Шатун это деталь: Шатун (деталь) — это… Что такое Шатун (деталь)?

Часы из поршня и шатуна. Шатун

Спросите любого механика: какие детали традиционно ремонтируют при капитальном ремонте двигателя? Ответ будет незамедлительным: блок цилиндров и коленчатый вал. Далее многие укажут головку блока цилиндров. И лишь некоторые добавят к этому «комплекту» шатуны.

А между тем шатун — деталь не менее ответственная, чем поршень, вкладыш коленчатого вала или направляющая втулка клапана. И никак не второстепенная — дефекты шатунов встречаются в ремонтной практике буквально на каждом шагу.

Почему же о них забывают? Предпочитают сразу менять на новые? Или просто не замечают дефектов? А может быть, не все знают, как проверить и отремонтировать шатуны?

Иными словами, есть над чем поразмыслить…

Некоторые заблуждения и «мифы», связанные с шатунами, довольно живучи. Начнем с основного заблуждения: большинство механиков считают, что шатуны не изнашиваются! Да и чему изнашиваться — поверхности шатуна, к примеру, ВАЗовского двигателя сами не образуют пар трения — в нижней головке шатуна устанавливаются вкладыши, а в верхней неподвижно запрессован поршневой палец.

Правда, боковые поверхности нижней головки шатуна трутся о щеки коленвала, но степень износа здесь настолько мала, что ее можно даже не принимать во внимание.

Что же получается — установил новые поршни и пальцы, заменил вкладыши в нижней головке — и собирай двигатель? Многие так и делают, собирают, как говорится, не думая. Да и о чем думать, если клиент над душой стоит, торопит?

Торопливость — она известно где хороша, но только не в моторном деле. Когда автомобиль с недавно отремонтированным, но уже стучащим, мотором вернется обратно, начинается поиск виновных. А здесь так: или сам водитель виноват — не умеет ездить, или шлифовщик — плохо сделал коленвал. И невдомек иному механику, что это его «работа». Потому что…

Шатун тоже изнашивается

Возьмите в руки старый шатун с изрядно походившего мотора — на первый взгляд ничего примечательного. Но только на первый взгляд.

Вспомним: шатун — один из элементов кривошипно-шатунного механизма, в котором он связывает поступательно движущийся поршень и вращающийся коленчатый вал. Нагрузки на шатун могут достигать десятков тонн, причем являются знакопеременными, т.е. сжатие и растяжение шатуна чередуются в течение одного оборота коленвала.

Теперь представим: в таком режиме шатун работает многие годы, сотни тысяч километров. Поэтому не будет ничего удивительного в том, что в металле шатуна будут накапливаться остаточные деформации. Невооруженным глазом их не видно, но стоит воспользоваться соответствующими приборами, как картина прояснится — «потянут» шатун, деформировался.

Еще хуже, когда на какой-нибудь…надцатой тысяче автомобиль заедет в глубокую лужу. Гидроудар в цилиндре, сами знаете, дело серьезное (см. № 4/2000), но, допустим, обошлось. Только шатун все равно хоть немного, но деформировался. А потом, много позже, случилось, к примеру, еще одно происшествие: зубчатый ремень оборвался, клапаны погнулись. Головку сняли, все, что надо, заменили, но глубоко в двигатель залезать не стали — не тот, вроде бы, случай. А зря — при ударе поршня по клапанам действие получается равным противодействию.

И шатун может еще немного деформироваться.

В общем, когда такой двигатель попадает в ремонт, внешний вид шатунов оказывается весьма обманчивым — за мнимым благополучием могут скрываться серьезные дефекты — следы прошлых поломок и нештатных ситуаций в эксплуатации. Выявить их не так просто. Но что вы скажете, если в двигатель при сборке попадает явно дефектный шатун?

Красивые подстаканники нравятся всем. Особенно любители и ценители чая могут удивить вас собственной коллекцией подстаканников. Изготовлением подстаканников занимаются не только отдельные компании, но также некоторые ювелиры, которые предлагают настоящие произведения искусства. Тема подстаканника актуальна и тем, что на дворе осень и вечерами бывает приятно пить свежезаваренный горячий чай. В этом материале мы рассмотрим способ изготовления красивого и оригинального подстаканника из поршня.

Первым делом ознакомимся с видеороликом, в котором описывается процесс изготовления, а после просмотра попробуем все повторить собственноручно.

Что нам понадобится:
— поршень;
— шатун;
— токарный станок;
— ножовка по металлу;
— сверло по металлу;

Первым делом нужно обдумать, что именно мы будем делать с нашим поршнем. Так как в него должен входить стакан, нам предстоит проточить внутреннюю часть нашего поршня. Далее нужно позаботиться о В целом, чтобы подстаканник получился оригинальным и неповторимым, нам нужно сделать все, чтобы внешний вид поршня сохранился неизменным. Приступим к работе.

Вначале точим поршень на токарном станке. Протачиваем поршень изнутри, освобождая таким образом проход для стакана. Для того, чтобы подстаканник был стабильным и его можно было класть на ровную поверхность, нам также предстоит слегка отшлифовать нижнюю часть поршня.

После того, как наш поршень заточен, можно приступить к изготовлению ручки. Для этого можно использовать обычный шатун, который идет в комплекте с поршнем, а можно изготовить из куска алюминия, как это делает автор. Если вы имеете соответствующее оборудование и можете изготовить ручку наподобие шатуна самостоятельно, то представляем вашему вниманию рисунок с наброском.

На рисунке видны места, где нужно просверлить отверстия, а также места, которые нужно выпилить.

Наконец мы переходим к последней части изготовления подстаканника. На этой стадии нам нужно приварить ручку к поршню.

Для того, чтобы придать подстаканнику более красивый и оригинальный вид, можно также отшлифовать его.

Когда вся работа проделана, можно заваривать чай и наслаждаться вкусом любимого напитка, который подарит тепло в прохладные осенние вечера.

Шатун представляет собой связующий элемент между коленчатым валом и поршнем. Его основная функция заключается в преобразовании поступательного движения поршня двигателя во вращательное движение вала.

В системе двигателя шатун является объектом периодического воздействия нагрузок с переменным действием, которые меняются от напряжения к сжиманию.

Именно поэтому шатун должен обладать следующими характеристиками:

• прочность;
• легкость;
• жесткость конструкции.

Поэтому данный элемент двигателя изготавливают из высококачественной стали. Метод производства: литье или горячее штампование. На автомобилях спортивного класса, а также гоночных моделях, в состав двигателя входит шатун, изготовленный из сплава титана.

Шатуны могут отличаться друг от друга в зависимости от вида двигателя, в состав которого они входят, его схемы компоновки. Размеры также могут отличаться. Как правило, они определяются высотой двигателя: чем она больше, тем больше длина шатуна.

Цена на шатуны двигателя самые разнообразные, начиная от 30-40 долларов для отечественных автомобилей и доходя отметки 100 и даже 150?200 долларов для иномарок.

Шатун имеет простое устройство, которое состоит из следующих элементов:

• стержня;
• поршневой головки;
• кривошипной головки.

Стержень представляет собой составной элемент шатуна, имеющий преимущественно двутавровое сечение. Некоторые модели имеют круглое, крестообразное, Н-образное или прямоугольное сечение шатунного стержня. В стержне присутствует канал, предназначенный для транспортировки масла к подшипнику головки поршня.

Поршневая головка — это проушина с цельной структурой, внутри которой расположена втулка. Втулка представляет собой скользящий подшипник, предназначенный для вращения пальца поршня. Материал изготовления втулки: бронза или сталь с оловом или свинцом. Структура поршневой головки зависит от размера поршневого пальца, а также от метода его крепления. Для того, чтобы уменьшить вес шатуна и, как следствие, нагрузку на поршневой палец, на некоторых автомобильных двигателях устанавливают шатуны с поршневой головкой в виде трапеции.

Кривошипная головка — механизм, предназначенный для соединения шатуна и коленчатого вала друг с другом. Большая часть шатунов оснащена разъемной кривошипной головкой, это объясняется способом сборки двигателя внутреннего сгорания. Крышка головки, расположенная в нижней части, прикрепляется болтами к шатуну.

Иногда применяют бандажное или штифтовое крепление составных элементов головки. Разъем кривошипной головки бывает двух видов: прямой (расположен под углом 90 градусов относительно оси стержня), косой (под определенным углом к оси). Косой разъем используется для уменьшения размеров двигателя V-образной формы.

На фотографии шатун с поршнем в сборе для автомобиля Ford Mondeo 4 2.3 л

Профилированные стыковые поверхности головки обеспечивают препятствие при воздействии поперечных сил. При этом соединение может быть замковым или зубчатым. Самым современным и популярным является соединение, изготовленное методом раскалывания. Оно называется сплит-разъемом.

Внутри кривошипной головки шатуна расположен подшипник, который состоит из двух многослойных вкладышей. Количество слоев может варьироваться от двух до пяти в каждом. Наиболее широко используются вкладыши из двух и трех слоев. Двухслойный вкладыш изготовлен из стали с антифрикционной поверхностью. Трехслойный также состоит из стали, а антифрикционное покрытие разделяется специальной прокладкой.

Понятия детали и звена механизма

Рассмотрим определения понятий детали и звена механизма:

Деталь

Деталь – составная часть механического устройства, выполненная без применения сборочных операций (например: болт, гайка, вал, станина станка, полученная литьем и т.д.).

Деталь является элементарной составной частью машины. Типы деталей, их расчет, выбор формы, создание рабочего чертежа подробно рассматриваются в курсе «Детали машин и основы конструирования». В теории механизмов и машин в качестве элементарной составной части рассматривается более сложная конструкция – звено.

Звено

Звено – это деталь или группа деталей, представляющих с кинематической точки зрения единое целое (т.е. группа деталей, жестко соединенных между собой и движущихся как единое твердое тело).

На рисунке 1 изображен шатун поршневого двигателя (или поршневого компрессора). Он состоит из относительно большого количества деталей (непосредственно сам шатун, шатунная крышка для присоединения его к коленчатому валу, запрессованные в отверстия бронзовые втулки для уменьшения трения, болты и гайки для соединения шатунной крышки с шатуном – рисунок 1а), но в собранном виде представляет собой жесткую конструкцию, неизменяемую в процессе работы машины (рисунок 1б). Таким образом, шатун является отдельным звеном механизма.

В реальном механизме звенья часто имеют довольно сложную конфигурацию (конструкцию), поэтому при анализе и синтезе механизмов используют кинематические схемы. Кинематическая схема – это условное изображение звеньев и всего механизма, выполненное строго в масштабе.

При составлении кинематической схемы выделяются основные элементы звена, которыми оно присоединяется к другим звеньям механизма (отверстия, направляющие и т.д.). Эти элементы изображаются условно (например, отверстии – в виде окружностей произвольного радиуса) и соединяются жесткими стержнями. На рисунке 1в представлена кинематическая схема шатуна, изображенного на рисунке 1б.

Под масштабом в теории механизмов и машин понимают количество истинных единиц измеряемой величины, заключенное в одном миллиметре чертежа. Другими словами – это «цена» одного миллиметра. Такое понимание масштаба (иногда его называют масштабным коэффициентом) очень удобно при анализе работы механизма, т. к. является универсальным и позволяет представлять в виде отрезка любую физическую величину, что очень важно при использовании графических и графоаналитических методов исследования.

Масштаб в такой интерпретации является размерной величиной. Обычно истинная величина представляется без черты над ее обозначением, а обозначение с чертой (аналогично обозначению вектора) представляет собой отрезок на чертеже в миллиметрах, изображающий данную величину.

Пусть

AB – истинный размер звена в метрах;
__
AB – отрезок, изображающий звено АВ на кинематической схеме в миллиметрах,
Тогда масштаб длин (масштаб данной кинематической схемы механизма)

Примечание: масштаб обычно обозначают латинской буквой K или греческой буквой μ.

Аналогично можно представлять в виде отрезков любые величины (перемещения звеньев, скорости, ускорения, время, силы и т.д.) на планах, диаграммах, различных графиках и др.

В зависимости от характера движения звенья могут иметь собственные названия. Ниже приведены некоторые из них:

• кривошип – звено, совершающее вращательное движение вокруг неподвижной оси и делающее при этом полный оборот;
• коромысло – звено, совершающее возвратно-вращательное движение;
• ползун – звено, движущееся поступательно;
• шатун – звено, совершающее сложное плоскопараллельное движение;
• кулиса – коромысло (или, иногда, кривошип), по которому движется ползун;
• стойка – звено, принятое за неподвижное (по определению звена стойка в механизме может быть только одна – все неподвижные детали обязательно крепятся на некоторой станине, корпусе, картере, основании и представляют одну жесткую конструкцию, т.е. одно звено).

На кинематической схеме стойка обычно изображается в виде отдельных фрагментов в тех местах, где к ней присоединяются другие звенья механизма, что резко упрощает эту схему.

Примечание: в процессе изложения курса могут встретиться другие названия звеньев, которые будут введены по мере необходимости.

Кинематическая пара >
Курсовой проект по ТММ >

Как осуществляется ремонт шатунов |

Шатун — это важная деталь любого двигателя внутреннего сгорания. Весь принцип работы ДВС опирается на КШМ. Деталь является непосредственным элементом передачи движения от поршня к коленчатому валу. Шатун испытывает колоссальные перегрузки, ведь на него возлагается не только механическая часть работы, но и мощная термическая нагрузка. Интенсивное использование двигателя влечёт износ этой детали. Полноценный ремонт шатуна сможет предотвратить серьёзную аварию, спасёт мотор от катастрофы.

Ремонт шатунов предусматривает определённые знания, навыки, технологии и оснащение. Он проводится при капитальном ремонте двигателя, так как снять эту деталь можно только после разборки мотора. Не всегда можно определить на глаз степень износа, стратегию действий. Первоначально необходимо провести дефектовку и обозначить перечень ремонтных работ. Важно помнить, что эта деталь не функционирует сама по себе, это целый узел с втулкой, вкладышем. Ремонт производят, если обнаружены эти отклонения и их признаки:

• Он скручен.
• Присутствует износ в отверстиях под втулку на верхней головке.
• В изношенном состоянии находится отверстие и торец нижней втулки.

Износ шатуна происходит по ряду причин. Это не только банальный фактор времени и длительная эксплуатация. Основные факторы:

• Работа на старом масле, его недостаточный объём.
• Плохое состояние фильтра смазки.
• Частый перегрев ДВС.
• Гидравлический удар.
• Попадание в полость под цилиндрами инородных тел.

Долго работающий шатун требует восстановления первоначальных размеров в районе нижней головки. Если имеет место задир, был серьёзный перегрев с расплавлением вкладыша, то потребуется полная смена втулки под верхнюю головку. Для этого можно воспользоваться жидким азотом. После операции запрессовки выполняется расточка внутренней части данной втулки. Базовой точкой отсчёта для установки послужит отверстие на нижней головке. Если это отверстие изношено, то и его необходимо расточить. Последняя операция — хонингование.

Ремонт шатунов требует соблюдения технологической последовательности. Можно выделить несколько этапов:

1. Снятие двигателя с машины и полная разборка.
2. Промывка деталей шатуна, определение дефектов.
3. Выпрессовка.
4. Процедура правки.
5. Нижняя головка обрабатывается в точке разъёма. Это необходимо для обеспечения припуска и последующего растачивания.
6. Проводится расточка отверстий в нижней головке. Операция позволит достичь параллельности между осями, межосевое расстояние должно получить заданное значение.
7. Хонингования отверстий до требуемых показателей.
8. Операция запрессовки новой втулки из бронзы.
9. Контроль системы смазки, включая масляный насос.
10. Очистка, продувка, промывка каналов для подачи смазки к коленвалу и другим узлам.
11. Заливка новой смазки.
12. Контроль остальных систем двигателя.

После ремонтных операций шатун подвергается повторной очистке. Поможет сжатый воздух, специальные жидкости. Большинство шатунов после работы подгоняют по массе. Разность в комплекте не должна отклоняться от стандарта, который определил производитель. У малолитражек это 4 грамма, у грузовиков 15 грамм. Вес подгоняют путём удаления металла с приливов. Это можно делать на самом шатуне, подойдёт и шатунная крышка. После сборки необходима проверка двигателя.

