СтатьиВ статье говорится о том, как работает поршневой палец. Разберемся в функции этой детали двигателя и причинах неисправности. При необходимости замены пальца новый подбирают с учетом износа двигателя
Лого https://rad-star.ru/
Поршневой палец: функции, правила выбора и монтажа

Поршневой палец: функции, правила выбора и монтажа

Поршневой палец: функции, правила выбора и монтажа
27.10.2022
(Голосов: 1, Рейтинг: 5)

О чем речь? Поршневой палец – это один из конструктивных элементов ДВС, который соединяет между собой шатун и поршень. В зависимости от типа двигателя будет меняться вид данной детали, хотя сама по себе она несложна в изготовлении.

Как подобрать? Если палец вышел из строя, то его меняют на новый. В зависимости от общего износа узла подбирают изделие того же размера или большего. Нередко старый стержень водители пытаются восстановить, но такая процедура делается на свой страх и риск.

 

Вопросы, рассмотренные в материале:

  • Что такое поршневой палец
  • Конструкция поршневого пальца
  • Задиры на поршневых пальцах
  • Подбор поршневого пальца
  • Замена поршневых пальцев
  • Что автолюбители говорят про поршневые пальцы

Что такое поршневой палец

Поршневой палец применяется для того, чтобы выполнять шарнирное соединение поршня и шатуна. Эта деталь сделана в виде пустотелого (для облегчения) гладкого стержня в форме цилиндра. Производят поршневые пальцы из стали высокого качества. Затем наружную поверхность термически обрабатывают, закаливают и цементируют, после этого шлифуют и полируют.

Во время использования на данную деталь оказывают воздействие повышенные циклические динамические нагрузки. В результате качательного движения, которое создается шатуном, смазывание элемента не происходит должным образом. Это приводит к тому, что палец работает в режиме полужидкостного трения, а значит, изнашивается неравномерно.

Что такое поршневой палец

Поршневые пальцы бывают нескольких видов, все зависит от способа крепления:

  • крепление в бобышках поршня (используется достаточно редко);
  • крепление в верхней головке шатуна;
  • плавающее крепление.

Сегодня в моторах, работающих как на бензине, так и на дизельном топливе, устанавливаются плавающие поршневые пальцы. На заведенном двигателе они свободно вращаются как в бобышках поршня, так и во втулке верхней головки шатуна.

Поэтому между трущимися деталями снижается относительная скорость скольжения. За счет этого деталь изнашивается равномерно.

Конструкция поршневого пальца

Поскольку поршневой палец двигателя или другого механизма работает в специфических условиях, данный элемент имеет конструктивные особенности, за счет которых он становится надежным и служит долго.

Поршневой палец должен быть:

  • прочным;
  • легким;
  • устойчивым к износу. 

Важно, чтобы данный элементы был надежным и долговечным, так как при замене поршневых пальцев придется выполнить большой объем сложной работы.

Конструкция данной детали может быть отличаться. Самый простой вариант – изделие трубчатой формы. Палец выполнен в виде гладкого стержня – пустотелого цилиндра. Такая деталь обладает требуемыми прочностными характеристиками и в то же время небольшим весом.

Конструкция поршневого пальца

В ряде случаев используют изделия с коническими внутренними поверхностями, они выполнены в форме бруса равного сопротивления изгибу (толщина увеличивается к середине и уменьшается к краям). За счет этой особенности удается облегчить поршневой палец.

Чтобы деталь смазывалась в бобышках поршня, масло поступает по каналу от маслосъемных поршневых колец через отверстия в бобышках.

Смазка поршневого пальца в головке шатуна происходит с помощью масла, которое разбрызгивается подвижными деталями кривошипно-шатунного механизма, а затем подается к поршневому пальцу через отверстия в головке шатуна. Также для смазывания детали используется масло, поступающее по каналу в шатуне от шатунной шейки коленвала.

Задиры на поршневых пальцах

Задиры в бобышках поршневых пальцев появляются в результате того, что образуются задиры на юбке поршня.

