Шатун представляет собой звено в цепи передачи возвратно-поступательного движения от поршней к коленчатому валу двигателя внутреннего сгорания, которое преобразует поступательное движение во вращательное движение в кривошипно-шатунном механизме.
Содержание статьи:
- Что такое шатун.
- Из чего сделан шатун.
- Строение шатуна.
- Как работает шатун.
- Как стучит шатун.
Содержание
Что такое шатун.
Шатун двигателя внутреннего сгорания представляет собой простую механическую конструктивную деталь или, как его еще называют, дышло, которое соединяет поршень через поршневой палец и коленчатый вал через палец шатуна.
Чтобы не менять шатуны при каждом ремонте ДВС, в местах крепления используются специальные быстросъемные вкладыши (подшипники скольжения) с антифрикционными слоями.
Есть еще и в плане конструкции кривошипы из цельного баббита. В таких шатунах люфт регулируется пазами пластин от половинок шатунов. Эти шатуны в основном используются в компрессорах и низкооборотных двигателях внутреннего сгорания.
Есть алюминиевые шатуны. Эти шатуны не имеют антифрикционного защитного слоя и не подлежат ремонту. Установлен в стартерах.
Во всех двигателях внутреннего сгорания, имеющих поршни и коленчатый вал, устанавливаются шатуны, кроме двигателя Баландина (вместо шатуна для передачи движения используется ползун).
Из чего сделан шатун
Шатуны ДВС изготавливаются из стали методами ковки и штамповки. Для двигателей с высокими нагрузками, таких как гоночные автомобили и боллиды, шатуны могут быть изготовлены путем литья из титанового сплава.
Для серийно выпускаемых двигателей внутреннего сгорания шатуны изготавливаются методом горячей штамповки из следующих марок среднеуглеродистых и легированных сталей:
- Сталь 40. Сталь с содержанием углерода 0,4 %.
- Сталь 45. Это означает, что углерод в сплаве 0,45 %.
- Сталь 45Г2. Код этой марки следующий: сплав содержит 0,45% углерода (C) и марганца (Mn) 2 %/
- Сталь 40ХН. Помимо 0,4% углерода, этот сплав содержит 1% хрома (Cr) по объему и 1% никеля (Ni) по объему %.
- Сталь 30ХМА. Это код для жаропрочной и устойчивой к релаксации стали. В составе 0,3% С; хром (Cr) 1%; молибден (Мо) 1%. Буква «А» говорит о том, что сплав улучшен, он был закален с высокой температурой.
Строение шатуна
Шатун ДВС состоит из:
- верхняя головка поршня;
- силовая штанга;
- нижнюю кривошипную головку.
Верхний большой конец выполнен цельным. Это соединительная деталь с отверстием под штифт. Верхняя часть головы не разделена.
Подающая штанга выполнена цельной, без соединительных деталей.
Нижняя шатунная головка — это шарнир шатунной шейки коленчатого вала. Нижняя головка складная, соединяется болтами шатуна. При ремонте вместо шатунных болтов нельзя установить обычные, так как шатунные болты выдерживают высокие температуры и нагрузки. Поврежденную резьбу на болтах шатуна нарезкой не восстанавливают; на заводе резьба создается накаткой, а не нарезкой с помощью формы. Это означает, что при повреждении резьбы болтов шатуна их необходимо заменять, а не ремонтировать.
В нижней головке сиденья установлены тонкостенные вкладыши (подшипники скольжения). Подшипники нижнего конца шатуна конструктивно не отличаются от коренных подшипников коленчатого вала.
Некоторые шатуны имеют отверстия для прохода моторного масла к подшипнику скольжения.
Для подачи масла к верхней головке некоторые типы имеют отверстие для смазки. Силовая планка дизельных двигателей более толстая, массивная.
1 — болт шатуна; 2 — крышка; 3, 4 — подшипники нижнего и верхнего шатуна; 5, 8 — нижняя и верхняя головки шатунов; 6 — корончатая гайка; 7 — шатун; 9 — втулка (втулка); 10, 11 — штифты; канал; б, в, г — шатун, конический ремень и головка болта шатуна; д, е — дугообразные бороздки; г, у, о — радиальные отверстия; в, м — холодильники; k, l — кольцевые проточки; n — короткая проточка; р — выемка для штифта; р — квартира.
По конструкции строение шатунов классифицируют на:
- ромбический.
- круглый;
- двутавровые балки;
Двутавровые балки используются в автомобильных двигателях внутреннего сгорания.
Шатуны круглого сечения используются в судовых двигателях.
Ромбические шатуны предназначены для двигателей скоростных гоночных автомобилей.
Кривошипные головки классифицируются на:
- раздвоенный.
- буксируемый;
- просто;
Шатуны с простыми кривошипными головками устанавливаются в простых двигателях внутреннего сгорания.
Шатуны с ручным коленчатым валом используются в радиальных и V-образных двигателях.
Шатуны коленчатого вала вилки используются в двигателях V-образной и W-образной формы.
Как работает шатун
Он передает на шатун в ДВС энергию движения, энергию взрыва топливовоздушной смеси в рабочей камере цилиндра сгорания. После воспламенения топливовоздушной смеси поршень перемещается из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку поршня (в мертвой точке скорость равна 0). Поскольку поршень прочно соединен с верхней головкой шатуна поршневым пальцем, поршень толкает шатун вниз. Нижняя головка шатуна надежно прикреплена к шейке шатуна коленчатого вала. При движении вниз шатун поворачивается вокруг оси коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания на 360 градусов и начинает обратное движение вверх. Это рабочий цикл цилиндро-поршневого узла кривошипно-шатунного механизма.
Как стучит шатун
Чтобы вибрации оставались близкими к нулю, шатуны делают максимально легкими. Снижение веса может снизить прочность. Поэтому дизайнеры ищут золотую середину.
На этом видео показан стучавший шатун Сузуки.
В этом видео показан удар по двигателю ВАЗ 2199 и как проверить, не стучит ли шатун ДВС.
Если новые шатуны ДВС приходят по запросу целыми, то их надо сломать. На видео ниже показано, как сломать новый шатун Шевроле.
