Конструкция и прочностной расчет поршневого пальца

Во время работы двигателя поршневой палец подвергается воз­действию переменных нагрузок, приводящих к возникновению на­пряжений изгиба, сдвига, смятия и овализации. В соответствии с указанными условиями работы к материалам, применяемым для изготовления пальцев, предъявляются требования высокой прочно­сти и вязкости.

Основные конструктивные размеры поршневых пальцев: наружный и внутренний диаметры поршневого пальца, длина пальца. Большинство бензиновых двигателей имеют поршневые паль­цы с цилиндрическим внутренним отверсти­ем. В современных высокофорсированных двигателях на­блюдается тенденция увеличения толщины стенок пальцев и умень­шения их длины, особенно при использовании способа фиксации шатуна от осевого перемещения в бобышках поршня. Поршневые пальцы дизелей имеют в 1,5 — 2 раза более толстые стенки в целях обеспечения их жесткости и прочности. Основные типы поршневых пальцев пред­ставлены на рис. 1.

Расчет поршневого пальца включает определение удельных дав­лений пальца на втулку верхней головки шатуна и на бобышки, а также напряжений от изгиба, среза и овализации.

Максимальные напряжения в пальцах бензиновых двигателей возникают при работе на режиме максимального крутящего момен­та, а в пальцах дизелей — при работе на номинальном режиме.

Рис. 1. Основные типы поршневых пальцев

а) палец с цилиндрическим отверстием и относительно тонкими стенками, б) палец с увеличенной жесткостью в среднем сечении, в) короткий палец с толстыми стенками, г) палец для дизелей с толстыми стенками, д) палец «равного сопротивления изгибу»

с коническими отверстиями