Във всеки бутален двигател с вътрешно горене има част, която свързва буталото с горната глава на мотовилката - буталния болт.Всичко за буталните щифтове, техните конструктивни характеристики и методи за монтаж, както и правилния избор и подмяна на различни видове щифтове е описано подробно в статията.
Какво е бутален болт
Буталния болт (РР) е компонент на буталната група на двигателя с вътрешно горене;стоманен кух цилиндър, с помощта на който се свързват шарнирно буталото и мотовилката.
При буталните двигатели с вътрешно горене предаването и преобразуването на силите, възникващи при изгарянето на гориво-въздушната смес в цилиндъра, се осъществява от бутална група и колянов механизъм.Основните части на тези системи включват бутало и свързващ прът с шарнирно съединение, поради което е възможно да се отклони оста на свързващия прът от оста на буталото, когато е между горната и долната мъртва точка (TDC и TDC).Шарнирната връзка на буталото и мотовилката се осъществява с помощта на проста част - бутален щифт.
Буталния щифт решава две ключови задачи:
● Действа като шарнир между буталото и мотовилката;
● Осигурява пренос на сили и въртящи моменти от мотовилката към буталото при стартиране на двигателя и от буталото към мотовилката при работещ двигател.
Това означава, че PP не само свързва буталото и свързващия прът в една система (която включва и коляновия вал), но и като цяло осигурява координираната работа на буталната група и коляновия механизъм на двигателя.Следователно всякакви неизправности или износване на пръста влияят неблагоприятно на работата на целия захранващ блок, което изисква бърз ремонт.Но преди да купите нови бутални щифтове, трябва да разберете техния дизайн и някои характеристики.
Видове, устройство и характеристики на бутални щифтове
Всички използвани в момента бутални щифтове имат по същество един и същ дизайн: като цяло това е кух стоманен прът със сравнително тънки стени, монтирани в издатините на буталата и горната глава на мотовилката.В краищата на щифта са премахнати фаски (външни и вътрешни), които осигуряват лесен монтаж на частта в буталото или мотовилката, а също така предотвратяват повреда на други части при случаен контакт с тях.
В същото време в пръстите могат да се изпълняват различни спомагателни елементи:
● Привеждане на вътрешните стени в конус от центъра навън с цел олекотяване на пръста при запазване на здравината му;
● Вътрешни рингови колани в централната част на пръста за втвърдяване;
● Странични напречни отвори за твърдо фиксиране на щифта в главата на буталото.
Буталните щифтове са изработени от мека структурна въглеродна (15, 20, 45 и други) и някои легирани (обикновено хром 20X, 40X, 45X, 20HNZA и други) стомани.Външната повърхност и малката лента в края на детайлите, изработени от мека стомана, са карбуризирани и закалени до дълбочина от 1,5 mm до достигане на твърдост от 55-62 HRC (докато вътрешният слой има твърдост в диапазона от 22- 30 HRC).Частите от средно въглеродни стомани обикновено се закаляват с високочестотни токове.След термична обработка външната повърхност на РР се подлага на смилане.Втвърдяването на детайла осигурява висока устойчивост на износване на външната му повърхност, докато вискозитетът на вътрешните слоеве на стената запазва способността на пръста да издържа на ударни натоварвания и вибрации.Повърхностното шлайфане елиминира зоните с опасни напрежения, които по време на работа на двигателя могат да доведат до надраскване, втвърдяване или дори разрушаване на частите.
Типичен дизайн на буталото с мотовилка
Както вече беше посочено, буталният щифт се намира в буталото и горната глава на свързващия прът, свързвайки тези части в една система.В буталото за тази част има две разширения с напречни отвори - глави.Има два варианта за дизайн на пантата между буталото и мотовилката:
● С "плаващ" пръст;
● С пръст натиснат в мотовилката.
Втората схема е най-просто изпълнена: в този случай PP се притиска в горната (една част) глава на мотовилката, което предотвратява аксиалното му изместване, а в издатините на буталото се намира с определена междина , което дава възможност за завъртане на буталото спрямо ПП по време на работа на силовия агрегат във всички режими.Освен това празнината осигурява смазване на триещите се части (въпреки че поради малката междина пръстът и повърхностите на издатините в контакт с него винаги работят в режим на недостатъчно смазване).Тази схема е използвана на местни автомобили VAZ-2101, 2105, 2108, широко се използва в модерни модели на чуждестранно производство.
