Палец поршня: Виды поршневых пальцев в ДВС ВАЗ.

ПОРШЕНЬ И ПОРШНЕВОЙ ПАЛЕЦ | Yenmak Engine Parts

ПОРШЕНЬ И ПОРШНЕВОЙ ПАЛЕЦ

Компания Yenmak, продолжая выпускать гильзы для рынказапасных частей, наряду с этим начала производство поршней, выполнив необходимые инвестиции в производство поршней. В настоящее время она продолжает свою деятельность с собственным литейным цехом и опытным коллективом на открытой площади 10000 м² и закрытой площади 7000 м²

Поршень является тактообразующим  узлом двигателя. Он представляет собой цилиндр, который влияет на движение двигателя.Дисковый поршень помогает преобразовывать механическую энергию в химическую энергию в автомобилях.В моторизованной системе коленчатый вал должен вращаться, чтобы тепловая энергия превращалась в механическую энергию.Поршень нужен для вращения коленвала, который воспринимает усилия от поршня и преобразует их в крутящий момент.

Поршень — это устройство, соединенное с системой кривошипа в автомобилях. Сводя к минимуму износ поршня можно продлить срок службы двигателя. Материал поршня, его овальная форма являются советами, которые поддерживают этот период эксплуатации. Несмотря на то, что поршеньвыглядит как простоеустройство, он является одной из самых важных частей в автомобиле, требующий технических знаний для определения размеров.

Основываясь на всей этой информации, а также на накопленном опыте, на рынке под маркой Yenmak выпускаются поршни для бензиновых и дизельных двигателей диаметром от 60 до 175 мм. Yenmak использует собственный опыт для производства поршней с использованием наиболее подходящего сырья и структуры, подходящей для двигателей разных моделей.

СТРУКТУРА ПОРШНЯ
Вокруг поршня имеются кольцакруглой формы. Эти кольца не только помогают поршню разместиться в цилиндре, но также предотвращают утечку газов и попадание масла в камеру.

Движение поршня при сгорании газов происходит следующим образом: в верхней части поршня имеется полость камеры сгорания в верхнем блоке двигателя. Свежий воздух и топливо воспламеняются в этой области от свечи зажигания. Воспламеняющееся топливо, перемещает поршень.

OZON.ru

Казань

• Покупайте как юрлицо
• Мобильное приложение
• Реферальная программа
• Зарабатывай с Ozon
• Подарочные сертификаты
• Пункты выдачи
• Постаматы
• Помощь
• Бесплатная доставка

Каталог

• TOP Fashion
• Premium
• Ozon Card
• LIVE
• Акции
• Бренды
• Магазины
• Сертификаты
• Электроника
• Одежда и обувь
• Повседневный спрос
• Дом и сад
• Ozon Travel
• Dисконт

Такой страницы не существует

Поршневой палец

Поршневой палец — деталь, обеспечивающая подвижное соединение шатуна и поршня. Представляет собой деталь цилиндрической формы, отдаленно напоминающую палец.

Применение поршневого пальца

Поршневой палец соединяет поршень с шатуном. Соединение двух этих деталей не может быть жестким, так как и низ, и верх шатуна постоянно перемещаются. Цилиндрический палец позволяет верхней части шатуна «шататься» при перемещении поршня по вертикали.

Для монтажа плавающего пальца поршень, шатун и палец кипятят в горячей воде

Почему поршневой палец трудно облегчить?

Первостепенная задача конструкторов современных двигателей – увеличение мощности и, одновременно, снижение веса мотора. Для того, чтобы уменьшить вес всего агрегата, приходится облегчать детали любыми доступными способами.

Облегчить поршневой палец непросто, так как эта деталь постоянно испытывает серьезные нагрузки. Легкие и прочные сплавы, которые можно использовать для производства поршневых пальцев, стоят дорого, и себестоимость изделия существенно увеличивается. В итоге, в большинстве современных двигателей применяются пальцы из легированной стали, такие же, как сто лет назад.

Зачем нужно отверстие в центре поршневого пальца?

Обычно в теле пальца есть сквозное отверстие отверстие в виде двух конусов  с вершинами в центре. Благодаря отверстию можно уменьшить вес детали, а конусная форма связана с распределением нагрузки по поверхности детали. Центр пальца нагружен значительно больше, и в этом месте толщина материала играет наиболее существенную роль. 

Способы осевой фиксации поршневого пальца

По способу крепления пальцы делятся на два вида: плавающие и фиксированные. В большинстве современных двигателей используются плавающие пальцы.  Плавающими они называются потому, между ним и отверстием в поршне и отверстием в головке шатуна есть зазор. Фиксация поршневого пальца в таком соединении обеспечивается установкой стопорных колец.

Цветные метки внутри отверстия пальцев некоторых автомобилей заменяют номер запчасти при подборе запчастей для капремонта двигателя

Плавающий палец

Плавающий палец может вращаться как внутри поршня, так и в головке шатуна. В конструкциях с плавающим пальцем в верхнюю головку шатуна впрессовывается бронзовая втулка, уменьшающая трение.

Так как шатун, поршень и палец изготовлены из различных материалов, зазоры в соединениях калиброваны в зависимости от свойств металлов. Например, при комнатной температуре, палец должен входить во втулку шатуна без люфта. В отверстие поршня (при комнатной температуре) палец  должен проходить с некоторым натягом.

