Ключевая проблема конструирования поршневого пальца — обеспечение высокой усталостной прочности, жесткости и износо­стойкости при минимальных конструктивной массе и затратах на производство.

В автотракторных двигателях достаточно широко используются пальцы простейшей трубчатой формы (рис. 5.13, а). Однако в ряде конструкций для минимизации массы при сохранении высокой про­чности палец изготовляют в сечении в виде балки, равной прочно­сти на изгиб (рис. 5.13, б — г).

По способу сочленения с верхней головкой шатуна различают поршневые пальцы плавающие и защемленные.

Защемленные пальцы фиксируются в шатуне, что позволяет уве­личить длину опорной поверхности в бобышках поршня и (или) уменьшить диаметр пальца за счет сокращения длины опорного участка в головке шатуна.

Отсутствие зазора между пальцем и шатуном позволяет умень­шить отклонение шатуна в направлении оси коленчатого вала. Однако при применении защемленных пальцев их износ по наружной поверхности неравномерен в силу того, что в процессе работы палец не вращается.

Как было показано ранее, профилирование наружной поверх­ности пальца производят с учетом возможности уменьшения удель­ных давлений, оказываемых им на бобышки поршня.

Сочетание высоких усталостной прочности пальца и износо­стойкости его наружной поверхности обеспечивается выбором соответствующего материала для его изготовления, а также ис­пользованием термохимических (закалка ТВЧ, цементация), тех­нологических (шлифовка, полирование) методов упрочнения его конструкции.

Пальцы ДсИЗ изготовляют из среднеуглеродистых сталей 45 и 40ХА. Их наружная поверхность закаливается ТВЧ на глубину 1,0...1,5 мм для получения твердости HRC52...60. Для пальцев дизелей и форсированных ДсИЗ используют легированные стали 15Х, 15ХА, 18Х2Н4МА и 12ХЗА, которые цементируют на глубину 1,0—1,7 мм. Их поверхностная твердость достигает HRC56...65. Дополнительная цементация пальца и полировка его внутренней поверхности позволяют повысить усталостную прочность на 15...20%. Поршневые пальцы, изготовляемые из азотируемых ста­лей, после соответствующей термообработки имеют на 35...45% большую усталостную прочность.