Схемата "плаващ" пръст е по-сложна, тъй като има няколко спомагателни части.В тази схема PP с малка междина е монтиран и в двете части - както в издатините на буталото, така и в горната глава на свързващия прът, което осигурява свободното му въртене по време на работа на двигателя.За да се предотврати аксиалното изместване на пръста, се използват пружиниращи задържащи пръстени, разположени напречно на отворите в издатините - те служат като ограничители за PP, предотвратявайки изпадането му.Пръстените могат да бъдат изработени от пружинна тел с кръгло сечение или щамповани от ламарина.В последния случай частите са с правоъгълно напречно сечение, а в двата края са предвидени отвори за инструмента за улесняване на монтажа и демонтажа на пръстените.
В някои случаи се използват заключващи гъбички или тапи, те са изработени от мек метал, така че не увреждат огледалото на цилиндъра при контакт с него.Запушалките се използват в двутактови двигатели с определено разположение на всмукателните и изпускателните прозорци, предотвратяващи нежелан поток на газ между тях.Понякога се използва за фиксиране на детайла с винт, завинтен в долната част на втулката и в отвора в края на PP.
Фиксирани и плаващи бутални щифтове
PP, независимо от начина на монтаж, може да има изместване спрямо оста на буталото, достигащо един и половина или повече милиметра.Това изместване има за цел да намали динамичните натоварвания, на които са подложени буталото, PP и главата на мотовилката по време на TDC и TDC.Буталото в движението си към ГМТ и към ГМТ се притиска към едната стена на цилиндъра, което също води до притискане на РР към едната стена на отворите вътре в издатините.В резултат на това има сили, които затрудняват завъртането на PP в свързващите части, а при преминаване на TDC и TDC завъртането може да се случи рязко - това се случва с удар, който се проявява с характерен удар.Тези фактори се елиминират точно чрез инсталиране на PP в буталото с известно изместване на оста.
Как да изберем и сменим буталния болт
По време на работа на двигателя, особено в редуващи се режими, пръстите са подложени на значителни натоварвания, износват се, могат да се деформират и изискват подмяна.Необходимостта от подмяна на пръстите се показва от влошаването на компресията и намаляването на динамичните характеристики на двигателя, което допълнително се проявява чрез характерен удар.
Ремонтът на захранващия блок в този случай се свежда до подмяна на пръсти, а понякога и на свързващи части - втулки на главата на свързващия прът в системи с "плаващ" PP, пръстени и др.Изборът на нови пръсти и други части се извършва според ремонтните размери.Например, за повечето домашни двигатели се предлагат части от три ремонтни размера, различаващи се с 0,004 mm (например двигателите VAZ често използват щифтове с диаметър 21,970-21,974 mm (1-ва категория), 21,974-21,978 mm (2-ра категория) и 21,978-21,982 mm (3-та категория)).Това дава възможност да се изберат щифтове с различни диаметри, като се вземе предвид увеличаването на диаметрите на отворите в свързващите части поради износване и последващо пробиване.Пробиването винаги се извършва за едни и същи ремонтни размери и ако износването на частите надвишава определените граници, те трябва да бъдат заменени.
Като правило пръстите се продават в комплекти (2, 4 или повече броя), понякога заедно със задържащи пръстени и други части.
Бутални щифтове от различни видове и методи за тяхното фиксиране в буталото
При ремонт на бутална група с "плаващи" щифтове не е необходимо да се използва специално оборудване - монтажът на частите в издатините и главата на мотовилката се извършва с ръчно усилие.Ако пръстът се смени с фиксация в свързващия прът, тогава трябва да използвате специално устройство за натискане и натискане на PP (в най-простия случай това могат да бъдат втулки и пръти, но професионалистите използват по-сложни механизирани устройства, подобни на менгеме ).
В някои случаи инсталирането на "плаващия" PP в главите също се извършва при намеса, за това буталото се нагрява във вода или друга течност до 55-70 ° C преди монтажа.Факт е, че алуминиевото бутало се разширява по-бързо от стоманения щифт, така че при незагрят двигател разстоянието между частите се увеличава и се появява удар.При инсталиране на PP в намесата, празнината възниква само когато двигателят се загрее, което предотвратява удара на части и съответно почукване.
Трябва да се отбележи, че работата по подмяната на буталните щифтове изисква значително разглобяване на двигателя, така че е по-добре да ги извършите с подходящ опит или да се доверите на професионалисти.Само с правилния подбор на пръстите и правилния ремонт, буталната група ще функционира надеждно и ефективно, осигурявайки висока производителност на силовия агрегат.
Време на публикуване: 11 юли 2023 г