Монтаж плавающего поршневого пальца

При монтаже или демонтаже поршня, его необходимо нагреть до температуры 65-85 °С (нагрев производят в воде). Когда же двигатель начнет работать, поршень разогревается, и зазор увеличивается, так как поршень и палец сделаны из разных материалов, расширяющихся по разному под воздействием высокой температуры.

Для монтажа фиксированного пальца шатун разогревают в печи до температуры более 200 градусов

Фиксированный палец

Фиксированным называется поршневой палец, не вращающийся ни в одном из соединяемых элементов. Фиксированные пальцы применяют в двигателях автомобилей семейства ВАЗ.

Монтаж фиксированного пальца

Монтаж  фиксированного пальца осуществляется путем нагрева шатуна до температуры 240 °С в печи. В России, где автомобили до сих пор нередко ремонтируют в домашних условиях, шатуны часто нагревают на бытовой электроплитке или с помощью паяльной лампы.

Шатун довольно  быстро остывает, и операцию по соединению поршневого пальца и шатуна необходимо выполнять очень быстро.

Для этого в раздвинутые предварительно губки тисков устанавливают вставки из мягкого металла (алюминий, медь и т.д.), и нагретый шатун быстро переносится к тискам и зажимается. Поршень устанавливается на место рукой.  Подготовленный палец, надетый на специальную оправку с направляющей, быстро проталкивается в отверстие поршня и проходит сквозь отверстие в раскаленном шатуне. Когда детали остывают, отверстие в шатуне зажимает палец. 

Подбор поршневого пальца

Если в двигателе применен плавающий палец, его подбирают по цветовой метке, нанесенной внутри днища поршня, или по заводскому номеру запчасти по каталогу. Поршни и поршневые пальцы делятся на размерные группы в зависимости от диаметра, об этом следует помнить при самостоятельной покупке деталей.

При подборе фиксированного пальца палец подбирается по отверстию в поршне по номеру группы, указанному на днище поршня.

Материал для изготовления поршневых пальцев

Для изготовления поршневых пальцев применяют в основном сталь  45ХА. После отливки деталь закаливают на 1-1.5 мм глубины. Твердость поверхности должна быть соответствовать определенным нормам. В моторах повышенной мощности применяют для изготовления пальцев применяют более прочные сорта легированной стали.

Поршневой палец — обзор

Автомобильные и грузовые автомобили
Тормозные системы, поршневые штоки, рамы, поршень, поршневые пальцы, крышка пружины клапана, тормозные диски, суппорт дискового тормоза, тормозные колодки, чесальный вал	Высокий удельная прочность и жесткость, термостойкость, низкий коэффициент теплового расширения, износостойкость, теплопроводность	Al-SiC, Al-Al 2 O 3 , Mg-SiC. Mg-Al 2 O 3 , прерывистая арматура США	Пропитка плавлением, экструзия, ковка, литье под давлением, литье под давлением, литье под давлением
Накопительная пластина	Высокая жесткость, сопротивление ползучести	Pb Pb-Al 2 O 3	Проникновение сплавлением
Воздушные перевозки военного и гражданского назначения
Осевые трубы, арматура, лопасти и лопасти вентилятора и компрессора корпуса коробки передач	Высокая удельная прочность и жесткость, температура сопротивление, ударная вязкость, сопротивление усталости	Al-B, Al-SiC, Al-C, Ti-SiC, Al-Al 2 O 3 , Mg-Al 2 O 3 , Mg-C , непрерывная и прерывистая арматура	Инфильтрация плавлением, горячее прессование, диффузионная сварка и пайка, экструзия, литье под давлением
Лопатки турбины	Высокая удельная прочность и жесткость, термостойкость, ударная вязкость, усталостная прочность	Суперсплавы W, z, B, Ni, Al, Ni-Ni 3 Nb	Проникновение плавлением, выровненное затвердевание, близкие к сетчатым компонентам
Аэрокосмическая промышленность
Рамы, арматура, антенны, соединительные элементы	Высокая удельная прочность и жесткость, термостойкость, низкий коэффициент теплового расширения, теплопроводность	Al-SiC, Al-B, Mg-C, Al-C, Al-Al 2 О 3 .непрерывная и прерывистая арматура	Инфильтрация плавлением, экструзия, диффузионная сварка и соединение (специальные конструкции)
Энергетические технологии (электрические компоненты и проводящие материалы) угольные щетки	Высокая электрическая и теплопроводность, износостойкость	Cu-C	Инфильтрация плавлением, порошковая металлургия
Электрические контакты	Высокая электропроводность, температурная и коррозионная стойкость, стойкость к выгоранию	Cu-C, Ag-Al 2 O 3
Ag- C, Ag-SnO3, Ag-Ni	Инфильтрация плавлением, порошковая металлургия, экструзия, прессование
Сверхпроводник	Сверхпроводящий, механическая прочность, пластичность	Cu-Nb, Cu-Nb, Sn, Cu- YB a CO	Экструзия, порошок, металлургия, технологии нанесения покрытий
Другое применение ations
Электроды для точечной сварки	Устойчивость к выгоранию	Cu-W	Порошковая металлургия, инфильтрация
Подшипники	Нагрузочная способность, износостойкость	Pb-C,	Powder	Teflon5 металлургия, Infiltration

Все, что вам нужно знать о стилях, материалах и покрытиях штифтов на запястье

Штифт для запястья выполняет невероятно важную работу, перемещая более 11 000 фунтов силы вверх и вниз по каналу ствола.Выбор правильного булавки для приложения имеет решающее значение.