Все перечисленные операции требуют наличия оборудования и приспособлений. Пригодится пресс, подъёмник, токарный станок, точный измерительный инструмент. Выполнить эти операции способен автомеханик с большим стажем и опытом работы.

Поделиться «Как осуществляется ремонт шатунов»

Часть 1 — Кривошипо-шатунный механизм

Итак, наша первая задача это понять, что же такое двигатель (Engine). Результатом работы двигателя является наличие крутящего момента на его коленчатом валу.

Двигатель состоит из двух механизмов:

1- Кривошипно-шатунный механизм (КШМ, Crank mechanism) предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

2 — Газораспределительный механизм (ГРМ, gas distribution mechanism) предназначен для своевременного снабжения двигателя горючей смесью, а так же для выпуска выхлопных газов.

В данной части разберём те детали двигателя, которые относятся к КШМ. Забегая вперёд, оглашу весь список тех деталей, из которых состоит КШМ. 

Итак, Кривошипно-шатунный механизм состоит из:

• Коленчатый вал
• Маховик
• Шатуны
• Поршни с кольцами и пальцами
• Блок цилиндров с картером
• Головки блока цилиндров,
• поддона картера двигателя

Если результатом работы является наличие крутящего момента на коленчатом валу, следовательно одна из деталей двигателей это Коленчатый Вал.

1. Коленчатый Вал(crankshaft)

Коленчатый вал представлен на рисунке снизу:

Коленчатый вал двигателя с маховиком состоит из:
1 — коленчатый вал двигателя; 2 — маховик с зубчатым венцом;
3 — шатунная шейка; 4 — коренная (опорная) шейка; 5 — противовес

Маховик (flywheel) — это массивный металлический диск, который крепится на коленчатом валу двигателя. маховик всегда пытается сохранить то состояние, из которого его выводят. Он долго набирает обороты, сглаживая тем самым скачки. Так же долго сбрасывает обороты. Короче говоря, благодаря своей инертности, создает плавность в переходах с одной частоты вращения на другую. Кроме того, его инертность играет роль аккумулятора энергии. Уж если вы раскрутили маховик, затратив при этом работу, он в состоянии такую же работу выполнить, пока не остановится. Грубо говоря, это некий стабилизатор, который предохраняет работу двигателя от скачков и ударов.

Теперь, давайте уделим внимание шатунной шейке. Такое название она имеет потому, что на ней крепится шатун.

2. Шатун(connecting rod)

Шатун (connecting rod) — подвижная деталь кривошипно-шатунного механизма двигателя, соединяющая поршень и коленвал и передающая усилие от поршня к коленчатому валу Двигателя Внутреннего Сгорания(ДВС), преобразуя поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала.

Коленчатый вал и детали шатунно-поршневой группы представлены на рисунке снизу:

1 – коленчатый вал; 2 – вкладыш шатунного подшипника; 3 – болт крепления крышки шатуна; 4 – поршневой палец; 5 – стопорное кольцо; 6 – втулка головки шатуна; 7 – шатун; 8 – крышка шатуна; 9 – гайка крепления крышки шатуна

Итак, значит на коленчатом валу крепится шатун. А шатун, в свою очередь соединён с поршнем.

3. Поршень(piston)

Поршень — деталь кривошипно-шатунного механизма двигателя, непосредственно воспринимающая давление от сгорающей в цилиндре рабочей смеси

Поршень представлен на рисунке снизу:

Поршень состоит из:
1 — головка поршня; 2 — Юбка поршня; 3 — Первое компрессионное кольцо; 4 — второе компрессионное кольцо; 5 — маслосъёмное кольцо; 6 — поршневой палец; 7 — стопорное кольцо.

Поршневые кольца по назначению разделяют на компрессионные кольца и маслосъемные кольца. Компрессионные кольца предотвращают порыв газов изкамеры сгорания в картер. Наружный диаметр кольца в свободном состоянии больше внутреннегодиаметра цилиндра, поэтому часть кольца вырезана. Вырез в поршневом кольценазывают замком.
Маслосъемные кольца препятствуют проникновению масла из картера в камерусгорания, снимая излишки масла со стенки цилиндра. Их устанавливают ниже уровнякомпрессионных. Они в отличии от компрессионных колец имеют сквозные прорези.
Основная задача второго компрессионного кольца — обеспечение дополнительного уплотнения после верхнего кольца.

Итак, что мы имеем? Мы имеем коленчатый вал, на котором крепятся шатуны, соединённые с поршнями. Выглядит всё это примерно вот так:

И что дальше? А дальше мы видим нечто синее. Что это? Это гильзы цилиндров.

4. Гильзы цилиндров(sleeves of cylinders)

Внутренние стенки цилиндра образуют гильзу цилиндра, а внешние, более тонкие, стенки – его рубашку(Рубашка охлаждения — cooling jacket). Так что можно сказать, что гильза цилиндра — составная часть цилиндра. Стенки рубашки охватывают гильзовую часть цилиндра так, что между ними образуется полость для циркуляции охлаждающей жидкости.

Существует два вида гильз:

1 — Вставки, запрессовываемые на всю длину цилиндране соприкасаются с охлаждающей жидкостью, вследствие чего их называют сухими гильзами

2 — Легкосъемные гильзы устанавливают в цилиндры свободно с гарантированным зазором (≈ 0,08 мм). Это большое их достоинство. В случае износа их легко заменяют новыми или другими, заранее отремонтированными. Легкосъемные гильзы непосредственно омываются охлаждающей жидкостью, циркулирующей в рубашке охлаждения, в связи с чем их называют мокрыми гильзами

Итак, теперь мы имеем коленчатый вал, на котором крепятся шатуны, на которых крепятся поршни. Поршни, в свою очередь, ходят внутри цилиндров, а точнее внутри гильз цилиндров. Отлично, но маленькое но. Как же всё это держится и в чём? А всё это устанавливается в блок-картер.

5. Блок картер(cylinder block/engine block/crankcase)

Картер является главным из элементов остова (корпуса) двигателя. С внешней стороны к нему крепят цилиндры, а внутреннюю его полость занимает коленчатый вал с его опорами. В картере размещают также основные устройства механизма газораспределения, различные узлы системы смазки с ее сложной сетью каналов и чаще всего с емкостью для смазочного масла и другое вспомогательное оборудование. К одной из торцовых стенок картера в автомобильных двигателях крепят кожух маховика, к боковым – кронштейны или лапы для установки двигателя на подмоторную раму.

Для большей жесткости внутри кратера сделаны поперечные перегородки – ребра, в которых выполнены гнезда для опорных подшипников коленчатого и распределительного валов.

В общем случае блок-картер представляет собой сложную пространственную конструкцию коробчатой формы, которая воспринимает все силовые нагрузки, возникающие в процессе осуществления рабочего цикла, действующие на остов двигателя.

Блок-картер показан на рисунке снизу:

Вид блока-картера зависит от двигателя(число цилиндров и их расположение). Сверху приведена картинка живого блока-картера, чтобы было понятно, как оно выглядит )

А вот блок-картер уже другого по виду двигателя:

К обработанным плоскостям блок-картера крепят составные детали остова двигателя (См.рисунок снизу): сверху — головки цилиндров, сзади — картер маховика 13, впереди — картер распределительных шестерен 7, снизу — поддон картера 11.

6. Поддон картера(sump)

Поддон картера защищает кривошипно-шатунный механизм от попадания грязи и одновременно является резервуаром для масла. Поддон крепится к картеру болтами, для уплотнения устанавливается картонная или пробковая прокладка. В нижней части поддона для слива есть отверстие, закрываемое пробкой.

7. Храповик (ratchet)

На самом деле, этот пункт я решил добавить после написания статьи. Мы уже узнали, как выглядит коленчатый вал, не правда ли? Так вот, при дальнейшем чтении других разделов возникнет вопрос (он обязательно возникнет), а как же от коленчатого вала берут привод остальные механизмы? А всё потому, что абсолютное большинство (если не все, за что моя лютая ненависть к ним) «писателей» не удосуживаются это объяснить. Так давайте разберёмся. Итак, взглянем на рисунок:

1 — Коленчатый вал; 2 — Крышка коренного подшипника; 3 — Звездочка коленчатого вала; 4 — Шкиф коленчатого вала; 5 — Шпонка шкива и звездочки коленчатого вала; 6 — Храповик; 7 — Передний сальник коленчатого вала;          8 — Крыщка привода механизма газораспределения; 9 — Шкив генератора; 10 — Звездочка валика                       привода  вспомогательных агрегатов; 11 — Ремень вентилятора,водяного насоса и генератора; 12 — Валик привода вспомогательных агрегатов

Отсюда понятно крепление. Более менее) При показанном исполнении двигателя на коленчатом валу 1 крепится звёздочка коленчатого вала 3, от которой берёт свой привод распределительный вал системы газораспределения(о ней рассказано в следующей статье). Так же установлен сальник 7, который служит для герметизации. На вал устанавливается шкиф 4. Всё это дело крепится при помощи шпонки 5 и храповика 6.

А что такое храповик? Храповик — зубчатый механизм прерывистого движения, предназначенный для преобразования возвратно-вращательного движения в прерывистое вращательное движение в одном направлении. Проще говоря, храповик позволяет оси вращаться в одном направлении и не позволяет вращаться в другом.

Теперь, переместимся выше по блоку картеру.

8. Головка блока цилиндров(Head of cylinder block)

Головка блока цилиндров — общая для всех цилиндров. Головка крепится к блоку-картеру болтами. Между блоком и головкой установлена металлоасбестовая прокладка. Затяжку болтов головки производят на холодном двигателе, так как требуемое уплотнение обеспечивается только за счет некоторого предварительного натяжения, учитывающего разницу коэффициентов линейного расширения болтов и головки блока.

В головке блока цилиндров имеются камеры сгорания, впускные и выпускные каналы, резьбовые отверстия для установки свечей зажигания и протоки для охлаждающей жидкости. Седла и направляющие втулки клапанов, изготовленные из специального жаростойкого чугуна, вставляют в предварительно нагретую головку охлажденными, благодаря чему после уравнивания температуры обеспечивается большое натяжение в соединении.

Вот мы и узнали, что из себя представляет часть сердца автомобиля, называемая кривошипо-шатунным механизмом. Теперь мы знаем, что двигатель состоит из блока-картера, в котором установлен коленчатый вал с маховиком. На коленчатом валу крепятся шатуны, а на шатунах крепятся поршни. Поршни, в свою очередь, ходят в гильзах цилиндров. Всю эту конструкцию накрывает головка блока цилиндров. Последнее же служит началом для рассказа про другую сторону двигателя — газораспределительный механизм. О нём я напишу в следующем сообщении.

Советую видео для закрепления:

P. S. Жду ваших пожеланий, предложений, мнений и замечаний.

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Когда откручивается шатун | Велосипед

это очень плохо. Шатуны для велосипеда очень важная деталь (впрочем, неважных деталей в конструкции практически нет) — именно они являются рычагом передающим энергию давления/подтягивания педали на систему цепи и звёзд в конечном итоге вращающую колёса. И если шатуны разбалтываются и откручиваются прямо на ходу это не только неприятно, но и опасно. В конце концов, шатун не только передаёт энергию, но держит педаль, играющую роль аналогичную роли стремени для всадника — опоры для ног.

В общем, выяснили: отваливающиеся шатуны — очень плохо.

Теперь перейдём к причине такого безобразия. В целом, причины могут быть разные, но общим первоисточником можно назвать дефект детали: оси или шатунов. Дефект может быть заводской (редкий случай), приобретённый от длительного использования (короче — износ), и приобретённый благодаря излишней кривизне ручек сборщика. Достаточно один раз не прочно закрепить шатун на оси и последующие поездки начнут в бордром темпе «съедать» шлицы или превращать квадрат оси в круг в зависимости от типа каретки: квадрат, octalink. Силы там задействованы очень большие. Незакрутить крепление могут как при предпродажной подготовке, так и вы сами при чистке/смазке/замене системы. Будьте внимательны.

Итак, подбираемся к теме этого поста. Допустим, вам кажется, что всё оборудование в норме, закручиваете всё как надо, но эта зараза почему-то продолжает откручиваться. Правильное решение — заменить детали, если не помогло — заменить сборщика. Но если такое решение кажется слишком простым или надо протянуть ещё немного до апгрейда, то можно помучаться. На велофорумах когда речь заходит о самопроизвольном откручивании шатунов бывает дают весьма странные рекомендации: подложить бритвенное лезвие если ось системы «квадрат», обернуть фольгой в расчёте на эффект «холодной сварки». Особо злые рекомендуют приварить шатуны к оси Действительно, в этом случае уже не открутятся, но и «снять» можно будет только болгаркой, да и метод применим только для стальных шатунов. Более разумные предлагают использовать фиксатор резьбы. Собственно, вот мы и дошли до сути публикации.

Фиксатор резьбы (он же threadlock) это специальный анаэробный состав работающий как клей по металлу. «Анаэробный» означает, что отвердение не требует кислорода — может происходить внутри собранного резьбового соединения. Капля-другая наносится на резьбу, распределяется при закручивании (или после) и застывая фиксирует резьбовое соединение. Применительно к откручивающимся шатунам это означает следующее: если замена деталей по какой-то причине для вас сейчас не вариант, проблему может решить использование фиксатора резьбы. Очищаем ось каретки, внутреннюю поверхность шатуна, резьбу болта (или гайки в самых дешёвых каретках) от следов смазки, собираем как обычно, перед (или после — см. далее) закручиванием наносим несколько капель фиксатора на резьбу и закручиваем что есть дури.

Как работает фиксатор? Он склеивает закрученные детали, распределяет нагрузку по всей длине резьбы, препятствует самооткручиванию и, кроме того, защищает от коррозии и ржавчины.

Продаётся сие чудодейственное средство в автомагазинах (можно также искать в магазинах крепёжных материалов или среди товаров для домашних строительно-ремонтных работ). Цена зависит от производителя, магазина, типа фиксатора и объёма тюбика, но можно ориентироваться на 250р/5мл (2013г.). Наиболее извесных производителей два: Loctite и Permatex.

Теперь самое интересное: фиксаторы различаются по области применения и прочности фиксации. Так что, рекомендую прочитать инструкцию перед применением. Для ориентировки достаточно знать следующее: красный фиксатор — самый прочный (разобрать скреплённую им резьбу может быть проблематично), синий/голубой — средняя сила фиксации. Ещё может быть зелёный (слабая или сильная фиксация — зависит от производителя), пурпурный — «умеренная», фиолетовый — слабая. Вывод: если есть выбор — берите синий фиксатор, если выбора нет — сойдёт любой.

Для желающих понимать технические аспекты и причины такого выбора нам удалось найти инструкцию по клеям и герметикам Permatex (копия). Основное на 22 странице. Но в общем, любопытно всё. Чего стоит средство для восстановления резьбы или «жидкая сталь»!
Характеристики по клеям, герметикам, фиксаторам других производителей — Loctite, Loxeal, Permabond, Rite-Loc, Weicon — при некоторой настойчивости вы сможете найти сами.

Как разобрать то, что собрано с фиксатором резьбы? Теоретически — достаточно ручных инструментов. Практически же, особенно при использовании красных фиксаторов рычаг «ручного инструмента» может потребоваться очень большой, при упорном сопротивлении болта помогает нагревание строительным феном или, при отсутствии, зажигалкой. Только убедитесь, что не попортите высокой температурой чего лишнего. При остывании фиксатор может снова схватиться т.ч. разбирая не теряйте времени.

Итак, вот и всё что касалось применения фиксаторов резьбы для случая откручивающихся шатунов велосипеда.

По-счастью, описанная выше проблема — явление довольно редкое и у большинства велосипедистов ни разу не возникающая. Да здравствуют качественные комплектующие и умелая сборка! Помните, по-хорошему, фиксатор резьбы при сборке велосипеда не должен использоваться. Если он вам потребовался, значит что-то не так.

