گژن پین چیست؟ انواع اتصال، علت صدای گژن پین و علائم خرابی

گژن پین (Gudgeon Pin یا Piston Pin) میله‌ای فولادی و توخالی است که پیستون را به شاتون وصل می‌کند و نیروی احتراق را از پیستون به شاتون و از آنجا به میل لنگ منتقل می‌کند. گژن پین به سه روش به پیستون و شاتون بسته می‌شود: نیمه‌شناور در پیستون، نیمه‌شناور در شاتون و تمام‌شناور که با خار در دو سمت مهار می‌شود. صدای گژن پین معمولاً از لقی ناشی از سایش گژن پین، سوراخ پیستون یا چشمی کوچک شاتون ایجاد می‌شود و شایع‌ترین خرابی‌های آن سایش، شکستن و خمیدگی است؛ در همه این حالت‌ها باید موتور باز شود و قطعات معیوب تعمیر یا تعویض شوند. باز و بست و مونتاژ این مجموعه از بخش‌های عملی دوره آموزش تعمیر موتور ایرانی است.

گژن پین چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

اتصال پیستون به شاتون به‌وسیله پینی به نام گژن پین (Gudgeon Pin) انجام می‌شود که به آن Piston Pin هم گفته می‌شود. گژن پین عامل انتقال نیرو از پیستون به شاتون و برعکس است.

گژن پین از جنس فولاد آلیاژی با استحکام و سختی بالا ساخته می‌شود و عمدتاً به روش آهنگری تولید می‌شود، به نحوی که بتواند گشتاورهای خمشی و نیروهای برشی بزرگ را در شرایط سخت دمایی و روان‌کاری تحمل کند. از طرف دیگر، گژن پین باید تا حد امکان سبک باشد تا جرم مجموعه پیستون را بیش از حد افزایش ندهد.

گژن‌پین

هرچه مجموع جرم پیستون و گژن پین بیشتر باشد، حداکثر دور موتور باید پایین‌تر در نظر گرفته شود تا شتاب خطی پیستون بیش از حد افزایش پیدا نکند و گژن پین نشکند. شکستن گژن پین در حین کار موتور می‌تواند به شاتون، پیستون و سیلندر آسیب جدی بزند؛ عیبی که در زبان تعمیرکاران با «شاتون زدن» شناخته می‌شود، علت‌های دیگری هم دارد که در مقاله شاتون و دلایل شاتون زدن توضیح داده‌ایم.

انواع اتصال گژن پین به پیستون و شاتون

اتصال گژن پین به شاتون و پیستون به سه روش زیر انجام می‌شود. جدول زیر تفاوت این سه روش را خلاصه می‌کند:

گژن پین نیمه‌شناور در پیستون

شکل زیر گژن پینی را نشان می‌دهد که در پیستون آزاد است ولی به‌وسیله پیچ به شاتون وصل شده و نوع نیمه‌شناور در پیستون را ایجاد می‌کند. ثابت کردن گژن پین در شاتون با انطباق پرسی هم انجام می‌شود؛ در این حالت قطر بیرونی گژن پین اندکی از قطر داخلی چشمی کوچک (بالای) شاتون بزرگ‌تر است. برای مونتاژ، ابتدا گژن پین را مدتی درون یخ خشک قرار می‌دهند تا منقبض شود و از طرف دیگر چشمی کوچک شاتون را حرارت می‌دهند تا قطر داخلی آن افزایش یابد؛ سپس گژن پین را داخل شاتون جا می‌زنند و بعد از هم‌دما شدن دو قطعه، گژن پین به‌صورت پرسی داخل چشمی کوچک شاتون ثابت می‌شود.

1- پیچ تثبیت‌کننده گژن پین در شاتون 2- گژن پین

گژن پین نیمه‌شناور در پیستون

گژن پین نیمه‌شناور در شاتون

شکل زیر گژن پین نیمه‌شناور در شاتون را نشان می‌دهد. در این حالت گژن پین به‌وسیله پیچ به پیستون وصل شده و در شاتون آزاد است.

1- شاتون 2- گژن پین 3- پیستون 4- پیچ تثبیت گژن پین در پیستون

گژن پین نیمه‌شناور در شاتون

گژن پین تمام‌شناور و نقش خار گژن پین

شکل زیر گژن پین تمام‌شناور را نشان می‌دهد. در این حالت گژن پین هم در شاتون و هم در پیستون آزاد است و برای مهار کردن آن و جلوگیری از بیرون آمدنش، در دو سمت گژن پین از خارهای حلقوی استفاده می‌شود.

1- پیستون 2- گژن پین 3- خارهای حلقوی چپ و راست گژن پین 4- شاتون

گژن پین تمام‌شناور

در گژن پین تمام‌شناور، لقی بین گژن پین و پیستون و لقی بین گژن پین و شاتون با هم جمع می‌شوند و در نتیجه لقی کل مجموعه پیستون، گژن پین و شاتون بیشتر می‌شود. این موضوع صدای بیشتری ایجاد می‌کند و به همین دلیل طرح‌های نیمه‌شناور از این نظر بیشتر مورد استقبال هستند. برای یادگیری اصول پایه این قطعات، دوره آموزش مکانیک خودرو از پایه هم نقطه شروع مناسبی است.

علت صدای گژن پین و روش تشخیص آن

صدای گژن پین زمانی ایجاد می‌شود که لقی بین گژن پین و سوراخ پیستون یا بین گژن پین و چشمی کوچک (بوش) شاتون از حد مجاز بیشتر شود. این لقی معمولاً نتیجه سایش گژن پین، سوراخ پیستون یا چشمی کوچک شاتون است که با ضعف روان‌کاری و دمای بیش از حد موتور سریع‌تر پیش می‌رود. در طرح تمام‌شناور هم، چون دو لقی با هم جمع می‌شوند، صدای مجموعه ذاتاً بیشتر از طرح‌های نیمه‌شناور است.