Вам будет трудно найти компонент в спортивном или гоночном двигателе, который был бы менее привлекательным, чем скромная булавка на запястье. Но учтите, сколько злоупотреблений должен выдерживать этот компонент. Две самые большие нагрузки в возвратно-поступательной части любого двигателя внутреннего сгорания сосредоточены на пальце запястья. Что еще хуже, силы прилагают нагрузку в противоположных направлениях. Сжимающие нагрузки, такие как давление в цилиндре, давят на поршень прямо через палец на запястье, пытаясь сжать шатун, в то время как высокие обороты создают почти такие же разрушительные силы в противоположном направлении.

Когда кривошип дергает шатун и штифт запястья и действует в своей версии средневековой реечной машины, он создает то, что называется растягивающей силой. Хотя человеческое тело плохо переносит разрушение, двигатели немного более терпимы. Небольшой блок Chevy с 600-граммовым поршнем, пальцем на запястье и шатуном при 6000 об / мин создает растягивающую нагрузку более 11000 фунтов — это все равно, что подвешивать пару полностью одетых Suburbans к этому штифту — со скоростью 100 раз в секунду. .

Итак, это может показаться подходящим временем, чтобы выяснить, почему небольшая страховка в виде качественной булавки на запястье — это больше, чем просто хорошая идея. При обсуждении того, что делает булавку на запястье прочной, необходимо прежде всего обратиться к проблеме металлургии.

Существуют буквально сотни стальных сплавов, но лишь немногие из них достойны использования в гоночном двигателе. Все стали можно оценивать по-разному, но критическими числами являются их предел прочности на растяжение и предел текучести. Предел прочности на растяжение — это то, какую нагрузку сплав выдержит при растяжении — подумайте о канате для перетягивания каната — до того, как он сломается или сломается.

Но, возможно, более важным показателем является предел текучести стали. Это величина нагрузки, которую он выдержит и не деформируется навсегда. Даже сталь имеет память, которая позволяет ей загружаться в заданную точку и возвращаться к своей первоначальной форме без остаточной деформации. Однако приложите нагрузку сверх этого предела текучести, и сталь будет деформироваться так же, как кусок карамельной конфеты.

Типы материалов

В большинстве серийных двигателей используется холоднокатаный стальной сплав 1018, который отлично подходит для бабушкиных экскурсий в бинго-зал. Но для мощного или гоночного двигателя, предназначенного для высоких оборотов или закиси азота, Trend предлагает несколько высокопрочных альтернатив.

Штифты для запястий серии G изготовлены из гораздо более прочной стали 4130, которая обеспечивает значительные преимущества в отношении прочности на разрыв и предела текучести.По словам менеджера Trend Performance Стива Роуди, «первыми двумя требованиями для выбора булавки для запястья должен быть материал, а вторым — толщина стенки».

Толщина стенки — это обоюдоострое решение, потому что, хотя более толстый штифт, очевидно, прочнее, он также тяжелее. Это классическая дилемма силы и веса, и каждое применение будет немного отличаться. Здесь технические специалисты Trend могут помочь, предложив предложения, основанные на обширном опыте. Хотя вес добавляет прочности, он также подвергается более высоким растягивающим нагрузкам при высоких оборотах.Более легкий штифт может быть лучшим выбором для короткоходного двигателя с высокими оборотами, где штифт с более толстыми стенками может быть предпочтительным при более высоких нагрузках на цилиндр или где долговечность является высоким приоритетом.

Предел прочности на растяжение и предел текучести легированной стали

Все номинальные значения указаны в фунтах на кв. Дюйм.Это репрезентативные числа, которые будут меняться в зависимости от твердости по Роквеллу.

В качестве примера, для штифта серии G малого блока Chevy диаметром 0,927 дюйма и шириной 2,500 дюйма компания Trend предлагает три различных толщины стенок: 0,125, 0,155 и 0,185 дюйма. Их разница в весе значительна — от 100 до 120 или 137 граммов. Это более чем 30-процентный колебание веса, предлагая широкий выбор вариантов применения.

Штифты на запястье сумматора

Если у вас на повестке дня сумматор мощности в сочетании с более высокой удельной мощностью, компания Trend предлагает премиальную альтернативу серии H, которая начинает свой срок службы с более прочного сплава инструментальной стали H-13.Этот выбор может быть больше обусловлен потребностью в долговечности. Роуди говорит: «Булавки для запястья серии H-13 считаются улучшенным материалом по нескольким причинам. Это лучший выбор: инструментальная сталь со сквозной закалкой по сравнению с цементируемой хромомолибденом. Штифты H-13 также хонингованы по внутреннему диаметру для снятия напряжений, при необходимости могут быть добавлены закругленные концы и фаски ».

Обладая классом твердости Rc 54 по Роквеллу, этот штифт выдерживает нагрузку на двигатели NHRA Pro Stock со скоростью более 11500 об / мин. Сплав H-13 — идеальный выбор, поскольку он легче принимает алмазоподобное покрытие (DLC) по сравнению со стальным сплавом 9130. h23 выдерживает температуру 1000 градусов по Фаренгейту по сравнению с 9130, у которого температура намного ниже 300 градусов по Фаренгейту. Поскольку для нанесения покрытия Trend DLC требуется 400 градусов по Фаренгейту, это означает, что процесс нанесения DLC приведет к нежелательным структурным изменениям в выводе 9130.