UPD

…но есть случай, когда и фиксатор резьбы не поможет — ось каретки слишком глубоко входит в отверстие шатуна. При этом фиксирующий болт упирается не в шатун, а в ось каретки и, по сути, ни чего не фиксирует. Тут как раз обоснованы методы «обернуть фольгой», «подсунуть лезвие», но уж очень они не эстетичны и «колхозны». Можно сточить край оси. Укоротив её мы обеспечим необходимое расстояние для фиксации шатуна болтом. Вот только обычно ось выполняется из качественного металла и ручным инструментом её не обточишь.

Элегантным решением будет добавить шайбу внутрь шатуна. Она даст необходимые дополнительные пару миллиметров и позволит зафиксировать болтом шатун на оси. Готовых шайб нужной формы нет, но её несложно получить доработав напильником шайбу DIN 125 M10.

Внешний диаметр 20мм соответствует отверстию в шатуне, а внутренний 10мм не сложно расточить до размера оси под квадрат.

Смотрите также

Возможно вас заинтересует:

Шатун (автомобиль)

3.13.

Шатун

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом и передает возвратно-поступательное усилие
поршня на вращение коленчатого вала. Малый конец шатуна совершает возвратно-поступательное движение, а большой конец следует
схеме вращения кривошипного пальца. Для этого динамического движения шатун должен быть как можно более легким, сохраняя при этом свою жесткость. Шатун (рис.3.77A и B) состоит из двух колец
, охватывающих поршневой палец и шейку штока коленчатого вала. От каждого из
эти кольца образуют тангенциальное сопряжение, переходящее в коническое Н-образное сечение стойки жесткого стержня. Каждый шатун
прикреплен к поршню поршневыми пальцами, а к шатуну (шейке) коленчатого вала
— подшипником скольжения.

Рис. 3.77. Шатунная конструкция.
A. Штанга прямая с расположением дюбелей. Б.Штанга с косым срезом и зубчатым шарниром.
C. Расположение шип-паз. D. Расположение воротникового соединения.
E. Расположение резьбового соединения. F. Ступенчатое расположение сустава.
Шатуны со смещенной конструкцией обеспечивают наиболее экономичное распределение пространства коренного подшипника
и щек коленчатого вала. Обычно смещение делится поровну между каждым концом, сохраняя перпендикулярность стойки шатуна. Смещенные шатуны не обладают таким высоким качеством износостойкости подшипников
, как симметричные шатуны.
Возвратно-инерционные нагрузки поршня создают как растягивающие, так и сжимающие напряжения
в шатуне, в то время как нагрузка газообразных продуктов сгорания создает чисто сжимающее напряжение
значительной величины на всех оборотах двигателя. Чтобы выдерживать эти нагрузки, хвостовик шатуна
выполнен в H-образном сечении с центральной перемычкой и двумя концевыми фланцами (рис. 3.78A). Эта конструкция
обеспечивает наивысшую жесткость при изгибе для данного веса шатуна, а также
, а также обеспечивает адекватное сопротивление перекручиванию между осями поршневого пальца и оси шатуна шатуна.
Хвостовик плавно соединяется с бобышками отверстий большого и малого концов подшипников. Ребро
образовано между бобышками отверстий под болт или шипы, что улучшает жесткость крышки, чтобы противодействовать
очень большим напряжениям и деформациям, создаваемым силами инерции при высоких оборотах двигателя. Корпус шатуна
выполнен достаточно жестким, а бобышки отверстий под болт или штифт достаточно твердо входят в поверхность
. Любой неравномерный контакт головки болта или гайки с его гнездом в корпусе вызывает реверсивные изгибающие напряжения
в стержне болта или шпильки, что в конечном итоге приводит к усталостному разрушению.Некоторые соединительные стержни
используют балансировочные проушины на двух крайних концах, так что металл можно удалить с любого конца
для достижения желаемого соотношения веса между малым концом и большим концом, а также для соответствия весу
отдельных соединительных стержней. стержни.
Для смазки малого конца отверстие просверливается вдоль хвостовика так, чтобы оно пересекало
отверстие большого конца по окружности, с одной стороны от среднего положения. Это отверстие не должно быть на
слишком близко к центральной оси шатуна, в противном случае инерция масляного столба втянет масло
в отверстие хвостовика.Это вызывает недостаточную смазку в высоконагруженной области между цапфой
и подшипником шатуна, где это очень важно.
Шатуны изготавливаются методом штамповки и литья. Поковка из стали
позволяет получить более легкие, но более дорогие шатуны. Отливки из ковкого чугуна или чугуна с шаровидным графитом
или поковки из агломерата используются для бензиновых двигателей малых и средних размеров.
Популярным материалом, используемым как для поковки шатунов, так и для их зажимных болтов или шпилек, является марганцево-молибденовая сталь
, состав которой равен 0.35% углерода, 1,5% марганца, 0,3% молибдена
и 97,85% железа. Стальной шатун имеет бронзовую (или латунную) малую втулку
и съемный белый металлический вкладыш. Алюминиевый сплав
также иногда используется для шатунов. Шатуны из алюминиевого сплава имеют преимущество перед шатунами из стали
в том, что они легче по весу, и как малые, так и большие подшипники
могут быть расточены непосредственно в основном металле стержня и не должны быть разделены.Тонкостенный подшипник
чаще всего используется для шатуна и коренного подшипника. Подшипники с футеровкой из баббита
используются в небольших бензиновых двигателях малой мощности, а подшипники с медно-свинцовой футеровкой — в двигателях с воспламенением от сжатия
.
Отверстие под шатуны шатуна должно быть действительно цилиндрическим. Как правило, для крепления крышек к хвостовику
шатуна используются два или, в некоторых случаях
, тяжелые условия эксплуатации, четыре шпильки или болта и гайки. Малейшее смещение между хвостовиком и крышкой создает ступеньку
в двух половинных отверстиях. Это создает неравномерную нагрузку на вкладыши вкладышей подшипников. Чтобы обеспечить максимальную поддержку
вкладышу подшипника, болты или шпильки должны быть расположены как можно ближе к краю стенки отверстия
без какого-либо столкновения с установленным вкладышем. Выравнивание отверстия
корпуса с головкой шатуна может быть достигнуто несколькими следующими способами.

(a) Соединение под дюбель.

Кусочки стержня или трубки вставляются в маленькие глухие отверстия, просверленные в стыковых поверхностях
(рис.3.77A) хвостовика и крышки, дальше всего от отверстия корпуса, чтобы обеспечить пространство для отверстий под болты
.

(б) Муфта с буртиком.

Трубки или хомуты надеваются на шпильки или болты с зазором
, которые утоплены в каждую половину корпуса отверстия на разъемной поверхности
соединения (рис. 3.77D).

(c) Соединение на болтах.

Установленные болты (Рис. 3.77E) имеют уменьшенный диаметр по длине
, за исключением концов и в центральной области, где они пересекают разъемное соединение.Этот профиль болта
обеспечивает плотную посадку на стыковых поверхностях и имеет тенденцию уменьшать концентрацию напряжений в головке болта
и в области резьбовой гайки.

(d) Ступенчатое соединение.

Крышки шатуна обработаны кромками на конце торцевой поверхности разъемного шарнира
. Эти выступы плотно прилегают к смежным лыскам, обработанным на хвостовике перпендикулярно поверхности стыка
. Такое расположение (рис. 3.77F) обеспечивает точное совмещение двух полукорпусов с отверстием
.
Для наименьшего перекоса отверстия шатуна корпус отверстия обычно разделяется перпендикулярно
центральной линии шатуна, образуя колпачки с прямым вырезом. В шатунах также используется разъемное соединение
, разрезанное под косым углом к ​​оси цилиндра, чтобы позволить части шатуна проходить через отверстие цилиндра
, так что узел поршень-шток может быть удален через верхнюю часть цилиндра. отверстие цилиндра.
Колпачок с косым срезом вызывает дополнительную нагрузку на зажимные болты и соединение, поэтому требуется дополнительная опора формы
на поверхности соединения.Два наиболее часто используемых шарнира шатуна
с косым вырезом следующие.

(i) Зубчатое соединение.

Это соединение (Рис. 3.77B) имеет V-образные канавки, прорезанные по обеим сторонам соединения.
Когда две половины расположены и стянуты вместе, они образуют прочное соединение с несколькими клиньями
без какого-либо относительного движения.

(ii) Соединение «паз и язычок».

Эти соединительные поверхности обработаны на станке с обеспечением прямоугольного выступа
на поверхностях шарнирного соединения хвостовика и соответствующих пазов на соединительных поверхностях крышки, так что они
образуют паз и шпунт (рис.3.77C), когда обе половины стянуты вместе.
3.13.1.

Вкладыши вкладыша шатуна

В отверстии шатуна в корпусе шатуна используются разрезные полукорпусные тонкостенные подшипники (рис.
3.78), и каждая половина работает в разных условиях. Половина хвостовика шатуна в основном

Рис. 3.78. Крышка шатуна и вкладыш шатуна шатуна.
A. Свободное распространение. Б. Задержка обнаружения оболочки. C. Предотвращение вращения оболочки.D. Разгрузка ствола раковины.
испытывает высокое давление газа, возникающее при сгорании в течение очень короткого периода времени.
Половина крышки воспринимает инерционные нагрузки как от вращающихся, так и от возвратно-поступательных частей шатуна
, и эти силы существуют в течение более длительного периода времени. Следовательно, для максимального срока службы
эти подшипники должны быть правильно выровнены, расположены и закреплены в отверстии корпуса.
Обработка поверхности подшипника важна, потому что она снижает скорость износа, улучшает сопротивление усталости
, обеспечивает жесткие рабочие допуски между цапфой и подшипником и улучшает теплопередачу
. Чистота поверхности должна быть порядка 0,5 (половинчатые вкладыши im.
в свободном состоянии слегка раскрыты (рис. 3.79A), что на
больше для тонких вкладышей, чем для толстых. Это позволяет им пружина или защелкивается в положении
их соответствующие стенки полукорпуса отверстия, что обеспечивает полный контакт по окружности со стенками отверстия
. Половины гильзы имеют выпрессованный выступ на одной поверхности стыка (рис. 3.78B), который
входит в прорезь в отверстии корпуса.Такое расположение обеспечивает быстрый и эффективный метод
центрирования корпуса в отверстии корпуса.
Для предотвращения вращения полуоболочек гильзы под действием силы трения, создаваемой между опорой корпуса
и стенками корпуса канала ствола, полуоболочки выступают над поверхностью соединения (Рис.
3.78C) примерно на 0,025-0,05 мм, когда размещены в их отверстиях. Когда две половинчатые поверхности
зажимаются вместе, избыточная перекрывающая часть оболочки раздавливается или защемляется. Это приводит к тому, что гильза
целиком имеет посадку с натягом в корпусе шатуна, тем самым развивая радиальную внешнюю силу
и сопротивление трения для предотвращения вращения оболочки.
Для достижения разгрузки отверстия на каждом конце двух полукорпусов гильзы на
внутренней периферийной опорной поверхности (рис. 3.78D) имеется небольшой конус. Это предотвращает выпуклость внутрь внутренних поверхностей
подшипника или образование заусенцев в соединении, когда стержень и крышка
слегка сжаты вместе.В случае шатуна с косым разрезом, когда нагрузка на подшипник
уже высока на стыковой поверхности, рельеф должен быть уменьшен или, в некоторых случаях, исключен.
Гильза должна иметь цилиндрическую форму после сборки в корпусе шатуна, но само отверстие корпуса
может иметь некруглую форму по нескольким причинам, в том числе по следующим:

Рис. 3.79. Неправильность отверстия корпуса.
А. Шатун ступенчатый. B. Зажатая расточка шатуна шатуна.
C. Расточка шатуна растянутого шатуна.

(a) Ступенчатая крышка (рис. 3.79A).

Это состояние возникает из-за (i) смещенного соединения
с разъемом «крышка-хвостовик»; (ii) переворачивание крышки относительно хвостовика; (Hi) увеличенные отверстия под колпачковые болты; (iv) недостаточная
или неравномерная затяжка болтов или шпилек крышки; и (v) натяг между утопленным заплечиком
крышки и стороной затягивающего гнезда при установке гайки или головки болта.

(b) Выдавленное отверстие (Рис. 3.79B).

Это может произойти из-за (i) чрезмерного затягивания ответвлений
; (ii) установка крышки для уменьшения зазора между подшипником шейки и шатуна; и (Hi)
, вставляя недостаточные прокладки между крышкой и корпусом торцевой поверхности шарнира хвостовика.

(c) Растянутое отверстие (Рис. 3.79C).

Чрезмерная чередующаяся инерционно-возвратно-поступательная нагрузка
и изгиб на очень высоких скоростях могут вызвать постоянное удлинение расточки шатуна в направлении
длины стержня.Это происходит, если переходная головка не спроектирована должным образом и для ее изготовления не использовался соответствующий материал
.

Рис. 3.80. Взаимосвязь между диаметром, прилагаемым крутящим моментом и осевым натяжением болтов и шпилек.

Герметичность крышки шатуна.

Болты или шпильки должны быть затянуты настолько, чтобы корпус подшипника
стал действительно цилиндрическим, а сила трения, создаваемая сжимающими напряжениями, была достаточно высокой, чтобы
предотвратить истирание между поверхностями соединения, когда шатун подвергается воздействию обоих газов сгорания.
нагрузки и возвратно-инерционные нагрузки.Хотя сложно измерить круглость отверстия
, а также фрикционное сцепление на стыковой поверхности, но крутящий момент, необходимый для достижения этих условий
, может быть заранее определен, который указывается производителем для повторной сборки шатуна.
Рекомендуемый момент затяжки для болтов и гаек разного номинального диаметра —
, представленный на рис. 3.80A. Требуемый удерживающий момент увеличивается пропорционально квадрату диаметра. Рисунок
3.80B иллюстрирует взаимосвязь между моментом затяжки и усилием зажима
, создаваемым в болтах или шпильках для трех различных номинальных диаметров.Рекомендуемый крутящий момент для
с безопасной рабочей силой, рассматриваемой как 80% предела текучести стали, представлен
кружками в конце каждой кривой.
3.13.2.

Подшипники скольжения Во вкладышах подшипников

используется цилиндрическая несущая полоса из стали с низким содержанием углерода
, а основной материал подшипника отлит или скреплен роликами (рис.
3.81) над этой полосой. Эта комбинация называется биметаллическим подшипником.
Внутреннее металлическое соединение между сплавом подшипника и основой из стали
поддерживает материал подшипника. Также он задерживает постепенное распространение
материала наружу из-за давления
масляной пленки, создаваемого как газовыми, так и инерционными нагрузками. Для некоторых подшипников требуется очень тонкое покрытие
из мягкого антифрикционного сплава, которое наносится гальваническим способом
на поверхность матрицы подшипника. Этот композитный подшипник
известен как трехметаллический подшипник.

Рис. 3.81 Корпус подшипника
конструкция.

Последние разработки в области материалов и процессов для автомобильных шатунов

Шатуны являются важнейшими и сильно нагруженными деталями автомобильного двигателя, которые подвергаются переменным напряжениям растяжения и сжатия.Их нужно большое количество. Обычно их изготавливают из сплавов черных металлов и изготавливают методом литья или штамповки. Окончательные размеры и отделка получаются механической обработкой.

В связи с необходимостью уменьшения веса автомобиля двигатель также должен быть легче, более энергоемким и с хорошо сбалансированными компонентами. Более легкие и хорошо сбалансированные колеблющиеся компоненты двигателя, такие как шатуны и поршни, обеспечивают более высокую частоту вращения двигателя и меньший шум и вибрацию. Часто более легкие материалы с необходимой прочностью являются дорогостоящими, но может потребоваться меньшее количество материала из-за возможности более точного проектирования и изготовления с их помощью.Также может быть сокращение производственных и чистовых процессов, снижение трудозатрат, а также уменьшение потерь материала в виде стружки во время чистовой обработки. Это часто может помочь компенсировать более высокую стоимость этих материалов.

