In elke verbrandingsmotor met zuiger is er een onderdeel dat de zuiger verbindt met de bovenste kop van de drijfstang: de zuigerpen.Alles over zuigerpennen, hun ontwerpkenmerken en installatiemethoden, evenals de juiste selectie en vervanging van verschillende soorten pennen wordt in het artikel gedetailleerd beschreven.
Wat is een zuigerpen
De zuigerpen (PP) is een onderdeel van de zuigergroep van de verbrandingsmotor;stalen holle cilinder, met behulp waarvan de zuiger en drijfstang scharnierend zijn.
Bij zuigermotoren met interne verbranding wordt de overdracht en omzetting van krachten die voortkomen uit de verbranding van het brandstof-luchtmengsel in de cilinder uitgevoerd door een zuigergroep en een krukmechanisme.De belangrijkste onderdelen van deze systemen omvatten een zuiger en een drijfstang met een scharnierverbinding, waardoor het mogelijk is om de drijfstangas af te wijken van de zuigeras wanneer deze zich tussen het bovenste en onderste dode punt (BDP en BDP) bevindt.De scharnierverbinding van de zuiger en drijfstang wordt gerealiseerd met behulp van een eenvoudig onderdeel: een zuigerpen.
De zuigerpen lost twee belangrijke taken op:
● Fungeert als scharnier tussen de zuiger en de drijfstang;
● Zorgt voor de overdracht van krachten en koppels van de drijfstang naar de zuiger bij het starten van de motor en van de zuiger naar de drijfstang als de motor draait.
Dat wil zeggen, de PP verbindt niet alleen de zuiger en drijfstang tot één systeem (dat ook de krukas omvat), maar zorgt in het algemeen ook voor de gecoördineerde werking van de zuigergroep en het krukmechanisme van de motor.Daarom hebben eventuele storingen of slijtage van de vinger een negatieve invloed op de werking van de gehele aandrijfeenheid, waardoor een snelle reparatie vereist is.Maar voordat u nieuwe zuigerpennen koopt, moet u hun ontwerp en enkele kenmerken begrijpen.
Typen, apparaat en kenmerken van zuigerpennen
Alle momenteel gebruikte zuigerpennen hebben in wezen hetzelfde ontwerp: over het algemeen is het een holle stalen staaf met relatief dunne wanden, geïnstalleerd in de zuigernokken en de bovenste drijfstangkop.Aan de uiteinden van de pen zijn afschuiningen (extern en intern) verwijderd, die zorgen voor een gemakkelijke installatie van het onderdeel in de zuiger of drijfstang, en ook schade aan andere onderdelen voorkomen in geval van onbedoeld contact ermee.
Tegelijkertijd kunnen verschillende hulpelementen in de vingers worden uitgevoerd:
● Het in een kegel brengen van de binnenwanden van het midden naar de buitenzijde om de vinger lichter te maken en tegelijkertijd de sterkte te behouden;
● Interne ringbanden in het centrale deel van de vinger om deze te verharden;
● Zijdelingse dwarsgaten voor stevige bevestiging van de pen in de zuigernaaf.
Zuigerpennen zijn gemaakt van zachte structurele koolstof (15, 20, 45 en andere) en enkele gelegeerde staalsoorten (meestal chroom 20X, 40X, 45X, 20HNZA en andere).Het buitenoppervlak en een kleine riem aan het uiteinde van onderdelen gemaakt van zacht staal worden gecarbureerd en afgeschrikt tot een diepte van 1,5 mm totdat een hardheid van 55-62 HRC wordt bereikt (terwijl de binnenlaag een hardheid heeft in het bereik van 22- 30 HRC).Onderdelen gemaakt van medium koolstofstaal worden meestal gehard met hoogfrequente stromen.Na de warmtebehandeling wordt het buitenoppervlak van PP onderworpen aan slijpen.Het verharden van het onderdeel zorgt voor een hoge slijtvastheid van het buitenoppervlak, terwijl de viscositeit van de binnenlagen van de wand het vermogen van de vinger behoudt om schokbelastingen en trillingen te weerstaan.Oppervlakteslijpen elimineert gebieden met gevaarlijke spanningen, die tijdens het draaien van de motor kunnen leiden tot slijtage, verharding of zelfs vernietiging van onderdelen.
Typisch zuigerontwerp met drijfstang
Zoals reeds aangegeven bevindt de zuigerpen zich in de zuiger en de bovenste kop van de drijfstang, waardoor deze onderdelen tot één systeem worden verbonden.In de zuiger voor dit onderdeel bevinden zich twee verlengingen met dwarsgaten - nokken.Er zijn twee ontwerpopties voor het scharnier tussen de zuiger en de drijfstang:
● Met een "zwevende" vinger;
● Met een vinger in de drijfstang gedrukt.
Het tweede schema is het eenvoudigst geïmplementeerd: in dit geval wordt de PP in de bovenste (uit één stuk) kop van de drijfstang gedrukt, wat de axiale verplaatsing ervan verhindert, en in de nokken van de zuiger bevindt deze zich met een bepaalde opening. , wat het mogelijk maakt om de zuiger ten opzichte van de PP te draaien tijdens de werking van de aandrijfeenheid in alle modi.Ook zorgt de opening voor smering van wrijvende delen (hoewel vanwege de kleine opening de vinger en de oppervlakken van de nokken die ermee in contact komen altijd in onvoldoende smeermodus werken).Dit schema werd gebruikt op binnenlandse auto's VAZ-2101, 2105, 2108 en wordt veel gebruikt op moderne modellen van buitenlandse productie.
