,003 мм
«С». 22,003 — 22,006 мм

1JZ-GTE:

Диаметр отверстия под поршневой палец:

«А». 21,995 — 21,998 мм
«В». 21,998 — 22,001 мм
«С». 22,001 — 22,004 мм

Диаметр поршневого пальца:

«А». 21,997 — 22,000 мм
«В». 22,000 — 22,003 мм
«С». 22,003 — 22,006 мм

Г. Если необходимо, замените втулку верхней головки шатуна.

Кроме 2L-TE

а) Используя трубку и пресс, выпрессуйте втулку.

б) Совместите смазочные отверстия новой втулки и шатуна и запрессуйте втулку.

Читать еще: 15 популярных заблуждений как загубить двигатель

в) Измерьте масляный зазор поршневого пальца и, если необходимо, то отшлифуйте или переточите новую втулку до получения номинального зазора.

г) Проверьте работу поршневого пальца при нормальной комнатной температуре.

Нанесите на поршневой палец моторное масло и надавите на него, как показано на рисунке.

а) Извлеките втулки шатунов. Используя приспособление и пресс, выпрессуйте втулку.

б) Используя круглый напильник, легкими движениями спилите любые шероховатости верхней головки шатуна.

в) Установите втулку на приспособление таким образом, чтобы шарик приспособления вошел в отверстие втулки.

г) Совместите смазочные отверстия втулки и шатуна.

д) Используя приспособление и пресс, запрессуйте втулку.

е) Используя устройство для шлифовки отверстий под поршневые пальцы, отхонингуйте втулку до достижения номинального зазора между втулкой и поршневым пальцем (см. выше).

ж) Проверьте посадку поршневого пальца при комнатной температуре. Смажьте поршневой палец моторным маслом, затем большим пальцем втолкните его во втулку верхней головки шатуна.

Г. Проверьте шатунные болты. Используя штангенциркуль, измерьте минимальный диаметр в месте наибольшего износа.

Диаметр сжатой части болта:

Номинальный:
- 4S-FE. 7,86 — 8,00 мм
- 1JZ-GTE. 8,2 — 8,3 мм
- 1JZ-GE, 2JZ-GE. 8,1 — 8,3 мм
- 2L-TE. 8,4 — 8,6мм
Минимальный:
- серия JZ. 8,0 мм
- 4S-FE. 7,6 мм
- 2L-TE. 8,2мм

Если диаметр меньше минимального, замените шатунный болт.

motoizh.ru

Все о мотоциклах ИЖ

Темы без ответов
Активные темы
Поиск

Подбираем палец к поршню, втулку подгоняем к пальцу.

Сообщение User » 22 апр 2007, 09:04

Сообщение kulibin_slavka » 22 апр 2007, 11:35

Сообщение M_Mihalich » 22 апр 2007, 16:53

Сообщение Hansa » 23 апр 2007, 07:39

Сообщение Goryachev » 23 апр 2007, 12:03

Сообщение shes » 23 апр 2007, 16:23

Сообщение User » 23 апр 2007, 17:38

Сообщение Ed » 23 апр 2007, 20:21

User, все просто
береш поршень, береш палец
если палец свободно входит значит мал
если хоть немного удаеться его вставить в поршень значит покатит
если совсем невлазит значит большой

на 412 москвече палец входит в поршень и в шатун от руки т.е. просто нешатаеться.

Сообщение User » 25 апр 2007, 17:37

Сообщение M_Mihalich » 25 апр 2007, 18:24

User, это палец наверно из тайваньского комплекта! но и то когда я покупал этот палец, отдельно от комплекта он был коротким, а когда покупал в комплекте (все в коробке) он был нужной ширины
да посмотри на него внимательней у меня сложилось такое ощущение что он легче и стенки его тоньше чем на заводском, и вообще он по цвету светлее
у тебя так?

shes, ну незнаю как их забивают или вставляют на заводе, при разборке двигателя иж п3 (не тронутого), палец из нагретого феном поршня очень нелегко вылазил опять же с помощью молотка и проставки,

в тайваньский поршень палец зашел от руки на холодную.