17. 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. П лавающий (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

2. Поршневой палец закреплен в поршне (встречается редко)

З акрепляется прессованием или фиксируется.

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

Д ля 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  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:

 = 0,0010,0015

относительный зазор:

₁ = d_БОБ - d_ПП

 = d_БОБ - d_ПП

d_БОБ = d_БОБ+_БОБ· d_БОБt_БОБ

d_ПП = d_ПП+ _ПП· d_ППt_ПП

t_ПП = t_ПП - t_ПП

 = d_БОБ+_БОБ· d_БОБt_БОБ - d_ПП - _ПП· d_ППt_ПП

 =  + d_ПП·(_БОБt_БОБ - _ППt_ПП)

 =  + _БОБt_БОБ - _ППt_ПП

 =  - d_ПП·(_БОБt_БОБ - _ППt_ПП)

 =  - _БОБt_БОБ + _ППt_ПП

Зазор между поршневым кольцом и бобышкой поршня в холодном состоянии часто «-». На практике используют либо минимальный зазор, а в абсолютных величинах  = 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 = 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).