Het "zwevende" vingerschema is complexer, omdat het verschillende hulponderdelen heeft.In dit schema wordt de PP met een kleine opening in beide delen geïnstalleerd - zowel in de zuigernokken als in de bovenste drijfstangkop, dit zorgt voor een vrije rotatie tijdens het draaien van de motor.Om axiale verplaatsing van de vinger te voorkomen, worden verende borgringen gebruikt, die zich over de gaten in de nokken bevinden - ze dienen als stops voor de PP en voorkomen dat deze eruit valt.De ringen kunnen gemaakt zijn van verendraad met een ronde doorsnede of gestanst uit plaatstaal.In het laatste geval hebben de onderdelen een rechthoekige dwarsdoorsnede en zijn aan beide uiteinden gaten voor het gereedschap aangebracht om het installeren en verwijderen van de ringen te vergemakkelijken.
In sommige gevallen worden slotschimmels of pluggen gebruikt, deze zijn gemaakt van zacht metaal, zodat ze de cilinderspiegel niet beschadigen als ze ermee in contact komen.Stekkers worden gebruikt in tweetaktmotoren met een bepaalde opstelling van inlaat- en uitlaatramen, waardoor ongewenste gasstromen daartussen worden voorkomen.Soms wordt het gebruikt om het onderdeel te bevestigen met een schroef die in het onderste deel van de naaf en in het gat aan het uiteinde van de PP wordt geschroefd.
Vaste en zwevende zuigerpennen
PP kan, ongeacht de installatiemethode, een verplaatsing hebben ten opzichte van de as van de zuiger, van anderhalve of meer millimeter.Deze verplaatsing is gericht op het verminderen van de dynamische belastingen waaraan de zuiger, PP en drijfstangkop worden blootgesteld tijdens BDP en BDP.De zuiger wordt tijdens zijn beweging naar het BDP en naar het BDP tegen een wand van de cilinder gedrukt, wat er ook toe leidt dat de PP tegen een wand van de gaten in de nokken wordt gedrukt.Als gevolg hiervan zijn er krachten die het moeilijk maken om de PP in de parende delen te draaien, en bij het passeren van TDC en TDC kan de bocht abrupt gebeuren - dit gebeurt met een klap, die zich manifesteert door een karakteristieke klop.Deze factoren worden nauwkeurig geëlimineerd door PP in de zuiger te installeren met enige asverplaatsing.
Hoe u de zuigerpen kiest en vervangt
Tijdens de werking van de motor, vooral in wisselende modi, worden de vingers blootgesteld aan aanzienlijke belastingen, slijten ze, kunnen ze vervormd raken en moeten ze worden vervangen.De noodzaak om de vingers te vervangen wordt aangegeven door de verslechtering van de compressie en een afname van de dynamische eigenschappen van de motor, wat zich bovendien manifesteert door een karakteristieke klop.
Reparatie van de aandrijfeenheid wordt in dit geval beperkt tot het vervangen van vingers en soms bijpassende onderdelen - drijfstangkopbussen in systemen met "zwevende" PP, ringen en andere.De selectie van nieuwe vingers en andere onderdelen wordt uitgevoerd op basis van de reparatieafmetingen.Voor de meeste binnenlandse motoren worden bijvoorbeeld onderdelen van drie reparatiematen aangeboden, die 0,004 mm verschillen (VAZ-motoren gebruiken bijvoorbeeld vaak pinnen met een diameter van 21.970-21.974 mm (1e categorie), 21.974-21.978 mm (2e categorie) en 21,978-21,982 mm (3e categorie)).Dit maakt het mogelijk om pennen met verschillende diameters te selecteren, rekening houdend met de toename van de diameters van de gaten in de aansluitende delen als gevolg van slijtage en daaropvolgende boringen.Het kotteren wordt altijd uitgevoerd voor dezelfde reparatieafmetingen en als de slijtage van onderdelen de gespecificeerde bereiken overschrijdt, moeten ze worden vervangen.
In de regel worden vingers verkocht in sets (2, 4 of meer stuks), soms samen met borgringen en andere onderdelen.
Zuigerpennen van verschillende typen en methoden voor hun bevestiging in de zuiger
Bij het repareren van een zuigergroep met "zwevende" pennen is het niet nodig speciale apparatuur te gebruiken - de installatie van onderdelen in de nokken en de drijfstangkop wordt met de hand uitgevoerd.Als de vinger wordt verwisseld met fixatie in de drijfstang, moet je een speciaal apparaat gebruiken voor het indrukken en indrukken van de PP (in het eenvoudigste geval kunnen dit bussen en staven zijn, maar professionals gebruiken complexere gemechaniseerde apparaten, vergelijkbaar met een bankschroef ).
In sommige gevallen wordt de installatie van de "zwevende" PP in de nokken ook interferentie uitgevoerd, hiervoor wordt de zuiger vóór installatie in water of een andere vloeistof verwarmd tot 55-70 ° C.Feit is dat een aluminium zuiger sneller uitzet dan een stalen pen, dus bij een onverwarmde motor wordt de opening tussen de onderdelen groter en ontstaat er een klop.Bij het installeren van de PP in de interferentie ontstaat de opening alleen wanneer de motor opwarmt, wat de impact van onderdelen en dienovereenkomstig kloppen voorkomt.
Opgemerkt moet worden dat het werk aan het vervangen van de zuigerpennen een aanzienlijke demontage van de motor vereist, dus het is beter om ze uit te voeren met de juiste ervaring of om professionals te vertrouwen.Alleen met de juiste selectie van vingers en de juiste reparatie zal de zuigergroep betrouwbaar en efficiënt functioneren, waardoor hoge prestaties van de aandrijfeenheid worden gegarandeerd.
Posttijd: 11 juli 2023