В статье рассматриваются последние разработки в области материалов и процессов для автомобильных шатунов, а также факторы, которые мотивируют использование улучшенных материалов и процессов. Многие производители автомобилей перешли с литых или штампованных шатунов из черных металлов на кованые из порошкового металла. Несмотря на более высокую стоимость кованого необработанного материала P / M, эти шатуны оказались экономичными и нашли коммерческое применение. Стоимость изготовления дополнительно снижается за счет отлома крышки подшипника коленчатого вала от стержня шатуна, поскольку сопрягаемая изломанная поверхность не требует механической обработки. Большая площадь поверхности также позволяет увеличить нагрузку.

В настоящее время проводится оценка использования более легких металлов, таких как алюминий, магний и титан, а также пластмасс для снижения веса.Шатуны с алюминиевой и магниевой матрицей, армированные керамическими частицами и волокном, а также методы P / M, находятся в стадии оценки. Титановые шатуны, которые до сих пор используются в гоночных двигателях, переходят на легковые автомобили. Для удешевления разрабатываются специальные титановые сплавы. Другой подход заключается в использовании гибридного шатуна с использованием титана в сочетании с упрочненным стержнем из полиимида, армированным графитовым волокном, и петлями растяжения. Некоторые из этих разработок могут стать коммерческими в ближайшие годы.

Геометрия и размеры шатуна

Контекст 1

… стержень — это критически важный компонент при крупносерийном производстве, который используется в двигателях внутреннего сгорания (IC). Он соединяет возвратно-поступательный поршень с вращающимся коленчатым валом через кривошип и передает мощность сгорания через поршень, а затем на вал трещины [1]. Шатун дизельного двигателя локомотива представляет собой высокодинамически нагруженный элемент 8 9 и подвергается высоким циклическим нагрузкам порядка 10-10 (в течение срока службы), которые варьируются от высоких сжимающих нагрузок из-за сгорания до высоких растягивающих нагрузок из-за инерции [2 ].Следовательно, оценка вибрационных характеристик шатуна становится предпосылкой для изучения его динамического поведения и последующего анализа долговечности и оценки ресурса [3]. Аналитические решения редко позволяют анализировать вибрационные характеристики таких компонентов, как шатун, из-за их сложной геометрии. Метод конечных элементов (МКЭ) — это наиболее часто используемый численный метод, который обеспечивает точные оценки параметров вибрации для этих классов задач.Основная цель исследования заключалась в проведении анализа собственных значений шатуна локомотивного двигателя (Electro Motive Diesel, конструкция EMD [4]) с использованием двух подходов МКЭ, а именно формулировок согласованной и сосредоточенной матрицы масс. Анализ методом конечных элементов выполнялся с использованием коммерческого программного обеспечения ANSYS (версия 12.0) [5] с его возможностями модального анализа. Алгоритм Блока Ланцоша с методом подпространственной итерации использовался для выделения собственных частот и соответствующих форм колебаний.Были извлечены первые шесть собственных частот и соответствующие формы колебаний. Та же модель смещения, которая использовалась для получения матрицы жесткости элементов, также используется для получения матрицы масс. Матрица масс элементов «недиагональна». Формулировка требует более сложной математической обработки. Такой подход обеспечивает более точные формы колебаний и частоты; однако требуется больше места для хранения и вычислительного времени. Доказано, что полученные собственные частоты образуют оценки сверху. Сосредоточенные массы размещаются в узловых точках элемента в направлении предполагаемого смещения d.o.f.’s. Подход исключает динамическую связь, которая существует между перемещениями элементов. Следовательно, результирующая матрица масс элементов диагональна; следовательно, с ним легче справиться, поскольку задействованы только диагональные элементы. Это значительно упрощает получаемые уравнения движения. Полученные результаты немного менее точны. Такой подход обеспечивает значительную экономию в отношении требований к области хранения и времени вычислений. Собственные частоты, полученные с помощью методов сосредоточенной массы, ниже точных значений.Геометрия и размеры шатуна показаны на рис. 1. Осевая длина (расстояние между осями поршневого пальца и шатунного пальца) CR составляет 585,0 мм. Внутренний диаметр большого конца составляет 195 мм, а внутренний диаметр малого конца — 65,0 мм. Хвостовик имеет двутавровое сечение максимальной толщиной 78,0 мм. Трехмерный вид CR показан на рис. 2. Твердотельная модель была создана с использованием программного обеспечения для твердотельного моделирования CATIA V5 R16. Булева алгебра широко используется для создания сложных больших и малых конечных деталей.Материал, используемый для конструкции шатуна, — чугун. Механические свойства чугуна: модуль Юнга (E) = 170,0 ГПа; Плотность () = 7200 кг / м 3; Отношение ядов () = 0,25. Чтобы облегчить применение закрепленных граничных условий, поршневой палец и пальцы кривошипа были смоделированы с использованием подходящих балочных элементов. Материал элементов балки выбран стальной, поскольку коленчатый вал и поршневые пальцы выполнены из стали. Механические свойства стали следующие: модуль Юнга (E) = 207 ГПа; Плотность () = 7850 кг / м 3; Соотношение ядов () = 0.3 Сетка МКЭ была создана в твердотельной модели с использованием программного обеспечения Hyper Mesh (Ver: 11), использующего тетраэдрические элементы (SOLID 285). На рисунке 2 показан трехмерный вид сетки МКЭ. Сетка МКЭ состоит из 95479 элементов и 22978 узлов. Общее количество степеней свободы в модели составляет 68934. Закрепленные граничные условия применяются на малом и большом конце шатуна. Закрепленные граничные условия применялись в точках поршневого пальца и трещины с соответствующими ограничениями поверхности. Детали изображены на рис.4. Проблема была проанализирована с использованием клиентского коммерческого программного обеспечения ANSYS (версия 12.0) и использования его возможностей модального анализа. Анализ проводился на портативной компьютерной системе, имеющей следующие характеристики: Модель компьютера: Acer aspire E1-570G; Операционная система: Windows 7; Системная память (RAM): 4 ГБ; Размер жесткого диска: 500 ГБ. Как уже упоминалось ранее, анализ проводился с использованием подходов к формулировке как распределенной, так и сосредоточенной массы. Первые шесть собственных частот и соответствующие им формы колебаний извлекаются из анализа. Номера мод и соответствующие собственные частоты, полученные при использовании составов с распределенной и сосредоточенной массой, перечислены в таблице 1. В таблице также перечислены процентные отклонения частот, полученные с использованием подхода с сосредоточенной массой, по отношению к подходу с распределенной массой. Сравнение изменения собственных частот в зависимости от номера моды показано на рис. 5. Максимальное отклонение составляет 4,62% ​​для четвертой моды колебаний. На рисунках 6, 7 и 8 показаны типичные формы колебаний, соответствующие второй (2-й изгиб), четвертой (1 кручение) и шестой (2 кручение) модам колебаний…

Автомобильный шатун, шатун Motorcylce

Шатун, используемый в автомобилестроении, является основным звеном внутри двигателя внутреннего сгорания. Он соединяет поршень с коленчатым валом и передает мощность от поршня к коленчатому валу, а затем передает его в трансмиссию. После завершения проектирования кованого шатуна мы могли выбирать различные материалы и способы изготовления. В большинстве случаев шатун будет изготовлен из стали или алюминия. И мы могли бы рассмотреть процесс литья по выплавляемым моделям, процесс ковки методом ковки или порошковую металлургию.Но в соответствии с его функцией, большинство покупателей предпочтут процесс ковки методом капельной ковки (см. Различия между ковкой методом капельной ковки и литья по выплавляемым моделям) и прецизионную механическую обработку.

При установке шатуна в двигатель автомобиля возможно литье по выплавляемым моделям. Этот тип стержня изготавливается просто путем заливки расплавленной стали в форму, а затем механической обработки для получения готовых деталей. Он надежен для двигателей с меньшей мощностью и является самым дешевым способом производства. Литой шатун можно использовать практически в каждом типе двигателя, от бензинового до дизельного.Но из-за недостаточного процесса литья легко могут возникнуть дефекты. Напротив, прямая ковка лучше.

Шатун, изготовленный из кованой стали, может значительно повысить эффективность применения. Этот тип шатуна создается путем капельной ковки нагретого металлического стержня в сетчатую форму, а затем просто меньше обработки готового продукта. В процессе штамповки он способен выдерживать гораздо большие нагрузки и более высокие обороты двигателя, чем литой стержень. Кованые прутки мы часто называем прутками-заготовками из-за процесса их обработки из блока стальной заготовки.Это гораздо более дорогостоящий способ изготовления стержня и причина того, что они обычно используются только в приложениях с высокой мощностью. Шатун

CFS на 100% изготовлен в нашей компании, мы можем изготавливать пресс-формы, ковку, механическую обработку на нашем заводе, что будет более рентабельно и экономит время. Гордость за качество изготовления и внимание к деталям — это качества, которые вы обнаружите при тщательном изучении нашего готового продукта. Каждый этап производственной истории каждого шатуна CFS тщательно поддерживается нашей производственной командой.Вы можете быть уверены в материалах и качестве изготовления этих качественных компонентов.

Объем рынка автомобильных шатунов, доля, рост

Рынок автомобильных шатунов Сводка:

На мировом рынке шатунов для автомобильной промышленности наблюдается значительный рост, и ожидается, что в будущем спрос на него будет расти со среднегодовым темпом роста ~ 4%.
Автомобильные шатуны — это стержни, которые используются для соединения поршня с кривошипом или коленчатым валом в поршневом двигателе с возвратно-поступательным движением.Автомобильные шатуны должны пройти проверку качества перед поставкой клиентам.

Использование современных материалов, таких как кованая сталь с трещинами, увеличивает срок службы шатунов. Разработки, направленные на повышение эффективности и прочности шатунов, открывают значительные возможности для разработки новых продуктов. Шатун — это ключевой компонент двигателя, который влияет на вес кривошипно-шатунного механизма. Поэтому необходимо принять меры для уменьшения их веса и повышения механического КПД двигателя. Поскольку шатуны не требуют регулярной замены, они помогают снизить общие затраты на техническое обслуживание автомобиля. Другими факторами, способствующими росту рынка, являются бум в автомобильной промышленности, более широкое использование современных покрытий, использование шатунов из углеродного волокна в гоночных автомобилях и рост спроса на двигатели внутреннего сгорания.

Ожидается, что глобальный рынок автомобильных шатунов получит значительные возможности для роста за счет сборки шатунов из углеродного волокна в гоночных автомобилях.Рост спроса на спортивные автомобили приводит к увеличению использования шатунов из углеродного волокна, чтобы сделать автомобили легче и сильнее.

Рынок сталкивается с проблемами, связанными с необходимостью уменьшения габаритов двигателя, что приводит к уменьшению размера двигателя и одновременному увеличению мощности, эквивалентной более крупному двигателю, за счет добавления таких устройств, как турбонагнетатель, нагнетатель или интеграции технологии прямого впрыска топлива. Уменьшение размера двигателя помогает повысить топливную экономичность автомобиля и снизить общий выброс углерода.

Видными игроками на рынке автомобильных шатунов являются Wossner Pistons (США), Wiseco Piston Company Inc. (США), Nangong Jingqiang Connecting Rod Co., Ltd (Китай), Pauter Machine (США), Albon Engineering & Manufacturing Plc. (Великобритания) и Tianrun Crankshaft Co., Ltd. (Китай). JD Norman Industries, Inc. (США), CP-Carrillo (США), Power Industries (Индия), Arrow Precision Engineering, Ltd. (Великобритания), Mahle GmbH (Германия), Magal Engineering Ltd. (Великобритания), Robson Engineering ( U.K.), Yasunaga Corporation (Япония), Cummins, Inc. (США) и Linamar Corporation (Канада) среди других.

Рынок делится на легковые и коммерческие автомобили в зависимости от типа транспортного средства. Среди них сегмент легковых автомобилей доминирует на мировом рынке автомобильных шатунов. Легковые автомобили имеют четыре, шесть или восемь цилиндров. Автомобили, оборудованные четырехцилиндровым двигателем, в основном используют шатун легкового автомобиля. Производители сосредоточены на улучшении шатунов, что связано с отделкой поверхности, весом и способностью выдерживать высокие температуры.

Географически глобальный рынок автомобильных шатунов разделен на четыре основных региона, таких как Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион и Остальной мир. Азиатско-Тихоокеанский регион будет доминировать на рынке автомобильных шатунов в течение всего прогнозного периода. Экономический рост развивающихся стран, таких как Китай и Индия, вызывает рост рынка. Увеличение инвестиций в индустриализацию и инфраструктуру ведет к увеличению спроса на автомобили, что, в свою очередь, стимулирует рост рынка материалов для шатунов.

Отчет по глобальному рынку автомобильных соединительных стержней о будущем исследования рынка включает обширное первичное исследование, а также подробный анализ качественных и количественных аспектов, проведенный различными отраслевыми экспертами, ключевыми лидерами мнений для более глубокого понимания рынка и показателей отрасли. Отчет дает четкую картину текущего рыночного сценария, который включает исторический и прогнозируемый размер рынка с точки зрения стоимости и объема, технологического прогресса, макроэкономических и управляющих факторов на рынке.В отчете представлена ​​подробная информация и стратегии ведущих игроков отрасли. В отчете также дается обширное исследование различных сегментов рынка и регионов.

Объем отчета:

Атрибут отчета / метрика	Детали
Размер рынка	2027: Значительная ценность
CAGR	4% CAGR (с 2020 по 2027 год)
Базисный год	2019 г.
Период прогноза	2020-2027
Исторические данные	2018 г.
Единицы прогноза	Стоимость (в миллионах долларов США)
Отчет о покрытии	Прогноз доходов, конкурентная среда, факторы роста и тенденции
Покрытые сегменты	Материал, тип процесса и тип транспортного средства
Охватываемые географии	Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион и остальной мир (ПЗ)
Ключевые поставщики	Поршни Восснера (У. S.), Wiseco Piston Company Inc. (США), Nangong Jingqiang Connecting Rod Co., Ltd (Китай), Pauter Machine (США), Albon Engineering & Manufacturing Plc (Великобритания) и Tianrun Crankshaft Co., Ltd. (Китай). ). JD Norman Industries, Inc. (США), CP-Carrillo (США), Power Industries (Индия), Arrow Precision Engineering, Ltd. (Великобритания), Mahle GmbH (Германия), Magal Engineering Ltd. (Великобритания), Robson Engineering ( Великобритания), Yasunaga Corporation (Япония), Cummins, Inc. (США) и Linamar Corporation (Канада)
Ключевые возможности рынка	Увеличение срока службы шатунов
Ключевые драйверы рынка	Двигатели внутреннего сгорания Расширение применения усовершенствованного покрытия

Поговорите с аналитиком Запросить настройку

Часто задаваемые вопросы (FAQ):

---

Мировой рынок автомобильных шатунов созревает со среднегодовым темпом роста 4% за отчетный период с 2017 по 2023 год.

Несколько значительных игроков на мировом рынке шатунов для автомобилей: Robson Engineering (Великобритания), Cummins, Inc. (США), Yasunaga Corporation (Япония) и Linamar Corporation (Канада).

Ожидается, что алюминиевый сегмент будет стимулировать рост рынка в течение рассматриваемого периода.

Растущий спрос на двигатели внутреннего сгорания, наряду с растущим применением передовых покрытий, впоследствии стимулирует рост рынка автомобильных шатунов.

Сегмент коммерческих автомобилей, вероятно, будет свидетелем самого высокого спроса на рынке автомобильных шатунов.

Шатун — 3D-модели CAD и 2D-чертежи

Шатун представляет собой жесткий элемент, который соединяет поршень с кривошипом или коленчатым валом в поршневом двигателе. Вместе с кривошипом он образует простой механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение во вращательное движение.