Так как подшипники пальцев в отверстиях не снабжаются маслом: их смазывание происходит за счет разбрызгивания, задиры в области опоры поршневого пальца во всех случаях – это результат работы всухую. На их поверхности можно наблюдать огромное количество неоднородностей – вырванные и сварившиеся частички.

Первичные задиры в отверстиях поршневых пальцев при плавающей опоре образуются потому, что зазор недостаточный либо произошло заклинивание при несоосности шатунов.

 

Это приводит к тому, что свободное перемещение поршневого пальца будет сужено во втулке шатуна. Происходит принудительное вращение элемента в отверстии пальца.

Но из-за того, что зазор пальца с плавающей опорой в отверстии недостаточно большой, деталь перегревается, что приводит к нарушению режима смазки. Палец работает всухую, образуются задиры.

При перегреве элемента происходит максимальное расширение поршня в области отверстий поршневых пальцев, на юбке. Это приводит к образованию недостаточного зазора, работа механизма также осуществляется всухую, на поверхности появляются задиры.

Подбор поршневого пальца

Установка нового поршневого пальца может потребоваться из-за сильного износа элемента, который происходит на переменных режимах во время работы мотора. Результатом становится деформация детали, она выходит из строя.

Если вы заметили, что компрессия ухудшилась, машина плохо набирает скорость, а также появился стук поршневых пальцев, требуется заменить данный элемент.

В ряде случаев, чтобы отремонтировать двигатель, придется поставить не только новые пальцы, но и сопряженные детали, а именно втулки головки шатуна в системах с плавающим ПП, кольца.

Подбирать замену необходимо, учитывая ремонтные размеры. К примеру, для моторов российского производства подойдут пальцы трех ремонтных размеров. Они отличаются на 0,004 мм. В силовых установках ВАЗ чаще всего применяются поршневые пальцы диаметром 21,970-21,974 мм (первая категория), 21,974-21,978 мм (вторая категория) и 21,978-21,982 мм (третья категория).

Благодаря этому можно идеально подобрать размер поршневого пальца с учетом диаметра отверстий в сопряженных деталях, даже если сильно выражен износ детали. Расточка производится под те же ремонтные размеры, но, когда износ больше указанных диапазонов, элемент придется заменить.

Обычно пальцы можно приобрести в наборе по две, четыре штуки и более. В комплект могут входить стопорные кольца поршневого пальца и иные детали.

Подбор поршневого пальца

Замена поршневых пальцев

Производят пальцы из стали марки 45ХА. По завершении отливки элемент закаливают на глубину 1-1,5 мм. Важно, чтобы поверхность была достаточно твердой, этот показатель должен соответствовать требованиям. Если двигатель мощный, используют сверхпрочную легированную сталь.

Чтобы установить фиксированный палец, шатун нагревают в муфельной электрической печи до температуры 240 градусов Цельсия. Если такой печи нет, шатун можно нагреть на электроплитке.

Затем шатун охлаждают, палец в осевом направлении устанавливают с максимальной точностью. Для выполнения этой работы потребуется специнструмент.

В зависимости от диаметра поршня необходимо использовать соответствующий инструмент, но все приспособления для разных размеров детали выглядят одинаково, различают их только по маркировке.

Для начала устанавливаем палец на инструмент. Действуйте осторожно, чтобы достать нагретый шатун из муфельной печи. После этого его нужно зафиксировать в тисках.

Используя спецприспособление, вставляем палец в поршень и шатун, придерживаясь последовательности, указанной в руководстве по ремонту.

Работать нужно быстро, чтобы шатун не остыл. Дело в том, что после его остывания вы не сможете изменить положение пальца.

Правила установки плавающего поршневого пальца

Чтобы обеспечить требуемый зазор детали, учитывают тип элементов. Поршни в зависимости от диаметра отверстия под поршневой палец, а также пальцы по размеру наружного диаметра подразделяются на классы.

Группа поршня и пальца отмечена цветной меткой изнутри днища либо на бобышке поршня. На пальце такая метка стандартно располагается на торце детали.

