Из чего состоит поршневой узел?
Поршневой узел является важной частью автомобильного двигателя и состоит в основном из следующих шести компонентов:
1. Поршень: является частью камеры сгорания и имеет несколько канавок для установки поршневых колец.
2. Поршневое кольцо: устанавливается на поршень для герметизации, обычно состоит из газового и маслосъемного колец.
3. Поршневой палец: соединяет поршень с малой головкой шатуна поршня; возможны два режима работы: полностью плавающий и полуплавающий.
4. Шатун поршня: шатун поршня и коленчатого вала, делится на большую и малую головки с обеих сторон; малая головка соединяется с поршнем, большая головка — с коленчатым валом.
5. Подшипник шатуна: смазывающий элемент, установленный в головке шатуна.
6. Болт шатуна: болт, который крепит большую головку шатуна к коленчатому валу.
Поршневое кольцо является ключевым компонентом в двигателе внутреннего сгорания; оно вместе с цилиндром, поршнем и стенкой цилиндра обеспечивает герметизацию топливно-газовой системы. В автомобильных двигателях обычно используются два типа: дизельные и бензиновые. Из-за различий в характеристиках топлива, используемые поршневые кольца различаются. Первоначально поршневые кольца изготавливались методом литья, но с развитием технологий появились высокопрочные стальные поршневые кольца. В связи с ростом требований к двигателю и повышением экологических стандартов, применяются различные методы обработки поверхности, такие как термическое напыление, гальваническое покрытие, хромирование и т.д., газовое азотирование, физическое осаждение, поверхностное покрытие, цинк-марганцевое фосфатирование и др., что значительно улучшает функциональность поршневого кольца.
Поршневой палец используется для соединения поршня с шатуном и передачи усилия от поршня к шатуну или наоборот.
Поршневой палец подвергается значительной периодической ударной нагрузке в условиях высоких температур, и поскольку угол поворота поршневого пальца в отверстии невелик, образование смазочной пленки затруднено, поэтому условия смазки оставляют желать лучшего. По этой причине поршневой палец должен обладать достаточной жесткостью, прочностью и износостойкостью. Его масса должна быть как можно меньше, а зазоры между пальцем и отверстием должны быть подходящими, а поверхность – хорошего качества. В целом, жесткость поршневого пальца особенно важна, поскольку изгиб поршневого пальца может привести к повреждению его посадочного места.
Вкратце, условия работы поршневого пальца таковы: при большом коэффициенте давления масляная пленка не образуется, а деформация происходит нескоординированно. Поэтому его конструкция требует достаточно высокой механической прочности и износостойкости, а также высокой усталостной прочности.
Корпус шатуна состоит из трех частей, причем часть, соединенная с поршневым пальцем, называется малой головкой шатуна; часть, соединенная с коленчатым валом, называется большой головкой шатуна, а часть, соединяющая малую и большую головки, называется корпусом шатуна.
Для уменьшения износа между малой головкой и поршневым пальцем в отверстие малой головки запрессовывается тонкостенная бронзовая втулка. В малых головках и втулках просверливаются или фрезеруются канавки, чтобы обеспечить попадание брызг масла на сопрягаемую поверхность смазочной втулки и поршневого пальца.
Шатун представляет собой длинный вал, и при его работе нагрузка на него велика. Для предотвращения изгибных деформаций вал должен обладать достаточной жесткостью. По этой причине в автомобильных двигателях шатун чаще всего имеет I-образное сечение, что позволяет минимизировать массу при условии достаточной жесткости и прочности, а в высокопрочных двигателях используется H-образное сечение. В некоторых двигателях шатун с малой головкой и масляным охлаждением впрыскивается в поршень, для чего в валу необходимо просверлить продольные отверстия. Чтобы избежать концентрации напряжений, шатун, малая и большая головки соединены большим плавным переходом.
Для снижения вибрации двигателя необходимо свести к минимуму разницу в качестве шатунов цилиндров. При заводской сборке двигателя, как правило, масса шатунов измеряется в граммах, в зависимости от их массы, и для одного и того же двигателя выбираются одинаковые группы шатунов.
В V-образном двигателе соответствующие цилиндры в левой и правой колоннах имеют общий шатун, а шатуны бывают трех типов: параллельные, вилкообразные и главные и вспомогательные.
Подшипниковые накладки коленчатого вала, которые крепятся к неподвижным кронштейнам коленчатого вала и блока цилиндров и выполняют функцию подшипника и смазки, обычно называются опорными подушками коленчатого вала.
Подшипники коленчатого вала обычно делятся на два типа: подшипники (рис. 1) и фланцевые подшипники (рис. 2). Втулка фланцевого подшипника не только поддерживает и смазывает коленчатый вал, но и выполняет функцию осевого позиционирования коленчатого вала (устройство осевого позиционирования может быть установлено только в одном месте на коленчатом валу).
При использовании болтов для шатунов мы сталкиваемся со множеством проблем: проблемы с внешним видом, несоответствием допусков по длине, поломкой, резьбой зубьев, проблемами, возникающими при установке, и так далее.
Простой способ — проверить болт шатуна, выявить проблему и заменить его. Проверка болта шатуна требует определённой методики. Болт шатуна — важный болт, соединяющий посадочное место большого конца шатуна и крышку подшипника. Во время сборки на болт шатуна действует предварительная нагрузка, а также возвратно-поступательное движение болта шатуна во время работы четырёхтактного дизельного двигателя. Диаметр болта шатуна невелик, поскольку он ограничен диаметром шатунного пальца и внешним размером выступа большого конца шатуна.
Болт, соединяющий разъемную крышку шатуна с большим концом шатуна. На каждой паре подшипников обычно используются два или четыре болта шатуна для их крепления. Тип болта может варьироваться. Головка часто имеет обработанную плоскость позиционирования или выпуклый блок для установки и заделки в опорную поверхность подшипника, чтобы предотвратить вращение болта шатуна при затягивании гайки. Диаметр корпуса болта на каждой поверхности подшипника большой, чтобы обеспечить его позиционирование относительно отверстия для болта во время сборки; диаметр остальной части корпуса болта меньше диаметра отверстия для болта, а длина больше, что позволяет снизить нагрузку на резьбовую часть при изгибающих и ударных нагрузках. Резьба обычно имеет мелкую резьбу с более высокой точностью.
Для предотвращения ослабления резьбового соединения, болт шатуна имеет постоянное противозаклинивающее устройство, которое обычно представляет собой шплинт, противозаклинивающую шайбу и медное покрытие на резьбовой поверхности. Болты шатуна часто подвергаются переменным нагрузкам, которые легко могут вызвать усталостное повреждение и поломку, что приведет к крайне серьезным последствиям. Поэтому их часто изготавливают из высококачественной легированной стали или высококачественной углеродистой стали и подвергают термообработке после отпуска. При эксплуатации следует уделять внимание проверке их прочности, чтобы предотвратить ослабление; регулярно проверять их на наличие трещин и чрезмерного удлинения и т. д., при необходимости своевременно заменять. При установке необходимо затягивать болты поперек и постепенно, в соответствии с предписанным усилием предварительной затяжки, которое не должно быть слишком большим или слишком малым, чтобы избежать несчастных случаев, таких как поломка болта шатуна во время работы.
Если хотите узнать больше, продолжайте читать другие статьи на этом сайте!
Пожалуйста, позвоните нам, если вам нужны такие товары.
Компания Zhuo Meng Shanghai Auto Co., Ltd. занимается продажей автозапчастей MG и MAUXS. Приглашаем к сотрудничеству!
