Шатун Поршня Двигателя|АвтоЦентр

menu
person

Шатун Поршня Двигателя

Шатун образует важное звено между поршнем и коленчатым валом, преобразуя поступательное движение первого во вращательное движение последнего.

Шатун

В двигателе шатун подвергается воздействию значительных переменных нагрузок, изменяющихся от растяжения к сжатию. Поэтому он должен быть прочным, жестким и легким. Шатуны изготавливаются из стали литьем или горячей штамповкой. На спортивных автомобилях могут устанавливаться шатуны из титанового сплава.

Конструкция шатуна различается в зависимости от типа двигателя и его компоновочной схемы. Длина шатуна во многом определяет высоту двигателя. Шатун условно разделяется на три части: стержень, поршневую и кривошипную головки.

Стержень шатуна

Стержень шатуна имеет, как правило, двутавровое сечение. Встречаются шатуны с круглым, прямоугольным, крестообразным, Н-образным сечением стержня. Для подачи масла к подшипнику поршневой головки в стержне шатуна выполнен канал.

Поршневая головка представляет собой цельную проушину, в которую с натягом установлена втулка – подшипник скольжения для вращения поршневого пальца. Втулка изготавливается бронзовой или биметаллической (сталь со свинцом, оловом). Устройство поршневой головки определяется размером поршневого пальца и способом его крепления. Для снижения массы шатуна и уменьшения нагрузки на поршневой палец на некоторых двигателях используются шатуны с трапециевидной формой поршневой головки.

Кривошипная головка обеспечивает соединение шатуна с коленчатым валом. На большинстве двигателей кривошипная головка выполняется разъемной, что обусловлено технологией сборки ДВС. Нижняя часть головки (крышка) соединяется с шатуном с помощью болтов. Реже используется штифтовое или бандажное соединение частей кривошипной головки. Разъем может быть прямым (перпендикулярный оси стержня) или косым (под углом к оси стержня). Косой разъем применяется, в основном, на V-образных двигателях и позволяет сделать блок двигателя более компактным.

Для противодействия поперечным силам стыковые поверхности кривошипной головки выполняются профилированными. Различают зубчатое, замковое (прямоугольные выступы) соединение. Самым популярным в настоящее время является соединение частей головки, полученное способом контролированного раскалывания, т.н. сплит-разъем. Разлом обеспечивает высокую точность стыковки частей.

Толщина кривошипной головки определяет длину блока цилиндров. Особенно это актуально для V- и W-образных двигателей. К примеру, толщина нижней головки шатуна двигателя W12 от Audi составляет всего 13 мм.

В кривошипной головке размещается шатунный подшипник, состоящий из двух вкладышей. Вкладыши изготавливаются многослойными – двух-, трех-, четырех- и даже пятислойными. Самые ходовые двух- и трехслойные вкладыши. Двухслойный вкладыш представляет собой стальную основу, на которую нанесено антифрикционное покрытие. В трехслойном вкладыше стальную основу и антифрикционный слой разделяет изоляционная прокладка.

Шатун является необходимым звеном между поршнем и коленчатым валом, обеспечивая передачу давления от сгорания горючей смеси во время рабочего хода, а также перемещение поршня во время других тактов. Таким образом, нагрузка на шатун постоянно изменяется в значительных пределах как по величине, так и по направлению. Шатун должен быть прочным, чтобы выдерживать максимальные усилия растяжения, и в то же время жестким, чтобы не изгибаться при сжатии. Жесткость при этом должна сочетаться с небольшой массой для уменьшения инерционных нагрузок. Поэтому стержни большинства шатунов делают двутавровыми в сечении. Наиболее распространенными являются стальные шатуны. Они или штампуются (для уменьшения стоимости), или изготавливаются ковкой (более дорогие, но прочные), но в обоих случаях обязательно подвергаются упрочнению, в том числе и закалке. В некоторых последних моделях используются шатуны из алюминиевых сплавов и проводятся эксперименты по применению шатунов из композитных материалов, когда алюминий упрочняется керамическими волокнами. В высокофорсированных двигателях спортивных автомобилей, как правило, используются шатуны из сплава титана.

Верхняя головка шатуна представляет собой втулку с цилиндрическим отверстием для соединения с поршнем с помощью поршневого пальца. Поршневой палец представляет собой стальной полый цилиндр, поверхность которого упрочняется в процессе производства и имеет высокий класс чистоты механической об -работки для уменьшения концентраторов напряжений. Поршневой палец может иметь возможность проворачиваться как в головке шатуна, так и в бобышках поршня. В этом случае он фиксируется от продольного перемещения специальными стопорными кольцами, а между пальцем и внутренней поверхностью головки шатуна устанавливается втулка из антифрикционного материала. Такой поршневой палец называется «плавающим».

Преимущество «плавающего» пальца — это его по окружности, а также большая надежность работы. Поршневой палец «неплавающего» типа запрессован в верхнюю головку шатуна и проворачивается только в бобыках поршня. В этом случае стопорные кольца и втулка не нужны и конструкция получается проще и легче. Нижняя головка шатуна должна быть разборной, чтобы иметь возможность соединения с шейкой коленчатого вала, а две части шатуна на соединяются болтами. Сейчас многие фирмы не разрезают нижнюю головку шатуна, а подвергают закаленные шатуны контролируемому раскалыванию нижней головки. Когда нижняя головка собирается, обе ее части стыкуются практически идеально, обеспечивая полное совпадение разлома во всех направлениях.

подшипников коленчатого вала

Рис. 2.24. Крышки коренных подшипников коленчатого вала двигателя V8 BMW, изготовленные методом отламывания

Мы будем рады если Вы ответите на вопрос: "Помогла ли Вам статья?"
0       0
Категория: Двигатель | Добавил: autodromcar (18.11.2019)
Просмотров: 114 | Теги: палец, время, Нижний, коленчатый, уменьшение, вал, поршневой, шатун, Поршень, головка | Рейтинг: 0.0/0

Похожие материалы Похожие материалы

Всего комментариев: 0
avatar