يوجد في أي محرك احتراق داخلي مكبس جزء يربط المكبس بالرأس العلوي لقضيب التوصيل - دبوس المكبس.كل ما يتعلق بدبابيس المكبس وميزات تصميمها وطرق تركيبها، بالإضافة إلى الاختيار الصحيح والاستبدال لأنواع مختلفة من المسامير موصوفة بالتفصيل في المقالة.
ما هو دبوس المكبس
دبوس المكبس (PP) هو أحد مكونات مجموعة المكبس في محرك الاحتراق الداخلي؛أسطوانة فولاذية مجوفة يتم من خلالها تعليق المكبس وقضيب التوصيل.
في محركات الاحتراق الداخلي الترددية، يتم نقل وتحويل القوى الناشئة عن احتراق خليط الوقود والهواء في الأسطوانة بواسطة مجموعة مكبس وآلية كرنك.تشتمل الأجزاء الرئيسية لهذه الأنظمة على مكبس وقضيب توصيل بمفصل مفصلي، مما يسمح بانحراف محور قضيب التوصيل عن محور المكبس عندما يكون بين المراكز الميتة العلوية والسفلية (TDC وTDC).يتم تنفيذ الاتصال المفصلي للمكبس وقضيب التوصيل باستخدام جزء بسيط - دبوس المكبس.
يحل دبوس المكبس مهمتين رئيسيتين:
● يعمل كمفصل بين المكبس وقضيب التوصيل.
● يوفر نقل القوى وعزم الدوران من قضيب التوصيل إلى المكبس عند تشغيل المحرك ومن المكبس إلى قضيب التوصيل أثناء تشغيل المحرك.
وهذا يعني أن PP لا يقوم فقط بتوصيل المكبس وقضيب التوصيل في نظام واحد (والذي يتضمن أيضًا العمود المرفقي)، ولكنه يضمن أيضًا بشكل عام التشغيل المنسق لمجموعة المكبس وآلية كرنك المحرك.لذلك، فإن أي أعطال أو تآكل للإصبع يؤثر سلبًا على تشغيل وحدة الطاقة بأكملها، مما يتطلب إصلاحًا سريعًا.ولكن قبل شراء دبابيس المكبس الجديدة، يجب أن تفهم تصميمها وبعض الميزات.
أنواع وجهاز وخصائص دبابيس المكبس
جميع دبابيس المكبس المستخدمة حاليًا لها نفس التصميم بشكل أساسي: بشكل عام، فهي عبارة عن قضيب فولاذي مجوف بجدران رقيقة نسبيًا مثبتة في رؤوس المكبس ورأس قضيب التوصيل العلوي.في نهايات الدبوس، تتم إزالة الشطب (الخارجية والداخلية)، مما يضمن سهولة تركيب الجزء في المكبس أو قضيب التوصيل، وكذلك منع تلف الأجزاء الأخرى في حالة الاتصال العرضي بها.
في الوقت نفسه، يمكن تنفيذ العناصر المساعدة المختلفة في الأصابع:
● إدخال الجدران الداخلية بشكل مخروطي من المركز إلى الخارج لتفتيح الإصبع مع المحافظة على قوته.
● أحزمة حلقية داخلية في الجزء الأوسط من الإصبع لتقويته.
● فتحات عرضية جانبية للتثبيت الصلب للدبوس في رئيس المكبس.
تصنع دبابيس المكبس من الكربون الهيكلي الناعم (15، 20، 45 وغيرها) وبعض الفولاذ المخلوط (عادة الكروم 20X، 40X، 45X، 20HNZA وغيرها).يتم كربنة السطح الخارجي وحزام صغير في نهايته أجزاء مصنوعة من الفولاذ الطري وترويها إلى عمق 1.5 ملم حتى يتم الوصول إلى صلابة 55-62 HRC (في حين أن الطبقة الداخلية لديها صلابة في حدود 22- 30 لجنة حقوق الإنسان).عادة ما يتم تصلب الأجزاء المصنوعة من الفولاذ متوسط الكربون بتيارات عالية التردد.بعد المعالجة الحرارية، يتعرض السطح الخارجي للPP للطحن.يوفر تصلب الجزء مقاومة عالية لسطحه الخارجي للتآكل، بينما تحافظ لزوجة الطبقات الداخلية للجدار على قدرة الإصبع على تحمل أحمال الصدمات والاهتزازات.يزيل طحن السطح المناطق ذات الضغوط الخطيرة، والتي يمكن أن تؤدي أثناء تشغيل المحرك إلى جرجر أو تصلب أو حتى تدمير الأجزاء.
