În orice motor cu ardere internă cu piston există o parte care conectează pistonul la capul superior al bielei - bolțul pistonului.Totul despre știfturile de piston, caracteristicile lor de proiectare și metodele de instalare, precum și selectarea corectă și înlocuirea diferitelor tipuri de știfturi este descris în detaliu în articol.
Ce este un ax de piston
Știftul pistonului (PP) este o componentă a grupului de piston al motorului cu ardere internă;cilindru tubular din oțel, cu ajutorul căruia pistonul și biela sunt articulate.
La motoarele cu combustie internă alternativă, transmisia și conversia forțelor care decurg din arderea amestecului combustibil-aer din cilindru se realizează printr-un grup de piston și un mecanism de manivelă.Părțile principale ale acestor sisteme includ un piston și o biela cu o articulație de balama, datorită cărora este posibil să devii axa bielei de la axa pistonului atunci când se află între punctele moarte superioare și inferioare (TDC și PMS).Conexiunea cu balama dintre piston și biela este realizată folosind o piesă simplă - un bolt de piston.
Știftul pistonului rezolvă două sarcini cheie:
● Actioneaza ca o balama intre piston si biela;
● Asigura transferul fortelor si cuplurilor de la biela la piston la pornirea motorului si de la piston la biela cand motorul este in functiune.
Adică, PP nu numai că conectează pistonul și biela într-un singur sistem (care include și arborele cotit), dar asigură și, în general, funcționarea coordonată a grupului de piston și a mecanismului manivelei motorului.Prin urmare, orice defecțiuni sau uzură a degetului afectează negativ funcționarea întregii unități de alimentare, necesitând reparații rapide.Dar înainte de a cumpăra noi știfturi de piston, ar trebui să înțelegeți designul lor și unele caracteristici.
Tipuri, dispozitiv și caracteristici ale știfturilor de piston
Toți știfturile de piston utilizate în prezent au în esență același design: în general, este o tijă de oțel goală, cu pereți relativ subțiri instalați în bofurile pistonului și în capul superior al bielei.La capetele bolțului se îndepărtează teșiturile (exterioare și interne), care asigură instalarea ușoară a piesei în piston sau biela și, de asemenea, împiedică deteriorarea altor piese în cazul contactului accidental cu acestea.
În același timp, în degete pot fi executate diverse elemente auxiliare:
● Aducerea pereților interiori într-un con de la centru spre exterior pentru a ușura degetul păstrând în același timp rezistența;
● Curele inelare interne in partea centrala a degetului pentru intarirea acestuia;
● Găuri transversale laterale pentru fixarea rigidă a bolțului în boful pistonului.
Bolțurile de piston sunt fabricate din carbon structural moale (15, 20, 45 și altele) și unele oțeluri aliate (de obicei crom 20X, 40X, 45X, 20HNZA și altele).Suprafața exterioară și o curea mică de la capătul pieselor din oțel moale sunt cementate și stinse la o adâncime de 1,5 mm până când se ajunge la o duritate de 55-62 HRC (în timp ce stratul interior are o duritate în intervalul 22- 30 HRC).Piesele din oțeluri cu carbon mediu sunt de obicei călite cu curenți de înaltă frecvență.După tratamentul termic, suprafața exterioară a PP este supusă șlefuirii.Întărirea piesei asigură o rezistență ridicată a suprafeței sale exterioare la uzură, în timp ce vâscozitatea straturilor interioare ale peretelui păstrează capacitatea degetului de a rezista la șocuri și vibrații.Slefuirea suprafetei elimina zonele cu solicitari periculoase, care in timpul functionarii motorului pot duce la zgarieturi, intarire sau chiar distrugerea pieselor.
Design tipic de piston cu biela
După cum sa indicat deja, știftul pistonului este situat în piston și în capul superior al bielei, conectând aceste părți într-un singur sistem.În pistonul pentru această parte există două prelungiri cu găuri transversale - boșe.Există două opțiuni de proiectare pentru balamaua dintre piston și biela:
● Cu un deget „plutitor”;
● Cu un deget apăsat în biela.
A doua schemă este implementată cel mai simplu: în acest caz, PP este presat în capul superior (o singură bucată) al tijei de legătură, ceea ce împiedică deplasarea sa axială, iar în boșurile pistonului este situat cu un anumit spațiu. , ceea ce face posibilă rotirea pistonului în raport cu PP în timpul funcționării unității de putere în toate modurile.De asemenea, decalajul asigură lubrifierea pieselor de frecare (deși datorită spațiului mic, degetul și suprafețele boșanelor în contact cu acesta funcționează întotdeauna în regim de lubrifiere insuficientă).Această schemă a fost utilizată pe mașinile autohtone VAZ-2101, 2105, 2108, este utilizată pe scară largă pe modelele moderne de producție străină.