تشخیص صدای گژن پین

صدای گژن پین معمولاً یک ضربه تیز و فلزی است که اغلب به‌صورت ضربه دوتایی و در دور آرام و با موتور گرم واضح‌تر شنیده می‌شود؛ برخلاف صدای لقی پیستون که در موتور سرد بلندتر است و با گرم شدن موتور کم می‌شود. برای پیدا کردن سیلندر معیوب، صدا را با گوشی مکانیکی از قسمت بالای بلوک سیلندر بررسی می‌کنند و با قطع جرقه یا انژکتور سیلندرها به‌صورت یکی‌یکی، تغییر صدا را زیر نظر می‌گیرند. تشخیص قطعی پس از باز کردن موتور و بررسی لقی و سایش گژن پین، سوراخ پیستون و بوش شاتون انجام می‌شود. تفاوت این صدا با صدای پیستون را در بخش علائم لقی پیستون و تشخیص صدای آن توضیح داده‌ایم.

علائم خرابی گژن پین

عمدتاً سه نوع عیب در گژن پین بروز می‌کند:

سایش گژن پین

مطابق شکل زیر، به مرور زمان و با افزایش کارکرد موتور خودرو، به‌خصوص در شرایط ضعف سیستم روان‌کاری و افزایش بی‌رویه دمای موتور، سایش گژن پین، چشمی کوچک شاتون و سوراخ پیستون افزایش می‌یابد که به افزایش لقی و تولید صدا منجر می‌شود. در این حالت باید موتور را باز کرد و قطعات را تعمیر یا تعویض کرد.

سایش گژن پین

شکستن گژن پین

در اثر بروز احتراق انفجاری در موتور، که معمولاً ناشی از بنزین با اکتان پایین است، و همچنین کیفیت پایین جنس گژن پین و نقص در فرایند تولید، ضربات پیستون به گژن پین مطابق شکل زیر باعث شکستن آن می‌شود.

شکستن گژن پین

خمیدگی و لهیدگی گژن پین

نیروی ناشی از احتراق سوخت و هوا روی پیستون، از طریق گژن پین و به‌صورت ضربه‌ای به شاتون منتقل می‌شود. به همین دلیل، اگر آلیاژ گژن پین ضعیف باشد یا در فرایند تولید و سخت‌کاری آن نقصی وجود داشته باشد، گژن پین دچار خمیدگی و لهیدگی می‌شود. شکل زیر خمیدگی و لهیدگی منجر به شکست گژن پین را نشان می‌دهد.

خمیدگی و لهیدگی منجر به شکست گژن پین

جمع‌بندی

گژن پین قطعه‌ای فولادی و سبک است که پیستون را به شاتون وصل می‌کند و نیروی احتراق را منتقل می‌کند. این قطعه به سه روش نیمه‌شناور در پیستون، نیمه‌شناور در شاتون و تمام‌شناور نصب می‌شود که در نوع تمام‌شناور با خار مهار می‌شود و به دلیل لقی بیشتر، صدای بیشتری دارد. صدای گژن پین معمولاً ضربه‌ای تیز و فلزی است که با لقی ناشی از سایش ایجاد می‌شود و با گوشی مکانیکی و قطع جرقه سیلندرها ردیابی می‌شود. سایش، شکستن و خمیدگی شایع‌ترین خرابی‌های گژن پین هستند که بیشتر به روان‌کاری، دمای موتور، کیفیت سوخت و کیفیت ساخت قطعه برمی‌گردند و در همه آن‌ها باز کردن موتور و تعمیر یا تعویض قطعه لازم است.

سوالات متداول

گژن پین چیست؟

گژن پین یا پین پیستون میله‌ای فولادی است که پیستون را به شاتون وصل می‌کند و نیروی احتراق را از پیستون به شاتون منتقل می‌کند. این قطعه از فولاد آلیاژی و معمولاً به روش آهنگری ساخته می‌شود.

علت صدای گژن پین چیست؟

صدای گژن پین معمولاً از لقی بیش از حد بین گژن پین و سوراخ پیستون یا بوش شاتون ایجاد می‌شود که نتیجه سایش این قطعات است. ضعف روان‌کاری و دمای بیش از حد موتور این سایش را تشدید می‌کند.

گژن پین تمام‌شناور چه تفاوتی با نیمه‌شناور دارد؟

گژن پین نیمه‌شناور در یکی از دو قطعه پیستون یا شاتون ثابت است، اما گژن پین تمام‌شناور در هر دو آزاد است و با خار مهار می‌شود. به همین دلیل لقی کل در نوع تمام‌شناور بیشتر است و صدای بیشتری ایجاد می‌کند.

خار گژن پین چه کاری انجام می‌دهد؟

در گژن پین تمام‌شناور، خارهای حلقوی در دو سمت گژن پین نصب می‌شوند تا آن را در جای خود نگه دارند و از بیرون آمدن گژن پین و برخورد آن با دیواره سیلندر جلوگیری کنند.

چرا گژن پین می‌شکند؟

مهم‌ترین علت‌های شکستن گژن پین، احتراق انفجاری ناشی از بنزین کم‌اکتان، کیفیت پایین جنس گژن پین و نقص در فرایند تولید یا سخت‌کاری آن است. افزایش بیش از حد دور موتور نسبت به جرم پیستون و گژن پین هم خطر شکستن را بیشتر می‌کند.