Высота юбки должна быть минимально достаточной для обеспечения движения поршня в цилиндре без перекосов. В этом случае поршень при его перекладке должен контактировать с зерка­лом цилиндра нижней и верхней кромками юбки, что гарантирует отсутствие кромочного контакта с цилиндром в зоне его головки.

Таким образом, рациональная величина зависит от высоты головки поршня, величины диаметральных зазоров между порш­нем и цилиндром в зоне головки и юбки, от их профилей по высоте.

Положение оси пальца h₂выбирают из условия обеспечения равномерного распределения давления силы по высоте юбки, достаточного для недопущения разрыва масляной пленки на зер­кале цилиндра. С этой целью ось пальца стремятся максимально приблизить к центру масс поршня, что позволяет также миними­зировать интенсивность его перекладки. Достигается это при раз­мещении пальца примерно в середине высоты юбки поршня. Уменьшению энергии удара при перекладке способствует также смещение оси отверстия под палец относительно продольной оси симметрии поршня в сторону наиболее нагруженной его боковой поверхности на величину, равную (0,02...0,03)Z). При этом в зоне ВМТ момент начала движения поршня от одной стенки цилиндра к другой не будет совпадать с моментом резкого нарастания давле­ния сгорания.

Опорная длина kотверстий в бобышках при заданном диаметре пальца должна обеспечивать приемлемый уровень удельных давле­ний и, следовательно, достаточную износостойкость сопряжения. Величина данного параметра должна согласовываться с минималь­но необходимой длиной поршневой головки шатуна.

При проектировании поршня в качестве исходных параметров используются статистические данные по конструктивным размерам его элементов (см. рис. 5.4, табл. 5.1).

Зазоры между элементами поршня и зеркалом цилиндра при прогретом двигателе являются одним из наиболее важных парамет­ров, влияющих как на работоспособность поршневой группы, так и на потребительские качества двигателя в целом. Наличие зазоров и их величина зависят от уровней механической и тепловой нагруженности элементов цилиндропоршневой группы, соотношения конструктивных параметров и теплофизических свойств материалов их элементов.

Проблема стабилизации величины зазоров в сопряжении по­ршень — цилиндр для всего многообразия эксплуатационных режи­мов работы осложняется тем, что коэффициент линейного расшире­ния поршней из алюминиевых сплавов в 1,5...2 раза превышает коэффициент линейного расширения стальной или чугунной гильзы цилиндра. Тепловое состояние поршня на различных режимах рабо­ты ДВС существенно варьируется. Его температура изменяется от минимальной при пуске и прогреве холодного двигателя до мак­симальной на режимах наибольших нагрузок. На фоне относитель­но стабильного теплового состояния цилиндра это обстоятельство предопределяет существенные изменения величин зазоров по режи­мам работы ДВС. Стабилизация зазора в сопряжении юбка по­ршня — зеркало цилиндра является одной из ключевых и трудно решаемых проблем конструирования поршней из алюминиевых сплавов.