У любым поршневым рухавіку ўнутранага згарання ёсць дэталь, якая злучае поршань з верхняй галоўкай шатуна - поршневай палец.Усё пра поршневых пальцах, асаблівасцях іх канструкцыі і спосабах ўстаноўкі, а таксама аб правільным выбары і замене розных тыпаў пальцаў падрабязна расказана ў артыкуле.
Што такое поршневы палец
Поршневы палец (ПП) — складнік поршневай групы рухавіка ўнутранага згарання ;сталёвы полы цыліндр, з дапамогай якога шарнірна злучаюцца поршань і шатун.
У поршневых рухавіках унутранага згарання перадача і пераўтварэнне сіл, якія ўзнікаюць пры згаранні паліўна-паветранай сумесі ў цыліндры, ажыццяўляецца поршневай групай і кривошипно-шатунным механізмам.Да асноўных частак гэтых сістэм ставяцца поршань і шатун з шарнірным злучэннем, за кошт чаго магчыма адхіленне восі шатуна ад восі поршня пры яго знаходжанні паміж верхняй і ніжняй мёртвымі кропкамі (ВМТ і ВМТ).Шарнірнае злучэнне поршня і шатуна ажыццяўляецца з дапамогай простай дэталі - поршневага пальца.
Поршневы палец вырашае дзве асноўныя задачы:
● Выконвае ролю шарніра паміж поршнем і шатуном;
● Забяспечвае перадачу намаганняў і момантаў ад шатуна да поршня пры запуску рухавіка і ад поршня да шатуна пры працуючым рухавіку.
Гэта значыць ПП не толькі злучае поршань і шатун ў адзіную сістэму (куды ўваходзіць і каленчаты вал), але і ў цэлым забяспечвае зладжаную працу поршневай групы і шатунно-шатуннага механізму рухавіка.Таму любыя няспраўнасці або знос пальца негатыўна адбіваюцца на працы ўсяго сілавога агрэгата, патрабуючы хутчэйшага рамонту.Але перш чым купляць новыя поршневыя пальцы, варта разабрацца з іх канструкцыяй і некаторымі асаблівасцямі.
Віды, прылада і характарыстыкі поршневых пальцаў
Усе выкарыстоўваныя ў цяперашні час поршневыя пальцы маюць па сутнасці аднолькавую канструкцыю: у агульных рысах гэта полы сталёвы стрыжань з адносна тонкімі сценкамі, усталяваны ў бобышках поршня і верхняй галоўцы шатуна.На канцах штыфта знятыя фаскі (знешнія і ўнутраныя), якія забяспечваюць лёгкую ўстаноўку дэталі ў поршань або шатун, а таксама прадухіляюць пашкоджанне іншых дэталяў пры выпадковым дакрананні да іх.
Пры гэтым у пальцах можна выконваць розныя дапаможныя элементы:
● Звядзенне ўнутраных сценак у конус ад цэнтра да вонкавага боку з мэтай палягчэння пальца пры захаванні яго трываласці;
● Унутраныя кальцавыя рамяні ў цэнтральнай частцы пальца для яго ўмацавання;
● Бакавыя папярочныя адтуліны для жорсткай фіксацыі пальчыка ва ўтулцы поршня.
Поршневыя пальцы вырабляюць з мяккіх канструкцыйных вугляродзістых (15, 20, 45 і інш.) і некаторых легіраваных (звычайна хромістых 20Х, 40Х, 45Х, 20ХНЗА і інш.) сталей.Знешняя паверхня і невялікі пояс на тарцы дэталяў з мяккай сталі цементируются і загартоўваюцца на глыбіню 1,5 мм да дасягнення цвёрдасці 55-62 HRC (унутраны пласт мае цвёрдасць у дыяпазоне 22-22 мм). 30 HRC).Дэталі з среднеуглеродистых сталей звычайна загартоўваюць токамі высокай частаты.Пасля тэрмаапрацоўкі вонкавая паверхня ПП падвяргаецца шліфоўцы.Загартоўка дэталі забяспечвае высокую ўстойлівасць яе вонкавай паверхні да зносу, а глейкасць ўнутраных слаёў сценкі захоўвае здольнасць пальца вытрымліваць ўдарныя нагрузкі і вібрацыі.Павярхоўная шліфоўка ліквідуе ўчасткі з небяспечнымі напружаннямі, якія пры працы рухавіка могуць прывесці да задзірання, зацвярдзення і нават разбурэння дэталяў.