Шатун может также преобразовывать вращательное движение в возвратно-поступательное движение, как было изначально. ^[1] Ранние механизмы, такие как цепь, могли передавать только тянущее движение. Будучи жестким, шатун может передавать или толкать, или тянуть, позволяя шатуну вращать кривошип через обе половины оборота. В некоторых двухтактных двигателях требуется только толкать шатун. ^[2]

Сегодня шатун наиболее известен благодаря его использованию в поршневых двигателях внутреннего сгорания, таких как автомобильные двигатели.Они имеют конструкцию, явно отличающуюся от более ранних форм шатунов, используемых в паровых двигателях и паровозах.

История

Свидетельства наличия шатуна появляются на лесопилке в Иераполе в конце 3-го века в римской Азии (современная Турция). Он также появляется на двух лесопильных заводах византийской эпохи VI века, раскопанных в Эфесе, Малая Азия (современная Турция) и Герасе, Римская Сирия. Кривошипно-шатунный механизм этих водяных мельниц римской эпохи преобразовывал вращательное движение водяного колеса в линейное движение пильных полотен. ^[3]

Где-то между 1174 и 1206 годами в штате Артукид (Турция) арабский изобретатель и инженер Аль-Джазари описал машину, в которой был соединен шатун с коленчатым валом для перекачивания воды как части водоподъемной машины. , ^{[4] [5]} , хотя устройство было сложным. ^[6]

В Италии эпохи Возрождения самые ранние свидетельства — хотя и неправильно понятые — составные кривошип и шатун найдены в альбомах для рисования Такколы. ^[7] Звуковое понимание вовлеченного движения продемонстрировал художник Пизанелло (ум. 1455), который показал поршневой насос, приводимый в движение водяным колесом и управляемый двумя простыми кривошипами и двумя шатунами. ^[7]

К 16 веку свидетельства кривошипов и шатунов в технологических трактатах и ​​произведениях искусства Европы эпохи Возрождения становятся многочисленными; Одна только работа Агостино Рамелли «Разнообразные и искусственные машины» 1588 года содержит восемнадцать примеров, число, которое поднимается в Theatrum Machinarum Novum Георга Андреаса Бёклера до 45 различных машин. ^[8]

Паровые двигатели

Первый паровой двигатель, атмосферный двигатель Ньюкомена, был одностороннего действия: его поршень работал только в одном направлении, поэтому в них использовалась цепь, а не шатун. Их выход качался вперед и назад, а не вращался непрерывно.

Крейцкопф стационарной паровой машины: шток слева, шатун справа

После этого паровые двигатели обычно имеют двойное действие: их внутреннее давление действует по очереди с каждой стороны поршня.Для этого требуется уплотнение вокруг штока поршня, и поэтому шарнир между поршнем и шатуном расположен снаружи цилиндра в большом блоке подшипников скольжения, называемом крейцкопфом. ^[9]

В паровозе шатунные шейки обычно устанавливаются непосредственно на одной или нескольких парах ведущих колес, и ось этих колес служит коленчатым валом. Шатуны (также называемые коренными стержнями в практике США ) проходят между кривошипными штифтами и крейцкопфами, где они соединяются с поршневыми штоками. ^[10] Крейцкопфы или направляющие ствола также используются в больших дизельных двигателях, изготовленных для морских перевозок. (Подобные стержни между ведущими колесами называются боковыми стержнями в практике США и соединительными стержнями в британской практике .)

Шатуны небольших паровозов обычно имеют прямоугольное сечение ^[11] , но на небольших локомотивах иногда используются стержни морского типа с круглым сечением.Стивен Левин, который строил как локомотивы, так и судовые двигатели, часто использовал круглые стержни. Модель A4 Pacifics компании Gresley, такая как Mallard , имела шатун из легированной стали в виде двутавровой балки с перегородкой толщиной всего 0,375 дюйма (9,53 мм).

На пароходах Western Rivers соединительные штанги правильно называются питманами , и иногда неправильно называются рычагами шатунов.

Двигатели внутреннего сгорания

В современных автомобильных двигателях внутреннего сгорания шатуны чаще всего изготавливаются из стали для серийных двигателей, но могут быть изготовлены из алюминиевых сплавов Т6-2024 и Т651-7075 ^[12] (для легкости и способности поглощать сильные удары). за счет долговечности) или титана (для сочетания легкости с прочностью при более высокой стоимости) для высокопроизводительных двигателей или чугуна для таких применений, как мотороллеры.Они не закреплены жестко на обоих концах, поэтому угол между шатуном и поршнем может изменяться по мере того, как шток перемещается вверх и вниз и вращается вокруг коленчатого вала. Шатуны, особенно в гоночных двигателях, могут называться «заготовками», если они изготовлены из цельной металлической заготовки, а не отлиты или кованы.

Малый конец и большой конец

Малый конец прикрепляется к поршневому пальцу, поршневому пальцу или пальцу кисти, который в настоящее время чаще всего запрессовывается в шатун, но может поворачиваться в поршне, как «плавающий палец кисти».Шатун соединяется с шатунной шейкой (шейкой подшипника) на ходу кривошипа, в большинстве двигателей, работающих со сменными вкладышами подшипников, доступными через болты шатуна , которые удерживают «крышку» подшипника на шатуне. Обычно в подшипнике на большом конце шатуна просверливается точечное отверстие, так что смазывающее моторное масло под давлением разбрызгивается на упорную сторону стенки цилиндра для смазывания хода поршней и поршневых колец. Большинство небольших двухтактных двигателей и некоторые одноцилиндровые четырехтактные двигатели избегают необходимости в насосной системе смазки за счет использования вместо этого подшипника качения, однако это требует, чтобы коленчатый вал был раздвинут, а затем снова вместе, чтобы заменить соединительный элемент. стержень.

Износ двигателя и длина штока

Основным источником износа двигателя является боковое усилие, прилагаемое к поршню через шатун коленчатым валом, которое обычно изнашивает цилиндр, приобретая овальное поперечное сечение, а не круглое, что делает невозможным правильное уплотнение поршневых колец относительно цилиндра. стены. Геометрически видно, что более длинные шатуны уменьшают величину этой боковой силы и, следовательно, продлевают срок службы двигателя. Однако для данного блока цилиндров сумма длины шатуна и хода поршня является фиксированным числом, определяемым фиксированным расстоянием между осью коленчатого вала и верхней частью блока цилиндров, где крепится головка блока цилиндров.

Напряжение и разрушение

Алюминиевый шатун для 4-тактного двигателя, усталостная поломка и последующий удар коленчатым валом

Шатун находится под огромным напряжением от возвратно-поступательной нагрузки, представленной поршнем, фактически растягиваясь и сжимаясь при каждом обороте, и нагрузка увеличивается по мере увеличения квадрата частоты вращения двигателя. Отказ шатуна, обычно называемый , выбрасывающий стержень , является одной из наиболее распространенных причин катастрофического отказа двигателя в автомобилях, поскольку часто сломанный стержень проходит через боковую часть картера, что приводит к неисправности двигателя; это может быть следствием усталости рядом с физическим дефектом штока, нарушения смазки в подшипнике из-за неправильного обслуживания или из-за выхода из строя болтов штока из-за дефекта, неправильной затяжки или превышения частоты вращения двигателя. ^[13] В неподходящей грязной среде вода или химические вещества эмульгируются с маслом, смазывающим подшипник, и вызывают его выход из строя. ^[14] Повторное использование стержневых болтов является обычной практикой, если болты соответствуют спецификациям производителя. Несмотря на то, что такие сбои часто возникают на телевизионных соревнованиях по автомобильным соревнованиям, на серийных автомобилях при повседневной эксплуатации такие сбои довольно редки. Это связано с тем, что производимые автозапчасти имеют гораздо больший коэффициент безопасности и часто более систематический контроль качества.

Высокопроизводительные двигатели

При создании высокопроизводительного двигателя большое внимание уделяется шатунам, устранению концентраторов напряжений с помощью таких методов, как шлифование краев стержня до плавного радиуса, дробеструйное упрочнение для создания сжимающих поверхностных напряжений (для предотвращения образования трещин), балансировка всех узлов шатуна / поршня на одинаковый вес и магнафлюкс, чтобы выявить в противном случае небольшие трещины, которые могут привести к выходу штока из строя под нагрузкой. Кроме того, большое внимание уделяется затяжке болтов шатуна с точным указанным значением; часто эти болты необходимо заменить, а не использовать повторно.Большой конец штока изготавливается как единое целое и разрезается или раскалывается надвое, чтобы обеспечить точную посадку вокруг вкладыша подшипника большого конца. Следовательно, «крышки» шатуна не могут быть взаимозаменяемыми между шатунами, и при восстановлении двигателя необходимо следить за тем, чтобы крышки разных шатунов не перепутались. Как на шатуне, так и на крышке подшипника обычно тиснится соответствующий номер позиции в блоке цилиндров.

Порошковая металлургия

Двигатели, такие как Ford 4.6-литровый двигатель и 2,0-литровый двигатель Chrysler имеют шатуны, изготовленные с использованием порошковой металлургии, что позволяет более точно контролировать размер и вес с меньшими затратами на обработку и меньшую лишнюю массу, которую необходимо обработать для балансировки. Затем крышка отделяется от стержня в процессе разрушения, что приводит к неровной поверхности сопряжения из-за зерна металлического порошка. Это гарантирует, что при повторной сборке крышка будет идеально расположена по отношению к штоку, по сравнению с небольшими перекосами, которые могут возникнуть, если обе сопрягаемые поверхности будут плоскими.

Составные стержни

Многорядные двигатели с множеством цилиндров, например, с компоновкой V12, имеют мало места для большого количества шатунных шейек на ограниченной длине коленчатого вала. Это трудный для решения компромисс, и его последствия часто приводили к отказу двигателей (Sunbeam Arab, Rolls-Royce Vulture).

Самым простым решением, почти универсальным для двигателей дорожных автомобилей, является использование простых стержней, в которых цилиндры обоих берегов имеют общую цапфу. Для этого необходимо, чтобы стержневые подшипники были на уже , что увеличивает нагрузку на подшипник и увеличивает риск выхода из строя высокопроизводительного двигателя.Это также означает, что совпадающие (то есть противоположные) цилиндры в разных рядах не совсем в плоскости друг друга, а немного смещены по оси коленчатого вала.

В некоторых типах двигателей используются стержни ведущий / ведомый, а не простой тип, показанный на рисунке выше. Ведущий шток несет один или несколько кольцевых штифтов, к которым болтами прикреплены большие концы ведомых штанг гораздо меньшего размера на других цилиндрах. В некоторых конструкциях V-образных двигателей используется шток ведущий / ведомый для каждой пары противоположных цилиндров.Недостатком этого является то, что ход вспомогательной штанги немного короче, чем ход ведущей, что увеличивает вибрацию в V-образном двигателе, что катастрофически характерно для Sunbeam Arab.

Радиальные двигатели обычно имеют главный шток для одного цилиндра и несколько подчиненных штоков для всех остальных цилиндров в одном ряду.

Обычным решением для высокопроизводительных авиадвигателей является «раздвоенный» шатун. Один стержень («вилка») разделен на две части на большом конце, а другой стержень из противоположного цилиндра («лезвие») утончен, чтобы поместиться в этот зазор в вилке.Журнал по-прежнему разделяется между цилиндрами. Rolls-Royce Merlin использовал этот стиль «вилки и лезвия». Обычное расположение вилочных штоков состоит в том, что шток вилки имеет одну широкую опорную втулку, охватывающую всю ширину штанги, включая центральный зазор. При этом стержень лопасти движется не непосредственно по шатунной шейке, а по внешней стороне этой втулки. Два стержня не вращаются относительно друг друга, а просто колеблются вперед и назад, поэтому этот подшипник относительно не нагружен и работает с гораздо меньшей поверхностной скоростью.Однако движение подшипника также становится возвратно-поступательным, а не непрерывным, что является более сложной проблемой для смазки.

Вероятным кандидатом на крайний пример конструкции составной шарнирно-сочлененной тяги может быть сложный немецкий 24-цилиндровый авиационный двигатель Junkers Jumo 222, который должен иметь — в отличие от компоновки X-образного двигателя с 24 цилиндрами, с шестью цилиндрами на ряд, — только четыре цилиндров на блок, и шесть рядов цилиндров , все с жидкостным охлаждением с пятью «подчиненными» стержнями, прикрепленными к одному ведущему стержню, ^[15] для каждого «слоя» цилиндров в его конструкции.После создания почти 300 испытательных образцов в нескольких различных объемах, сложный двигатель Jumo 222 фирмы Junkers оказался производственным отказом для более совершенного боевого самолета Люфтваффе Третьего рейха, для которого требовались авиационные силовые установки мощностью более 1500 кВт (2000 л.с.) каждая. .

См. Также

Шатуны Направляющие • Muscle Car DIY

Шатуны подвергаются большей нагрузке, чем любой другой компонент двигателя. Выбор самого сильного удилища для достижения поставленной цели абсолютно необходим.У вас есть выбор из множества материалов: металлический порошок, кованая сталь, алюминий, титан, стальная заготовка и алюминий. Шатуны предлагаются в конфигурациях с двутавровыми и двутавровыми балками, и вам необходимо учитывать вес, баланс и размерные факторы. Болты шатуна также подвергаются огромным нагрузкам, и они не должны выходить из строя. Как мы все знаем, если шатун выходит из строя, двигатель может перейти в утиль за доли секунды. Так что выбирайте с умом и не выбирайте недорогие удочки.

---

Этот технический совет взят из полной книги СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПЕЧАТИ ДВИГАТЕЛЯ: ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО ПО ПРЕЦИЗИОННОМУ ДВИГАТЕЛЮ.Подробное руководство по этой теме вы можете найти по этой ссылке:

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ ЗДЕСЬ

ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ: Пожалуйста, не стесняйтесь делиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете. Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https://musclecardiy.com/performance/how -to-blueprint-motors-шатуны-направляющие /

---

Типы штанг Шатуны

доступны в различных материалах и различных конструктивных решениях.Старые производственные стержни для двигателей легковых автомобилей обычно изготавливались из чугуна. Для производства высокопроизводительных двигателей в некоторых двигателях штоки обычно изготавливались из кованой стали. Сегодня большинство стержней OEM-производства изготавливаются из порошкового металла (часто называемого стержнями PM), а в некоторых случаях используются стержни из кованой стали.

Стержни из порошкового металла

Прутки из порошкового металла изготавливаются аналогично литью или ковке. Специализированная порошкообразная смесь сплавов помещается в форму, нагревается (для плавления и растекания), а затем под давлением.В результате получается удивительно прочный продукт, для которого требуется только хонингование большого и малого концов и нарезание резьбы болтом (дополнительная внешняя обработка не требуется). Вместо того, чтобы иметь отдельные корпус стержня и крышку (как у литых или кованых стержней), стержни PM изготавливаются как одно целое.

Последовательность этапов обработки создает отверстие под палец, отверстие под кривошип и поверхности болтов. Колпачок также отделен прорезью, облицован и прикреплен, чтобы окончательно определить размер головки.

Шатун из заготовки обеспечивает гораздо большую прочность, чем чугунный стержень.

После того, как порошковая смесь сформирована в штампе, смесь нагревается до температуры более 1500 градусов по Фаренгейту и выковывается под давлением более 750 тонн. Поковка из порошкового металла затем подвергается термообработке и финишной обработке. Здесь видны стержни, попадающие в печь для термообработки. (Фото любезно предоставлено Howards Cams)

После того, как соединительный стержень PM сформирован в форме, крышка создается путем ее отламывания в зажимном приспособлении. Это также называется конструкцией с защелкивающейся крышкой.Хотя этот процесс обеспечивает очень точное сопряжение колпачка и стержня, размер стержня PM нельзя изменить традиционными методами. Если требуется изменение размера, можно просто отточить большие концы большего размера и выбрать подшипник с большим наружным диаметром.

Этот крупный план сопрягаемой поверхности колпачка стержня из порошкового металла с «треснувшей крышкой» показывает неровность поверхности. Две изломанные поверхности идеально совмещаются при установке колпачка, обеспечивая точную регистрацию колпачка.

