З'єднайте поршень і колінчастий вал і передайте зусилля на поршень на колінчастий вал, перетворюючи зворотно-поступальний рух поршня в обертальний рух колінчастого вала.
Шатунна група складається з корпусу шатуна, кришки великого шатуна, втулки малого шатуна, втулки підшипника великого шатуна та болтів (або гвинтів) шатуна. Шатунна група піддається дії газової сили від поршневого пальця, власного коливання та зворотно-поступальної сили інерції поршневої групи. Величина та напрямок цих сил періодично змінюються. Тому шатун піддається змінним навантаженням, таким як стиск та розтяг. Шатун повинен мати достатню міцність на втому та структурну жорсткість. Недостатня міцність на втому часто призводить до поломки корпусу шатуна або болта шатуна, що призводить до серйозної аварії або пошкодження всієї машини. Якщо жорсткість недостатня, це спричинить деформацію згину корпусу шатуна та деформацію великого шатуна по осі, що призведе до ексцентрикового зносу поршня, циліндра, підшипника та колінчастого пальця.
Структура та склад
Корпус шатуна складається з трьох частин: частина, з'єднана з поршневим пальцем, називається малим кінцем шатуна; частина, з'єднана з колінчастим валом, називається великим кінцем шатуна, а частина, що з'єднує малий кінець і великий кінець, називається корпусом шатуна.
Малий кінець шатуна здебільшого має тонкостінну кільцеву структуру. Щоб зменшити знос між шатуном і поршневим пальцем, у отвір малого кінця запресовується тонкостінна бронзова втулка. У малій головці та втулці просвердліть або профрезеруйте канавки, щоб бризки оливи могли потрапляти на сполучальні поверхні змащувальної втулки та поршневого пальця.
Шатунний вал має довгу форму, і під час роботи він також піддається великим зусиллям. Щоб запобігти його згинанню та деформації, корпус шатуна повинен мати достатню жорсткість. З цієї причини більшість шатунних валів двигунів автомобілів використовують I-подібні профілі, що дозволяє мінімізувати масу при достатній жорсткості та міцності, а H-подібні профілі використовуються у високоміцних двигунах. У деяких двигунах вузький кінець шатуна використовується для розпилення оливи для охолодження поршня, а наскрізний отвір необхідно просвердлити в поздовжньому напрямку корпусу шатуна. Щоб уникнути концентрації напружень, з'єднання між корпусом шатуна, вузьким та великим кінцями має плавний перехід великої дуги.
Щоб зменшити вібрацію двигуна, різниця в якості кожного шатуна циліндра повинна бути обмежена мінімальним діапазоном. Під час складання двигуна на заводі його зазвичай групують за масою великого та малого кінців шатуна в грамах. Груповий шатун.
У V-подібному двигуні відповідні циліндри лівого та правого рядів мають спільний колінчастий вал, а шатуни мають три типи: паралельні шатуни, вилкові шатуни та головні та допоміжні шатуни.
Основна форма пошкодження
Основними формами пошкодження шатунів є втомне руйнування та надмірна деформація. Зазвичай втомне руйнування розташоване у трьох зонах високого напруження на шатуні. Умови роботи шатуна вимагають від нього високої міцності та стійкості до втоми; він також вимагає достатньої жорсткості та в'язкості. У традиційній технології обробки шатунів для матеріалів зазвичай використовується загартована та відпущена сталь, така як сталь 45, 40Cr або 40MnB, яка має вищу твердість. Тому нові матеріали для шатунів, що виробляються німецькими автомобільними компаніями, такі як високовуглецева мікролегована незагартована та відпущена сталь C70S6, кована сталь серії SPLITASCO, кована сталь FRACTIM та кована сталь S53CV-FS тощо (усі вищезазначені стандарти є німецькими стандартами DIN). Хоча легована сталь має високу міцність, вона дуже чутлива до концентрації напружень. Тому до форми шатуна, надмірного галтела тощо пред'являються суворі вимоги, а також слід звертати увагу на якість обробки поверхні для покращення втомної міцності, інакше застосування високоміцної легованої сталі не досягне бажаного ефекту.
