прочная связь поршня и шатуна

В любом поршневом двигателе внутреннего сгорания присутствует деталь, соединяющая поршень с верхней головкой шатуна — поршневой палец. Все о поршневых пальцах, их конструктивных особенностях и способах установки, а также о верном подборе и замене пальцев различных типов подробно рассказано в статье.

Что такое поршневой палец

Палец поршневой (ПП) — компонент поршневой группы ДВС; стальной полый цилиндр, с помощью которого осуществляется шарнирное соединение поршня и шатуна.

В поршневых двигателях внутреннего сгорания передача и преобразование сил, возникающих при сгорании топливно-воздушной смеси в цилиндре, осуществляется поршневой группой и кривошипно-шатунным механизмом. К основным деталям этих систем относятся поршень и шатун, имеющие шарнирное соединение, благодаря которому достигается возможность отклонения оси шатуна от оси поршня при его между верхней и нижней мертвыми точками (ВМТ и НМТ). Реализуется шарнирное соединение поршня и шатуна с помощью простой детали — поршневого пальца.

Поршневой палец решает две ключевые задачи:

  • Выступает в качестве шарнира между поршнем и шатуном;
  • Обеспечивает передачу сил и моментов от шатуна на поршень при запуске двигателя и от поршня на шатун при работе двигателя.

То есть, ПП не просто связывает поршень и шатун в единую систему (в которую также входит коленчатый вал), но и вообще обеспечивает согласованную работу поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма двигателя. Поэтому любые неисправности или износ пальца негативно сказываются на работе всего силового агрегата, требуя скорейшего ремонта. Но прежде, чем покупать новые поршневые пальцы, следует разобраться в их конструкции и некоторых особенностях.

Типы, устройство и характеристики поршневых пальцев


Типичная конструкция поршня с шатуном

Все используемые в настоящее время поршневые пальцы имеют принципиально одинаковую конструкцию: в общем случае это полый стальной стержень с относительно тонкими стенками, установленный в бобышках поршня и верхней головке шатуна. На торцах пальца снимаются фаски (наружная и внутренняя), которые обеспечивают простой монтаж детали в поршень или шатун, а также предотвращают повреждение других деталей при случайном контакте с ними.

При этом в пальцах могут выполняться различные вспомогательные элементы:

  • Вывод внутренних стенок в конус от центра наружу с целью облегчения пальца с сохранением его прочности;
  • Внутренние кольцевые пояски в центральной части пальца для его упрочнения;
  • Боковые поперечные отверстия для жесткой фиксации пальца в бобышке поршня.

Поршневые пальцы изготавливаются из мягких конструкционных углеродистых (15, 20, 45 и других) и некоторых легированных (обычно хромистых 20Х, 40Х, 45Х, 20ХНЗА и иных) сталей. Наружная поверхность и небольшой поясок на торце деталей из малоуглеродистых сталей подвергается цементации и закалке на глубину до 1,5 мм до достижения твердости 55-62 HRC (при этом внутренний слой имеет твердость в пределах 22-30 HRC). Детали из среднеуглеродистых сталей обычно закаливаются токами высокой частоты. После термической обработки наружная поверхность ПП подвергается шлифовке. Закалка детали обеспечивает высокую устойчивость ее наружной поверхности к износу, при этом вязкость внутренних слоев стенки сохраняет способность пальца противостоять ударным нагрузкам и вибрациям. Шлифовка поверхности устраняет зоны с опасными напряжениями, которые во время работы двигателя могут привести к появлению задиров, наклепов или даже разрушения деталей.

Как уже указывалось, поршневой палец располагается в поршне и верхней головке шатуна, соединяя эти детали в одну систему. В поршне под данную деталь предусмотрено два расширения с поперечными отверстиями — бобышки. Существует два конструктивных варианта шарнира между поршнем и шатуном:

  • С «плавающим» пальцем;
  • С запрессованным в шатун пальцем.

Наиболее просто реализуется вторая схема: в этом случае ПП запрессовывается в верхнюю (неразъемную) головку шатуна, что предотвращает его осевое смещение, а в бобышках поршня он располагается с некоторым зазором, что обеспечивает возможность проворачивания поршня относительно ПП во время работы силового агрегата на всех режимах. Также зазор обеспечивает смазку трущихся деталей (хотя из-за малого зазора палец и контактирующие с ним поверхности бобышек всегда работают в режиме недостаточной смазки). Такая схема применялась на отечественных автомобилях ВАЗ-2101, 2105, 2108, широко она используется и на современных моделях иностранного производства.


