Соединение поршневого пальца на шатуне. Поршневой палец входит в поршни внутри поршня.
В двигателях внутреннего сгорания поршневой палец (англ. wrist pin или piston pin, американский английский) соединяет поршень с шатуном и обеспечивает подшипник для шатуна, на котором он вращается при движении поршня. [1] В очень ранних конструкциях двигателей, включая те, которые работают на пару , и во многих очень больших стационарных или судовых двигателях поршневой палец расположен в скользящей крейцкопфе , которая соединяется с поршнем через шток. Песчаник — это ось или шейка. Происхождение слова пескарь — среднеанглийское слово gojoun, которое произошло от среднефранцузского слова goujon. Его первое известное использование относится к 15 веку. [2]
Обзор
Поршневой палец обычно представляет собой кованый короткий полый стержень, изготовленный из стального сплава высокой прочности и твердости , который может быть физически отделен как от шатуна, так и от поршня или крейцкопфа. [1] Конструкция поршневого пальца, особенно в случае небольших, высокооборотистых автомобильных двигателей, является сложной. Поршневой палец должен работать при некоторых из самых высоких температур, испытываемых в двигателе, с трудностями в смазке из-за его расположения, оставаясь при этом небольшим и легким, чтобы соответствовать диаметру поршня и не увеличивать чрезмерно возвратно -поступательную массу . Требования к легкости и компактности требуют стержня небольшого диаметра, который подвергается большим сдвиговым и изгибающим нагрузкам, с некоторыми из самых высоких нагрузок давления любого подшипника во всем двигателе. Чтобы преодолеть эти проблемы, материалы, используемые для изготовления поршневого пальца, и способ его изготовления являются одними из самых высокотехнологичных среди всех механических компонентов, встречающихся в двигателях внутреннего сгорания. [ необходима цитата ]
Варианты дизайна
Поршневые пальцы используют две основные конфигурации конструкции: полуплавающие и полностью плавающие. [1]
Конструкция поршневого пальца
На рисунке показана типовая конструкция поршневого пальца (пальца поршневого). Конструкция зависит от технологической и технической эффективности.
Полуплавающий
В полуплавающей конфигурации штифт обычно фиксируется относительно поршня с помощью посадки с натягом в шейку поршня. (Это заменило более ранний метод установочного винта . [3] ) Таким образом, подшипник малой головки шатуна действует как подшипник. В этой конфигурации только подшипник малой головки требует опорной поверхности, если таковая имеется. При необходимости это обеспечивается либо гальванопокрытием шейки подшипника малой головки подходящим металлом, либо, что более распространено, вставкой подшипника скольжения или игольчатого подшипника в ушко малой головки, которое имеет посадку с натягом в отверстие малой головки. Во время капитального ремонта обычно можно заменить эту втулку подшипника, если она сильно изношена. Обратная конфигурация, фиксирующая поршневой палец на шатуне вместо поршня, реализуется с помощью посадки с натягом в шейку малой головки, при этом шейки поршневого пальца в поршне функционируют как подшипники. [4] Такое расположение обычно сложнее в изготовлении и обслуживании, поскольку две опорные поверхности или вставленные втулки усложняют конструкцию. Кроме того, штифт должен быть точно установлен так, чтобы ушко малой головки было центральным. Из-за соображений теплового расширения такая компоновка была более распространена для одноцилиндровых двигателей, чем для многоцилиндровых двигателей с длинными блоками цилиндров и картерами, пока прецизионное производство не стало более распространенным.
Полностью плавающий
В полностью плавающей конфигурации опорная поверхность создается как между малой головкой и поршневым пальцем, так и шейкой в поршне. Поршневые пальцы обычно фиксируются стопорными кольцами . [4] Посадка с натягом не используется ни в одном случае, и палец полностью «плавает» на опорных поверхностях. Средняя скорость трения каждого из трех подшипников уменьшается вдвое, и нагрузка распределяется по подшипнику, который обычно примерно в три раза длиннее полуплавающей конструкции с посадкой с натягом на поршне.
^ abc Nunney, Malcolm James (2007) «Возвратно-поступательный поршневой бензиновый двигатель: поршневые пальцы и их расположение» Технология легких и тяжелых транспортных средств (4-е изд.) Butterworth-Heinemann, Оксфорд, Великобритания, стр. 28, ISBN 978-0-7506-8037-0
↑ Седьмой новый университетский словарь Вебстера, G & C Merriam Company, 1963, стр. 370
^ Размеры двигателей для грузовиков и обзор британской практики в этой области: Часть вторая: Обзор британской конструкции двигателей для грузовиков (на эстонском языке). Автомобиль [Автомобильная промышленность]. 1916. С. 502–504. OCLC 5276931.
^ ab Хиллер, Виктор Альберт Уолтер и Питтак, Фрэнк Уильям (1991) «Бензиновый двигатель: поршневые пальцы» Основы технологии автомобилей (4-е изд.) Stanley Thornes Pub., Челтнем, Англия, стр. 34 ISBN 0-7487-0531-7