Крупный план поверхности сопряжения стержня колпачка из порошкового металла с трещинами.Соблюдайте осторожность при работе со стержнями из порошкового металла. не нарушайте неровности сопрягаемых поверхностей. Если вы взорвите их, коснетесь их напильником или уроните стержень на пол, вы испортите зеркальные сопрягаемые поверхности, и стержень придет в негодность. Профиль этих сопрягаемых поверхностей (на седле стержня и на крышке) должен оставаться абсолютно неповрежденным и неповрежденным.

Кованый пруток исключает большинство этапов обработки и формовки, так как первоначальная кованая форма очень близка ко всем конечным размерам.При разрыве на конце стержня образуется крышка. Стержень удерживается в приспособлении, участок линии разъема зарубается, а колпачок буквально отламывается.

В отличие от стержня и крышки, каждая из которых плоско обработана на стыковых поверхностях, стержни PM имеют неровные поверхности на стыковых участках. Преимущество этого в том, что он создает идеальное соединение между стержнем и крышкой, поскольку во время разделения не происходит потерь материала. Колпачок точно подходит к стержню (зеркальные поверхности). Колпачок теперь предназначен для своего оригинального стержня, и при соединении и затяжке болтов линия разделения невидима невооруженным глазом.Это обеспечивает идеальное выравнивание колпачка и стержня, без пространства для маневра и без необходимости искать пазы или ключи.

Помимо экономии на производственных затратах, неровные поверхности сопряжения, возникающие при разрыве крышки, обеспечивают точное сопряжение крышки со стержнем, которое идеально выравнивает крышку во время сборки. Металлургия стержня предотвращает удлинение канала ствола во время процесса гидроразрыва, поэтому не нужно беспокоиться о создании овального отверстия с большой головкой. Кроме того, благодаря конструкции из спрессованного порошкового металла, при разрушении не образуются трещины под напряжением или слабые участки.

Неравномерные сопрягаемые поверхности излома обеспечивают «тесное сцепление» между стержнем и крышкой. Это практически исключает смещение крышки (вращение крышки относительно стержня) и боковое перемещение крышки относительно стержня. Сдвиг крышки может привести к ускоренному износу поверхностей подшипника и, в крайнем случае, задиру подшипника. Боковое движение может привести к высокому напряжению сдвига в болтах шатуна при высоких оборотах двигателя (об / мин).

Штоки

OEM PM обычно подходят для мощности примерно до 400 л.с.Кроме того, переходите к кованым стержням. Обратной стороной стержней PM является то, что их нельзя ремонтировать традиционным способом. Фактически, шлифовка сопрягаемых концов уменьшает диаметр головки шатуна и создает некруглую форму, а затем их необходимо отточить до заданного диаметра. У стержней PM недостаточно материала для такой резки. Однако, в зависимости от области применения двигателя, вы можете просто отточить большие концы до диаметра отверстия увеличенного размера, а затем установить подшипники OD большего размера.Если стержень PM поврежден, вам часто нужно подбросить его и купить другой. Они не предназначены для ремонта.

Поскольку сопрягаемые поверхности колпачка и стержня представляют собой точное зеркальное отображение, после полного затягивания колпачка линии разъема практически исчезают.

Хотя тяги PM традиционно использовались только в двигателях OEM, теперь вы также начинаете видеть высокопроизводительные стержни PM послепродажного обслуживания. Например, компания Howards Cams объединилась с GKN и теперь предлагает кованые стержни из порошкового металла с чрезвычайно плотной и ненаправленной структурой зерен.

Высокотехнологичный базовый порошок смешан с избранными легирующими элементами. Плавление, распыление и отжиг контролируются в соответствии со строгими стандартами. Металлическая смесь уплотняется (в штампах) под огромным давлением, превышающим 1500 градусов по Фаренгейту. Горячая штамповка на 750-тонном прессе завершает структуру металла.

Это новое поколение стержней PM представляет собой гибрид PM и поковки. Хотя стержни PM уровня OEM обычно выдерживают около 400 л.с., новые стержни Howard с 5/16-дюймовыми болтами стержня ARP 2000 способны выдерживать более 585 л.с., но для них требуются болты стержня L19.Эти удилища выдержали даже более 800 л.с.

OEM PM — практичный выбор для уличных двигателей мощностью до 500 л.с. Недавно я построил 5,3-литровый двигатель LS с железным блоком, который я увеличил до 327 куб. В карбюраторной форме (одиночный 650 куб.футов в минуту) двигатель выдавал 425 л.с. и не имел никаких проблем. Если вы планируете сборку с высокими эксплуатационными характеристиками, хорошим выбором будут кованые удилища для вторичного рынка от Scat, Eagle, Lunati, Callies, Crower, Oliver и т. Д.Если вы собираетесь использовать тяги PM, вы не должны рассчитывать на мощность более 400 л.с., и ваш двигатель будет надежным.

Восстановленные штанги БДМ

Основная проблема при восстановлении стержней с треснувшим колпачком традиционным способом связана с неровными сопрягаемыми поверхностями стержня и колпачка. Эта неровная поверхность обеспечивает точное прилегание крышки к штоку, предотвращая любое смещение крышки во время сборки.

Однако, если сопрягаемые поверхности подвергаются механической обработке или шлифовке для уменьшения диаметра отверстия большого конца стержня при подготовке к повторной шлифовке до нужного размера, вся центрирующая способность теряется.Это разрушает уникальную блокировку Cap-torod. Так как стыковка с блокировкой не остается, потому что отсутствуют позиционирующие выступы, которые можно использовать, можно установить колпачок с небольшим смещением от центра из-за небольшого диапазона допусков болтов к отверстиям для болтов колпачка. В результате колпачок может быть установлен не по центру слева направо (сбоку) или под углом к ​​оси отверстия с большим концом. Хотя бы по этой причине, не рекомендуется повторно заострять сопрягаемые поверхности стержня и крышки.

Другая причина, по которой изменение размера этих стержней может создать проблему, — это относительно тонкий материал крышки.После того, как сопрягаемые поверхности отшлифованы до плоского состояния, новое меньшее и некруглое отверстие с большим концом может потребовать такого большого увеличения, чтобы создать круглое отверстие, чтобы материал крышки мог быть уменьшен в достаточной степени, чтобы создать потенциально слабую зону. Обратите внимание, что в процессе создания плоских сопрягаемых поверхностей может потребоваться уменьшить сопрягаемые поверхности на 0,040 дюйма или более, что может привести к комбинированному уменьшению отверстия на 0,080 дюйма или более. После изменения размера драгоценный маленький материал крышки может остаться.

Если необходимо изменить размер, не трогайте неровные поверхности сопряжения с трещинами.Вместо этого заточите головку шатуна до размера увеличенного размера, чтобы можно было установить подшипники штока с увеличенным наружным диаметром. Однако подшипники увеличенного размера доступны не для всех случаев использования колпачков с трещинами. Вы можете найти их с внутренним диаметром стандартного размера и внешним диаметром 0,010 дюйма больше; или с внутренним диаметром меньшего размера (для размещения кривошипа заземления меньшего размера) и с увеличенным наружным диаметром для размещения увеличенного конца шатуна.

Если подшипник с наружным диаметром увеличенного размера не подходит для вашего конкретного применения, замените его новым стержнем.В некоторых случаях новый стержень может быть недоступен как отдельная деталь. В качестве примера можно привести двигатели Dodge / Plymouth 2.0 SOHC и DOHC, где полный узел шток / поршень / палец должен быть приобретен у автопроизводителя, поскольку отдельные штоки или поршни не предлагаются. Таким образом, в ситуации, когда шатун шатуна деформирован и подшипник с наружным диаметром увеличенного размера недоступен, вы вынуждены платить за полный узел шток / поршень / палец, даже если исходный поршень полностью исправен.

Высококачественные шатуны вторичного рынка, кованые или заготовки, обычно поставляются с высококачественными, высокопрочными болтами для стержней.Как правило, производители штанг предоставляют спецификации крутящего момента, а также диапазон растяжения болтов штанги, предоставляя вам возможность выбора метода. Даже при использовании литых, кованых или порошковых стержней OEM, если вы используете качественные послепродажные болты стержня, которые поставляются с рекомендациями по растяжению, затяжка возможна путем растяжения (а не крутящего момента или крутящего момента с положительным углом).

Кованые стержни

Кованые стальные стержни представляют собой слиток или заготовку из легированной стали.Фактически, высокопроизводительные кованые стержни послепродажного обслуживания обычно изготавливаются из хромомолибденовой стали 4340. Стальной слиток обычно нагревают в печи примерно до 2200 градусов по Фаренгейту во время обычной ковки стали, после чего сталь становится очень пластичной. Затем слиток помещают в штамп для ковки и прессуют до получения приблизительной формы желаемого профиля. При ударе или прессовании это сжатие осуществляется под давлением 240000 фунтов. Это увеличивает прочность сплава за счет уплотнения, сжатия и выравнивания молекул.Размер слитка намного больше, чем требуется в матрице, поэтому он начинается со слитка, который весит примерно в два раза больше, чем желаемый конечный продукт. Во время процесса ковки / прессования излишки материала вытесняются из штампа на линиях сопряжения. Этот излишек позже срезается в штампе для обрезки. В зависимости от производителя стержни могут быть подвергнуты индукционной закалке, дробеструйной обработке и / или криогенному снятию напряжений и термообработке. Отдельные производители часто используют свои собственные формулы.

Каждый стержневой болт сначала устанавливается на упоры инструмента, а калибр обнуляется. Это обеспечивает контрольную точку (пока болт находится в расслабленном состоянии). Здесь показан датчик растяжения GearHead. Обратите внимание на удобное отверстие для большого пальца на корпусе заготовки. Во время тестовой установки, окончательной сборки и любых будущих демонтажных работ всегда сохраняйте болты стержня с их исходным стержнем (держите их в порядке), чтобы вы могли повторно измерить каждый болт, чтобы определить, можно ли его еще использовать и не потерял ли он часть своей первоначальной эластичности. .

Стержни двутавровой балки

имеют выемки на торцах балки. Часто обсуждается прочность двутавровой балки по сравнению со стержнями двутавровой балки, а также теоретические характеристики каждой конструкции балки для удаления паразитного масла во время работы двигателя. Для экстремальных оборотов двигателя и приложений с повышенным давлением в цилиндрах, таких как закись азота / принудительная индукция, часто рекомендуются конструкции с двутавровой балкой. Крупные производители удилищ обычно предлагают оба стиля.

В отличие от литых или кованых шатунов OEM, высококачественные шатуны послепродажного обслуживания производятся с гораздо более высоким уровнем точности и единообразия.Обратите внимание, что колпачок этого стержня с двутавровой балкой имеет ребра жесткости, но не имеет увесистой «балансирной подушки». Сегодняшние качественные удилища изготавливаются с такими жесткими допусками по размерам и весу, что крайне редко требуется какая-либо работа по корректировке баланса, отсюда и отсутствие дополнительного металла (то есть колодки) на крышке удилища. Балансировочные колодки являются обычным явлением для более старых стержней OEM, обеспечивая площадь массы, которую можно уменьшить, чтобы правильно сбалансировать набор стержней.

Кованые стержни имеют грубую форму и должны быть обрезаны, затем закалены и отпущены.Перед обработкой они должны быть отпущены, потому что процесс может изменить форму детали. Стержни могут деформироваться на 0,060 дюйма. Хотя процесс может отличаться от производителя к производителю, стержень обычно закаливают в растворе гликоля. После закалки стержень подвергается окончательной механической обработке для придания окончательной формы. Затем стержень подвергается снятию напряжений, поэтому он устойчив к образованию трещин под напряжением. Эти детали запекаются в печи при температуре от 400 до 600 градусов по Фаренгейту для снятия напряжений, возникающих в процессе обработки.Во время этого процесса тщательно контролируемые циклы нагрева и охлаждения должным образом отверждают металл. Затем шток подвергается окончательной механической обработке для получения отверстий малого и большого диаметра. И наконец, устанавливается окончательная твердость поверхности.

При осмотре кованых стержней вы можете обнаружить что-то, похожее на большую разделительную линию. На самом деле это не линия разлуки. Эта линия была установлена, когда лишняя сталь выталкивалась из штампа, а затем ее обрезали после ковки. В конечном итоге была произведена чистовая обработка, но эта линия осталась.В некоторых случаях с помощью горячего молотка или прессования ковкая сталь выдавливается из матрицы, а затем механическая обработка удаляет излишки. В результате не остается никаких следов обрезки.

В других случаях область обрезки может быть обработана не так тщательно, поэтому вы можете слабо видеть линию в области обрезки. Кованые детали могут слегка показывать, что в процессе изготовления использовалась матрица. Некоторые признаки обрезки являются обычным явлением и не создают никаких проблем. Большинство качественных кованых стержней на вторичном рынке обрабатываются с высокой точностью, и при этом исключаются любые следы линий разъема.

Алюминиевые стержни

Кованые алюминиевые стержни обычно изготавливают из алюминиевого сплава 7075 или 7075-Т6. Они могут быть изготовлены из кованых плоских заготовок или кованого алюминия, подвергнутого прессованию. Распространено мнение, что алюминиевые стержни имеют относительно короткий срок службы (из-за усталости) и не подходят для уличных применений, где не происходит рутинного демонтажа. Но это неправда. Алюминиевые прутья можно использовать для улицы.

Это алюминиевый стержень BME для малоблочного Chevy. Обратите внимание на прецизионно отполированные поверхности (это устраняет подъемники напряжения и помогает избавиться от паразитического прилипания к маслу). Также обратите внимание на зубчатые сопрягаемые поверхности с точным зеркальным отображением для совмещения колпачка со стержнем. (Фото любезно предоставлено Bill Miller Engineering)

Штанги для заготовок

Стержни для заготовок изготавливаются из легированной стали и алюминия. Благодаря возможностям современной обработки с ЧПУ теперь можно обрабатывать шатуны из сырья.Однако на самом деле ложа представляет собой сталь с плотным зерном, изготовленную методом ковки. Таким образом, на самом деле для изготовления стальных прутков для заготовок используется кованая сталь, которая затем обрабатывается на станке с ЧПУ до конечного состояния.

Стержни для заготовок дороже кованных из-за более высокой стоимости стального сплава и времени обработки. Поскольку эти стержни обрабатываются на станке с ЧПУ, они производятся с очень точным весом, размерами и спецификациями.

Титановые стержни

Титан обладает невероятным соотношением прочности и веса.Он изготовлен из заготовки из сплава Ti6AL4V и примерно на 33% легче кованого стального прутка сопоставимого размера. Например, полный титановый стержень может быть легче, чем только большой конец стального стержня сопоставимого размера. Меньший вес возвратно-поступательного движения приводит к более быстрым оборотам и большей мощности из-за уменьшения паразитной массы. Титановые стержни намного дороже кованой стали.

Эти стержни уменьшают вращающуюся массу, что является заметным преимуществом при оборотах двигателя выше 5000 об / мин или около того.В гоночном двигателе это дает реальные преимущества, но в уличном — это пустая трата денег. Также титан — хрупкий материал, чувствительный к царапинам. Небольшие царапины на поверхности могут привести к трещинам от напряжения, которые могут привести к поломке стержня.

Титан с точки зрения трения / механической обработки довольно «липкий» и при трении часто образует галечник. Беспокойство вызывает большая часть удилища. Чтобы предотвратить это состояние, титановые стержни необходимо отполировать и / или покрыть твердым покрытием, например нитридом хрома (более подробную информацию см. В главе 6).

Относительные затраты на материалы

Кованая или заготовка из стали подходит для подавляющего большинства уличных и гоночных применений. Там, где желательно дальнейшее снижение веса, доступны прутки из кованого алюминия / заготовок из алюминия по более высокой цене.

Для двигателей с высокими оборотами, где действительно важна экономия веса, титановые стержни часто являются лучшим вариантом, но они со временем устают больше, чем сталь. При использовании в гонках их необходимо заменять чаще, чем стальные стержни.

Титановые стержни

также очень дороги, что является важным фактором при ограниченном бюджете.

