Поршень служит для восприятия давления газов и передачи его через поршневой палец на шатун и кривошип коленчатого вала
Он подвержен наибольшему воздействию механических и тепловых нагрузок
Так как поршень движется возвратно-поступательно, то дополнительно создаются высокие циклические инерционные нагрузки и значительные силы трения боковой поверхности поршня о цилиндр.
Одновременно поршень выполняет функции уплотняющего элемента кривошипно-шатунного механизма и отводит теплоту от находящихся в надпоршневом пространстве горячих газов.
Поршень 6 состоит из днища, уплотняющей части и направляющей части (юбки). На внутренней стороне юбки имеется два массивных прилива — бобышки.
Они соединяются ребрами с днищем, увеличивая тем самым прочность поршня.
В бобышках проделаны отверстия под палец, в которых проточены кольцевые канавки для стопорных колец 5.
Днище вместе с уплотняющим поясом образует головку поршня.
На внешних поверхностях головки и юбки проточены канавки для установки двух компрессионных и маслосъемного колец.
Верхнюю часть поршня называют уплотнительным поясом, так как размеренные здесь поршневые кольца предотвращают прорыв газов через зазоры между поршнем и цилиндром.
Боковая поверхность поршня по высоте ступенчатая (диаметр головки поршня меньше диаметра юбки).
В поперечном сечении юбка имеет форму эллипса, причем большая ось эллипса расположена в плоскости, перпендикулярной оси пальца.
Такая конструкция поршня обеспечивает практическую независимость зазора между поршнем и гильзой в плоскости движения шатуна от теплового состояния двигателя и тем самым предотвращает заклинивание поршня при работе прогретого двигателя.
В то же время эллиптичность поршня снижает шум при работе непрогретого двигателя из-за уменьшенного зазора между поршнем и стенкой цилиндра в направлении действующей на поршень боковой силы от шатуна.
На поверхность юбки поршня нанесено коллоидно-графитовое покрытие для улучшения приработки поршня в гильзе.
Поршни отлиты из высококремнистого алюминиевого сплава, что улучшает теплоотдачу и уменьшает массу поршней, а следовательно, и инерционные силы, действующие в кривошипно-шатунном механизме из-за неравномерного движения поршней.
В днище поршня выполнена фигурная камера сгорания, а в головке поршня — три канавки под поршневые кольца.
Верхняя канавка, наиболее нагруженная, имеет нерезистовую вставку из жаропрочного чугуна, что значительно повышает износостойкость сопряжения поршня с верхним компрессионным кольцом.
Для уменьшения надпоршневого зазора при сборке двигателя подбором варианта исполнения поршня обеспечивают выступление его над уплотнительным торцом гильзы на 0,5-0,7 мм.
Индекс варианта поршня (10, 20, 30, 40) нанесен на его днище, а также на нерабочем торце выступа гильз.
На поршень устанавливают два компрессионных кольца и одно маслосъемное.
Компрессионные кольца предназначены для предотвращения прорыва газов в картер при их сжатии и расширении. Кроме того, они служат для передачи теплоты от поршня к цилиндру.
Маслосъемное кольцо служит для удаления излишка масла с рабочей поверхности цилиндра и предотвращения попадания его в камеру сгорания.
Диаметр поршневого кольца в свободном состоянии больше, чем диаметр цилиндра, поэтому при установке оно плотно прижимается к его стенкам. В канавке поршня кольцо образует лабиринтное уплотнение с малым зазором.
Газы, попадая в этот лабиринт из надпоршневого пространства, снижают свое давление и скорость и прижимают кольцо к стенке цилиндра.
Разрез в кольце называют замком. В рабочем состоянии кольца всегда должен быть зазор в замке, чтобы оно при нагревании не заклинивалось.
Значение зазора при установке поршня в цилиндр находится в пределах 0,4-0,8 мм для компрессионных колец, 0,3-0,7 мм для маслосъемного.
Чтобы кольца свободно пружинили, их в канавках на поршне по высоте устанавливают также с небольшим зазором. Торцовый зазор у верхнего компрессионного кольца несколько больше, чем у нижнего.
Компрессионные кольца имеют трапециевидное сечение. Рабочая поверхность верхнего компрессионного кольца покрыта хромом, имеет зеркальную поверхность, нижнего — молибденом, она матовая.
Во время движения поршня кольца прижимаются то к верхним, то к нижним плоскостям канавок и создают этим необходимое уплотнение, препятствующее прорыву газов в картер через канавки.
При этом компрессионные кольца могут перекачивать в камеру сгорания масло, снимаемое ими со стенок цилиндра: когда поршень движется вниз, масло собирается в зазоре между кольцом и нижней плоскостью канавки, а когда перемещается вверх, масло выдавливается в зазор между кольцом и верхней плоскостью канавки.
Разрежение в цилиндре при такте впуска также способствует этому.
С увеличением торцового зазора в сопряжении кольцо — канавка поршня из-за насосного действия колец возрастает количество перекачиваемого масла в камеру сгорания, в результате резко повышается его расход.
Поэтому необходимо проверять торцовый зазор после установки колец на поршень.
Маслосъемное кольцо сборное; оно состоит из чугунного кольца коробчатого сечения с хромированной рабочей поверхностью и витого пружинного расширителя. Хромирование колец повышает их износостойкость.
Нижняя канавка в поршне под маслосъемное кольцо имеет отверстия по всей окружности для отвода масла, снимаемого кольцом с поверхности цилиндра.
Поршень с шатуном соединен пустотелым пальцем плавающего типа, осевое перемещение которого в поршне ограничивается двумя пружинными стопорными кольцами.
Шатуны стальные, двутаврового сечения. Нижняя головка шатуна разъемная.
Для точной посадки вкладышей нижнюю головку шатуна окончательно обрабатывают в сборе с крышкой, вследствие чего крышки шатунов не взаимозаменяемы.
На крышке и шатуне нанесены метки спаренности в виде трехзначных порядковых номеров. Кроме того, на крышке шатуна выбит порядковый номер цилиндра.
Подшипниками скольжения в верхней головке шатуна служат биметаллические неразъемные втулки с рабочим бронзовым слоем; в нижней головке шатуна — съемные взаимозаменяемые вкладыши.
Крышка нижней головки шатуна крепится гайками на двух болтах, запрессованных в боковые выступы нижней головки шатунах
Специальное стопорение шатунных болтов и гаек от самоотворачивания не предусмотрено.
Это объясняется тем, что шатунные болты автоматически" предохраняются от самоотворачивания за счет трения в резьбе при условии строгого выполнения требований к затяжке гаек шатунных болтов.
Шатунные болты могут разорваться из-за недостаточной или чрезмерной затяжки. Момент затяжки 23 - 25 кг/см
