ピストンのピストンピンの役割は何ですか?
2021-12-24
ピストンピンの役割は、ピストンとコンロッドの小端部を接続し、ピストンとコンロッドの間で力を伝達することです。
ピストンピンは周期的な衝撃荷重を受け、ピストンピン自体が振れ、潤滑不良状態でも作動します。このため、ピストンピンには十分な強度と剛性、良好な表面靭性、良好な耐摩耗性、軽量性が要求される。ピストンピンは一般的に低炭素鋼や低炭素合金鋼の中空円筒で作られています。外表面に浸炭焼入れを施し、硬度を高めています。仕上げ後は研磨を行い、高い寸法精度と表面仕上げを実現します。
ピストンピンの基本構造は厚肉の管状体ですが、同等の強度の要求に応じて断面が変化する構造のものもあります。
ピストンピンとピストンピン座穴およびコンロッド小端ブッシュ穴との接続方法には、フルフローティング接続とセミフローティング接続の2種類があります。
フルフローティング接続とは、エンジンが通常の動作温度にあるときに、ピストンピンがピストンピンシート穴とコンロッド小ヘッドスリーブ穴内で自由に回転できることを意味します。図に示すように、フルフローティング接続では、ピストンピンはより大きな衝撃荷重に耐えることができ、摩耗がより均一になり、耐用年数が長くなりますが、組み立てプロセスはより複雑になります。アルミニウム合金ピストンとピストンピンを組み立てる場合、ピストンピンを取り付ける前に、ピストンを70〜90℃の水または油で加熱し、ピストンピンのシート穴を拡張する必要があります。ピストンピンの軸方向の回転を防止するために、ピンシートの両端にもスナップリングが取り付けられています。
セミフローティング接続とは、ピストンピンとピストンピン座穴とコンロッド小端穴の間の1箇所を固定する接続のことです。一般的なピストンピンはコンロッド小端部に固定されていますが、図示のボルトもピストンピンとコンロッド小端部とをしまりばめで固定しています。ピストンピンとコネクティングロッドの間には相対運動がないため、ピストンピンの軸方向の位置を制限するためのスナップリングは必要ありません。つまり、セミフローティング接続ピストンピンにはスナップリングがなく、コネクティングロッドの小端にはブッシュがありません。セミフローティングピストンピンにより、エンジンノイズが低減され、スナップリングによる事故が防止されます。主に軽量高速エンジンに使用され、チェロキーやチーターなどの車がこの形式を採用しています。
A-フルフローティング
B-セミフローティング