Фиксированный и плавающий поршневые пальцы

Схема с «плавающим» пальцем более сложна, так как она имеет несколько вспомогательных деталей. В такой схеме ПП с малым зазором устанавливается в обе детали — и в бобышки поршня, и в верхнюю головку шатуна, это обеспечивает его свободное проворачивание во время работы двигателя. Для предотвращения осевого смещения пальца используются пружинящие стопорные кольца, располагаемые поперек отверстий в бобышках — они служат упорами для ПП, не допуская его выпадение. Кольца могут изготавливаться из пружинящей проволоки круглого сечения или штамповаться из листового металла. В последнем случае детали имеют прямоугольное сечение, а на обоих концах предусматриваются отверстия под инструмент для удобства установки и извлечения колец.

В некоторых случаях применяются стопорные грибки или заглушки, они изготавливаются из мягкого металла, благодаря чему не повреждают зеркало цилиндра при контакте с ним. Заглушки находят применение в двухтактных двигателях с определенным расположением впускных и выпускных окон, предотвращая нежелательное перетекание газов между ними. Иногда используется фиксация детали с помощью винта, ввернутого в нижнюю часть бобышки и в отверстие у торцевой части ПП.

ПП, независимо от способа его установки, может иметь смещение относительно оси поршня, достигающее полутора и более миллиметров. Такое смещение направлено на снижение динамических нагрузок, которым подвергается поршень, ПП и головка шатуна при прохождении ВМТ и НМТ. Поршень в своем движении к ВМТ и к НМТ прижимается к одной стенке цилиндра, что также приводит и к прижиму ПП к одной стенке отверстий внутри бобышек. Вследствие этого возникают силы, затрудняющие проворачивание ПП в сопряженных деталях, и при прохождении ВМТ и НМТ поворот может случиться скачкообразно — это происходит с ударом, который проявляются характерным стуком. Эти факторы как раз и устраняются установкой ПП в поршне с некоторым смещением оси.

Как правильно подобрать и заменить поршневой палец


Поршневые пальцы различных типов и способы их фиксации в поршне

В процессе работы двигателя, особенно на переменных режимах, пальцы подвергаются значительным нагрузкам, они изнашиваются, могут деформироваться и требуют замены. О необходимости заменить пальцы говорит ухудшение компрессии и снижение динамических характеристик двигателя, что дополнительно проявляется характерным стуком.

Ремонт силового агрегата в этом случае сводится к замене пальцев, а иногда и сопряженных деталей — втулок головки шатуна в системах с «плавающим» ПП, колец и других. Подбор новых пальцев и других деталей производится по ремонтным размерам. Например, для большинства отечественных двигателей предлагаются детали трех ремонтных размеров, отличающихся на 0,004 мм (так, в двигателях ВАЗ часто используются пальцы диаметром 21,970-21,974 мм (1-я категория), 21,974-21,978 мм (2-я категория) и 21,978-21,982 мм (3-я категория)). Это обеспечивает возможность подбора пальцев различных диаметров с учетом увеличения диаметров отверстий в сопряженных деталях вследствие износа и последующей расточки. Расточка всегда выполняется под те же ремонтные размеры, и если износ деталей превышает указанные диапазоны, то и они должны быть заменены.

Как правило, пальцы продаются комплектами (по 2, 4 и больше штук), иногда вместе со стопорными кольцами и другими деталями.

При ремонте поршневой группы с «плавающими» пальцами нет необходимости в применении специального оборудования — монтаж деталей в бобышки и головку шатуна выполняется усилием руки. Если же меняется палец с фиксацией в шатуне, то приходится использовать специальное приспособление для выпрессовки и запрессовки ПП (в простейшем случае это могут быть втулки и стержни, однако профессионалы используют более сложные механизированные приспособления, похожие на тиски).

В некоторых случаях установка «плавающего» ПП в бобышки также производится в натяг, для этого поршень перед монтажом нагревается в воде или иной жидкости до 55-70 °С. Такой монтаж предотвращает стук ПП при запуске и прогреве двигателя, возникающий вследствие разного коэффициента теплового расширения алюминиевых сплавов и стали. Дело в том, что алюминиевый поршень расширяется быстрее, чем стальной палец, поэтому на непрогретом двигателе зазор между деталями увеличивается и появляется стук. При монтаже ПП в натяг зазор возникает только при прогреве мотора, что предотвращает удары деталей и, соответственно, стук.

