Шатун

04/02/2012 в 16:24

Шатун служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала. Соединяя поршень с коленчатым валом, шатун передает на него усилие, при этом подвергается действию переменной нагрузки от давления газов и сил инерции. Тело шатуна изготовляют из углеродистой или легированной стали с последующей термической и механической обработкой.

На рис. 27 показан шатун однорядного тронкового двигателя, который состоит из верхней головки 15, стержня 18, нижней головки 4, шатунных болтов 12 и вкладышей 6 и 9. Стержень шатуна имеет круглое или двутавровое сечение, что обеспечивает ему необходимую жесткость и прочность при наименьшей массе. Канал 13 в стержне шатуна сделан для подвода масла из шатунного подшипника в подшипник верхней головки шатуна для смазки пальца. Верхняя головка 15 служит для соединения шатуна с поршнем при помощи пальца.

В отверстие верхней головки запрессовывают бронзовую втулку 19, которую закрепляют болтом, фиксирующим стопорную пластину 16. Во втулке обычно выполняют кольцевую канавку 14 для подвода смазки и канавки-холодильники. (Иногда в верхней головке шатуна устанавливают игольчатые подшипники или стальные втулки, заливаемые свинцовистой бронзой или баббитом). Из канавки 14 через сопло 20 шатуна часть масла направляется на охлаждение головки поршня.

Нижнюю головку 4, с помощью которой шатун соединяется с шейкой коленчатого вала, у тихоходных двигателей выполняют отъемной. Она состоит из нижней 7 и верхней 11 крышек, которые крепят к стержню шатуна шатунными болтами 12 с корончатыми гайками. Такая конструкция нижней головки позволяет путем изменения толщины прокладки 2 регулировать объем пространства сжатия и, следовательно, его степень. У быстроходных двигателей нижнюю головку шатуна делают разъемной, т. е. имеется разъем по оси отверстия для шатунной шейки коленчатого вала.

В нижней головке шатуна расположен шатунный подшипник, состоящий из двух вкладышей - нижнего 6 и верхнего 9. От проворачивания и осевых перемещений в шатуне вкладыши удерживаются штифтами 5 и 17.

У многих быстроходных двигателей вкладыши выполняют нерегулируемыми; каждый подшипник состоит из двух стальных вкладышей, залитых антифрикционным сплавом. Во избежание перемещения в шатуне вкладыши имеют усы, которые входят в соответствующие гнезда в крышках шатуна.

Шатунные прокладки 3 предназначены для регулировки масляного зазора в шатунном подшипнике. Вынимая часть прокладок, можно уменьшать зазор и тем самым компенсировать выработку подшипников.

Шатун

Рис. 27. Шатун однорядного тронко-boio двигателя в сборе: 1 - гайка, 2 - прокладка для регулирования степени сжатия. 3 - шатунные прокладки, 4 и 15 - нижняя и верхняя головки шатуна, 5 и 17 - штифты, 6 и 9 - нижний и верхний вкладыши, 7 и 11 - нижняя и верхняя крышки, 8. 10 и 14 - кольцевые канавки, 12 - шатунный болт, 13 - канал для масла в стержне шатуна. 14 - стопорная пластина, 18 и 20 - стержень и сопло шатуна, 19 - втулка подшипника

Шатун

Рис. 28. Сочлененные шатуны V-образного двигателя: а - главный, б - прицепной; 1 - вкладыши нижней головки шатуна, 2 - втулка верхней головки шатуна, 3 - проушина для соедини тельного пальца, 4 - шпилька для крепления крышки, 5 - крышка нижней головки шатуна. 6- втулка нижней головки прицепного шатун

Шатунные подшипники смазывают маслом, которое подается под давлением из отверстия в шатунной шейке коленчатого вала. Маслопоступает в кольцевую канавку 8, затем через отверстия под шатунные болты и по кольцевой канавке 10 направляется в центральный канал 13 и далее на смазку подшипника верхней головки шатуна.