Алмазные покрытия

Покрытие DLC является отличным дополнением к сильно нагруженным булавкам на запястье из-за его невероятной адгезии и прочности под нагрузкой. Покрытие создает серию взаимосвязанных пластинок, которые прилипают к основному металлу, но при этом значительно повышают как долговечность, так и твердость. Более гладкая поверхность DLC по сравнению с основным металлом также улучшает смазывающую способность, что делает его превосходной обработкой поверхности для булавок на запястье в приложениях с высокой выходной мощностью.

Есть несколько явных признаков того, что текущий штифт на запястье может быть чрезмерно напряжен, включая черные полосы на выступе штифта или признаки повреждения втулки штифта. Хотя это может быть признаком недостаточной смазки, они также могут быть показателями прогиба, когда двигатель приближается к концу способности пальца выдерживать нагрузку.

Отделка булавки на запястье

Именно здесь дополнительный процесс суперфинишера Trend может предложить дополнительную защиту. На почти микроскопическом уровне поверхность любого обработанного компонента может быть представлена ​​как поперечное сечение выступов и впадин. Хотя впадины удерживают масло, именно пики вызывают перенос металла при большой нагрузке.

Родей объясняет: «Supfina — немецкая компания, которая создала технологию, которую мы называем Super Finishing. Это машина, которая переносит несколько булавок на запястье в стиле «сквозной подачи» на 2 роликах длиной примерно 40 дюймов, используя серию камней, прикрепленных к приспособлению, предназначенному для приложения заданного давления к булавкам, проходящим через машину. . Он направлен на сбивание микроскопических пиков, что влияет на несколько измеримых значений булавки на запястье ».

Превосходное покрытие уменьшает микроскопические выступы металла на поверхности, среднее покрытие, называемое Ra, намного более гладкое, создавая значительное увеличение площади поверхности при одновременном снижении вероятности образования микротрещин или переноса металла между пальцем запястья и поршнем или втулка стержня.Все это является положительным моментом, особенно с учетом экстремальных нагрузок, которые двигатели с большой мощностью прикладывают к пальцам.

Trend обеспечивают превосходную поверхность менее 2,5 Ra со значением соосности, которое составляет 60 миллионных долей дюйма — это 0,000060 дюйма, и с этого момента цифры улучшаются.Штифты H-13 имеют Ra менее 1 и значение радиального биения 0,000040 дюйма. Верхние штифты TP-1 будут измерять внутри концентричность 0,000020 дюйма.

Когда команды Top Fuel начали злоупотреблять предыдущими топовыми моделями Trend, Trend ответила своим нынешним шкворнем — TP-1. Это также потребовало процесса сквозного упрочнения, чтобы обеспечить прочность и ударную вязкость, создавая Rockwell Rc60. Запатентованный компанией Trend материал TP-1 обеспечивает прочность на сжатие и желаемые качества поверхности, как у M2, без потери прочности, необходимой для того, чтобы выдерживать невероятное давление в цилиндрах двигателя Top Fuel, производящего более 1300 л.с. на цилиндр.

Неудивительно, что у Trend есть булавка для запястья для любого применения: от двигателя для умеренных уличных условий до колоссальных двигателей Top Fuel. Это означает, что для любого применения найдется подходящая булавка для запястья, и вам не придется прибегать к дорогостоящим и часто тяжелым излишкам. Мы сохраним детали гаубиц для ребят из Top Fuel.

Часть 6 — Поршневой палец

6.1 Введение

Поршневой палец, также известный как поршневой палец, передает всю генерируемую мощность в процессе сгорания от поршня через шатун вниз к коленчатому валу.Из-за того, что поршневой палец не вращается, он является той деталью двигателя, которая должна выдерживать самые высокие нагрузки при работе двигателя.

В этой главе мы дадим ответы на следующие вопросы:

• Почему поршневые пальцы трескаются во время работы двигателя?
• Как избежать сильного износа поршневых пальцев?
• Как избежать последующих повреждений из-за треснувших поршневых пальцев?

6.2 поршневой палец функции

Поршневой палец соединяет поршень и шатун и должен выдерживать чрезвычайно высокие нагрузки в изменяющихся направлениях. Обычно его изготавливают из цементируемой или азотированной стали с закаленной, гладкой и полированной поверхностью.

Для того, чтобы выдерживать нагрузки, возникающие в процессе сгорания, а также постоянно увеличивающееся давление сгорания, важно постоянно оптимизировать несущую способность этого компонента..

отличаются точностью, разнообразием применения и высочайшим качеством материала.

Из-за колеблющихся сил давления зажигания и сил инерции массы в противоположном направлении поршневой палец изгибается, приобретает овальную форму и подвергается сдвигу. Бобышка поршневого пальца может быть повреждена из-за чрезмерно больших деформаций поршневого пальца, что может привести к полному разрушению поршня.

Только в случае небольших деформаций болта напряжения остаются ниже допустимых значений.

Поршневой палец установлен для передачи усилия в отверстии под палец поршня и шатуна. Оптимальный зазор между поршневым пальцем и втулкой пальца, а также втулкой шатуна очень важен для работы. Кроме того, шероховатость поверхности должна быть очень низкой. Поэтому рекомендуется регулярно проверять это.

Для высокоскоростных двигателей с более высокими нагрузками, чем в среднеоборотных двигателях, были разработаны покрытия из DLC (алмазоподобный углерод), чтобы минимизировать трение между поршневым пальцем и шатуном или их вкладышами подшипников.