Следует заметить, что работы по замене поршневых пальцев требуют значительной разборки двигателя, поэтому их лучше выполнять при наличии соответствующего опыта или доверять профессионалам. Только при правильном подборе пальцев и грамотном ремонте поршневая группа будет функционировать надежно и эффективно, обеспечивая высокие рабочие характеристики силового агрегата.

Поршневые пальцы кривошипно-шатунных механизмов

  • Главная
  • /

  • org/Breadcrumb»>Технологии компании «Плазмацентр»
  • /

  • Финишное плазменное упрочнение
  • /

  • Применение технологии финишного плазменного упрочнения
  • /

  • Детали машин и механизмов
  • /

  • Поршневые пальцы кривошипно-шатунных механизмов
  • Версия для печати

Фото

Подробнее о технологии

 

Разработана технология повышения износостойкости поршневых пальцев, служащих осью в шарнирном соединении поршня с шатуном, в автомобильных, тракторных двигателях, поршневых компрессорах и других устройствах. Вследствие изменения величины и направления давления поршневой палец прилегает попеременно то к одним, то к другим сторонам отверстий в бобышках поршня. При этом он перемещается на расстояние, равное величине зазора в направлении действия давления (плавающий палец). Рабочая поверхность поршневых пальцев функционирует в условиях трения металл по металлу в условиях смазки. Основной механизм износа поршневых пальцев – усталостные разрушения.

+7 (812) 679-46-74
[email protected] Почта:  

Примеры применения финишного

плазменного упрочнения на практике

УслугиПрименениеОборудование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве материала для поршневых пальцев применяют стали 45, 45ХА с последующей их закалкой на глубину 1-1,5 мм, стали 15Х, 15 с последующей цементацией и закалкой на глубину 0,5-1,5 мм. Термическая обработка поршневых пальцев должна обеспечивать твердость рабочей поверхности HRC 58-65 при твердости сердцевины не менее HRC 32-40. Поршневые пальцы для высоконагруженных двигателей изготовляются из легированных цементируемых сталей 12Х2Н4А и12ХНЗА,15ХМА и др. Параметр шероховатости поверхности поршневых пальцев Ra должен быть не более 0,16 мкм.

С целью максимального повышения износостойкости поршневых пальцев, уменьшения шума, достижения максимально возможной долговечности двигателя предлагается использовать технологию ФПУ с нанесением на наружную поверхность поршневых пальцев тонкопленочного алмазоподобного покрытия.

ФПУ обеспечивает повышенные трибологические характеристики – износостойкость и минимальный коэффициент трения, а также является эффективным методом повышения усталостной прочности.

Статьи про поршневые пальцы кривошипно-шатунных механизмов

Скачать статьи

  1. Поршневые пальцы с покрытием DLC. Уменьшение трения и износа благодаря новой технологии

Ключевые слова

Поршневой палец Поршень двигатель ДВС Поршень Поршневые кольца Шатун двигатель Кольцо цилиндр

Отрасли промышленности

Автомобилестроение Двигателестроение Машиностроение Транспорт и РЖД Судостроение

Другие изделия

Сферические подшипники скольжения

Гильзы цилиндров двигателей

Шестерни

Детали винтовых и шестеренных насосов

Поршневые кольца и канавки

Поршневые пальцы

 

Детали шарошочных буровых долот

Детали золотниковых и плунжерных пар

Газовые опоры

Втулки подшипников скольжения

Детали лабиринтных уплотнений

Детали типа вал

 

Другие разделы

Технологическая оснастка

Инструмент

Детали спортивного оборудования

Изделия медицинского назначения

 

«Плазмацентр» предлагает

  • разработка и внедрение ФПУ конкретных изделий и инструмента;
  • ФПУ опытных и серийных партий изделий и инструмента;
  • изготовление и адаптация оборудования ФПУ для решения задач заказчика;
  • разработка и изготовление специализированного оборудования для ФПУ;
  • организация и комплексное оснащение участков ФПУ;
  • поставка расходных материалов;
  • экономический анализ эффективности использования технологии ФПУ;
  • проведение совместных исследований, разработок и внедрений;
  • обучение специалистов заказчика, консультации, сервис.


 

Свяжитесь с нами по телефонам +7 (812) 679-46-74 или напишите нам на почту [email protected]


 

Наши менеджеры подробно расскажут о имеющихся у нас технологиях нанесения покрытий, упрочнения, восстановления, придания свойств поверхности, а также о стоимости услуг компании.