Правила установки плавающего поршневого пальца

Когда палец установлен в отверстие поршня с натягом, необходимо проверить зазор в соединении поршневого пальца и шатуна. Температура окружающей среды должна быть около 20 градусов Цельсия, при этом смазанный моторным маслом палец легко входит во втулку верхней головки шатуна, если на него слегка надавить.

Удостоверяемся, что цветовые метки на деталях распложены правильно, приступаем к нагреву поршня в ванне, наполненной горячей водой, температура должна быть около 65-80 градусов.

При таких условиях палец, на который нанесено моторное масло, будет легко входить в отверстие поршня. Как только он остынет, палец будет неподвижным, чтобы вращать его, нужно приложить усилие в бобышке поршня. Однако во втулке верхней головки шатуна он будет легко вращаться.

Ряд компаний-изготовителей советуют снимать и устанавливать палец, используя специнструмент.

В некоторых случаях установку пальца производят с зазором во втулку верхней головки шатуна и в отверстия бобышек поршня. В такой ситуации не нужно нагревать поршень, палец будет легко вращаться при температуре около 20 градусов и в верхней головке шатуна, и в бобышках поршня.

Необходимо использовать новые стопорные кольца поршневого пальца, а также проводить установку стопорных колец в последовательности, прописанной в руководстве по ремонту.

Важно, чтобы направление зазоров стопорных колец было в сторону нижней части поршня.

Что автолюбители говорят про поршневые пальцы

Почему поршневой палец изнашивается?

«Износ данного элемента происходит, если он запрессован в шатун. Дело не в отверстиях для смазки. Проблема кроется в том, что зазор в бобышке недостаточный, температура при запуске низкая, а обороты после запуска слишком большие, при этом смазка густая. Чтобы избежать проблем, необходимо учитывать эти факторы».

Смазка в поршневом пальце

«Когда смазка не проникает через отверстие, она проходит через края отверстия и пальца непосредственно в зазор. Однако такое происходит, когда используется моторное масло, а на улице не сильный мороз, двигатель греется на минимальных оборотах, не испытывая нагрузки. В других ситуациях даже канал не поможет. Кроме того, он может засориться, причем после того, как палец вышел из строя».

Выбираем длину поршневого пальца

«Лучше всего подобрать деталь с большим диаметром, а затем отшлифовать его, чтобы было нужное натяжение на поршень. Иначе придется изготавливать новый, так же как и шарик, сотрется прочный слой, как в случае сверхшлифовки на станке».

Конструктивные особенности плавающего пальца

«Плавающий палец проворачивается в головке шатуна, а также в бобышках поршня. Его вставляют руками, не требуется нагревать элемент, просто смажьте деталь маслом, нажмите на него, и палец войдет в отверстие. К примеру, на двигателях 4А-GE и JZ используется такой палец, потому что он как раз для форсированных силовых установок. Это необходимо для того, чтобы равномерно распределять нагрузку».

Есть ли смысл в восстановлении пальца?

«Сохранятся ли технические характеристики пальцев после восстановления? Будут ли они достаточно твердые? Соблюдал ли момент гальванист или специалист, занимающийся закалкой? Или же он нагрел после восстановления деталь, а затем бросил в масло? Но тогда при малейшем ударе деталь разлетится на мельчайшие частички. Не советую никому заниматься восстановлением, лучше заказать оригинал, так вы будете уверены в качестве ремонта».

Теперь вы знаете, как устроен поршневой палец и для чего он используется. Эти элементы производятся с высокой точностью, их нужно подбирать к поршням и шатунам индивидуально, особенно если у вашей машины мощный высокооборотистый мотор.


11 мест
на август
Мы есть в каждом
районе Москвы
Бесплатно продиагностируем
ваш авто по 41 параметру,
рядом с вашим домом
Бесплатная
диагностика авто
рядом с домом
Запишитесь в ближайший автосервис
и выявите возможные поломки
на начальной стадии
 
Будем на связи!
Подписывайтесь на рассылку и получайте новости о новых акциях и полезные советы по обслуживанию авто
Нажимая на кнопку «Подписаться», вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Подписка оформлена!