6.2 Повреждение поршневого пальца

Для предотвращения повреждения поршневого пальца (поршневого пальца) необходимо принять следующие меры.

Измерение размеров
После технического обслуживания двигателя и перед повторной установкой поршневых пальцев необходимо проверить диаметр и овальность каждого отдельного пальца и сравнить с рекомендованными производителем двигателя пределами износа и овальности.

Изношенные пальцы могут вызывать вибрацию или микровибрацию.В результате вибрации могут вызвать повреждение подшипниковых втулок шатуна и самого пальца.

Испытание поршневого пальца на растрескивание
В дополнение к проверке размеров (контроль износа) мы настоятельно рекомендуем, особенно поршневых пальцев с масляными отверстиями, провести испытание на трещины проникающей жидкостью перед установкой пальца.

Эту проверку следует также провести, если поршневой палец новый! Сообщается, и мы можем подтвердить, что и на собственном опыте, что — очень редко, но иногда — бракованный материал использовался производителем.

Повреждение поршневого пальца из-за кавитации
Все, что было сделано неправильно во время сборки новой или обслуживаемой днища поршня на юбке поршня, приведет к небольшому, но постоянному перемещению между посадочными местами этих деталей.

Вследствие этого движения возникает кавитация на поверхности поршневого пальца.

Эта кавитация является результатом ускорения высокого давления в смазочном масле. В фазе ускорения этого процесса вакуум будет создан на миллисекунды и взорваться; мелкие частицы материала отрываются от поверхности поршневого пальца.

6.3. Резюме

Поршневой палец передает всю мощность процесса сгорания от поршня через шатун на коленчатый вал и является наиболее напряженной частью двигателя. Поэтому штифт необходимо регулярно и тщательно проверять на износ.

Испытания на трещины — как важная часть вашего планового графика технического обслуживания — снижают риск поломки пальцев и (как всегда и здесь) хорошая обработка смазочным маслом предотвращает высокий износ поршневого пальца.

Что такое смещение булавки на запястье?

Смещение пальца на запястье — полезный инструмент, который используют как производители поршней, так и производители запасных частей. Вот объяснение процесса и почему это делается.

На первый взгляд кажется вполне логичным, что отверстие под поршневой палец будет располагаться по центру отверстия цилиндра любого двигателя внутреннего сгорания. Пересечение оси цилиндра с осью кривошипа — давняя традиция конструкторов двигателей. Это было обычной практикой в ​​производстве двигателей уже более века, но время нашло способ приспособить наше мышление к новым и лучшим способам.

По мере развития двигателей инженеры определили, что смещение поршневого (запястного) пальца дает два основных преимущества. Во-первых, это улучшает шумовые характеристики двигателя из-за ударов поршня в верхней мертвой точке (ВМТ). Это основная проблема NVH (шумовая вибрация и резкость) для инженеров-технологов, которые хотят устранить тревожные шумы везде, где они могут.Вторая причина — повышение мощности двигателя за счет уменьшения внутреннего трения.

Смещение оси цилиндра от оси коленчатого вала сводит к минимуму наклон штока при максимальном давлении в цилиндре. Уменьшение угловатости приводит к меньшим силам тяги поршня, следовательно, меньшим потерям на трение в период максимального давления в цилиндре, особенно в начале рабочего такта, когда давление резко возрастает примерно на 12-15 градусов после ВМТ. Вместо того, чтобы пересматривать всю конструкцию двигателя, проще всего это сделать, сместив отверстие под палец в поршне.Это позволяет использовать ту же геометрию оси кривошипа / стержня штока, что и двигатель, спроектированный со смещенными осями цилиндров, но в рамках существующей традиционной архитектуры двигателя.

Величина, на которую необходимо смещать оси цилиндров, зависит от многих переменных, но основными из них являются отношение хода кривошипа к длине шатуна и угол после ВМТ, при котором возникает максимальное давление в цилиндре.Перемещение отверстия под палец более практично. Компания Wiseco Pistons определила, что смещение отверстия под палец 0,050 дюйма достаточно для большинства применений. Они также осведомлены о влиянии смещения отверстия под палец на длину хода двигателя. Смещение отверстия под палец немного увеличивает ход, чего может быть достаточно, чтобы вывести двигатель из строя для некоторых гоночных классов, которые ограничивают диаметр отверстия или ход поршня.

Перемещение отверстия под палец имеет такое же преимущество, как и увеличение длины штока, в том, что оно снижает скорость поршня в ВМТ, тем самым позволяя более длительный период распространения пламени для создания давления в цилиндре до того, как действительно начнется рабочий такт.Компромисс заключается в более высокой скорости при приближении к ВМТ и более низкой скорости при выходе из ВМТ, что может повлиять на требования к октановому числу топлива. Хотя это не так полезно для шорт-треков, оно дает преимущество на более длинных треках, дрэг-рейсингах и Бонневилле. Улучшенный угол рычага при сохранении ВМТ по-прежнему важен. Задержка давления при движении кривошипа в сторону лучшего угла рычага поможет увеличить крутящий момент, особенно на низких оборотах. Следует отметить, что эффекты минимальны, но, тем не менее, оказываются полезными, когда они применяются в приложениях максимального усилия.