Комплект поршней, пальцев и колец (D=92мм) БК-21-1004014-А Комплект к а/м ГАЗ-21

Отзывы клиентов (0)

Добавить отзыв

Качество обслуживанияОтличноХорошоНормальноПлохоУжасно

Удобство использования веб-сайтаОтличноХорошоНормальноПлохоУжасно

Качество товараОтличноеХорошееНормальноПлохоеУжасно

ДоставкаОтличноХорошоНормальноПлохоУжасно

Загрузить

КАТЕГОРИЯ

  • показать все автозапчасти
  • Body  336
  • chassis frame  1
  • Body side part  5
  • Body side part (for models GAZ-21R, GAZ-21C and GAZ-21T)  3
  • Side window  2
  • салон автомобиля 6
  • крыша кузова 5
  • ткань на потолке 5
  • Задняя дверь 23
  • Механизм движения задних дверей и стекла 8
  • Задняя дверная окно 1
  • Замок и ручка с задней дверью 6
  • 9009 (для задних дверей. , Модели GAZ-21C и GAZ-21T) 7

  • Задняя дверь (для моделей GAZ-21V и GAZ-21D) 1
  • Пол тела 15
  • Полные кора0018 1
  • Крышка на полу 3
  • Стандартные аксессуары и данные пола 5
  • Элементы ремонта пола 4
  • Входная дверь 61
  • . дверь 33
  • Замок и ручки передней двери 10
  • Капот, крылья, кожух радиатора 77
  • КАПОТ И КРЫЛА 1 Edition   11
  • HOOD AND FENDERS 3 edition  48
  • HOOD AND FENDERS 2Edition   18
  • Body rear part  35
  • Trunk lock  5
  • Lock drive and interlock of hood  8
  • ЗАДНЯЯ ЧАСТЬ КУЗОВА 22
  • Задняя дверь 6
  • Задняя дверь 1
  • Блокировка и ручка задней двери 5
  • Вентиляция и отопление 27
  • Front ventilation and heating  26
  • Ventilation drive of front side and heating  1
  • ACCESSORIES  6
  • Hook of interior  1
  • Holder and ashtray  5
  • Body  4
  • ремонт кузовных деталей 4
  • Ветровое и заднее стекло 49
  • Стеклоочиститель и привод 14
  • Установка распылителя лобового стекла 8
  • 12

  • Передние и задние сиденья (серия 1-2)  2
  • Двигатель  181
  • Система выпуска продуктов сгорания  15
  • Двигатель 89
  • ДВИГАТЕЛЬ, Эсси 2
  • Блок цилиндра 18
  • . клапаны и подъемники 15

  • Первичный масляный фильтр 4
  • Подвеска двигателя 4
  • Фильтр тонкой очистки смазочного масла 9
  • FUEL SYSTEM  52
  • Fuel Line  8
  • Gas pump  7
  • Secondary fuel filter  3
  • Carburetor K-124  5
  • Carburetor K-22  4
  • Бензобак (для моделей ГАЗ-21Р, ГАЗ-21С, ГАЗ-21Н, ГАЗ-21Т и ГАЗ-22Д) 12
  • Карбюраторы дроссельной заслонки 9
  • Карбюратор К-129 9020

    1 9 4

    9 4 9

  • 0317 COOLING SYSTEM  25
  • Water pump  14
  • Radiator  11
  • Transmission  87
  • Rear axle  15
  • REAR AXLE  15
  • Cardan drive  9
  • Cardan shafts 9
  • Сцепление 25
  • Сцепление 15
  • Привод выключения сцепления и педаль тормоза 10
  • Трансмиссия0018 38

  • Коробка передач 28
  • Управление коробкой передач (для моделей ГАЗ-21Р, ГАЗ-21С, ГАЗ-21Т, ГАЗ-22В и ГАЗ-22Д) 8
  • Управление автоматической коробкой передач (для моделей ГАЗ-21 )  1
  • Mechanism of automatic transmission GAZ-21  1
  • Undercarriage  122
  • Wheels  12
  • WHEELS AND HUBS  12
  • Frame, bumpers and engine splash shields  31
  • рама 10
  • Передняя и задняя бамперы 1Edition 4
  • СЕРСИЯ СЕРСИЯ 2 3
  • Передняя и задние баккеры 13
  • Передняя и задние баккеры 3 13
  • ПЛОНЕТА