Алюминиевые стержни легче стали и почти такие же легкие, как титан, но стоят меньше титана и больше стали. Алюминиевые стержни имеют тенденцию быть более массивными и, как правило, требуют большего зазора между блоками.

Межцентровое расстояние

Межцентровая длина (CTC) — это фактическое расстояние от центра отверстия под палец шатуна до центра отверстия подшипника штока.(Подробнее о вычислении этого размера см. В главе 5.)

Длина штанги является фактором, определяющим комбинацию, необходимую для достижения определенного хода, относительно высоты блочной деки.

При проектировании вы хотите, чтобы у каждого поршня была одинаковая ВМТ, чтобы получить одинаковую степень сжатия в каждом месте отверстия. Во время контрольной установки установите кривошип, шатуны и поршни с подшипниками, но без колец. Медленно поверните кривошип, чтобы привести каждый поршень в ВМТ, и измерьте расстояние от верхней части компрессионной деки поршня до поверхности деки блока.

Измеритель внутреннего диаметра штока (показанный здесь датчик на хонинговальном станке Sunnen) позволяет точно и быстро измерить диаметр отверстия подшипника штока, а также проверить биение отверстия. После калибровки калибра для требуемого диаметра отверстия большой конец штока помещается на калибр для проверки диаметра отверстия. Это показывает, правильный ли диаметр отверстия, меньше или больше.

Незначительные отклонения в допусках кривошипа, шатунов и поршней могут привести к разнице в высоте ВМТ.Переставляя штоки в другие места цилиндров, вы можете оптимизировать компоненты. Например, смешивайте и сопоставляйте штоки / поршни, пока не получите наиболее сбалансированные размеры. Да, это требует времени и придирчивости, но это часть проекта: попытка оптимизировать все размеры, вес и зазоры.

Зазор между поршнем и штоком

Маленький конец штока не должен касаться какой-либо части поршня. На стенде протестируйте сборку каждого штока с поршнем с помощью пальца и проверьте зазор между верхней частью штока и нижней стороной поршня.Обычно это не проблема, если только вы не используете стандартные штоки OEM с большими балансировочными прокладками в верхней части штока и нестандартные поршни. Поверните малый конец штока на штифт на запястье и убедитесь, что имеется достаточный зазор с нижней стороны поршня. Даже с учетом теплового расширения у вас должен быть зазор не менее 0,080 дюйма.

Также проверьте зазор между малым концом штока и бобышками поршневого пальца (где шток скользит по пальцу кисти). Даже если у вас есть допуск на верстак, это не гарантия того, что у вас будет разрешение при установке пакета.Во многих конструкциях двигателей балка штока не отцентрирована под поршнем (небольшое смещение), когда шток устанавливается на кривошип.

Проверьте, установите шток / поршень на установленный коленчатый вал. Переверните блок двигателя на подставке вверх дном. Двигайте стержень вперед и назад, чтобы увидеть, насколько близко маленький конец стержня подходит к выступам штифта. У вас должен быть зазор не менее 0,060–0,80 дюйма. Если малый конец касается выступа штифта, отрежьте немного от выступа штифта или сузите маленький конец стержня, чтобы приспособиться к этому.

Проблемы с зазором чаще возникают при использовании алюминиевых стержней, потому что они толще. Ни в коем случае не балансируйте коленчатый вал до тех пор, пока не будут выполнены все предварительная сборка и отладка.

Зазор между штангой и блоком

Это должно вызывать беспокойство только при использовании коленчатого вала с ходовым механизмом (или, возможно, при использовании более толстых алюминиевых стержней). Установив кривошип и проверяя поршни / штоки, медленно поверните кривошип, чтобы проверить зазор шатуна в нижней части всех цилиндров.Если стержни соприкасаются или если зазор слишком мал, отметьте блок и измельчите материал, чтобы получить зазор. Вообще говоря, зазор между штоком и блоком должен быть не менее 0,080 дюйма.

Зазор между штоком и распределительным валом

Когда кривошип вращается и стержни перемещаются в сторону ВМТ, большие концы стержней приближаются к распределительному валу. Особенно в случае длинноходового кривошипа, кулачка с высоким подъемом и / или более толстых стальных или алюминиевых стержней существует опасение, что стержни могут ударить по кулачкам.Во время контрольной установки медленно вращайте кривошип и следите за натиском штока на кулачок. Если вы чувствуете сопротивление, остановитесь. Используя тонкий фонарик, вы сможете визуально проверить наличие просвета.

Распределительный вал вращается со скоростью, равной половине скорости коленчатого вала, поэтому убедитесь, что проверили не менее четырех оборотов коленчатого вала. Чтобы проверить зазор, можно нанести полоску глины толщиной 0,125 дюйма на сторону стержней, у нижней балки, около линии разъема крышки стержня. Обязательно очистите поверхность стержня от масла перед прикреплением глины.

Когда вы вращаете кривошип, любая область плотнее толщины глины оставляет отпечаток и дает контрольную отметку. Если вы обнаружите какие-либо следы контакта, используйте лезвие бритвы, чтобы вырезать кусок глины и тщательно измерить толщину прессованной глины. Вам нужен зазор около 0,060 дюйма. Если шток упирается в выступ кулачка, удалите материал штанги в области контакта, переустановите, повторно установите и снова проверьте зазор.

Если требуется больший зазор, у вас есть два варианта: удалить материал со стержня или заменить распределительный вал с меньшей базовой окружностью.Если вы перейдете на кулачок с меньшей базовой окружностью, вам понадобятся более длинные толкатели. Когда-то получение такой камеры было настоящей проблемой, требующей больших затрат и времени. Но с сегодняшними возможностями ЧПУ большинство производителей кулачков могут относительно быстро производить то, что вам нужно.

Если вы решили разгрузить штанги, делайте это осторожно, чтобы не ослабить участки внутренней резьбы болта штанги. Кроме того, на стержне не должно быть острых краев и следов заточки / царапин. После шлифования необходимого разгрузки соберите и еще раз проверьте зазор.Заземление необходимо тщательно отполировать, чтобы удалить все потенциальные источники напряжения.

Опять же, никогда не выполняйте балансировку кривошипа до тех пор, пока не будет проверен весь зазор. Не забудьте отметить все стержни и их крышки номерами отверстий. После того, как шток будет подогнан и зазор проверен в определенном месте отверстия, оставьте его в этом месте.

Зазор подшипника штока

Измерить диаметр шейки шатуна коленчатого вала микрометром. Не полагайтесь только на опубликованные спецификации, прилагаемые к кривошипу.Запишите этот диаметр для каждой шейки стержня. Никогда не предполагайте, что все журналы были заземлены одинаково. Установите пару новых шатунных подшипников на шатун и крышку. Сначала убедитесь, что седла штока и крышки чистые и сухие — между подшипником и седлом не должно быть масла. Установите колпачок штока и в тисках для штока затяните оба болта штока до указанного значения (независимо от того, используете ли вы момент затяжки или затягиваете путем растяжения).

Измерить шатунную шейку коленчатого вала микрометром и записать показания.Установите шатунные подшипники в шатун и полностью затяните крышку шатуна согласно спецификации. Откалибруйте калибр с круговой шкалой по зарегистрированному диаметру шейки штока. Используйте калибр для проверки диаметра установленного подшипника в штоке. Любая разница в диаметре отверстия (плюс или минус) показывает существующий масляный зазор. Обязательно измеряйте диаметр подшипника в положениях «12 часов» и «6 часов» под углом 90 градусов к линии разъема.

Предполагая, что вы уже проверили, соответствует ли отверстие шатуна шатуна спецификации, если масляный зазор слишком узкий или слишком свободный, для большинства применений доступны подшипники меньшего или большего размера.

Обязательно проверьте зазор между кромкой подшипника шатуна и галтелями коленчатого вала. Вместо того, чтобы пытаться увидеть это с установленным на блоке коленчатым валом, поместите коленчатый вал на пару чистых V-образных блоков на столе. Установите шатунные подшипники на седло шатуна и крышку. Перед установкой шатуна на коленчатый вал используйте фломастер, чтобы закрасить край подшипника, обращенный к галтелю шейки.

Установите шатун на шейку шатуна коленчатого вала. Полностью установите стержень напротив галтеля и вращайте стержень вперед и назад относительно галтеля.Снимите шатун с коленчатого вала и осмотрите отмеченный край на наличие меток, указывающих на то, что подшипник трулся о буртик. В этом случае опорную кромку можно осторожно снять с помощью скребка для подшипников.

Боковой зазор штока

Боковой зазор относится к переднему и заднему зазору пары шатунов на шейке шатуна. Установив кривошип в блоке, с установленными парой шатунов и поршней, а также со шатунами на общей шейке, раздвиньте большие концы шатуна в стороны (прижимая оба к их галтелям и создавая зазор между ними).Используйте щуп для измерения зазора. Приемлемый диапазон для бокового зазора составляет от 0,014 до 0,020 дюйма для стальных стержней и, возможно, немного больше для алюминиевых стержней (с учетом теоретической скорости расширения), от 0,017 до 0,022 дюйма. Всегда проверяйте, что рекомендует производитель.

Никогда не предполагайте, что боковой зазор штока правильный, независимо от того, имеете ли вы дело с новыми или бывшими в употреблении шатунами и / или шатунами. Всегда проверяйте боковой зазор, вставляя чистый щуп между двумя большими концами стержня.Не забудьте вручную развести стержни, вставляя калибр. Всегда обращайтесь к спецификациям боковых зазоров для данного двигателя, но в целом у вас должен быть зазор не менее 0,012 дюйма или около того.

Расчет балки

Шатуны обычно имеют двутавровую или двутавровую конструкцию. Обозначения относятся к форме поперечного сечения стержневой балки. Стержни двутавровой балки имеют гладкую твердую поверхность по сторонам балки и выемки вдоль каждой стороны граней балки.Стержни двутавровых балок имеют плоские твердые поверхности на гранях балки и канавки (углубления) по сторонам балки.

Какой стиль лучше? Теоретически стержни с двутавровыми балками прочнее, но на самом деле стержни с двутавровыми балками могут быть легче, но по прочности не уступают стержням с двутавровыми балками. С точки зрения ветра (прилипание масла к штоку во время работы двигателя) двутавровая балка теоретически лучше. Однако есть исключения, потому что могут применяться специальные или «маслоотводящие» покрытия, чтобы способствовать меньшему прилипанию паразитного масла к стержням любого типа.Во многих случаях выбор между двутавровой балкой и двутавровой балкой сводится к доступности производителя и / или предпочтениям производителя двигателя.

Все большие головки шатунов имеют плоскую обработанную поверхность с одной стороны и скошенную кромку с противоположной стороны. В этом примере показана плоская сторона. Сторона с фаской всегда обращена к галтелю шейки коленчатого вала, а плоские стороны всегда обращены друг к другу (от стержня к стержню) на общей шейке. Кроме того, никогда не переключайте колпачки удилищ между собой. Оригинальный колпачок, который был прикреплен к удилищу производителем, всегда должен оставаться на том же самом удилище.Производители удилищ обычно помогают путем лазерной обработки совпадающих номеров на стержне и колпачке, чтобы облегчить идентификацию.

Пример стержня с X-образной балкой. Это одна из новых X-образных штанг Howards Cams для тяжелых условий эксплуатации для импортных турбо-приложений. Обратите внимание на осветляющие канавки как на лицевых, так и на боковых сторонах балки. Это обеспечивает уменьшенный возвратно-поступательный вес при сохранении прочности штанги. (Фото любезно предоставлено Howards Cams)

Здесь показана скошенная сторона большого конца той же штанги.Обратите внимание, насколько выражена фаска на этой стороне. Сторона с фаской должна быть обращена к галтелю кривошипа (область, где шейка штока встречается с основанием противовеса кривошипа).

Большинство высокопроизводительных шатунов имеют конструкцию с плавающим штифтом, которая позволяет штифту на запястье свободно вращаться как в отверстии поршневого пальца, так и в отверстии малого конца штока. На головке штока установлена ​​бронзовая втулка.

Другой тип стержня — это X-образная балка, которая также доступна для различных автомобильных газовых двигателей.Х-образная балка представляет собой своего рода смесь двутавровой и двутавровой балок, и у нее есть облегченные канавки на гранях балки и сторонах балки. Это обеспечивает значительную экономию веса, а также увеличивает площадь поверхности балки, обеспечивая меньший вес при сохранении прочности.

Затяжка болтов стержня

Один из самых простых и недорогих способов продлить срок службы шатунов и шатунных подшипников — использовать только самые качественные болты шатуна. Это означает, что вам следует купить ARP, A1 или другой производитель производительности.

Стержневые болты можно затягивать одним из трех способов: с использованием метода крутящего момента плюс угол, приложения крутящего момента или контроля растяжения болта.

Независимо от того, какой метод затяжки вы выберете, рекомендуется использовать измеритель растяжения. Независимо от того, какой у вас тип стержневых болтов (OEM или вторичный), сначала измерьте и запишите общую свободную длину каждого стержневого болта (когда он новый и снят). Обязательно запишите, на какой стержень будет устанавливаться каждый болт (цилиндр номер 1, -2 и т. Д.). Во время любой будущей разборки двигателя (или когда появится такая возможность) повторно измерьте свободную длину каждого болта и сравните ее с исходной (новой) свободной длиной, которую вы записали. Если болт удлинился (растянулся) более чем на 0,0005 дюйма, замените болт, поскольку он начал терять свои упругие свойства. Никогда не предполагайте, что использованный болт стержня все еще пригоден к эксплуатации.

Момент затяжки плюс угол

Метод «крутящий момент плюс угол» может использоваться только с болтами штатной тяги, если в спецификациях требуется положительный крутящий момент для конкретного двигателя.Если вы используете болты штанги с характеристиками вторичного рынка, в большинстве (если не во всех) случаях производитель предоставляет спецификации крутящего момента и диапазон растяжения (предоставляя вам выбор методов затяжки).

Момент затяжки

Если вы намереваетесь использовать метод определения крутящего момента, производители болтов обычно предоставляют два значения крутящего момента: одно для моторного масла в качестве смазки, а другое — для конкретной молибденовой смазки. Значения крутящего момента с молибденом всегда немного ниже, потому что молибден снижает трение резьбы и нижнее трение (если вы используете молибден, но затягиваете в соответствии со спецификацией масла, вы рискуете перетянуть).Молибден предпочтительнее, потому что он значительно снижает трение и обеспечивает более точное (и постоянное) значение крутящего момента. При смазке болта штока перед установкой обязательно нанесите смазку на резьбу болта и на нижнюю часть головки болта штока.

Контроль растяжения болтов

Помните, что болты предназначены для растяжения, когда они входят в свое упругое состояние (вы хотите, чтобы это «живое» упругое состояние обеспечивало достаточную силу зажима). Однако, если болт тяги перетягивается и превышает расчетное упругое состояние, болт немедленно ослабевает.Если стержневой болт был растянут за пределы допустимого диапазона упругости, его необходимо заменить.

Если вы проектируете двигатель, вы, скорее всего, строите высокопроизводительный или гоночный двигатель и должны использовать послепродажные высокопроизводительные болты шатуна. Этот процесс затяжки используется всеми основными производителями гоночных двигателей.

Каждый стержневой болт сначала устанавливается на упоры инструмента, а калибр обнуляется. Это обеспечивает контрольную точку (пока болт находится в расслабленном состоянии).Здесь показан датчик растяжения GearHead. Обратите внимание на удобное отверстие для большого пальца на корпусе заготовки. Во время тестовой установки, окончательной сборки и во время любых будущих демонтажных работ всегда сохраняйте болты стержня с их оригинальным стержнем (держите их в порядке), чтобы вы могли повторно измерить каждый болт, чтобы определить, пригоден ли он для использования и не потерял ли некоторые из своих оригинальных эластичность.

Сегодняшние высококачественные болты шатуна, работающие на вторичном рынке, всегда имеют углубления на обоих концах болта (на головке и на конце стержня).Эти углубления обеспечивают точные установочные контакты для измерителя натяжения.