Взаимосвязь ползунка и кривошипа в зависимости от смещения отверстия пальца выполняется с помощью математических расчетов, но инженеры Wiseco рассчитали оптимальную величину смещения для рабочих характеристик и применяют ее там, где это необходимо. Для точного смещения отверстий под пальцы используются специальные приспособления.Для штифтов, которые также пересекают канавку нефтяной вышки, смещенные штифты не нарушают функцию масляного кольца, поскольку масляные кольца используют опорную планку для устойчивости. Воздействие на нагрузку на штангу минимально, поскольку большинство современных шатунов легко справляются с нагрузками. В случаях с наддувом в конструкцию обычно включаются прочные стержни.

Различные стили и способы их установки

Существует множество способов прикрепления поршня к шатуну, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки.Вот посмотрите на различные типы поршневых замков и способы их правильной установки.

Попросите опытных производителей двигателей определить самый неприятный или отягчающий шаг в процессе сборки, и, скорее всего, они согласны с установкой любого стиля этих темпераментных подпружиненных замков на запястье. Они недорогие, учитывая возлагаемую на них нагрузку, но эти замки имеют решающее значение для долговечности двигателя. Если они потерпят неудачу, то может последовать любое количество сценариев, почти все из которых являются катастрофическими.Поклясться, что эти ужасные орудия пыток прокляты, — не грех. Тем не менее, мы должны понимать их, чтобы любить их.

Начнем с основ. Существует три метода крепления поршня к шатуну:

• Анкерный или фиксированный штифт — Запястный штифт свободно поворачивается внутри маленького конца шатуна, обычно с помощью втулки.Поршень крепится к штифту с помощью винтов, которые проходят через выступы штифта в штифт. Этот метод используется в основном в промышленных двигателях и никогда не встречается на рынке производительности, если, возможно, не является редким винтажным применением.
• Полуплавающий штифт — Штифт прикреплен к соединению за счет некоторой формы трения, затем поршень свободно поворачивается в бобышках поршневого пальца. Крепление пальца к штоку обычно осуществляется запрессовкой. Маленький конец шатуна нагревается, что увеличивает металл и диаметр отверстия.Поршень размещается над штоком, а затем штифт вдавливается на место. Другой способ прикрепления пальца к штоку — конструкция шатуна «стяжной болт». Здесь маленький конец разделен, что позволяет установить штифт, а затем он фиксируется на месте, когда стяжной болт на стержне затягивается. Эта конструкция в значительной степени характерна только для больших промышленных двигателей, где внутри поршня достаточно места, чтобы достать гаечный ключ.

• Полностью плавающий штифт — Штифт свободно поворачивается как в малом конце шатуна, так и в бобышках поршневого пальца. Штифт запястья удерживается и предохраняется от царапин на цилиндре одним из двух способов:

1. Подпружиненный фиксатор с каждой стороны, который фиксирует штифт между выступами штифта (это может быть спиральный замок, стопорное кольцо, круглое кольцо). проволочный замок и т. д.
2. Пара кнопок, которые занимают пространство между штифтом и стенкой цилиндра, удерживая штифт в центре выступов штифта.

Полуплавающий

Полуплавающий палец с прессовой посадкой широко используется в серийных двигателях, особенно в старых моделях, в то время как в большинстве высокопроизводительных двигателей используются полностью плавающие поршни.

«Прессованные штифты требуют нагрева стержня, что плохо для материала стержня с точки зрения термической обработки. Для прессования требуется оборудование, которого нет у плавающих штифтов », — объясняет Алан Стивенсон. «Сложность сборки и разборки. Кроме того, плавающие штифты естественным образом центрируются в поршне, что обеспечивает равномерную нагрузку.Больно точно центрировать нажатую булавку.

С другой стороны, свободно плавающие поршни требуют этих неприятных замков. Но вряд ли какое-либо решение может быть достигнуто без каких-либо осложнений. Большинство людей считают, что замки со штырями на запястье решают больше проблем, чем создают. А как насчет кнопок-булавок? Их так же легко установить, как и толкатели.

Кнопки со штырями

«Кнопки популярны в некоторых классах дрэг-рейсинга из-за простоты сборки и разборки, например, между гонками в Top Fuel. За пределами дрэг-рейсинга многие люди даже не знают о них », — говорит Стивенсон, добавляя, что кнопки также значительно дороже замков. «С другой стороны, кнопки могут свободно вращаться и поэтому не считаются лучшим решением для поддержки масляного кольца, когда отверстие под штифт пересекает канавку масляного кольца.Пуговицы также тяжелее ».

Кнопки со штифтами также заслужили плохую репутацию за вытирание масла со стенок цилиндра и, возможно, задиры по металлической поверхности — или, по крайней мере, соскабливание масла в этом месте и позволяющее скоплению песка или нагара вгрызаться в стену. Их лучше оставить приложениям, в которых двигатели обслуживаются часто.

Замки на запястье и типы

Это оставляет замки на запястье, если вы собираетесь использовать свободно плавающий наручный штифт, что есть почти во всех высокопроизводительных приложениях. Это крепежные детали пружинного типа, предназначенные для обеспечения посадки с натягом в канавке, обработанной на краю каждого выступа штифта. Замки удерживают штифт на запястье по центру выступов штифта, обеспечивая при этом возможность вращения.Эластичность замка позволяет каким-либо образом деформировать их для установки и снятия.

В автомобильных двигателях используются три типа: стопорное кольцо или Tru Arc; Спиролок; и проволочный фиксатор или стопорное кольцо, которое предлагается по крайней мере в трех различных исполнениях. Последние два стиля наиболее популярны среди разработчиков высокопроизводительных двигателей.