Тыповая канструкцыя поршня з шатуном
Як ужо паказвалася, поршневай палец размешчаны ў поршні і верхняй галоўцы шатуна, злучаючы гэтыя дэталі ў адну сістэму.У поршні для гэтай дэталі ёсць два пашырэння з папярочнымі адтулінамі - бобышкі.Ёсць два варыянты канструкцыі шарніра паміж поршнем і шатуном:
● З «плаваючым» пальцам;
● Пальцам, уціснутым у шатун.
Найбольш проста рэалізавана другая схема: у гэтым выпадку ПП ўціснуты ў верхнюю (суцэльную) галоўку шатуна, што прадухіляе яго восевае зрушэнне, а ў бобышках поршня ён размешчаны з некаторым зазорам. , што дазваляе паварочваць поршань адносна ПП пры працы сілавога агрэгата на ўсіх рэжымах.Таксама зазор забяспечвае змазку труцца дэталяў (хоць з-за малога зазору палец і датыкальныя з ім паверхні выступаў заўсёды працуюць у рэжыме недастатковай змазкі).Гэтая схема выкарыстоўвалася на айчынных аўтамабілях ВАЗ-2101, 2105, 2108, шырока выкарыстоўваецца на сучасных мадэлях замежнай вытворчасці.
Схема «плавае» пальцаў больш складаная, так як мае некалькі дапаможных частак.У гэтай схеме ПП з невялікім зазорам усталяваны ў абедзвюх частках - і ў бобышках поршня, і ў верхняй галоўцы шатуна, гэта забяспечвае яго свабоднае кручэнне пры працы рухавіка.Для прадухілення восевага зрушэння пальца выкарыстоўваюцца спружыністыя стопорные кольцы, размешчаныя папярок адтулін у бобышках - яны служаць упорамі для ПП, прадухіляючы яго выпадзенне.Кольцы могуць быць выкананы з спружыннай дроту круглага перасеку або адштампаваныя з бляхі.У апошнім выпадку дэталі маюць прастакутны перасек, а для зручнасці ўстаноўкі і зняцця кольцаў з абодвух бакоў прадугледжаны адтуліны для інструмента.
У некаторых выпадках выкарыстоўваюцца стопорные грыбкі або заглушкі, яны зроблены з мяккага металу, таму не пашкоджваюць люстэрка цыліндру пры кантакце з ім.Свечкі выкарыстоўваюцца ў двухтактных рухавіках з пэўным размяшчэннем впускных і выпускных вокнаў, прадухіляючы непажаданае перацяканне газу паміж імі.Часам яго выкарыстоўваюць для фіксацыі дэталі з дапамогай шрубы, укручваецца ў ніжнюю частку бобышкі і ў адтуліну на канцы ПП.
Нерухомы і плаваючы поршневыя пальцы
ПП, незалежна ад спосабу яго ўстаноўкі, можа мець зрушэнне адносна восі поршня, якое дасягае паўтары і больш міліметраў.Гэта зрушэнне накіравана на памяншэнне дынамічных нагрузак, якім падвяргаюцца поршань, ПП і галоўка шатуна ў ВМТ і ВМТ.Поршань у сваім руху да ВМТ і да ВМТ прыціскаецца да адной сценкі цыліндру, што таксама прыводзіць да прыцісканню ПП да адной сценкі адтулін ўнутры бобышек.У выніку ўзнікаюць сілы, якія абцяжарваюць паварот ПП ў спалучаных дэталях, а пры праходжанні ВМТ і ВМТ паварот можа адбывацца рэзка - гэта адбываецца пры ўдары, які выяўляецца характэрным стукам.Гэтыя фактары дакладна ўхіляюцца шляхам ўстаноўкі ПП ў поршань з некаторым зрушэннем восі.
