Облегченные шатуны

Назначение, возможные неисправности

Надёжность двигателя зависит от стойкости его самого слабого звена. Шатун, соединяя поршень с коленвалом, является узловой деталью, испытывающей всю получаемую в камере сгорания нагрузку. От качества изготовления во многом зависит надёжность всего двигателя. Большинство изделий изготавливались при помощи порошковой металлургии, методом компактирования, прессования прокаткой и спекания металлических частиц в изолированной среде. На выходе получаются не дорогие в изготовлении изделия, минимум обработки конечных деталей, повышенные механические свойства достаточные для уровней мощности двигателя.

 

Одним из недостатков порошковой металлургии является ограниченный срок службы изделий (усталость металла) - около одной трети от кованой детали. Для нормального вождения, оптимального крутящего момента, разумной нагрузки и оборотов двигателя, шатуны без проблем прослужат до пробега 150 000 км при регулярной замене масла и без особых проблем в смазочной системе мотора.


Шатуны для ВАЗ в интернет-магазине  

Стойкость шатуна зависит от состава сплава и термообработки, конструкции детали и толщины, размера и веса изделия. Облегчённые кованные стальные шатуны являются хорошей заменой типовым изделиям. Более легкие шатуны позволяют быстрее набирать ускорение и достигать высоких оборотов, особенно на двигателях автомобилей с мощностью 500 сил.

 

С помощью программного обеспечения при изготовлении конечного элемента механик может удалить вес в областях, которые не являются критическими для поддержания прочности. Шатун должен поддерживать жесткость во избежание его изгиба под нагрузкой или на высоких оборотах.

 

Алюминиевые шатуны действуют как амортизатор между поршнями и коленчатым валом. Немного сгибаясь, шатун поглощает мощность сгорания смеси топлива и помогает предотвратить подшипники от ударов. Амортизирующий эффект уменьшает нагрузку на изделие.

 

Алюминиевые шатуны кованного исполнения. Кованый стальной или алюминиевый шатун обеспечивают максимальную прочность. В процессе ковки создаётся более прочное изделие, чем то, что можно получить на станке с ЧПУ из цельного куска металла. Но у алюминиевых шатунов есть небольшой изъян. При установке они требуют небольшого дополнительного зазора, поскольку алюминиевый шатун при работе расширяется больше, чем стальной при нагреве. По этой и многим другим причинам алюминиевые шатуны не годятся для серийных двигателей из-за более короткого срока службы (возможно, от 15000 до 20000 км).

Неисправности шатуна

Шатун может выйти из строя по ряду причин. Ошибка при установке является основной. Недостаточно прилагаемое усилие при затяжке болтов и гаек может привести к расслаблению крепления и разбалтыванию деталей.

 

Вопрос смазки также может привести к поломке. При недостаточном уровне смазки возможен перегрев деталей и, в дальнейшем, их заклинивание.

 

При запрессовке поршневого пальца в отверстие поршня возможно подклинивание при вращении. Заедание вызовет перегрев, повышенный износ.

 

Превышение максимально допустимого числа оборотов коленвала может растянуть шатун до предела, вызывая поломку. Дефекты и острые края на поверхности шатуна сосредоточивают точки повышенного напряжения и приводят к растрескиванию. Все изделия имеют определенную усталостную долговечность. После несметных повторных циклов и нагрузок, металл, в конечном счете устаёт, появляются трещины и изломы.

 

Есть много мнений об отношении длины шатуна к наилучшей производительности. Ответ заключается в том, что более короткие изделия, как правило, обеспечивают более низкий крутящий момент и приемистость в более широком диапазоне оборотов, когда более длинные выдают больше мощности в узком диапазоне оборотов. Из-за этого, более длинные шатуны, как правило, предпочтительны для высоко оборотистых двигателей.

 

Недостатком использования длинных шатунов является то, что поршни находятся дольше в верхней мертвой точке. Это уменьшает поглощающий эффект при малых оборотах, когда происходит перекрытие впускного и выпускного клапанов. Более короткие шатуны тянут поршень дальше от ВМТ, что улучшает продувку камеры сгорания при смене такта. В результате повышается расход воздуха и приемистость на низких оборотах, что лучше для применения в серийных автомобилях.

 

Длина шатуна влияет на объём воздуха и диапазон оборотов с максимальной мощностью и оптимальным крутящим моментом. Соотношение длины шатуна должно быть согласовано с моментом вращения распределительного вала, длительностью перекрытия впускных клапанов для оптимизации производительности двигателя. Применение длинных шатунов не требует большого объема всасываемого воздуха как при коротких. Более короткие шатуны тянут поршни вниз быстрее, улучшая первоначальный воздушный поток при низком подъёме клапана.

 

Болты крепления шатунов должны удерживать их на месте. Тип болта зависит от числа оборотов двигателя и возвратно-поступательного движения массы шатунов и поршней. Более высокие скорости, более тяжелые компоненты требуют более прочных болтов.

 

Для создания и поддержания надлежащей нагрузки болты должны быть тщательно затянуты. При слабом усилии затяжки шатун не будет достаточно плотно закреплён на коленвале. Если болты затянуты чрезмерно или неравномерно, это увеличит риск повреждения болта.

 

Наиболее точный метод затягивания болтов использовать динамометрический ключ. Рекомендуемая процедура достижения оптимальной нагрузки на крепление шатунов:

  • смазать нижнюю часть головки болта и резьбу смазочным материалом для болтового крепления;
  • измерить длину болтов штока;
  • затянуть болты с указанным усилием затяжки;
  • измерить болтовое растяжения, чтобы убедиться, что он находится в пределах рекомендованного диапазона;
  • проверить зазоры шатунных вкладышей, чтобы убедиться, что они находятся в пределах спецификаций.