Конструкция
Шатун передает усилия через палец на поршень и с поршня на коленчатый вал двигателя при рабочем ходе. Он преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Основными частями шатуна являются стержень 4, верхняя головка 7 и нижняя головка 9 с крышкой 10 (рис. 3.7). Стержень шатуна воспринимает большие нагрузки, изменяющиеся по величине и направлению, подвергается сжатию, изгибу и растяжению. Чтобы выдержать такие нагрузки, шатун должен быть прочным и жестким, а для уменьшения возникающих инерционных сил — как можно более легким. Такие нагрузки при одинаковом расходе металла лучше всего выдерживают стержни двутаврового сечения. Стержень шатуна имеет постепенно увеличивающееся сечение, плавно переходящее в нижнюю головку. Верхняя головка делается неразъемной.
Рис. 3.7. Шатун: 1 - гайка; 2 - болт; 3, 14 - отверстия для масла; 4 - стержень шатуна; 5 - бронзовая втулка; 6 - отверстие для прохода масла к поршневому пальцу; 7 - верхняя головка шатуна; 8 - номер нижней головки; 9 - нижняя головка шатуна; 10 - крышка нижней головки; 11 - стопорная шайба; 12 - метка; 13 - вкладыши; 15 - усик; 16 - паз в головке шатуна
Смотрите полную версию на сайте: Autoinstruction.ru
Шатун совершает сложное движение. Верхняя головка шатуна в основном движется возвратно-поступательно и, кроме того, отклоняется на небольшой угол относительно бобышек поршня. Чтобы она не истерлась о бобышки, они делаются на 2...4 мм короче, чем посадочное гнездо бобышек в головке шатуна. Нижняя головка вращается вместе с шатунной шейкой, одновременно совершая возвратно-поступательное и колебательное движение. Нижние головки делают разъемными с разрезом, перпендикулярным оси шатуна. Такой разрез применяется почти на всех моделях автомобилей. В двигателях ЯМЗ-236 плоскость разъема нижней головки расположена под углом к оси шатуна. Это сделано по той причине, что она не может свободно проходить через цилиндр при монтаже и демонтаже поршня вместе с шатуном.
Шатуны штампуют из высококачественной углеродистой или легированной стали и после штамповки подвергают механической и термической обработке (закалке и отпуску).
Для уменьшения трения в верхнюю головку шатуна запрессовывается втулка, выполняющая роль подшипника скольжения. Материал для изготовления втулок применяется различный. На двигателях автомобилей ЗИЛ-433100, ВАЗ-2110, -2111, -2112 применяют сталебронзовые втулки, а на двигателях автомобилей «ГАЗель» — втулки из оловянистой бронзы.
Для смазывания поршневых пальцев в верхних головках и во втулках имеются специальные отверстия 6 (см. рис. 3.7).
Сборка
Нижняя разъемная головка состоит из арки, выполненной совместно со стержнем и съемной крышкой, которая соединена с аркой болтами. Болты крепления крышек и гайки шатунных болтов изготовлены из легированной стали и термически обработаны. Гайки шатунных болтов затягиваются моментом силы 6,8...7,5 Нм (6,8...7,5 кг-м2/с2) и стопорятся герметиком «Унигер-9». В некоторых двигателях при отсутствии герметика применяется специальная штампованная гайка. У ЗИЛ-433100 крышка крепится к шатуну двумя болтами с гайкой, посадка стержня болта в шатуне плотная, в крышке — свободная. У всех двигателей нижние головки шатунов обрабатываются в сборе с крышками и поэтому не взаимозаменяемы. Чтобы при сборке не перепутать крышки и шатуны, на них клеймится номер цилиндра, в который они устанавливаются. При сборке эти номера должны быть расположены с одной стороны. Кроме того, углубления в крышке и арке стержня шатуна для фиксирующих выступов вкладышей также должны находиться с одной стороны.
У многих двигателей в теле шатуна у нижней головки имеется отверстие диаметром 1,5 мм, через которое в момент совпадения его с масляным каналом в шатунной шейке выбрасывается струя масла и смазывает зеркало цилиндров. Это отверстие должно быть направлено в правую сторону двигателя, т. е. в сторону, противоположную распределительному валу.
Ширина нижних головок шатунов V-образных двигателей меньше, чем у однорядных двигателей, а диаметр больше. Это объясняется тем, что у V-образных двигателей на каждой шатунной шейке устанавливаются по два шатуна.
При сборке шатунов с поршнями двигателя ГАЗ-3307 необходимо соблюдать следующий порядок: шатуны левого ряда цилиндров устанавливать так, чтобы номер на шатуне и метка на его крышке были обращены к передней части двигателя, а правого ряда — наоборот. Поршни соединяются с шатунами так, чтобы во всех случаях надпись на поршне «Перед» была обращена к передней части двигателя.
Роль подшипников в нижней головке шатуна выполняют вкладыши. Они изготавливаются из малоуглеродистой стальной ленты, покрытой тонким слоем антифрикционного сплава. У двигателей «ГАЗель» антифрикционный слой состоит из высокооловянистого алюминиевого сплава, у двигателей «Волга» ГАЗ-31029, ЗИЛ-5301, ИЖ-2126 вкладыши сталеалюминиевые. Дизель ЗИЛ-433100 имеет трехслойные вкладыши с антифрикционным слоем из свинцовистой бронзы.
Чтобы предотвратить проворачивание вкладышей внутри нижних головок шатунов, на вкладышах выштамповываются усики 75, а на арке и крышке нижней головки шатуна прорезаются пазы 16, в которые входят усики вкладышей. При сборке пазы на крышках должны находиться против пазов арки шатуна.