Стопорные кольца

Как правило, дуги Tru Arcs наиболее просты в установке и более популярны в более легких условиях эксплуатации. Пружинное стопорное кольцо или Tru Arc легко устанавливается с помощью специальных плоскогубцев. Наконечники этих плоскогубцев входят в отверстия на концах стопорного кольца. Когда ручки плоскогубцев сжаты, стопорное кольцо сжимается настолько, что плотно входит в фиксирующую канавку на поршне. Предупреждение: стопорные кольца изготавливаются с гладкой и шероховатой стороной. Убедитесь, что гладкая сторона обращена к булавке для запястья.

Спирозамки

Спирозамки — иногда называемые просто спиралевидным стопорным кольцом — изготовлены из плоской проволоки из нержавеющей стали, намотанной в спираль или небольшую катушку. Они очень эффективно закрепляют булавки на запястьях; но при вытягивании для установки их острые края обнажены.«Спиролоки самые дешевые, но их сложно устанавливать и разбирать», — говорит Стивенсон.

Для многих поршней требуется по два Spirolocks с каждой стороны, что удваивает время установки. Вероятно, существует столько же различных способов установки Spirolocks, сколько и производителей двигателей. Используя отвертки ювелиров к стоматологическим инструментам, опытные механики разработали ряд личных приемов, позволяющих избежать порезов кожи, а также ускорить процесс установки. Есть также несколько специальных инструментов spirolock.

Spirolock устанавливается путем небольшого разведения. Передняя кромка располагается внутри удерживающей канавки поршня, после чего катушки буквально раскручиваются или заходят на место внутри канавки. Некоторые производители двигателей предпочитают использовать пальцы, но большинство используют одну или две небольшие отвертки с плоской головкой, чтобы втиснуть спиральный провод в фиксирующую канавку.

Существуют также специальные инструменты, такие как инструмент блокировки от Precision Engine Service. Он предназначен для установки Spirolock без необходимости прикасаться к острым краям. Spirolock необходимо раздвинуть, чтобы он поместился в канавках инструмента. Инструмент помещается в поршень, чтобы ввести переднюю кромку Spirolock в удерживающую канавку. Затем инструмент поворачивают против часовой стрелки до тех пор, пока Spirolock должным образом не встанет в канавку.

Штифты, предназначенные для типов замков

Хотя три разных типа замков с запястьем не взаимозаменяемы, фиксирующие канавки, обработанные для спиральных замков и стопорных колец, аналогичны. Tru Arcs, или стопорные кольца, и пружинные замки также должны использоваться со штифтами для запястий с плоскими краями.

«Канавки бывают разных форм и размеров, однако Tru Arcs могут использоваться взаимозаменяемо со спиральными замками той же толщины», — говорит Стивенсон.

Стопорные кольца, однако, должны использоваться с запястьями со скошенными кромками. Удерживающие канавки на бобышках штифта должны иметь небольшой рельеф, обработанный на краю канавки. Иногда этот рельеф или выемка используется для облегчения удаления. Или его можно использовать для правильного позиционирования определенной конструкции зажима для проволоки.

Советы и приемы для замков со шпильками

• Независимо от типа замка, убедитесь, что они правильно установлены, и заподлицо вокруг удерживающей канавки.
• Не поцарапайте поршень отвертками, инструментами для уплотнительных колец или другими инструментами. Глубокий звон может вызвать подъем стресса.
• Убедитесь, что удерживающая канавка чистая и на ней нет песка, которая может помешать правильной установке.
• Некоторые производители двигателей снимают заусенцы с концов проволочных зажимов, чтобы обеспечить более чистую посадку в удерживающей канавке.
• Перед установкой штифтов убедитесь, что поршни и штоки правильно ориентированы. Вы не хотите их разъединять, потому что фаска штока не обращена к радиусу галтели коленчатого вала, когда узел поршня установлен в цилиндр.
• Независимо от стиля, замки со шпилькой стоят недорого, поэтому лучше никогда не использовать их повторно.

Правильное положение с проволочными замками

«Тросовые замки — лучшее общее решение с точки зрения надежности, поскольку любые поперечные силы, прилагаемые штифтом, служат для дальнейшей фиксации замка в его канавке. , — говорит Стивенсон.

Проволочные замки на сегодняшний день являются наиболее распространенным типом замков для высокопроизводительных поршней и выпускаются в трех популярных стилях для использования в автомобилях (есть и другие, которые можно найти в промышленных и мотоциклетных двигателях).Есть базовая клипса с открытым концом, напоминающая букву C. Этот замок может быть установлен голыми пальцами или сочетанием отверток и отмычек, в зависимости от прихоти производителя двигателя.

Модифицированная версия зажима для проволоки имеет выступы на каждом конце, которые имеют сходную функцию с отверстиями на стопорном кольце.Это позволяет использовать специальные плоскогубцы для установки. Этот стиль более популярен в OEM-приложениях, чем в двигателях производительности.

Изготовители двигателей обычно разрабатывают излюбленный стиль фиксатора на запястье на протяжении многих лет. Опять же, два наиболее популярных двигателя с высокими рабочими характеристиками — это спиральные замки и зажим для проволоки или стопорное кольцо. Нет никаких исследований или данных, указывающих на то, что один из них сильнее или лучше разработан, чем другой. По сути, все сводится к выбору производителя двигателя. Однако производитель поршня должен быть проинформирован об этом выборе, поскольку удерживающая канавка обрабатывается по-другому и необходимо использовать правильный палец для запястья.

