|
|
Шатуны
Общие принципы конструкции
На рис. 6.1 изображен простой шатун. Ввиду наличия
ограниченного пространства внутри поршня, тот конец, который
надевается на поршневой палец, меньше, чем тот, который
надевается на коленчатый вал, и эти концы называются верхней
и нижней головками шатуна, соответственно.
Нагрузка, производимая давлением газа на поршень, оказывает
изгибающее воздействие на тело шатуна: в направлении оси
коленчатого вала это стремление к изгибанию ограничивается
опорой, обеспечиваемой поршневым пальцем и коленчатым валом,
но нет опоры, которая противостояла бы изгибанию в сторону.
Поэтому тело шатуна обычно имеет Н-образное сечение, которое
обеспечивает максимально возможное сопротивление боковому
изгибанию, без чрезмерного увеличения массы шатуна.
Нижняя головка шатуна
Шатун, изображенный на рис. 6.1, имеет цельную нижнюю
головку. Такая конструкция может использоваться в том
случае, если сам коленчатый вал имеет разборную конструкцию,
то есть если вал состоит из секций, собранных и скрепленных
друг с другом, что обеспечивает возможность надевания нижней
головки шатуна на шатунную шейку перед тем, как вал будет
собран. Несмотря на то, что такой метод широко применяется в
одноцилиндровых мотоциклетных двигателях и изредка
используется в многоцилиндровых двигателях автомобилей, все
же он более сложный и более дорогой, чем использование
цельного коленчатого вала и потому он очень редко или почти
никогда не применяется для современных автомобильных
двигателей.
Таким образом, необходимо установить нижние головки шатунов
по центру шатунных шеек коленчатого вала и соединить болтами
обе половинки вместе, после сборки на шейках вала. Съемная
часть называется крышкой нижней головки шатуна.
Используемые для соединения болты
изготавливаются из высокопрочной стали и их головки имеют
специальную форму, чтобы предотвратить проворачивание при
затягивании гаек; гайки обычно фиксируются
1линтами, стопорными шайбами или другими приспособлениями.
Если нижняя головка шатуна состоит из двух частей,
разделяемых по диаметральной линии, то она является
разборной (рис. 6.2) и при этом обеспечивается наилучшее
Соотношение легкости и прочности. Поршень и шатун обычно
собираются вместе, и затем этот узел устанавливается в
Двигатель в требуемом положении, или путем продевания Шатуна
через отверстие цилиндра с верхнего конца, или путем
вставления поршня в цилиндр с нижнего конца. Извлечение
поршня с шатуном производится в обратном порядке.
Если коленчатый вал находится в установленном положении,
часто бывает невозможно провести поршень через коленчатый
вал, особенно если на валу имеются балансировочные грузики
(противовесы); поэтому для изготовителя наиболее удобным
способом является установка поршней и шатунов до установки
коленчатого вала на подшипники. При выполнении ремонта часто
бывает необходимо извлечь один или несколько поршней; если
при этом бывает необходимо снять коленчатый вал, тогда
приходится выполнять большой объем дополнительной работы.
На многих современных высокооборотистых двигателях размеры
шатунных шеек такие, что требуется большая прочность
коленчатого вала, в результате чего нижние головки
становятся такими большими, что невозможно собирать шатуны
или проводить их через цилиндр, если линия разделения
шатунов проходит под прямым углом к длине тела шатуна. Это
затруднение преодолевается путем разделения шатуна под
непрямыми углами и соединения двух частей при помощи болтов
(рис. 6.3).
На высокооборотистых двигателях на
поршень действует большая сила инерции, которая создает
большую разрывающую нагрузку на шатун в положении ВМТ и
большую сжимающую нагрузку в положении НМТ. Если линия
разделения головки шатуна перпендикулярна силе инерции в
положении ВМТ, это создает разрывающую нагрузку на
соединительные болты. С другой стороны, если шатун
разъединяется под наклоном, сила инерции также стремится
отделить крышку от шатуна и в дополнение к разрывающим
нагрузкам создает сдвигающие нагрузки на болты крепления
крышки. Чтобы освободить болты от действия этих сдвигающих
нагрузок, сопрягаемые поверхности шатуна и крышки
изготавливаются в форме ступеньки (см. рис. 6.3). В
альтернативном варианте сопрягаемые поверхности могут иметь
форму зубьев.
Подшипник нижней головки шатуна
Чтобы обеспечить требуемую опорную поверхность для вращения
на стальной шатунной шейке, внутренняя поверхность кольца
нижней головки покрывается тонким слоем специального
подшипникового металла.
назад
>> |
|