После обнуления манометра (на ослабленном болте стержня) болт смазывают и затягивают динамометрическим ключом в соответствии со спецификацией крутящего момента производителя стержня или болта. Затем, используя датчик растяжения (все еще в обнуленном состоянии после первоначальной проверки свободной длины болта), болт проверяется, чтобы определить, насколько он растянулся. В этом примере болт тяги растянулся на 0,005 дюйма. Хотя это более трудоемкая процедура, чем простая затяжка до заданного значения крутящего момента, достижение точной зажимной нагрузки болта стоит проблем, особенно для гоночного двигателя, требующего огромных вложений.Важно понимать, что при затяжке болты растягиваются. Затягивая болт до оптимальной зажимной нагрузки, оставаясь в пределах его диапазона упругости, многие производители гоночных двигателей предпочитают затягивать, контролируя растяжение болта, а не конкретное значение крутящего момента. Мониторинг растяжения болта исключает потенциальные переменные затяжки по крутящему моменту, такие как трение резьбы, трение контакта под головкой болта и калибровка / точность динамометрического ключа.

Не следует просто затягивать болты стержня для достижения определенного значения крутящего момента.Вместо этого используйте технику прецизионной затяжки болтов шатуна. Для этого во время процесса необходимо использовать измеритель натяжения болтов. Значения крутящего момента для болтов шатуна на вторичном рынке могут отличаться на целых 10 фунт-футов от партии к партии из-за различий в термообработке и материалах. Болт необходимо измерить, чтобы получить максимальную прочность болта и круглость шатуна. Измерение растяжения болта позволяет точно достичь заданных зажимных нагрузок, а не просто использовать динамометрический ключ.

Разумеется, при работе с серийными двигателями, которые используют характеристики крутящего момента с положительным углом (например, 20 фут-фунт с последующим дополнительным поворотом на 90 градусов), следуйте процедуре OEM. Затяжка болтов шатуна с использованием метода контроля растяжения действительно применима только к двигателям с высокими рабочими характеристиками, которые имеют послепродажные высокопроизводительные болты шатуна, и производитель болтов предоставил справочную информацию о величине растяжения.

Между производителями двигателей ведутся споры относительно допустимости растяжения болта измерительной штанги из-за потенциального сжатия материала штанги, когда крышка штока прикреплена к штоку.Хотя это может произойти, датчик растяжения остается оптимальным методом точного определения зажимной нагрузки шатунного болта.

Варианты способа затяжки

Болт и другие подобные крепежные детали можно рассматривать как пружину с высоким сопротивлением. Чтобы получить наилучшее усилие зажима от болта, нельзя перетягивать его или превышать предел текучести. При затяжке ниже предела текучести болт обеспечивает постоянное и точное зажимное усилие, необходимое для сборки двигателя с высокими рабочими характеристиками.Вы можете повредить резьбу стержня из-за чрезмерного затяжки, а болты могут иметь неравное усилие зажима. Это может привести к выходу болта из строя и к тому, что отверстие под болт станет некруглым.

Штанговые болты

OEM обычно обеспечивают предел прочности на разрыв от 150 000 до 160 000 фунтов на квадратный дюйм. Различия в производстве болтов могут сильно повлиять на допуски, и в результате максимальный ход растяжения болта может составлять от 0,003 до 0,006 дюйма. Используйте измеритель растяжения болта и характеристики крутящего момента, чтобы достичь идеального растяжения болта для конкретного применения.Если вы просто используете спецификации крутящего момента, вы можете получить неравное усилие зажима стержневого болта.

Производители производят стержневые болты высшего качества для достижения гораздо более жестких допусков на разрыв. ARP рассчитывает предел растяжения и текучести для всех болтов, а его комплекты болтов включают все данные спецификации, чтобы вы могли безопасно и правильно получить правильное усилие зажима. В инструкциях указано конкретное растяжение каждого болта. ARP заявляет, что базовый рейтинг прочности на растяжение составляет 190 000 фунтов на квадратный дюйм. Фактические рейтинги для некоторых конкретных продуктов значительно выше.

Вы всегда должны стремиться к постоянному и точному моменту затяжки болтов шатуна. Вы должны использовать один и тот же метод для затяжки болтов на всех этапах процесса сборки двигателя. Различные или неточные методы затяжки могут привести к неравномерной или недостаточной затяжке болтов. В свою очередь, это может привести к повреждению формы отверстия шатуна. Например, если один техник использует одно значение крутящего момента для восстановления шатунов, используя только значение крутящего момента, в то время как другой механик применяет метод растяжения болта, конечным результатом может стать некруглое отверстие.Эти два метода производят разные колебания трения. Таким образом, более высокая зажимная нагрузка может быть достигнута с использованием метода растяжения, в отличие от использования только крутящего момента болта (без учета фактического растяжения болта). Кроме того, только 80% крутящего момента можно приложить к болту без смазки из-за повышенного трения.

Эта крышка стержня снята со стержня. Перед снятием стержня с инструмента я временно и свободно заменил болты стержня, просто чтобы облегчить задачу удержания крышки вместе со стержнем (чтобы легче избежать ошибок несоответствия крышки).

Как видите, отклонения могут быть вызваны тем, как были растянуты болты штока (результаты основаны на величине крутящего момента или растяжке болта), и тем, как изменяется смазка резьбы (если болты сначала затягивались одним типом смазки, а затем затягивались с помощью другой тип).

Когда двигатели собираются вручную, такое пристальное внимание к значениям растяжения болтов и крутящего момента является обязательным для достижения высочайшего качества сборки. Методичная сборка двигателя, нацеленная на высочайший уровень точности, должна использовать метод растяжения, а не метод крутящего момента.

Коэффициент трения

Если болт затягивается с учетом только значения крутящего момента, вы не обязательно сможете достичь желаемого предварительного натяга из-за переменной силы трения. Учитывайте материал самого шатуна, который вам не подвластен. Когда вы затягиваете болт, головка болта стремится врезаться в стержень, что немного сжимает материал крышки шатуна. Твердость материала крышки стержня варьируется в зависимости от стержней OEM, а также стержней из кованой стали, титана и алюминия.Контролируя растяжение болта, вы устраняете эту переменную, стремясь достичь требуемого усилия зажима.

Тиски для шатуна определенно стоит вложенных средств. При снятии крышки шатуна с нового шатуна или при затяжке болтов шатуна, когда шатун снят с кривошипа, необходимо закрепить шатун. Использование обычных настольных тисков может серьезно повредить штангу; образование заусенцев, выбоин или чего-то еще хуже может привести к трещинам под напряжением и выходу из строя. Специально разработанные тиски для штанги позволяют закрепить штангу без повреждений.

Специальный разделитель крышек удилищ — еще один специальный инструмент, который следует рассмотреть. При необходимости снять колпачок стержня на ранее собранном стержне, общий подход состоит в том, чтобы сначала ослабить болты стержня, а затем ударить по головкам болтов стержня пластиковым молотком, чтобы сместить колпачок. Этот метод груб и всегда может привести к падению удочки. Такой разделитель крышки стержня, как этот, позволяет легко и точно отделить крышку стержня. Большой конец стержня надевается на разрезную втулку инструмента.Затем шпиндель вращается, перемещая половинки втулки друг от друга. Это плавно снимает колпачок со стержня.

Проще говоря, используя метод контроля растяжения, вы устраняете переменные, связанные с трением резьбы и твердостью материала стержня. Если указанная производителем величина растяжения для данного болта штанги составляет от 0,005 до 0,006 дюйма, и вы затягиваете, например, измеренным растяжением 0,0055 дюйма, вы знаете, что достигли необходимой зажимной силы, при этом ни один из них не был недостаточным. затягивание или чрезмерное затягивание.

Требования к крутящему моменту

Затягивая любой резьбовой крепеж, вы боретесь с трением в резьбовом зацеплении. Нижняя сторона головки болта или гайки трется о сопряженную поверхность. В результате теряется значительное количество энергии крутящего момента. Несмотря на то, что вы можете приложить указанное количество крутящего момента, в соответствии с динамометрическим ключом, вы действительно не знаете, какое именно усилие зажима создается. Это еще один пример того, почему имеет смысл затягивать критические болты стержня, используя метод растяжения.

Когда вы полагаетесь на крутящий момент для достижения зажимной нагрузки, вы максимизируете свои усилия, сводя к минимуму потери на трение. Очень важно убедиться, что резьбовые отверстия в блоке чистые и не содержат мусора, заусенцев и других загрязнений.

Не используйте метчик для очистки внутренней резьбы в блоке цилиндров.

Они предназначены для создания резьбы путем удаления материала. Чтобы очистить существующие резьбовые отверстия, начните с процедуры очистки (например, заправки блока в горячем состоянии).Никогда не считайте, что все резьбовые отверстия чистые, просто промыв блок.

Очистите каждое отверстие вручную с помощью растворителя, винтовочной щетки и сжатого воздуха (всегда надевайте защитные очки). Если состояние резьбы подозрительно, вы можете использовать метчик для восстановления резьбы. Метчик для формовки предназначен для реформирования резьбы, в отличие от метчика, который удаляет материал. Специальные метчики для формовки можно приобрести через специализированные источники снабжения машинистов и инструменты для ремонта двигателей.

Цифровой динамометрический / угловой ключ, хотя и является довольно дорогим инструментом, обеспечивает точность и экономию рабочего времени; нет необходимости останавливаться и переходить на угловой гаечный ключ.Если вы регулярно выполняете заводскую затяжку с крутящим моментом / углом, подумайте о покупке одного из них.

Одним нажатием кнопки вы можете быстро установить значение крутящего момента (в фут-фунтах, фунтах-дюймах или Нм).

Нажав другую кнопку (режим изменения), вы быстро установите угол наклона. Одной из приятных особенностей этого типа гаечного ключа (показан Snap-On) является то, что вы можете фактически затягивать с храповым механизмом даже в угловом режиме, не теряя контрольной точки. Довольно ловко.

Если в спецификациях по затяжке болтов штанги требуется крутящий момент плюс угол (типичный для многих современных OEM-болтов штанги), цифровой динамометрический / угловой гаечный ключ облегчит эту работу. Нажмите кнопку, установите крутящий момент и затягивайте, пока гаечный ключ не издаст звуковой сигнал. Нажмите другую кнопку, чтобы установить требуемый угол, и снова затяните, пока гаечный ключ не издаст звуковой сигнал. Здесь показано затягивание болта штока (с новыми болтами штанги OEM) на двигателе GM LS с помощью цифрового динамометрического / углового ключа Snap-On.

Если ваши OEM-штанговые болты требуют затяжки с крутящим моментом плюс угол, сначала используйте динамометрический ключ, чтобы затянуть до указанного крутящего момента.Затем продолжайте вращать болт на указанное количество градусов. Доступны недорогие металлические или пластиковые угловые датчики, которые крепятся к головке храпового механизма или бруска. Этот простой адаптер, прикрепляемый между трещоткой и головкой, позволяет визуально контролировать угол затяжки. Когда инструмент прикреплен к крепежному элементу, обнулите калибр. Продолжая затягивать, просто наблюдайте за стрелкой манометра. Как только он достигнет желаемого угла, остановитесь.

Если вы затягиваете динамометрическим ключом, всегда беритесь за ручку в центре.Кроме того, старайтесь держать ключ как можно ровнее (под углом 90 градусов к болту), а другой рукой закрепите головку ключа. Затягивайте медленно / постепенно, пока не достигнете желаемого значения крутящего момента. Избегайте резких рывков и рывков, которые могут привести к небольшому перетягиванию.

Специально разработанная смазка для узлов крепежа разработана для значительного уменьшения трения (на резьбе и нижней стороне головки болта) во время затяжки или затяжки за счет растяжения. Не используйте смазку другого типа.Затяжка болтов штанги — критический аспект сборки двигателя, и здесь негде срезать углы!

При нанесении сборочной смазки на болты штока равномерно нанести покрытие на резьбу болта.

Также нанесите покрытие монтажной смазкой на нижнюю часть головки болта. Помните, что трение возникает между резьбой и между головкой болта и крышкой штока.

При использовании высококачественных болтов крепления головки блока цилиндров и болтов главной крышки после продажи всегда используйте смазку для резьбы, указанную производителем болта, и следуйте рекомендациям по крутящему моменту.Между моторным маслом и смазочными материалами на основе молибдена существует большая разница в смазывающей способности. Смазка на основе молибдена обеспечивает гораздо меньшее сопротивление трению.

Если болт рассчитан, скажем, на 60 фут-фунт крутящего момента с маслом, но резьба смазана молибденом, вы перетягиваете болт. Если болт рассчитан на 60 фут-фунтов с молибденом, и вы используете вместо него масло, вы недостаточно затягиваете. Обращайте особое внимание на инструкции, прилагаемые к любому набору неоригинальных головок или основных болтов.

Проверка шатуна

Практически во всех случаях я рекомендую устанавливать новые болты шатуна для высокопроизводительных сборок или восстановления запасов.Просто не стоит рисковать с использованными и, возможно, перетянутыми болтами. Независимо от того, устанавливаете ли вы новые или бывшие в употреблении шатуны, вы всегда должны проверять каждый из них на предмет длины межцентрового расстояния, диаметра отверстия шатуна, диаметра отверстия малого конца и любого овального отверстия шатуна. Для использованных стержней также проверьте на предмет изгиба стержня, перекручивания стержня и трещин.

При измерении диаметра и овальности отверстия под шатуны крышка должна быть полностью установлена, а болты штока должны быть полностью затянуты с крутящим моментом (или растяжением болта), указанным производителем.Кроме того, всегда используйте указанную смазку для резьбы болтов. Это особенно важно, если вы затягиваете для достижения значения крутящего момента.

Тот же калибр диаметра штока используется для проверки отверстия под палец. Если используются полностью плавающие стержни с характеристиками вторичного рынка, диаметр рассчитывается исходя из рекомендуемого масляного зазора до штифтов на запястье.

Каждый шатун (особенно используемый) всегда следует проверять на предмет деформации, используя стенд для выравнивания шатунов. Здесь стержень проверяется на изгиб.Обратите внимание, что верхняя наковальня лежит поверх булавки для запястья. Поместив стержень в приспособление для центрирования инструмента, используйте щуп между поверхностью штифта запястья и верхней проверочной базой.

То же самое приспособление используется для проверки стержня на скручивание, при этом верхняя наковальня контактирует со стороной стержня стержня. Любой измеренный изгиб или скручивание, превышающее 0,003 дюйма, является поводом для беспокойства.

Величина крутящего момента (и зажимная нагрузка) различаются для масла и смазки на основе молибдена. Если вы используете болты штанги OEM, которые предназначены для затяжки методом крутящего момента плюс угол, необходимо выполнить следующую процедуру.

После измерения отверстий шатуна на некруглость (и если отклонение составляет менее 0,002 дюйма), отверстия могут быть восстановлены путем шлифования материала с сопрягаемых поверхностей штока и крышки, затем снова собраны и отшлифованы. по размеру.

Стержни

PM имеют уникальную неровную сопрягаемую поверхность, которую нельзя нарушать. Если стержень PM выходит за пределы круглой формы не более чем на 0,002 дюйма, отверстие шатуна может быть заточено до большего размера, при условии, что для данной области применения доступны стержневые подшипники с увеличенным наружным диаметром.В противном случае стержни нельзя использовать повторно, и их необходимо заменить.

Некоторые послепродажные рабочие стержни могут иметь зубчатую сопрягаемую поверхность, которая фиксирует колпачок на стержне. Эту конструкцию также нельзя восстановить путем шлифования материала с сопрягаемых поверхностей. Требуется хонингование до небольшого размера и использование подшипников большего размера. Если какие-либо отверстия на головке шатуна выходят за пределы круглого сечения более чем на 0,002 дюйма, стержни следует выбросить и заменить.

Написано Майком Мавригианом и опубликовано с разрешения CarTechBooks

ПОЛУЧИТЕ СДЕЛКУ НА ЭТУ КНИГУ!

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга.Нажмите кнопку ниже, и мы отправим вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

.