    9202020202010

  • 9013 9013 9013 9013
  • 20202020202020202020920920209202010

  • .
  • Передний мост 9
  • Рулевые тяги 9
  • Подвеска 70
  • Передняя подвеска 33 Задние Амортизаторы 33 9002
  • 018 9

  • Shock absorbers of front suspension  4
  • Rear spring  12
  • Front Suspension Lateral Stabilizer  5
  • Central lubrication system  7
  • Control
    mechanisms  67
  • Steering  19
  • РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ 19
  • Тормоза 48
  • Передние ножные тормоза 12
  • Задние ножные тормоза 7
  • Transmission brake and transmission brake control  17
  • Brake Master Cylinder  11
  • GAZ-21 brake master cylinder with automatic transmission  1
  • Electrical
    equipment  175
  • Electrical equipment  128
  • Генератор 3
  • Аккумулятор 5
  • Задний фонарь, фонарь багажника и номерного знака 23
  • Катушка зажигания, свечи зажигания и дистрибьютор
  • Стартер 6
  • головная лампа, угловая лампа, лампа купола и лампа под приводом
  • Wryd Diagram (с левой стороны)
  • . 27
  • Фонарь и подкапотный фонарь  9
  • Предохранитель  2
  • Фары и поворотники  23
  • Задний фонарь и фонарь номерного знака1 13 Wiring diagram (with right-side steering)  1
  • Horns  2
  • RADIO EQUIPMENT  12
  • Radio Receiver  12
  • Devices and sensors  35
  • Dashboard  33
  • Taximeter 2
  • Сопутствующие товары
    И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ 11
  • Инструменты и оборудование 8
  • Инструменты и оборудование 8
  • Сувениры и аксессуары  1
  • интерьер
    материалы  4
  • Детали по запросу
  • документация

Палец поршневой диаметром 22 мм 11-6135-А на автомобиль ГАЗ 69

Отзывы клиентов (0)

Добавить отзыв

Качество обслуживанияОтличноХорошоНормальноПлохоУжасно

Удобство использования веб-сайтаОтличноХорошоНормальноПлохоУжасно

Качество товараОтличноеХорошееНормальноПлохоеУжасно

ДоставкаОтличноХорошоНормальноПлохоУжасно

Загрузить

КАТЕГОРИЯ

  • показать все автозапчасти
  • Кузов 72
  • Стеклоочиститель, солнцезащитный козырек, зеркало 5
  • Кузов 25
  • Пол кузова 39 Крепление кузова 6
  • 9

    8 2

  • Floor details  13
  • ​​floor parts GAZ-69A  2
  • floor parts GAZ-69  13
  • Ventilation of cabin UAZ  2
  • ventilation & interior heating  4
  • Детали оперения ГАЗ-69 4
  • Боковые двери кузова 2
  • Двигатель 110
  • СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ 20
  • 0 Радиатор0018 11
  • Water pump  9
  • FUEL SYSTEM  38
  • Fuel Line  10
  • Carburettor  3
  • Air filter  1
  • Gas tank sump  1
  • Gas pump  6
  • Бензобак 8
  • Педаль акселератора и дроссельная заслонка 5
  • Бензобак 4
  • Система выпуска продуктов сгорания 4 0019
  • Muffler  4
  • Engine  48
  • Cylinder Block  6
  • Cylinder head  3
  • Distribution shaft  4
  • Valves and Valve Tappets  4
  • Oil Intake  1
  • Масляный радиатор  1
  • Крепление двигателя  3
  • Поршни и шатуны  5
  • Первичный масляный фильтр  3
  • Manifold  4
  • Engine, clutch and transmission assembly  3
  • Lubricating oil fine filter  4
  • Crankshaft and flywheel  7
  • Transmission  69
  • Transmission  19
  • Speed -механизм управления 1
  • Трансмиссия 18
  • Раздаточная коробка 6
  • Раздаточная коробка 6
  • Cardan drive  8
  • Cardan shafts  8
  • Rear axle  4
  • REAR AXLE  4
  • Front axle  15
  • Front driving axle  15
  • Clutch  17
  • Привод выключения сцепления 4
  • Сцепление 13
  • Ходовая часть 31
  • Рама, бамперы и брызговики двигателя 6
  • Буксирное устройство 1
  • Передний бампер 4
  • рама 1
  • Передняя ось 4
  • 18
  • 5 70020

  • .