Зазор между пальцем и втулкой шатуна: плавающий палец



Технологический процесс сборки является заключительным этапом изготовления изделия. От качества сборки зависит ресурс изделия в целом. Некачественная сборка даже деталей, изготовленных с соблюдением всех технических требований, неминуемо приведет к снижению ресурса узла. Примером некачественной сборки могут быть: перекос собираемых деталей, снижение величины натяга, повреждение сопрягаемых поверхностей, что в конечном итоге приводит к повышенному шуму и вибрациях при работе и снижению долговечности узла. В статье приводится обзор двух методов посадки поршневого пальце в бобышках поршня и втулке верхней головки шатуна:

1) Посадка, при которой палец запрессован в бобышки, свободно вращается во втулке.

2) Плавающая посадка, при которой палец свободно вращается как в бобышках, так и во втулке

Также будет сравнен ресурс данного соединения при сборке этими методами.

Описание конструкции узла, его служебного назначения, особенностей сборки, показателей точности деталей

В статье объектом рассмотрения является соединение поршневого пальца с поршнем и шатуном двигателя Иж Планета 5. Общий вид силового агрегата представлен на рисунке 1:

Рис. 1. Общий вид силового агрегата

Двигатель Иж Планета 5 имеет следующие технические характеристики:

– Тип двигателя двухтактный одноцилиндровый

– Диаметр цилиндра, мм 72

– Ход поршня, мм 85

– Степень сжатия 8,2–8,7

– Рабочий объем: 346 см3

– Максимальная мощность двигателя, л.с. 22 при 4850 об/мин

Поршневой палец служит для соединения поршня с шатуном. Данное соединения представлено на рисунке 2:

Рис. 2. Соединение поршня с шатуном

Поршневой палец (1) устанавливается в бобышки поршня (2) и во втулку (4) верхней головки шатуна (3). Палец фиксируется в бобышках с помощью стопорных колец (5). Существует 3 способа сборки данного соединения:

1) Палец установлен с натягом в бобышках поршня, с зазором во втулке шатуна

2) Палец установлен с зазором в бобышках поршня, но с натягом во втулке шатуна

3) Плавающая посадка, при которой палец установлен с зазором как в бобышках поршня, так и во втулке шатуна

В данном двигателе палец установлен с натягом в бобышках поршня, с зазором во втулке верхней головки шатуна.

Сборка пальца, который имеет посадку с натягом, имеет некоторые недостатки. Во-первых, для сборки будет необходим нагрев охватывающей детали, так как применение холодной запрессовки крайне нежелательно (возможно повреждение шатуна). Во-вторых, при посадке с натягом, у пальца неравномерно изнашивается рабочая поверхность, что приводит к снижению ресурса соединения.

Этих недостатков лишена плавающая посадка пальца, при которой палец устанавливается в бобышки поршня и во втулку шатуна от усилия руки, отпадает необходимость в использовании термического метода сборки. Также при такой посадке, палец имеет возможность проворачивания, при этом рабочая поверхность равномерность изнашивается.

Эксперимент

В эксперименте использованы два двигателя Иж Планета 5, приобретены 2 комплекта запасных частей производства ОАО Ижмаш- поршней первого ремонта, поршневых колец, поршневых пальцев, стопорных колец. Произведена:

1) Расточка цилиндра с тепловым зазором 0,05 мм

2) Замена втулок верхних головок шатуна, с последующими доработками развертыванием

3) Установка зазора в замке поршневых колец 0,3 мм

4) Доработка бобышек поршня из 2 комплекта развертываем для обеспечения посадки пальца с зазором

Произведено измерение микрометром, штангенциркулем размеров и проведен анализ показателей качества собираемых деталей, который представлен в таблице 1.

Таблица 1

Анализ показателей качества деталей

Таким образом, размеры находятся в пределах поля допуска, что позволяет судить о качестве собираемых деталей.

Произведена сборка двух двигателей, произведена обкатка с соблюдением рекомендаций завода-изготовителя в течение 2000 км, посторонний стуков не выявлено.

Условия работы двигателей

Мотоциклы эксплуатируются в одинаковых условиях:

– Мотоциклы эксплуатируются преимущественно по дорогам с асфальтовым покрытием

– Крейсерская скорость мотоциклов на шоссе 80–90 км/ч, обороты двигателя при этом составляют 2800–3200 об/мин, городском цикле диапазон оборотов составляет 2000–2500 км/ч. Для двигателя Иж Планета 5 такой режим эксплуатации является наиболее оптимальным с точки зрения ресурса

– Расход топлива для обоих двигателей составил 4–4.5 литра на 100 км пробега, что показывает отличное общее техническое состояние двигателей

– Угол опережения выставлен 3,25 мм до ВМТ

– Смазка двигателей осуществляется смесью бензина АИ 92 с маслом Лукойл 2T в пропорции 1:25

– Техническое обслуживание каждые 5000 км пробега (замена масла в КПП, чистка и регулировка карбюратора, очистка наружных поверхностей двигателей от загрязнений)

Результаты эксперимента

Через 20000 км произведена разборка двигателей с последующей дефектовкой:

Двигатель № 1(посадка пальца с натягом в бобышках)

При эксплуатации обнаружен легкий металлический стук при работе холодного двигателя, при прогреве стук пропадал. Позволяет косвенно судить о начальном износе соединения палец-втулка. Произведено 4 измерения пальца и втулки. Результаты показаны в таблице 2.