تصميم مكبس نموذجي مع قضيب توصيل
كما هو موضح بالفعل، يقع دبوس المكبس في المكبس والرأس العلوي لقضيب التوصيل، مما يربط هذه الأجزاء في نظام واحد.يوجد في المكبس لهذا الجزء امتدادان بفتحات عرضية - الرؤساء.هناك خياران لتصميم المفصلة بين المكبس وقضيب التوصيل:
● بإصبع "عائم"؛
● مع الضغط بإصبعك على قضيب التوصيل.
يتم تنفيذ المخطط الثاني ببساطة: في هذه الحالة، يتم الضغط على PP في الرأس العلوي (قطعة واحدة) لقضيب التوصيل، مما يمنع إزاحته المحورية، وفي رؤساء المكبس يقع مع فجوة معينة مما يجعل من الممكن تدوير المكبس بالنسبة إلى PP أثناء تشغيل وحدة الطاقة في جميع الأوضاع.توفر الفجوة أيضًا تشحيمًا لأجزاء الاحتكاك (على الرغم من وجود فجوة صغيرة ، فإن الإصبع وأسطح الرؤوس الملامسة لها تعمل دائمًا في وضع تزييت غير كافٍ).تم استخدام هذا المخطط في السيارات المحلية VAZ-2101، 2105، 2108، ويستخدم على نطاق واسع في النماذج الحديثة للإنتاج الأجنبي.
يعد مخطط الإصبع "العائم" أكثر تعقيدًا لأنه يحتوي على عدة أجزاء مساعدة.في هذا المخطط، يتم تثبيت PP مع فجوة صغيرة في كلا الجزأين - سواء في رؤوس المكبس أو في رأس قضيب التوصيل العلوي، مما يضمن دورانه الحر أثناء تشغيل المحرك.لمنع الإزاحة المحورية للإصبع، يتم استخدام حلقات الاحتفاظ الزنبركية الموجودة عبر الفتحات الموجودة في الرؤوس - فهي بمثابة نقاط توقف لـ PP، مما يمنعها من السقوط.يمكن أن تكون الحلقات مصنوعة من سلك زنبركي بمقطع عرضي دائري أو مختومة من الصفائح المعدنية.في الحالة الأخيرة، تحتوي الأجزاء على مقطع عرضي مستطيل، ويتم توفير فتحات للأداة في كلا الطرفين لسهولة تركيب وإزالة الحلقات.
في بعض الحالات يتم استخدام فطريات القفل أو السدادات، وهي مصنوعة من معدن ناعم، لذلك لا تلحق الضرر بمرآة الأسطوانة عند ملامستها لها.تُستخدم المقابس في المحركات ثنائية الأشواط مع ترتيب معين لنوافذ السحب والعادم، مما يمنع تدفق الغاز غير المرغوب فيه بينهما.في بعض الأحيان يتم استخدامه لإصلاح الجزء بمسمار مثبت في الجزء السفلي من الرئيس وفي الفتحة الموجودة في نهاية PP.
دبابيس المكبس الثابتة والعائمة
PP، بغض النظر عن طريقة تركيبه، قد يكون له إزاحة بالنسبة لمحور المكبس، تصل إلى ملليمتر ونصف أو أكثر.يهدف هذا الإزاحة إلى تقليل الأحمال الديناميكية التي يتعرض لها المكبس وPP ورأس قضيب التوصيل أثناء TDC وTDC.يتم الضغط على المكبس أثناء حركته إلى TDC و TDC على جدار واحد من الأسطوانة، مما يؤدي أيضًا إلى ضغط PP على جدار واحد من الفتحات الموجودة داخل الرؤوس.نتيجة لذلك، هناك قوى تجعل من الصعب تحويل PP في أجزاء التزاوج، وعند تمرير TDC و TDC، يمكن أن يحدث المنعطف فجأة - يحدث هذا بضربة تتجلى بضربة مميزة.يتم التخلص من هذه العوامل بدقة عن طريق تثبيت PP في المكبس مع بعض إزاحة المحور.
