ЧАСТЬ ПЕРВАЯ Устройство и техническое обслуживание автомобиля
Двигатель
Поршневая группа
Поршневая группа. Поршни двигателей (за исключением двигателей ЯАЗ)
изготовляют из алюминиевого сплава, так как его теплопроводность в 3-4
раза выше, чем чугуна, что понижает температуру поршня, повышает
коэффициент наполнения и позволяет увеличить степень сжатия (без
появления детонации) примерно на 0,5 единицы; кроме того, поршень из
алюминиевого сплава легче чугунного.
В связи с более сильным нагревом и большим расширением днища и головки
поршня его диаметр в верхней части должен быть меньше, чем в нижней. Эта
разность для алюминиевых поршней с цилиндрической разрезной юбкой
составляет 0,5-0,6 мм, для поршней с овальной юбкой - в узкой части 0,2
мм, а в широкой 0,4-0,5 мм при температурном зазоре между поршнем и
стенкой цилиндра в верхней части около 0,5 мм.
Поршень двигателя М-21 (рис. 8) овальный, с облегченной юбкой; он имеет
Т-образные прорези, что предупреждает заедание поршня при нагреве и
позволяет уменьшить зазор между стенкой цилиндра и юбкой поршня. Узкая
канавка 4 является воздушным зазором, затрудняющим передачу тепла к
верхнему поршневому кольцу 3. При нагреве поршень расширяется сильнее в
направлении оси поршневого пальца, где в бобышках сосредоточены
наибольшие массы металла. Чтобы поршень гтри нагреве получил
цилиндрическую форму, его диаметр в плоскости, перпендикулярной оси
пальца, делают на 0,29 мм больше, чем в осевом направлении. Покрытие
юбки поршня тонким слоем олова улучшает приработку поршней к цилиндрам и
предохраняет их от задиров.
Рис. 8. Поршень с шатуном двигателя М-21: 1
-поршень; 2 - маслосъемное кольцо; 3-компрессионные кольца; 4-узкая
канавка; 5 -втулка верхней головки шатуна; 6 -вкладыш; 7 -гайка;
8-шатун; 9 -шатунный болт; 10 -поршневой палец; И -пружинное стопорное
кольцо
Для уменьшения силы ударов поршня о стенки гильзы при переходе его
через в.м.т. в процессе сгорания - расширения ось отверстия под
поршневой палец смещена от оси поршня в наиболее нагруженную сторону (по
рис. 6 влево) на 1,5 мм.
Рис. 10. Формы и расположение поршневых колец:
а- компрессионное и б- маслосъемное кольца двигателей ГАЗ-51 и vi-20; в
- компрессионные кольца двигателя ЗИЛ-164; г - компрессионное и д -
маслосъемное кольца двигателя ЯАЗ-206
Поршень двигателя ЯАЗ отлит из специального ковкого чугуна имеет
углубленное фасонное днище (рис. 9), соответствующее форме факела
топлива, распыливаемого насосом-форсункой; кольцевой выступ по краям
днища не позволяет топливу попадать наиболее холодные, чем поршень,
стенки цилиндра". Юбка поршня покрыта слоем олова толщиной 0,025 мм; в
бобышках поршня запрессованы втулки из бронзы с винтовыми канавками для
смазки поршневого пальца.
Поршневые кольца подразделяются на компрессионные и маслосъемные;
отливают их из серого чугуна. Для повышения износостойкости поверхность
верхнего компрессионного кольца подвергают пористому хромированию,
остальные кольца для ускорения приработки покрывают тонким слоем олова.
Зазоры между кольцами и канавками поршня по высоте не должны превышать
0,08 мм, зазор в стыке кольца - 0,2- 0,5 мм; стык (замок) у колец чаще
прямой.
Верхнее компрессионное кольцо двигателей ЯАЗ отлито из чугуна повышенной
прочности, покрыто слоем пористого хрома и тонким слоем свинцовистого
сплава. Остальные три кольца ot-литы из легированного чугуна и имеют
кольцевые канавки, покрытые тонким слоем олова. Маслосъемное кольцо 4
(см. рис. 9) состоит из трех частей: двух чугунных колец и расширителя
3, изготовленного из стальной пружинной ленты и обеспечивающего
повышенное давление колец на стенки гильзы. Кольца устанавливают так,
чтобы их острые кромки были направлены вниз.
Формы компрессионных колец показаны на рис. 10,а,в,г. При работе
двигателя эти кольца попеременно прижимаются к верхней и нижней
поверхностям канавок поршня, вследствие чего стремятся перекачивать
масло в камеру сгорания, где оно бесполезно сгорает и образует нагар.
Чтобы предотвратить это, устанавливают маслосъемные кольца (рис.
10,6,(3); через щелевидные прорези или отверстия в этих кольцах и через
отверстия в канавке поршня излишнее масло выдавливается внутрь поршня и
стекает в картер. Маслосъемные кольца устанавливают ниже компрессионных;
количество их 1-2.
Косой срез на внутренней стороне кольца (см. рис. 10,а)', канавки на
кольцах (см. рис. 10,в) или конические канавки, покрытые тонким слоем
олова (см. рис. 10,г), облегчают и ускоряют приработку колец.
Поршневой палец воспринимает главным образом ударные нагрузки от сил
давления газов и подвержен истиранию, поэтому он должен обладать
достаточной поверхностной твердостью, прочностью и малым весом. Форма
пальца - трубчатая, материал - легированная цементованная или
углеродистая сталь, закаленная токами высокой частоты на глубину 1,0-1,5
мм. Наиболее распространены <плавающие> пальцы, свободно
поворачивающиеся в верхней головке шатуна и в бобышках поршня. От
осевого смещения <плавающий> палец предохраняется двумя пружинными
кольцами, расположенными в выточках бобышек поршня.
Поршневой палец двигателей ЯАЗ (см. рис. 9) предохранен от осевого
смещения двумя стальными заглушками 8 и двумя стопорными кольцами 9.
Заглушки не допускают поступления масла из втулок поршня на стенки
гильзы, а также прорыва сжатого воздуха из воздушной камеры в полость
поршня и картер.
