2.3.2 Стержень шатуна

Стержни шатунов АТД имеют, как правило, двутавровое сечение. Обычно стержень симметричен относительно продольной оси КГШ. Смещение (несимметричность) использовалась в двухпролётных (неполноопорных) КВ, что давало возможность уменьшить расстояние между осями цилиндров и длину двигателя, но вызывало неравномерность износа шатунной шейки и шатунных подшипников.

К стержню шатуна предъявляются следующие требования:

 высокая жёсткость, гарантирующая надёжную работу тонкостенных вкладышей и шатунных болтов;

 минимальные габаритные размеры и масса;

 минимизация концентрации напряжений в местах изменения её формы;

 возможность прохождения КГШ через цилиндр при монтаже (необходимое условие для двигателей с блок-картерами).

Двутавровое сечение стержня является равноустойчивым к продольному изгибу как в плоскости качания шатуна, так и в плоскости, перпендикулярной плоскости качания. Оно также хорошо штампуется и имеет большую жёсткость при относительно малой массе. Внизу стержень шатуна должен плавно переходить в КГШ.

Стержень шатуна работает в условиях знакопеременных нагрузок по асимметричному циклу:

 разрывается силами инерции ВПД масс, расположенных над расчётным сечением, достигающих максимума в процессах выпуска-впуска при положении поршня в ВМТ;

 в процессе сгорания сжимается силой, равной разности силы давления газов и силы инерции.

Стержень шатуна совместно с ПГШ и верхней половиной КГШ штампуется из углеродистых или легированных сталей: 45, 40Х, 40ХН для двигателей с искровым зажиганием и 18Х2Н4МА, 40Х2Н2МА для дизелей.

В двигателях с искровым зажиганием иногда применяется литьё из перлитного чугуна. В качестве термообработки используются нормализация, закалка и отпуск. Для увеличения усталостной прочности применяется дробеструйная обработка или полировка.