ШАТУННАЯ ГРУППА Шатун 1 бронзовая втулка-подшипник под

ШАТУННАЯ ГРУППА

Шатун 1. бронзовая втулка-подшипник под поршневой палец 2. шатунные болты 3. крышка шатуна 4. гайки шатунных болтов 5. верхний и нижний вкладыши шатунного подшипника I – верхняя (поршневая) головка шатуна – ВГШ II – Стержень шатуна III – Нижняя (кривошипная) головка шатуна - НГШ 6. шатун

Назначение шатуна 1. преобразовывать возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение кривошипа 2. Воспринимать силу Pгазов и передавать её составляющую Pш кривошипу

Условия работы шатун работает на: -на продольный изгиб при положении поршня в ВМТ с силой Pz -сжатие силой Pш -знакопеременный поперечный изгиб силой инерции массы стержня шатуна Pин. шат. условно сосредоточенный в центре его тяжести -растяжение силой инерции массы комплекта поршня Pин. пор. (максимально – в конце выпуска, когда противодавление газов Pr минимально)

Требования 1. усталостная прочность 2. малая масса 3. технологичность 4. жёсткость

Материалы сталь (18 ХНВА, 40 Х, 50 ХГ) легированная Mn (~0, 8%), Ni (~0, 1 -0, 3%), Cr (~1%). закалка + отпуск, 25÷ 30 HRC

Технология изготовления горячая штамповка, поверхностные упрочнения: • дробеструйный обдув • в особо ответственных двигателях – 100%-ная поверхностная механическая обработка, завершающаяся полированием

ВГШ 1. сверления для входа масленого тумана 2. приливы для съема металла при подгонке поршневой головки по массе 3. маслораспределительные проточки для лучшего распределения масла 4. сверление для подвода масла к втулке из полости в шатунной шейке 5. канавки для лучшего распределения масла

ВГШ наклон плоскости ВГШ позволяет: • уменьшить массу ВГШ, • уравнять удельные давления на верхнюю и нижнюю половины втулки, равномерность их износа

Недостаток Усиленное вытекание масла из « 1» действием собственной силы инерции столба масла в « 1» при положении поршня в ВМТ. При этом на входе масла в « 1» (в НГШ) образуется воздушная пробка, растекающаяся по трущейся поверхности шатунного подшипника – нарушение сплошности слоя масла, ускоренный износ вкладышей и шатунной шейки коленвала.

ВГШ Форсунка, направляющая струи масла на днище поршня для его охлаждения. Снижение температуры днища поршня (t =20÷ 30°С)

Стержень шатуна Имеет, как правило, двутавровое сечение, наиболее хорошо сопротивляющегося изгибу. При подаче масла под давлением к подшипнику верхней головки шатуна в стержне выполняют сверление « 1» . Переходы стержня к головкам делаются плавными, что обеспечивает необходимую жесткость и сопротивление усталости всей конструкции.

НГШ Разъёмы НГШ бывают прямыми «а» и косыми «б» Из соображений сборки двигателя: А < Dцилиндра Апр > Акос при одинаковых d, но при одинаковой величине размера А диаметр d при косом разъёме может быть выполнен большим, чем при прямом. При этом уменьшается удельное давление на вкладыши подшипника и шатунную шейку коленвала их долговечность возрастает

Недостаток косого разъёма шатунные болты работают не только на растяжение, но и на знакопеременный изгиб, если на них нет центрирующих поясков.

Фиксация крышки НГШ Фиксация двумя выступами 1 Преимущества 1. Надёжность фиксации 2. Технологичность – обработка уступов на шатуне и крышке производится протяжкой

Фиксация крышки НГШ Фиксация треугольными шлицами 2 Угол при вершине шлицев не менее 90° Недостаток Вследствие деформации НГШ происходит трение между шлицами и их износ. Между шлицами возникает осевой зазор (люфт) – возрастает динамичность погружения шатунных болтов.

Затяжка гаек смещение крышки предотвращается шлифованным центрированным пояском болта, работающим на сдвиг • Динамическим ключом. Критерий: Мкр. Недостаток – зависимость от качества резьбы, её смазки и т. п. разброс-до 30% (опыты ЯМЗ) • Любым ключом. Критерий: вытяжка l болта, оценивая индикатором, ножка которого опирается на шлифованную поверхность Б. Преимущество – независимость от вышесказанного

Шатунный подшипник Назначение • уменьшить потери на трение между НГШ и шатунной шейкой вала 1. тело вкладыша 2. Сверление для прохода масла к ВГШ 3. Установочный усик • поглощать находящиеся в масле частицы нагара, продуктов износа, пыли и т. д. (чтобы они больше не циркулировали в системе смазки) • отводить тепло трения

Технология изготовления: холодная штамповка из ленты Материалы: 1 – основа (малоуглеродистая сталь, толщина 1, 5 ÷ 3, 0 мм) 2 – промежуточный слой: • Для бензиновых двигателей и малофорсированных дизелей – сплав Al + сурьма + Mn (ASM) толщина 0, 5 ÷ 1 мм • Для форсированных дизелей – свинцовистая бронза 3 – антифрикционный слой (свинцово оловянистый слой, толщина 0, 3 ÷ 0, 5 мм с добавкой меди для повышения теплопроводности)