Соедините поршень и коленчатый вал и передайте усилие от поршня к коленчатому валу, преобразуя возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.
Группа шатуна состоит из корпуса шатуна, крышки большого конца шатуна, втулки малого конца шатуна, подшипниковой втулки большого конца шатуна и болтов (или винтов) шатуна. Группа шатуна подвергается воздействию газовой силы от поршневого пальца, собственного качания и возвратно-поступательной инерционной силы поршневой группы. Величина и направление этих сил периодически меняются. Поэтому шатун подвергается знакопеременным нагрузкам, таким как сжатие и растяжение. Шатун должен иметь достаточную усталостную прочность и структурную жесткость. Недостаточная усталостная прочность часто приводит к поломке корпуса шатуна или болта шатуна, что приводит к крупной аварии или повреждению всей машины. Если жесткость недостаточна, это приведет к изгибу корпуса шатуна и некруглой деформации большого конца шатуна, что приводит к эксцентричному износу поршня, цилиндра, подшипника и шатунного пальца.
Структура и состав
Корпус шатуна состоит из трех частей: часть, соединенная с поршневым пальцем, называется малой головкой шатуна; часть, соединенная с коленчатым валом, называется большой головкой шатуна, а часть, соединяющая малую головку и большую головку шатуна, называется корпусом шатуна.
Малый конец шатуна в основном представляет собой тонкостенную кольцевую конструкцию. Для уменьшения износа между шатуном и поршневым пальцем в отверстие малого конца вдавливается тонкостенная бронзовая втулка. Просверлите или профрезеруйте канавки в малой головке и втулке, чтобы разбрызгиваемое масло попадало на сопрягаемые поверхности смазочной втулки и поршневого пальца.
Вал шатуна представляет собой длинный стержень, и он также подвергается большим усилиям во время работы. Чтобы предотвратить его изгиб и деформацию, тело шатуна должно иметь достаточную жесткость. По этой причине большинство валов шатуна двигателей транспортных средств используют I-образные сечения, которые могут минимизировать массу при достаточной жесткости и прочности, а H-образные сечения используются в высокопрочных двигателях. Некоторые двигатели используют малый конец шатуна для распыления масла для охлаждения поршня, и сквозное отверстие должно быть просверлено в продольном направлении тела шатуна. Чтобы избежать концентрации напряжений, соединение между телом шатуна и малым концом и большим концом принимает плавный переход большой дуги.
Для снижения вибрации двигателя необходимо ограничить разницу в качестве каждого шатуна цилиндра минимальным диапазоном. При сборке двигателя на заводе обычно группируют по массе большого и малого концов шатуна в граммах. Группировать шатун.
В V-образном двигателе соответствующие цилиндры левого и правого рядов имеют общую шатунную шейку, а шатуны бывают трех типов: параллельные шатуны, вилочные шатуны, а также главные и вспомогательные шатуны.
Основная форма повреждения
Основными формами повреждений шатунов являются усталостный излом и чрезмерная деформация. Обычно усталостные изломы располагаются в трех зонах высокого напряжения на шатуне. Условия работы шатуна требуют, чтобы шатун имел высокую прочность и сопротивление усталости; он также требует достаточной жесткости и вязкости. В традиционной технологии обработки шатунов в качестве материалов обычно используют закаленную и отпущенную сталь, такую как сталь 45, 40Cr или 40MnB, которые имеют более высокую твердость. Поэтому новые материалы для шатунов, производимые немецкими автомобильными компаниями, такие как высокоуглеродистая микролегированная незакаленная и отпущенная сталь C70S6, кованая сталь серии SPLITASCO, кованая сталь FRACTIM и кованая сталь S53CV-FS и т. д. (все вышеперечисленное является немецкими стандартами DIN). Хотя легированная сталь имеет высокую прочность, она очень чувствительна к концентрации напряжений. Поэтому предъявляются строгие требования к форме шатуна, избыточному галтелю и т. д., а также следует уделять внимание качеству обработки поверхности для повышения усталостной прочности, в противном случае применение высокопрочной легированной стали не даст желаемого эффекта.
