Поршневые пальцы. Осевая фиксация поршневых пальцев. Зазоры между поршневым пальцем и шатуном. Заглушки поршневых пальцев. Смазка поршневых пальцев.

Поршневой палец:

- нагружен тепловыми нагрузками

- силы знакопеременные

- тепловые нагрузки за счет трения и от поршня.

- возвратно-поступательные движения вместе с поршнем и вращательные движения вокруг оси поршневого пальца.

Способы установки:

1. Плавающий (используется наиболее часто):

«+» 1. возможность проворачивания в шатуне и поршне, низкая относительная скорость скольжения пальца.

2. небольшая сила трения

3. небольшие выделения тепла.

4. равномерный износ.

5. меньше опасность заедания

1. Поршневой палец закреплен в поршне (встречается редко)

Закрепляется прессованием или фиксируется.

1. Поршневой палец закреплен в головке шатуна (используют в тихоходных судах)

Для предохранения осевых перемещений плавающего поршневого пальца используют заглушки или замки.

Заглушки – изготавливаются из алюминия или Mg сплава и запрессовываются в отверстие в концах поршневого пальца.

Между крайними точками заглушек и стенками цилиндра Формируется зазор равный »0,5мм, который (встречается) остается стабильным на горячем двигателе.

Преимущества заглушек:

1. Легче проникновение масла в зазор между пальцем и бобышкой поршня.
2. Выше радиальная жесткость.
3. Лучше отвод тепла.

Недостатки заглушек:

1. Длина поршневого пальца с заглушками равна » диаметру цилиндра Þ утяжеляет конструкцию.

Форма поршневого пальца.

Смазка осуществляется под давлением. Зазор между поршневым пальцем и втулкой шатуна в рабочем состоянии меняется незначительно. Зазор между поршневым пальцем и поршнем в рабочем состоянии:

y¢ = 0,001¸0,0015

относительный зазор:

D₁ = d_БОБ - d_ПП

D = d¢_БОБ - d¢_ПП

d¢_БОБ = d_БОБ+a_БОБ· d_БОБDt_БОБ

d¢_ПП = d_ПП+ a_ПП· d_ППDt_ПП

Dt_ПП = t¢_ПП - t_ПП

D¢ = d_БОБ+a_БОБ· d_БОБDt_БОБ - d_ПП - a_ПП· d_ППDt_ПП

D¢ = D + d_ПП·(a_БОБDt_БОБ - a_ППDt_ПП)

y¢ = y + a_БОБDt_БОБ - a_ППDt_ПП

D = D¢ - d_ПП·(a_БОБDt_БОБ - a_ППDt_ПП)

y = y¢ - a_БОБDt_БОБ + a_ППDt_ПП

Зазор между поршневым кольцом и бобышкой поршня в холодном состоянии часто «-». На практике используют либо минимальный зазор, а в абсолютных величинах D = 0,01¸0,015мм, поршневой палец при этом от руки вставляется; либо используется нулевой или «-» натяг. При этом поршень нагревается до 50¸60º и в него вставляется палец с зазором D= 0,01¸0,015мм. Т.к. зазоры поршневого пальца с шатуном и бобышкой поршня различны, то при назначении допуска по системе отверстия поршневой палец должен быть ступенчатым. Для облегчения производства и повышения точности поршневой палец делается одного диаметра, а посадки назначают в системе вала.

Для изготовления поршневых пальцев используют следующие материалы:

Наиболее распространенные стали (Ст15, Ст20, …). Если в двигатели нагрузки высокие, то используют легированные стали (15ХМ, 38ХА, и т.д.).

Поверхность поршневых пальцев цементируется на глубину 0,5…1,5мм с последующей закалкой и отпуском, или азотируют (сложно, дорого, вредно).