Таблица 2

Деталь

№измерения

Поле рассеяния размера

Палец

14,856мм

14,944мм

14,953мм

14,663мм

0,088мм

Втулка

15,102мм

15,354мм

15,283мм

15,424мм

0,322мм

Выводы: показатели точности превышают допустимые пределы, достаточно большое поле рассеяния размеров, что позволяет судить о неравномерном износе деталей.

Двигатель № 2 (плавающая посадка пальца)

При эксплуатации посторонний стуков не обнаружено. Произведено 4 измерения пальца, втулки и бобышек. Результаты показаны в таблице 3.

Таблица 3

Выводы: показатели точности находятся в пределах поля допуска, имеется незначительное поле рассеяния размеров.

Заключение

Таким образом, анализируя результаты эксперимента, выявили следующие достоинства плавающей посадки поршневого пальца, по сравнению с посадкой с натягом:

– Простота технологического процесса сборки

– Равномерный износ рабочей поверхности деталей

– Больший ресурс работы

Литература:

Металлический цилиндр, коим является поршневой палец, используется для коммутации шатуна с поршнем. Выполняется полым, чтобы существенно уменьшить его массу. Изделие отличается высокой степенью чистовой обработки, что позволяет степень некоторых нагрузок.

Способы закрепления поршневых пальцев

Как правило, пальцы поршневые закрепляются в головке шатуна, находящейся в его верхней части, посредством специальных зашплинтованных болтов, и имеют возможность беспрепятственно вращаться в поршне. Это достаточно простая конструкция, однако, палец подвергается достаточно серьезному трению, которому, в некоторой степени, противостоит втулка из бронзы, запрессованная в бобышках самого поршня.
Меньшему, либо, по крайней мере, равномерному износу, подвергается, так называемый, палец плавающий, свободно проворачивающийся, и в поршне, и в шатуне, поскольку не крепится ни в одной из этих деталей. От продольных сдвигов изделие уберегают стопорные кольца.
Помимо равномерного износа, к преимуществам «плавающего» пальца можно отнести то, что такая конструкция позволяет избежать проблем, при заклинивании изделия в поршне либо шатуне.

Снятие шатунов с велосипеда. Зачем это может понадобиться?

• чтобы их заменить (в случае поломки, например),
• чтобы добраться до каретки (для её замены, ремонта или смазки),
• чтобы убрать скрип (иногда песок попадает в места соединения шатуна с осью каретки).

Хотя шатуны — одна из самых загруженных деталей велосипеда, у них простая форма, они не требуют никакой настройки и регулировки, поэтому сложностей со съёмом и установкой обычно не возникает. Полностью снимать цепь для снятия шатунов, кстати, не обязательно, достаточно скинуть её с передних звёздочек.

Обратите внимание, что на недорогих велосипедах блок передних звёздочек может составлять единое целое с шатуном, поэтому при замене звёзд придётся менять оба шатуна. На других велосипедах звёзды и шатуны можно менять независимо друг от друга. Также важно отметить, что нельзя просто так взять и купить первый попавшийся шатун. Во-первых, существует несколько видов кареток, отличающихся типом оси, поэтому выбирайте совместимые. Во-вторых, шатуны выпускаются разной длины (разница ≈1,5 см). Чем он короче, тем сложнее будет педалировать (так как сокращается плечо рычага), а чем он длиннее, тем сложнее будет ехать по неровной дороге (педаль в нижнем положении может биться об землю).

Как снять шатуны с креплением клином

Для начала разберём самое примитивное крепление — клином. С ним вы наверняка знакомы с детства — на советских и российских хардтейлах типа «Десна» шатуны крепились именно так. Сейчас такой тип крепления тоже применяется, как правило, на моделях низкой ценовой категории. Снять с оси шатун, закреплённый клином, очень просто — просто откручиваете гайку и выбиваете клин (удары лучше наносить через дощечку, чтобы не повредить его, в противном случае лучше заменить испорченный клин на новый). Когда будете ставить шатун на место, то правильно его сориентируйте и закрепите достаточно жёстко (чтобы не было люфта, который будет деформировать при езде и сам клин, и ось), но без излишнего усилия, чтобы, опять же, не повредить ось и клин.

