«Шатун», якщо говорять про людину, - нероба. Інша справа, в моторі: в ньому ця деталь головна! Не знаючи специфіки конструкції шатуна, прийматися за ремонт, тим паче тюнінг двигуна, - свідомо означає нашкодити.
Рух поршня туди-сюди якось треба перетворити в обертання коленвала. Це завдання шатуна. Його верхня головка, поєднана через палець з поршнем, сприймає тиск згоряє суміші. Нижня «передає» його на кривошип і змушує вал крутиться. Природно, при цьому шатун відчуває величезні змінні навантаження. На початку впуску і в кінці стиснення шатун «тягне на себе» і власну масу, і поршень, так що сили інерції намагаються його «розірвати». На робочому ходу і випуску -сжімается під тиском газів від поршня і упирається клонували.
Ясно тепер, як йому доводиться? Тільки, на відміну від нас, смертних, йому прогинатися заборонено. Трохи піддалися він - і поршневу групу перекосить, почне «прихоплювати», і підшипники на шийках валу працюватимуть з перекосами. Ресурс деталей кинеться до нуля, а вони (поршнева і кривошип) являють собою основну «масу» движка (особливо за вартістю).
Щоб шатун витримував навантаження, його виготовляють з високоякісної -Міцний стали. Вимоги особливо суворі до матеріалу шатуна форсованого двигуна (спортивного або з наддувом). Заготівлю штампують, ретельно стежачи за дотриманням утворюється профілю. Ця вимога - не просто «культура виробництва»: в багатоциліндрові моторі треба берегти правило однакового розташування центру мас всіх шатунів. Май двигун пару і більш циліндрів, тим більше пристойного обсягу, установка розрізняються по вазі (верхніх і нижніх головок) шатунів викликає підвищену вібрацію.
Гаразд би, якщо вібрація обернеться тільки незручністю для пілота (точніше, його сідниці). Тряска зазвичай закінчується передчасним розвалом шарнірів кривошипа. Тому, змінюючи один шатун, переконайтеся, що новий важить стільки ж, скільки і інші. Підгонка маси шатунів - особливого роду складна робота.
Перше враження від шатуна: «Мама рідна! Який же він шорсткий. »Хочеться пригладити наждачкою? Ні в якому разі! Щоб ви знали: при штампуванні найбільш міцним виходить зовнішній шар металу, ось чому шатуни серійних двигунів зовні не обробляються.
Застережу і про інше «душі пориві». Центральна частина шатуна (її називають стержнем) зазвичай має двотавровий розтин. Новачка так і підмиває пройтися інструментом по його виступах: мовляв, куди стільки «м'яса», а ось якщо полегшити шатун - мотор «закрутиться» вільніше. Чи не чіпай: саме така форма надає шатуну максимальну жорсткість при передачі знакозмінних зусиль.
Інша справа, якщо паралельно полегшуєте поршневу. Завдання зниження сил інерції всього механізму «дозволяє» полегшити стрижень на 10-15%. Його фрезерують, потім ретельно полірують. Полірування обов'язкове: після обробки у шатуна майже не залишається зміцненого шару, а мікронерівності, залишені різцем, стають концентраторами напружень. Чи не приберете їх - до обриву шатуна на високих оборотах вала - лічені години.
А ось головки шатуна є різні. Спочатку про верхню - «поршневий». Навантаження на неї припадають менші, ніж на кривошипну головку, тому вона невеликих розмірів. Існують три типи з'єднання поршневого пальця з шатуном.
Застарілий - запрессовка пальця в головку. Застосовується самодельщикамі і понині при «імплантації» в мотор мотоцикла поршневий від масових автомобільних двигунів 60-х років. Переваги такого шарніра: відсутність люфту в зчленуванні «палець-шатун» дозволяє звести розмір головки до мінімуму. Хай не велике, але зниження сили інерції відбувається. Однак гідність «з'їдається» недоліком: палець не обертається, що призводить до збільшеного однобокого зносу отворів в бобишках поршня. Заміна пальця вимагає навичок піротехніка: чи не нагрієш головку до 150-200 ° С, деталь в неї не встановиш.
Другий тип - «плаваючий палець», тобто рухоме з'єднання. У шатунную головку запрессована бронзова втулка (разом з пальцем є підшипник ковзання) або встановлюється підшипник кочення - роликовий. Осьове переміщення пальця обмежують знімні стопорні кільця, розташовані в бобишках поршня. Вигода в тому, що палець при роботі обертається, отчого збільшується працює поверхню. Ресурс шарніра помітно підростає - до двох разів.
Для верхньої головки шатуна 4-тактніков характерна втулка. У поєднанні з добре налагодженою системою примусової мастила вона здатна пережити кілька «капіталок» мотора. У 2-тактнікі частіше використовують голчастий підшипник, і це розумно, оскільки умови мастила в шарнірі значно гірше (адже мастило - не масло, а паливо-масляна суміш), так що пару «метал ковзає по металу» може «прихопити». Інша справа, підшипник кочення неособенно довговічний в режимі «тягни-штовхай».
Здавалося б, третього не дано! Але в спортивних двигунах іномарок
вже років двадцять як відмовилися від втулки. Тобто сталевий палець «плаває» безпосередньо по сталевому шатуну! І працює сполучення непогано. Воно дозволило зменшити шатунную головку з непристойним з'єднанням до розміру навіть меншого, ніж у пресового. Але не «за просто так»: шатун виготовлений з надміцної і виключно твердої сталі, палець не аби який, а зі спеціальним зносостійким покриттям. Це і потягнуло за собою підвищення вартості шатуна - він на чверть дорожче «рядового».
Кривошипна головка. Відмінності її різновидів також обумовлені «тактний-стю» мотора. У кривошипі 2-тактніка застосовується роликовий підшипник. Він такий же, як і у верхній «голові», але значно масивніший. Нижня головка шатуна відчуває, ви пам'ятаєте, великі навантаження, ніж «поршнева».
У «4Т» головка роз'ємна (у переважної більшості таких моторів), а з коленва-лом контактує через вкладиші. Це -підшипники ковзання: основа - сталева, зверху м'який антифрикційний шар.
Болти ще виконують і функцію фіксаторів положення кришки щодо шатуна, тому їх діаметр витримується дуже точно. Гайки - обов'язково з тих же сталей і з особливою самоконтрящейся майданчиком. Іноді від відкручування гайки страхує шплінт - він протягується через обидві деталі.
Виключно важлива умова - беззазорний прилягання вкладишів до ліжках: чим щільніше контакт, тим краще відводиться тепло від шатуна (через масло і коленвал) і тим довговічніше підшипник. Тому якщо при ремонті двигуна виявите, що овальність отворів перевищила 0,05 мм, їх потрібно ремонтувати.
Не можна перевертати або плутати кришки головок. Отвори під вкладиші обробляють окремо на кожному шатуне, і тільки така пара деталей забезпечує ідеальний коло. Щоб не помилитися, на шатуне і кришці роблять мітки або клейма. Вони після складання повинні опинитися з одного боку.