Поршневые пальцы

Усилия от поршня к коленчатому валу передаются через поршневой палец, шарнирно соединяющий поршень с шатуном. Общим у пальцев дизелей 10Д100, 11Д45, Д50 является то, что они выполнены полыми. Это сделано для облегчения веса, а у дизелей типа Д50 — и для подачи смазки к трущимся поверхностям. Палец шпилечного поршня дизеля 2Д100 по способу закрепления отличается от пальца дизеля Д50. При работе дизеля Д50 палец может свободно поворачиваться, а при работе дизеля 2Д100 палец остается неподвижным относительно вставки поршня — он закреплен во вставке. Если палец при работе может свободно поворачиваться в поршне и головке шатуна, то он называется плавающим. Плавающие пальцы изнашиваются почти равномерно по всей поверхности благодаря тому, что имеют возможность поворачиваться. Эта особенность имеет важное значение, так как при неравномерном износе образуются односторонние зазоры между пальцем и головкой шатуна. Чем больше зазор, тем с большей силой ударяет палец о втулку шатуна, изнашивая ее и создавая повышенные напряжения в шатунно-кривошишюм   механизме.

Шатунно-кривошипный механизм шатуны

Усилие, воспринимаемое поршневым пальцем от поршня, передается далее на коленчатый вал с помощью шатуна (рис. 48). Стержень шатуна должен выдерживать попеременно сжатие, растяжение, продольный изгиб от усилия газов и сил инерции.Чтобы не произошло изгиба или излома, шатун приходится делать из сталей специальных марок. Для облегчения же веса стержню шатуна придана форма двутавра, хорошо противостоящая продольному изгибу. Стержень по концам имеет две головки: в отверстие малой неразъемной головки входит палец поршня, а в большой разъемной головке размещается шейка  кривошипа  коленчатого   вала.

Рис. 48. Общий вид шатунов

С устройством шатунов познакомимся сначала на примере дизеля 10Д 100 (рис. 48, а). Большая головка нижнего шатуна — разъемная, так как цельную головку невозможно надеть на шейку вала — мешают выступающие колена. Эта головка разрезана на две части по плоскости, перпендикулярной оси шатуна; шейка коленчатого вала помещается между двумя половинками разъемной головки шатуна. Одна из них составляет одно целое со стержнем шатуна. К ней присоединяется другая половинка, называемая крышкой. Крышку соединяют в месте разреза с шатуном с помощью замка в виде выступов и двух болтов с гайками (шатунных болтов), которые прижимают друг к другу обе половинки головки шатуна,   связывая   их   воедино. Шатунные болты — очень важные детали. Если ослабнет гайка или выйдет из строя (оборвется) шатунный болт, испытывающий воздействие возникающих в процессе движения поршня больших усилий, произойдет авария дизеля. Чтобы противостоять действующим усилиям, болт должен обладать достаточной прочностью; особая точность предъявляется также к резьбе шатунного болта  и гайки. В обе головки шатуна вставлены подшипники, представляющие собой бронзовую втулку (в малой головке), и полувтулки, называемые вкладышами (в разъемной головке). Вкладыши заливают тонким слоем свинцовистого кальциевого баббита (дизели типов Д1О0 и Д50) или свинцовистой бронзы (дизели 11Д45, 14Д40 и Д49). Слой антифрикционных металлов — баббита или бронзы — уменьшает трение и износ шейки коленчатого вала и поршневого пальца.    По конструктивным и технологическим соображениям втулка поршневой головки шатуна дизеля 10Д100 и 2Д100 выполнена двухслойной—бронзовая втулка запрессовала не в отверстие стержня шатуна, а в стальную втулку, которая уже вместе с бронзовой запрессовывается в шатун. Шатун дизелей типа Д50 имеет конструкцию, аналогичную описанной выше. Основное отличие его состоит в том, что крышка нижней головки прикрепляется к телу шатуна четырьмя шатунными болтами по два с каждой  стороны,  так  как в  четырехтактных дизелях на тактах выпуска и всасывания инерционные силы достигают очень больших значений. Дизели Д49, Д70, 11Д45, М756 и 1Д12 имеют V-образное расположение цилиндров, поэтому здесь применены сочлененные шатуны. Один из них называется главным (левый на рис. 48, б), а другой — прицепным. Прицепной шатун соединен с главным с помощью пальца, который вставлен в отверстие специального выступа нижней головки главного шатуна. В шестнадцатицилиндровом дизеле Д49 размещается восемь комплектов  сочлененных  шатунов.