2.3. Шатунная группа

Назначение

Шатун служит для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение КВ, а также для осуществления силового и кинематического взаимодействия между ними. В такте рабочего хода шатун передает усилие от давления газов на поршень, а при вспомогательных тактах ( впуск, сжатие, выпуск ), наоборот, от КВ к поршню.

При работе шатун совершает сложное плоскопараллельное движение: он движется возвратно-поступательно относительно оси цилиндра и качается относительно оси поршневого пальца.

Состав

К шатунной группе относятся: собственно шатун, крышка шатуна и элементы ее крепления, а также шатунные подшипники.

Условия работы

1. Шатун и его элементы подвергаются действию переменных нагрузок от сил давления газов и от сил инерции, либо только от сил инерции, а также испытывают монтажные и температурные напряжения.

2. Высокие переменные скорости относительного перемещения элементов шарнирного сочленения шатуна с поршневым пальцем и с шатунной шейкой КВ.

Требования к шатуну

Высокая прочность и жёсткость в условиях переменных нагрузок при минимальной массе.

Шатун состоит из:  стержня;  поршневой головки шатуна (ПГШ);  кривошипной головки шатуна (КГШ);  шатунных болтов;  вкладышей.

Конструкция шатуна в сильной степени зависит от особенностей конструкции двигателя, особенно, если конструкция последнего многорядная.

В большинстве АТД применяются так называемые одинарные шатуны, общими чертами которых являются:  неразъемная ПГШ;  стержень двутаврового сечения с полками, ориентированными в плоскости, параллельной оси коленчатого вала (КВ);  разъемная КГШ, крышка которой с помощью болтов соединяется со стержнем шатуна;  подшипник скольжения шатунной шейки в виде двух тонкостенных вкладышей.

В V-образных АТД последовательная установка однотипных шатунов на одну шатунную шейку является наиболее простым и распространенным конструктивным решением. Хотя это приводит к увеличению длины двигателя на 10-14%, увеличивает его массу и вызывает появление дополнительных моментов, изгибающих шатунную шейку.

Другие типы шатунов:  шатуны с центральным сочленением (вильчатый и внутренний) - двигатель УТД-300 (БМП);  сочленение с помощью главного и прицепного шатунов - двигатель V-2 (Д-12).