Тонкостенные вкладыши (толщина стенки 2-6 мм) выполняют следующих типов: стале-алюминиевые, стале-бронзовые и стале-баббито-вые. Стале-алюминиевые вкладыши изготовляют из стали и сплавов марки А09, АО20 и АСМ , а стале-бронзовые - из стали и антифрикционного сплава марки БрСЗО. Применяют оба типа в тронковых двигателях. Тронковые и крейцкопфные двигатели с небольшой частотой вращения имеют стале-баббнтовые вкладыши, заливаемые баббитом марки Б83, Б89.

Толстостенные вкладыши (толщина стенки 6-15 мм) бывают бронзо-баббитовыми, ста-ле-баббитовыми и стале-алюми-ниевыми. Бронзо-баббитовые вкладыши, заливаемые баббитом марки БК-2, устанавливают на тронковых тепловозных двигателях, стале-баббитовые - на двигателях с малой частотой вращения, а стале-алюминиевые - на тронковых двигателях. Материал антифрикционного слоя вкладышей у двигателя с малой частотой вращения такой же, как и у тонкостенных соответствующего типа.

Для ускорения приработки на антифрикционный слой стале-брон-зовых вкладышей наносят мягкое приработочное покрытие (олово или другой металл).

На рис. 28 показаны сочлененные шатуны V-образного двигателя, у которых одна шатунная шейка коленчатого вала попеременно воспринимает усилие от двух цилиндров. Стержни главного и прицепного шатунов имеют двутавровое сечение. В верхние головки шатунов запрессованы бронзовые втулки 2. Нижняя головка главного шатуна разъемная. В ней устанавливают тонкостенные стальные вкладыши 1, залитые бронзой. Прицепной шатун соединяется с главным при помощи соединительного пальца, который располагается в проушине 3 нижней головки главного шатуна.

На рис. 29 показаны центральные шатуны V-образного двигателя, у которых нижняя головка главного шатуна 1 вильчатой формы. Главный шатун имеет две отъемные крышки 4, которые охватывают разрезные вкладыши 3 шатунного подшипника. В развилку главного (вильчатого) шатуна помещается нижняя головка внутреннего или среднего шатуна 2, которая охватывает среднюю часть вкладыша под шнпника. Таким образом разрезные шатунные вкладыши охватываются нижними головками двух шатунов - главного и внутреннего.

Шатун

Рис. 29. Центральные шатуны V-образного двигателя: 1- главный (вильчатый) шатун. 2-внутренним шатун, 3 - вкладыш, 4 - крышки нижней головки главного шатуна

У некоторых быстроходных V-образных двигателей применяют смещенные шатуны. На одной шатунной шейке рядом расположены две нижние головки шатунов нормального типа, которые используют в однорядных двигателях. Недостаток этих шатунов заключается з смещении цилиндров в осевом направлении один относительно другого, что приводит к увеличению длины двигателя.

У шатунов крейикопфных двигателей верхняя головка вилкообразной формы и состоит из двух разъемных подшипников, которые охватывают цапфы ползуна. Нижняя головка шатуна имеет такую же конструкцию, как и головки шатунов двигателей тронкового типа.

Еще по теме

  • Пуск и прогрев
    Перед пуском открывают индикаторные (декомпрессионные) клапаны и проворачивают коленчатый вал двигателя не менее чем на один оборот, чтобы проверить, нет ли в цилиндре воды. Вода может попасть в цилиндр, если лопнула крышка или стала пропускать прокладка. Пуск дизеля при наличии воды в цилиндре приведет к удару (так как вода практически[..]
  • Типы механизмов газораспределения
    Механизм газораспределения обеспечивает наполнение цилиндров свежей порцией горючей смеси или воздуха и очистку их ст продуктов сгорания. Основными частями механизма газораспределения четырехтактных двигателей являются впускные и выпускные клапаны, клапанные рычаги и толкатели, распределительный вал и его привод. У двухтактных двигателей в состав механизма газораспределения в большинстве случаев входят впускные (продувочные)[..]
  • Примеры выполнения механизмов газораспределения
    Рассмотрим устройство и схему работы быстроходного четырехтактного двигателя с нижним расположением распределительного вала (рис. 49). Клапаны 13 пружиной 14 прижимаются к гнездам в головке. Толкатели 2 опираются на кулачки распределительного вала 1. Если толкатель расположен на цилиндрической части кулачка, то клапан закрыт. Шестерня 5 коленчатого вала входит в зацепление с[..]