شاتون پیستون و میل لنگ را به هم متصل می کند و نیروی وارد بر پیستون را به میل لنگ منتقل می کند و حرکت رفت و برگشتی پیستون را به حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل می کند.
معرفی مختصر
مجموعه شاتون شامل یک بدنه شاتون، یک کلاهک انتهایی بزرگ شاتون، یک بوش انتهایی کوچک شاتون، یک پوسته یاتاقان انتهایی بزرگ شاتون و پیچها (یا پیچ) میله اتصال است. گروه شاتون، نیروی گاز منتقل شده توسط پین پیستون و همچنین نیروهای اینرسی نوسانی و رفت و برگشتی گروه پیستون را تحمل می کند. مقدار و جهت این نیروها به صورت دوره ای متفاوت است. بنابراین شاتون تحت بارهای متناوب مانند فشار و کشش قرار می گیرد. شاتون باید استحکام خستگی کافی و سفتی ساختاری داشته باشد. استحکام خستگی ناکافی اغلب منجر به شکستگی بدنه شاتون یا پیچ و مهره های شاتون می شود که منجر به تصادفات بزرگ و آسیب کامل دستگاه می شود. اگر سفتی ناکافی باشد، باعث تغییر شکل خمشی بدنه میله و تغییر شکل خارج از گردی انتهای بزرگ شاتون می شود که در نتیجه باعث سایش غیرعادی پیستون، سیلندر، یاتاقان و پین میل لنگ می شود.
ترکیب ساختاری
بدنه شاتون از سه قسمت تشکیل شده است و قسمتی که به پین پیستون متصل است، سر کوچک شاتون نامیده می شود. به قسمتی که به میل لنگ متصل است، انتهای بزرگ شاتون و به قسمت میله ای که انتهای کوچک و انتهای بزرگ را متصل می کند، بدنه شاتون می گویند.
سر کوچک شاتون عمدتاً یک ساختار حلقهای با دیواره نازک است. برای کاهش سایش با پین پیستون، یک آستر برنزی با دیواره نازک به سوراخ سر کوچک فشار داده می شود. شیارهایی روی سر کوچک و آستر سوراخ کنید تا قطرات روغن پاشیده شده به سطح جفت بین آستر روان کننده و پین پیستون وارد شوند.
بدنه شاتون یک عضو بلند است که در حین کار استرس قابل توجهی را تجربه می کند. برای جلوگیری از خم شدن و تغییر شکل، بدنه میله باید استحکام کافی داشته باشد. به همین دلیل، بیشتر بدنههای شاتون موتورهای خودرو از سطح مقطع I شکل استفاده میکنند که میتواند جرم را در عین حفظ استحکام و استحکام کافی به حداقل برساند. موتورهای تقویت شده بالا نیز از مقطع H شکل استفاده می کنند. برخی از موتورها از تزریق روغن سر کوچک شاتون برای خنک کردن پیستون استفاده می کنند که نیاز به سوراخ کردن یک سوراخ طولی در بدنه میله دارد. برای جلوگیری از تمرکز استرس، اتصال بین بدنه شاتون و انتهای کوچک و بزرگ یک انتقال صاف قوس دایره ای بزرگ را اتخاذ می کند.
برای کاهش لرزش موتور، لازم است اختلاف جرم هر شاتون سیلندر را به حداقل برد محدود کنید. هنگام مونتاژ موتور در کارخانه، آن را به طور کلی بر حسب گرم اندازه گیری می کنند و بر اساس جرم انتهای بزرگ و کوچک شاتون گروه بندی می کنند. همان مجموعه میله های اتصال برای همان موتور انتخاب شده است.
در یک موتور V شکل، سیلندرهای مربوطه در ستونهای چپ و راست دارای یک پین میل لنگ مشترک هستند و سه نوع شاتون وجود دارد: شاتونهای موازی، شاتونهای شاتون شکل، و شاتونهای اصلی و کمکی.
اشکال اصلی آسیب
اشکال اصلی آسیب به میله های اتصال شکستگی ناشی از خستگی و تغییر شکل بیش از حد است. محلهای معمول شکستگی ناشی از خستگی، سه ناحیه با فشار زیاد روی شاتون است. شرایط کار شاتون مستلزم آن است که استحکام و مقاومت بالایی در برابر خستگی داشته باشد. همچنین به استحکام و چقرمگی کافی نیاز دارد. در روشهای سنتی پردازش میلههای اتصال، معمولاً از موادی مانند فولاد 45، فولاد 40 کروم یا فولاد کوئنچ شده و 40MnB استفاده میشود که سختی بالاتری دارند. بنابراین، از مواد شاتون جدید تولید شده توسط شرکت های خودروسازی آلمانی مانند فولاد میکروآلیاژی با کربن بالا C70S6، فولاد فورج شده سری SPLITASCO، فولاد آهنگری FRACTIM و فولاد آهنگری S53CV-FS استفاده می شود (همه استانداردهای DIN آلمان هستند). اگرچه فولاد آلیاژی استحکام بالایی دارد، اما به تمرکز تنش حساس است. بنابراین، الزامات سختگیرانه ای باید بر روی شکل و فیله بیش از حد شاتون قرار گیرد و همچنین باید به کیفیت پردازش سطح برای بهبود استحکام خستگی توجه شود. در غیر این صورت، استفاده از فولاد آلیاژی با مقاومت بالا ممکن است نتایج مورد انتظار را به دست نیاورد.