Schema degetelor „plutitoare” este mai complexă, deoarece are mai multe părți auxiliare.În această schemă, PP cu un spațiu mic este instalat în ambele părți - atât în boturile pistonului, cât și în capul superior al bielei, acest lucru asigură rotația sa liberă în timpul funcționării motorului.Pentru a preveni deplasarea axială a degetului, se folosesc inele de reținere elastice, situate peste găurile din boșaj - acestea servesc ca opritoare pentru PP, împiedicând căderea acestuia.Inelele pot fi realizate din sârmă cu arc cu secțiune transversală circulară sau ștanțate din tablă.În acest din urmă caz, piesele au o secțiune transversală dreptunghiulară, iar la ambele capete sunt prevăzute găuri pentru unealtă pentru ușurința instalării și scoaterii inelelor.
În unele cazuri, se folosesc ciuperci sau dopuri de blocare, acestea fiind din metal moale, astfel încât să nu deterioreze oglinda cilindrului în contact cu aceasta.La motoarele în doi timpi se folosesc dopuri cu un anumit aranjament al ferestrelor de admisie și evacuare, prevenind fluxul nedorit de gaz între ele.Uneori se folosește pentru fixarea piesei cu un șurub înșurubat în partea inferioară a bogului și în orificiul de la capătul PP.
Bolturi de piston fixe și plutitoare
PP, indiferent de metoda de instalare, poate avea o deplasare față de axa pistonului, ajungând la un milimetru și jumătate sau mai mult.Această deplasare are ca scop reducerea sarcinilor dinamice la care sunt supuse pistonul, PP și capul bielei în timpul PMS și PMS.Pistonul în mișcarea sa către PMS și PMS este apăsat pe un perete al cilindrului, ceea ce duce și la presarea PP împotriva unui perete al găurilor din interiorul boșajelor.Ca urmare, există forțe care îngreunează întoarcerea PP în părțile de împerechere, iar la trecerea TDC și TDC, întoarcerea se poate întâmpla brusc - aceasta se întâmplă cu o lovitură, care se manifestă printr-o lovitură caracteristică.Acești factori sunt eliminați cu precizie prin instalarea PP în piston cu o anumită deplasare a axei.
Cum să alegeți și să înlocuiți bolțul pistonului
În timpul funcționării motorului, în special în moduri alternative, degetele sunt supuse unor sarcini semnificative, se uzează, se pot deforma și necesită înlocuire.Necesitatea înlocuirii degetelor este indicată de deteriorarea compresiei și de o scădere a caracteristicilor dinamice ale motorului, care se manifestă în plus printr-o lovitură caracteristică.
Reparația unității de alimentare în acest caz se reduce la înlocuirea degetelor și, uneori, a pieselor de împerechere - bucșe pentru capul bielei în sistemele cu PP „plutitor”, inele și altele.Selectarea degetelor noi și a altor piese se efectuează în funcție de dimensiunile reparației.De exemplu, pentru majoritatea motoarelor de uz casnic sunt oferite piese de trei dimensiuni de reparații, care diferă cu 0,004 mm (de exemplu, motoarele VAZ folosesc adesea știfturi cu un diametru de 21,970-21,974 mm (categoria I), 21,974-21,978 mm (categoria a 2-a) și 21.978-21.982 mm (categoria a 3-a)).Acest lucru face posibilă selectarea știfturilor de diferite diametre, ținând cont de creșterea diametrelor găurilor din piesele de împerechere din cauza uzurii și găuririi ulterioare.Alezarea se execută întotdeauna pentru aceleași dimensiuni de reparație, iar dacă uzura pieselor depășește intervalele specificate, atunci acestea trebuie înlocuite.
De regulă, degetele sunt vândute în seturi (2, 4 sau mai multe bucăți), uneori împreună cu inele de reținere și alte părți.
Știfturi de piston de diferite tipuri și metode de fixare a acestora în piston
Atunci când reparați un grup de piston cu știfturi „plutitoare”, nu este nevoie să folosiți echipamente speciale - instalarea pieselor în boșe și capul bielei se realizează prin efort manual.Dacă degetul este schimbat cu fixarea în biela, atunci trebuie să utilizați un dispozitiv special pentru presarea și presarea PP (în cel mai simplu caz, acestea pot fi bucșe și tije, dar profesioniștii folosesc dispozitive mecanizate mai complexe, similare unui menghin). ).
În unele cazuri, instalarea PP-ului „plutitor” în bofe se realizează și în interferență, pentru aceasta pistonul este încălzit în apă sau alt lichid la 55-70 ° C înainte de instalare.Faptul este că un piston de aluminiu se extinde mai repede decât un știft de oțel, așa că pe un motor neîncălzit, spațiul dintre părți crește și apare o ciocnire.La instalarea PP în interferență, decalajul apare numai atunci când motorul se încălzește, ceea ce previne impactul pieselor și, în consecință, lovirea.
Trebuie remarcat faptul că lucrările de înlocuire a știfturilor pistonului necesită o dezasamblare semnificativă a motorului, deci este mai bine să le efectuați cu experiență adecvată sau cu încredere în profesioniști.Doar cu selecția corectă a degetelor și repararea corespunzătoare, grupul de piston va funcționa în mod fiabil și eficient, asigurând performanțe ridicate ale unității de putere.
Ora postării: Iul-11-2023