Более доступны при серийном и массовом производстве конст­рукции составных поршней, в которых для увеличения термопрочности головку или днище изготовляют из жаропрочных матери­алов— стали, чугуна, керамики (рис. 5.11). Однако при этом необходимо считаться с тем, что масса составных поршней при­мерно на 30% больше, чем монометаллических из алюминиевого сплава.

К наиболее нагруженным элементам поршня относятся бобыш­ки поршня. Деформации поршня и поршневого пальца под действи­ем сил давления газов нарушают параллельность опорных поверх­ностей бобышек (рис. 5.12, а), в связи с чем у кромок их отверстий имеют место значительные концентрации напряжений. Данное яв­ление может усугубиться при обработке отверстия по недостаточно высокому классу точности, что может явиться причиной образова­ния трещин на опорных поверхностях.

Решение проблемы повышения несущей способности бобышек связано с реализацией конструктивных способов уменьшения удель­ных давлений в сопряжении с поршневым пальцем, таких, как:

■ выравнивание удельных давлений по периметру опорных по­верхностей, что способствует улучшению условий смазки сопряже­ния в различных фазах рабочего цикла; наиболее рационально эта задача решается при выполнении внутренних торцов бобышек со скосом в сочетании с верхней головкой шатуна трапециевидной формы. При этом площадь верхней части опорной поверхности бобышек превышает нижнюю, что обеспечивает снижение давления в данной зоне на 15...40%;

• профилирование формы наружной поверхности пальца таким образом, чтобы при нагружении она согласовывалась с линией его прогиба на участке контакта с бобышкой (рис. S.12, б). Это позволя­ет повысить несущую способность бобышек поршня на 40%;
• аналогичный эффект может быть получен также соответст­вующим профилированием опорных поверхностей бобышек в зоне внутренних кромок, однако это связано с существенным усложнени­ем технологии изготовления поршня;

■ скругление наружных кромок отверстий в бобышках (с фас­ками по упрощенному варианту), что позволяет уменьшить концен­трацию напряжений на 40%;

• расположение в отверстиях для пальца втулок из податливых материалов (алюминиево-медных сплавов, алюминиевой бронзы, порошковых материалов); наличие упругого элемента между паль­цем и бобышкой позволяет повысить их трещиностойкость на 30...50%;
• дробеструйная обработка или раскатка роликом внутренней поверхности отверстий в бобышках, что способствует повышению их усталостной прочности (на 8...20%);
• изготовление заготовок поршней из эвтектического силумина, что повышает на 15...26% трещиностойкость бобышек.