Конструкции поршней дизелей, поршневых колец, поршневых пальцев.

Поршень ЧМЭ3 отлит из кремнийалюминиевого сплава, обла­дающего высокой теплопроводно­стью. Масса поршня 42 кг. Верхняя часть поршня — головка — имеет форму усеченного конуса и вы­полнена толстостенной, так как она воспринимает давление газов и нахо­дится под действием их высоких тем­ператур. Коническая форма головки исключает заклинивание поршня вследствие температурного расшире­ния. Торец головки поршня (днище) имеет сложную форму, обеспечиваю­щую хорошее смешение топлива с воздухом внутри цилиндра. Днище поршня вместе с цилиндровой втул­кой и цилиндровой крышкой образует камеру сгорания.

Так как высота камеры сжатия, т. е. расстояние от торца поршня, на­ходящегося в верхней мертвой точке, до цилиндровой крышки, равна 13 мм, то для свободного открытия рабочих клапанов при продувке цилиндра (ход клапанов 25 мм) в днище сделаны че­тыре углубления 1. Два глухих отвер­стия 11 с резьбой М12 предназначены под болты, которыми крепят монтаж­ную скобу для выемки и постановки поршня. На наружной поверхности го­ловки проточены пять кольцевых ка­навок (ручьев) под поршневые кольца, причем четыре ручья 3 служат для постановки уплотнительных (комп­рессионных) колец, а в пятый ручей 4 ставят верхнее маслосъемное кольцо.

Нижняя часть поршня — юбка — имеет цилиндрическую форму (диа­метр 309,6 мм) и служит для направле­ния поршня в цилиндре. На наружной поверхности юбки проточен один ру­чей 8 под нижнее маслосъемное коль­цо. Для слива масла, снимаемого коль­цами со стенок цилиндра, в ручьях 4 и 8 просверлены отверстия 9 диаметром соответственно 8 и 6 мм.

В средней части поршня имеются приливы (бобышки), в которых расто­чены отверстия 5 диаметром 130 мм под поршневой палец, перемещение которого ограничено стопорными кольцами 10. Для постановки колец 10 в бобышках проточены кольцевые ка­навки 7.

Поршень отлит за одно целое со змеевиком 2, предназначенным для охлаждения головки поршня маслом, поступающим из масляной системы дизеля. Змеевик 2 выполнен в виде стальной спиральной трубки диамет­ром 15 мм, на одном конце которой сделана резьба под сопло с отверстием диаметром 8 мм для слива масла. Дру­гой конец трубки заглушён пробкой 12, а для входа масла в змеевик к труб­ке приварен отросток 13, выходящий в дугообразную канавку 6, профрезерованную в бобышке поршня (на рис. 26 движение масла показано стрелками).

Поршневой палец (рис. 29, а) слу­жит для шарнирного соединения пор­шня с шатуном. Палец 1 изготовлен из легированной стали в виде толсто­стенной втулки. Наружная поверх­ность пальца цементирована и закалена. После термообработки палец шли­фуют и полируют. Полость пальца с обеих сторон закрыта заглушками а, которые запрессованы в торцовые расточки пальца диаметром 60 мм на глубину 10 мм. Дополнительно за­глушки закреплены кольцами, расче­каненными в конических расточках. Палец имеет два радиальных отвер­стия г диаметром 13 мм в средней ча­сти и четыре радиальных отверстия в такого же диаметра на том конце пальца, который проходит через бо­бышку с канавкой 6 (см. рис. 28).

Рис. 28. Поршень:

1 — углубления под клапаны; 2 — змеевик; 3 — канавки под уплотнительные кольца; 4, 8 канавки под маслосъемные кольца; 5 — отверстие под палец; 6 — дугообразная канавка; 7 — канавка под стопорное кольцо; 9 отверстия для слива масла; 10 — стопорное кольцо; 11 - резьбовое отверстие для крепления монтажной скобы; 12 —пробка; 13 — отросток змеевика

Рис. 29. Поршневой палец (а) и поршневые кольца (6).

I — поршневой палец; 2 — первое уплотнительное кольцо; 3 — второе уплотнительное кольцо; 4 — третье и четвертое у плоти и тельные кольца; 5, б — верхнее и нижнее маслосьемные кольца; а — заглушка; б — резьбовое отверстие; в, г — радиальные отверстия; б — канавка; е — пружинный эспандер; ж — радиальное окно

Для удобства монтажа и демонта­жа пальца на одном торце его сделаны два отверстия б с резьбой (см. рис. 29, а). При сборке шатунно-поршневой груп­пы необходимо следить за тем, чтобы со стороны бобышки поршня, имею­щей дугообразную канавку, был конец пальца с резьбовыми отверстиями б. Только в этом случае радиальные от­верстия в пальце совпадут с дугооб­разной канавкой в поршне. Палец ус­танавливают с небольшим натягом от­носительно поршня, для чего поршень предварительно нагревают до темпе­ратуры 80—120 °С. Во время работы дизеля вследствие значительного на­грева поршня палец становится пла­вающим, т. е. может поворачиваться, что улучшает его смазывание и уменьшает износ.

Поршневые кольца (рис. 29, 6) из­готавливают из специального чугуна. На поршне устанавливают кольца двух типов: уплотнительные (комп­рессионные) и маслосъемные. Уплот­нительные кольца, обеспечивающие герметичность камеры сгорания, име­ют прямоугольное сечение и прямые замки (ранее применялись кольца с косыми замками). Верхнее кольцо 2 хромируют, так как оно работает в самых тяжелых условиях, находясь в зоне действия высоких температур. У первого кольца 2 сверху и снизу сняты фаски под углом 45°. У второго уплотнительного кольца 3 кромки притуп­лены. Третье и четвертое уплотни- тельные кольца 4 имеют конический

срез под углом 30, переходящий в фа­ску под углом 45°, и острые нижние кромки. Такая форма рабочей повер­хности колец облегчает их приработ­ку. Кольца ставят на поршне так, что­бы нанесенные на них условные обоз­начения были сверху, а замки смеще­ны относительно друг друга.

Так как уплотнительные кольца обладают насосным действием, т. е. засасывают масло в камеру сгорания, то возникает необходимость в очистке стенок цилиндра от масла, для чего поставлены два маслосъемных кольца 5 и 6. На рабочей поверхности колец проточена кольцевая канавка шири­ной 6,8 мм с профрезерованными в ней радиальными окнами ж. Наружные кромки колец притуплены и при дви­жении поршня скользят по маслу, а внутренние острые кромки соскабли­вают масло со стенок цилиндра в ка­навки, из которых оно через ради­альные окна в кольцах и отверстия в поршне попадает в картер. Верхнее маслосъемное кольцо 5 дополнено пружинным эспандером, на внутренней поверхности кольца про­точена полукруглая канавка шириной 4,8 мм. Эспандер е представляет собой проволочную спираль, соединенную в кольцо. Установка эспандера увели­чивает нажатие кольца на стенки ци­линдра.