Як выбраць і замяніць поршневай палец
Падчас працы рухавіка, асабліва ў пераменных рэжымах, пальцы падвяргаюцца значным нагрузкам, яны зношваюцца, могуць дэфармавацца і патрабуюць замены.Аб неабходнасці замены пальцаў кажа пагаршэнне кампрэсіі і зніжэнне дынамічных характарыстык рухавіка, што дадаткова выяўляецца характэрным грукам.
Рамонт сілавога агрэгата ў гэтым выпадку зводзіцца да замены пальцаў, а часам і сопряженных частак - утулак шатунных галовак у сістэмах з «плавае» ПП, кольцаў і інш.Падбор новых пальцаў і іншых дэталяў ажыццяўляецца па рамонтных памерах.Напрыклад, для большасці айчынных рухавікоў прапануюцца дэталі трох рамонтных памераў, якія адрозніваюцца на 0,004 мм (напрыклад, у рухавіках ВАЗ часта выкарыстоўваюцца цапфы дыяметрам 21,970-21,974 мм (1-я катэгорыя), 21,974-21,978 мм (2-я катэгорыя) і 21,978-21,982 мм (3-я катэгорыя)).Гэта дае магчымасць падбіраць штыфты рознага дыяметра з улікам павелічэння дыяметраў адтулін у спалучаных дэталях з-за зносу і наступнага расточвання.Расточванне выконваецца заўсёды для аднолькавых рамонтных памераў, і калі знос дэталяў перавышае зададзеныя дыяпазоны, то іх неабходна замяніць.
Як правіла, пальцы прадаюцца наборамі (2, 4 і больш штук), часам разам са стопорными кольцамі і іншымі дэталямі.
Поршневыя пальцы розных тыпаў і спосабы іх фіксацыі ў поршні
Пры рамонце поршневай групы з «плаваюць» пальцамі няма неабходнасці выкарыстоўваць спецыяльнае абсталяванне - ўстаноўка дэталяў у бобышкі і галоўку шатуна вырабляецца ручным высілкам.Калі палец мяняецца з фіксацыяй ў шатуне, то даводзіцца выкарыстоўваць спецыяльнае прыстасаванне для абціскання і заціску ПП (у самым простым выпадку гэта могуць быць ўтулкі і стрыжні, але прафесіяналы выкарыстоўваюць больш складаныя механізаваныя прылады, падобныя на ціскі ).
У некаторых выпадках ўстаноўка «плавае» ПП ў бобышкі таксама праводзіцца ў ўцягванне, для гэтага поршань перад устаноўкай награваюць у вадзе або іншай вадкасці да 55-70 ° С.Справа ў тым, што алюмініевы поршань пашыраецца хутчэй, чым сталёвы шпілька, таму на непрогретом рухавіку павялічваецца зазор паміж дэталямі і з'яўляецца стук.Пры ўсталёўцы ПП ў нацяжку зазор ўзнікае толькі пры прагрэве матора, што прадухіляе ўдары дэталяў і, адпаведна, стук.
Варта адзначыць, што работы па замене поршневых палец патрабуюць значнай разборкі рухавіка, таму іх лепш выконваць, маючы адпаведны вопыт або даверыцца прафесіяналам.Толькі пры правільным падборы пальцаў і правільным рамонце поршневая група будзе функцыянаваць надзейна і эфектыўна, забяспечваючы высокую прадукцыйнасць сілавога агрэгата.
Час публікацыі: 11 ліпеня 2023 г