Когда модернизировать булавки на запястье

Самый прочный поршень в мире бесполезен, если булавка на запястье дает отпор. Вот разбивка того, что делает штифт на запястье, почему они выходят из строя и когда их модернизировать, чтобы повысить мощность вашей комбинации двигателей. Говорят, что поршень и шатун являются наиболее измученными деталями в высокопроизводительном двигателе. Мало кто из производителей двигателей оспаривает это мнение, но как насчет менее гламурного куска стали, соединяющего их вместе, толстые и тонкие? В некотором смысле булавка на запястье похожа на невоспетого солдата, который бросается через заграждение из колючей проволоки, в то время как остальные солдаты бегут через его спину.Такт за ходом, булавка на запястье отнимает у команды столько же, сколько и шток или поршень. Если вы используете принудительную индукцию высокого уровня, впрыск закиси азота, высокие обороты или длительную длительную нагрузку на свой мощный двигатель, модернизированные штифты для запястий представляют собой страховую сделку века.

На булавку на запястье возложена непростая задача — вырвать поршень на грани катастрофы сотни раз в секунду перед лицом огромного давления в цилиндре и попеременной нагрузки, которая может приближаться к 400 g.В этих условиях штифт может согнуться и принять форму яйца, даже если он хорошо смазан. Наихудший случай возникает, когда поршень меняет направление в верхней части такта выпуска. Давление в цилиндре мало или отсутствует, чтобы смягчить обратное движение, поэтому штифт принимает на себя полный вес высокоскоростного поршня, когда его тянут обратно вниз по цилиндру. На такте впуска поршень реверсирует против возрастающего давления в цилиндре, которое обычно достигает пика около двенадцати градусов после верхней мертвой точки (ВМТ).Здесь инерционная нагрузка также значительна, но она смягчается силой сгорания.

Трудно переоценить важность булавки на запястье в любой среде с высокими оборотами или высокой мощностью.В некоторых случаях применения без наддува, требующих максимальной степени сжатия, многие производители подталкивают поршень к головке зазор до точки, оставляющей очень незначительные следы на головке поршня. Удержание поршня при очень высоких оборотах поршня и малых зазорах становится критически важным для выживаемости двигателя. В других случаях высокое давление в цилиндре из-за закиси азота или принудительной индукции пытается согнуть и деформировать штифт запястья. Когда штифт изгибается, он пытается вытеснить смазку, и трение увеличивается.Потребляется больше энергии, и связанное с этим тепло пытается разрушить пальцы, поршни и шатуны.

Какая самая лучшая толщина стенки?

Вооружившись этими знаниями, мы должны спросить, какие факторы влияют на выбор штифта и какие уровни мощности или области применения требуют увеличения толщины стенки, лучших материалов и / или специальных покрытий? Больше мощности всегда означает большее давление в цилиндре, поэтому мы обязаны рассматривать детали, которые дополняют уровень мощности двигателя.Как правило, большинство стандартных поршней поставляются со штифтами соответствующего размера для предполагаемого применения. Конечно, гонщики часто злоупотребляют этим, добавляя сумматоры мощности, которые могут легко увеличить нагрузку на штырь, превышающую допустимую для стандартных штырей.

Как и все в гонках и многих высокопроизводительных уличных двигателях, выбор штифта зависит от области применения. Ваш поставщик поршней не предоставит то, что вам не подходит, но вы должны быть честны с собой в своих намерениях.В условиях гонок наручные штифты из инструментальной стали с толщиной стенки 0,090–0,125 дюйма часто подходят для большинства применений без наддува, но для двигателей с большими блоками, мощность которых превышает 800–1000 лошадиных сил, требуются штифты с минимальной толщиной стенки 0,150 дюйма. потому что они набрасываются на более тяжелые поршни. А если вы работаете с высоким наддувом или закисью азота, штифты должны быть совместимой толщины и из высококачественного материала. Прогиб штифта, недостаточный зазор штифта или плохая смазка — все вместе усиливает пагубные последствия неправильного выбора штифта.

Вот удобная примерная таблица, которую вы можете использовать для предварительного выбора булавки на запястье, прежде чем поговорить со специалистами о ваших точных требованиях.

Без наддува
Стандартные штифты 450-500HP
.090-.125 500-700HP

* Если вы устанавливаете наддув на улицах или используете слабый NOS, рекомендуется немного поднять уровень выше рекомендованного. штифт без наддува

с наддувом или NOS
.130-150 700-1000 л.

По словам Стива Роуди из Trend Performance: «Толщина стенки может измениться после получения дополнительной информации, полученной во время разработки технологий. Стены большой толщины будут перекрываться, и это нормально. Все дело в том, чтобы получить нужную деталь. Многие люди думают, что булавки определяют только вращательную массу, но это не всегда так, учитывая нагрузку, которую может видеть булавка на запястье.Не будет НИКАКОЙ массы, о которой стоит беспокоиться, если булавка будет слишком легкой ».

Среди прочего, чтобы обсудить с техническим представителем, высокий зазор штифта и качество смазки. Любое приложение, достаточно мощное, чтобы согнуть штифт, выиграет от уменьшения зазоров штифта. Большинство штифтов работают с зазором 0,0008–0,0010 дюйма. При интенсивном использовании и большом давлении в цилиндре вы можете избежать проблем, увеличив зазор штифта до 0,0020–0,0022 дюйма. Жесткие зазоры часто становятся катастрофой, ожидающей своего часа.Разрыхлитель почти всегда безопаснее, особенно если есть проблемы со смазкой.