كيفية اختيار واستبدال دبوس المكبس
أثناء تشغيل المحرك، خاصة في الأوضاع المتناوبة، تتعرض الأصابع لأحمال كبيرة، وتتآكل، ويمكن أن تتشوه وتتطلب الاستبدال.تتم الإشارة إلى الحاجة إلى استبدال الأصابع من خلال تدهور الضغط وانخفاض الخصائص الديناميكية للمحرك، والذي يتجلى بالإضافة إلى ذلك من خلال طرق مميزة.
يتم تقليل إصلاح وحدة الطاقة في هذه الحالة إلى استبدال الأصابع، وأحيانًا أجزاء التزاوج - ربط البطانات ذات رأس القضيب في الأنظمة ذات PP "العائمة" والحلقات وغيرها.يتم اختيار الأصابع الجديدة والأجزاء الأخرى وفقًا لأبعاد الإصلاح.على سبيل المثال، بالنسبة لمعظم المحركات المحلية، يتم تقديم أجزاء من ثلاثة أحجام للإصلاح، تختلف بمقدار 0.004 مم (على سبيل المثال، تستخدم محركات VAZ غالبًا دبابيس يبلغ قطرها 21.970-21.974 مم (الفئة الأولى)، 21.974-21.978 مم (الفئة الثانية) و21.978-21.982 ملم (الفئة الثالثة)).وهذا يجعل من الممكن اختيار دبابيس بأقطار مختلفة، مع الأخذ في الاعتبار الزيادة في أقطار الثقوب في أجزاء التزاوج بسبب التآكل والملل اللاحق.يتم إجراء الحفر دائمًا لنفس أبعاد الإصلاح، وإذا تجاوز تآكل الأجزاء النطاقات المحددة، فيجب استبدالها.
كقاعدة عامة، تُباع الأصابع في مجموعات (قطعتين أو 4 قطع أو أكثر)، وأحيانًا مع حلقات الاحتفاظ وأجزاء أخرى.
دبابيس المكبس بمختلف أنواعها وطرق تثبيتها في المكبس
عند إصلاح مجموعة المكبس باستخدام المسامير "العائمة"، ليست هناك حاجة لاستخدام معدات خاصة - يتم تركيب الأجزاء في الرؤوس ورأس قضيب التوصيل بجهد يدوي.إذا تم تغيير الإصبع بالتثبيت في قضيب التوصيل، فسيتعين عليك استخدام جهاز خاص للضغط والضغط على PP (في أبسط الحالات، يمكن أن تكون البطانات والقضبان، لكن المحترفين يستخدمون أجهزة ميكانيكية أكثر تعقيدًا تشبه الرذيلة ).
في بعض الحالات، يتم أيضًا تثبيت PP "العائم" في الرؤساء بالتداخل، ولهذا يتم تسخين المكبس في الماء أو سائل آخر إلى 55-70 درجة مئوية قبل التثبيت.والحقيقة هي أن مكبس الألومنيوم يتوسع بشكل أسرع من دبوس الصلب، لذلك في محرك غير مدفأ، تزداد الفجوة بين الأجزاء وتظهر طرق.عند تثبيت PP في التداخل، تحدث الفجوة فقط عندما يسخن المحرك، مما يمنع تأثير الأجزاء، وبالتالي يطرق.
تجدر الإشارة إلى أن العمل على استبدال دبابيس المكبس يتطلب تفكيكًا كبيرًا للمحرك، لذا من الأفضل القيام بها من خلال الخبرة المناسبة أو المتخصصين الموثوقين.فقط مع الاختيار الصحيح للأصابع والإصلاح المناسب، ستعمل مجموعة المكبس بشكل موثوق وفعال، مما يضمن الأداء العالي لوحدة الطاقة.
وقت النشر: 11 يوليو 2023