Шатунный узел состоит из корпуса шатуна, крышки головки шатуна, втулки головки шатуна, подшипниковой втулки головки шатуна и болтов (или винтов) шатуна и т. д. Шатунный узел подвергается воздействию газовой силы от поршневого пальца, его собственных колебаний и возвратно-поступательной силы инерции поршневого узла. Величина и направление этих сил периодически изменяются. Поэтому шатун подвергается сжатию, растяжению и другим переменным нагрузкам. Соединение должно обладать достаточной усталостной прочностью и структурной жесткостью. Недостаточная усталостная прочность часто приводит к разрушению корпуса шатуна или болтов шатуна, а затем к серьезным авариям, повлекшим за собой повреждение всей машины. Недостаточная жесткость вызовет изгибную деформацию корпуса шатуна и деформацию головки шатуна, что приведет к частичному износу поршня, цилиндра, подшипников и кривошипного пальца.
Шатун состоит из трех частей, и часть, соединенная с поршневым пальцем, называется малой головкой шатуна; часть, соединенная с коленчатым валом, называется головкой шатуна, а часть шатуна, соединяющая малую и большую головки, называется шатуном.
Для уменьшения износа между шатуном и поршневым пальцем в небольшое отверстие головки запрессовывается тонкостенная бронзовая втулка. В небольших головках и втулках просверливаются или фрезеруются канавки, позволяющие брызгам попадать на сопрягаемую поверхность втулки и поршневого пальца.
Шатун представляет собой длинный вал, на который при работе приходится большая нагрузка, поэтому для предотвращения его изгибной деформации он должен обладать достаточной жесткостью. По этой причине в автомобильных двигателях чаще всего используется шатун с одногранным сечением. Одногранное сечение позволяет минимизировать массу при условии достаточной жесткости и прочности. H-образное сечение используется в высокопрочных двигателях. В некоторых двигателях шатун имеет малую головку для подачи масла для охлаждения поршня. В шатуне необходимо просверлить отверстия вдоль его длины. Чтобы избежать концентрации напряжений, шатун, малая и большая головки соединяются плавным переходом большой дуги.
Для снижения вибрации двигателя необходимо свести к минимуму разницу в массе каждого шатуна цилиндра. При сборке двигателя на заводе в качестве единицы измерения обычно принимают грамм, исходя из массы нижней головки шатуна, и для одного и того же двигателя выбираются одинаковые группы шатунов.
В V-образном двигателе соответствующие цилиндры в левой и правой колоннах имеют общий шатун, а шатуны бывают трех типов: параллельные, вилкообразные и главные и вспомогательные.