Как снять шатуны с помощью съемника

Если же вы не видите никаких клиньев, это хорошо. Посмотрите на ось каретки — в том месте, где прикрепляются шатуны, вероятно, есть пластиковая или алюминиевая заглушка. Скорее всего, её нужно подковырнуть, чтобы извлечь, реже — открутить.

Под заглушкой находится болт (или гайка), которой шатун притягивается к оси каретки. Открутите его шестигранниками (реже может понадобиться торцевой ключ). Далее вам понадобится специальный инструмент — съёмник шатунов (он же съёмник системы). Он может продаваться отдельно или входить в набор инструментов для велосипеда.

Снятие шатунов без съёмника: сядьте на велосипед и прокатитесь на нём 200–300 метров. После этого крепление шатуна будет податливее. Есть вероятность, что шатун мог «прикипеть», особенно если он алюминиевый, поэтому — не жалейте смазки, а от нагрева, тем более горелкой, лучше воздержаться. В том случае, если специальный съёмник есть (именно той системы, которая у вас установлена), аккуратно вверните его в резьбу самих шатунов. Вворачивайте осторожно, чтобы не сорвать резьбу, она там достаточно мелкая. После этого, закручивая болт в самом съёмнике, вы постепенно стянете шатуны с оси каретки. Нелишним будет заметить, что, в отличие от педалей, резьба на обоих шатунах везде стандартная, правая.

Перед тем как установить шатуны, очень важно хорошо очистить все поверхности и покрыть их густой смазкой. Благодаря смазке шатун будет легче не только установить, но и снять его в следующий раз. Кроме того, этим вы устраните потенциальную возможность скрипа. И последняя рекомендация: следите, чтобы не было люфта — установите шатун как можно глубже и затяните крепления с большим (но не чрезмерным!) усилием.

Поршневой палец Cummins QSB3.3 4944443. Уточнить наличие и цену: [email protected]

Двигатель Cummins QSB3.3 оснащается электронной системой подачи топлива. Он является сложной сборочной единицей, в состав которой входит очень большое количество различных групп деталей.
Основной группой деталей является шатунно-поршневая группа. В неё входят поршень, шатун, шатунные вкладыши и поршневой палец Cummins 4944443 / 4982186, главной функцией которого является стыковки поршня и шатуна. Особо отметим, что соединение между шатуном и поршнем является подвижным, потому что поршень имеет способность двигаться относительно шатуна при возвратно-поступательных движениях. Поршневой палец Cummins 4944443 / 4982186, как раз, и обеспечивает такую возможность.
Кривошипно-шатунным механизмом называется конструкция, в состав которой входит поршень, шатун и палец поршневой палец Cummins QSB3.3 4944443 / 4982186. Процесс сборки всех этих элементов выглядит следующим образом. В верхней головке шатуна запрессована втулка ВГШ. Она имеет насечки для подачи моторного масла к пальцу. Поршень Камминз имеет специальные бобышки с отверстиями для пальца, которые выполняются ещё при получении заготовки поршня. Поршневой палец Cummins 4944443 / 4982186 смазывается моторным маслом, после чего вставляется в одну из бобышек поршня. Между бобышками помещается шатун. Поршневой палец Cummins 4944443 / 4982186 проходит через верхнюю головку шатуна, после чего вставляется во вторую бобышку поршня Камминз QSB3.3 4955416.
В силу того, что поршневой палец не запрессовывается в верхнюю головку шатуна, а просто туда вставляется с обязательным применением моторного масла, он имеет возможность двигаться и относительно втулки головки шатуна, и относительно поршня. Чтобы поршневой палец Cummins 4944443 / 4982186 не выскочил во время работы двигателя Камминз QSB3.3, его перемещения вдоль собственной оси ограничивают два стопорных кольца. Такая конструкция в среде мотористов известна как «плавающий палец». Стоит отметить, что поршневой палец Cummins 4944443 / 4982186 имеет длину 74 мм, внутренний диаметр – 16 мм, а внешний диаметр – 30 мм. Его используют на двигателях Камминз QSB3.3, оснащённых электронным впрыском. Моторы Камминз B3.3 с механической топливной системой имеют меньшую мощность, поэтому в них используют более тонкие поршневые пальцы C6204312410.
Поршневой палец Cummins 4944443 / 4982186 представлен на рынке не только в оригинале. Его также изготавливают производители неоригинальных AfterMarket запасных частей.
Вы можете приобрести из наличия поршневой палец для двигателя QSB3.3 4944443 / 4982186 в нашей компании. Свяжитесь с нами по телефону или пришлите запрос на электронную почту [email protected].