Выбор шатуна на основе Q-фактор
Есть некоторые правила, которые следует учитывать при выборе Q-фактора. За счет этого можно увеличить передаваемое усилие на 4%.
Среди особенностей отметим:
- Этот показатель определяет то, какое расстояние между плоскостями.
- Максимальное усилие передается в случае, когда педаль находится под углом 90 градусов.
- Если ноги расположены вблизи друг друга, то длительная поездка может создать много трудностей.
- РассматриваемыйQ-фактор учитывается при создании спортивного велосипеда.
Увеличенный Q-фактор свойственен горным велосипедам. Это связано с тем, что он предназначен для движения по пересеченной местности.
Шатуны являются важным конструктивным элементом велосипеда. Его непосредственное предназначение заключается в преобразовании и передачи усилия на ведущую ось. При изготовлении могут применяться самые различные материалы, от чего зависят основные свойства.
Поломки и проблемы кривошипно-шатунного механизма
Практически все детали КШМ являются парами трения, что наглядно подтверждает схема кинематики привода автомобиля. Если диагностика данного механизма привода внутреннего сгорания выявила неисправности, необходим капитальный ремонт двигателя, так как производится его полная разборка.
Технические особенности неисправностей КШМ заключаются в износе деталей трения. Основными поломками являются:
- залегшие кольца на поршнях – из-за высокой выработки металла появляется люфт, возникает перекос и поршень заклинивается внутри цилиндра;
- износ пальцев поршневых – вместо фиксированного размера между коленвалом/поршнем расстояние получается плавающим, изменяются характеристики крутящего момента;
- выработка поршневой группы – стачивается зеркало цилиндра или поверхность поршня, меняются характеристики ДВС;
- износ подшипников – шатунные или коренные вкладыши сточились, возникают ударные нагрузки на вал.
Основными причинами неисправностей становятся длительные нагрузки, отсутствие ТО, низкое качество смазки или выработка ресурса привода.
Залегание колец поршневых
Указанные неисправности кривошипно шатунного механизма диагностируются по признакам:
- перебои в работе мотора;
- постоянное уменьшение в картере уровня смазки;
- отработанные газы принимают синий оттенок.
Поломка не может устраняться в домашних условиях, так как необходима высокая квалификация мастера и полная разборка двигателя.
Износ поршней и пальцев
Эти конкретные неисправности кривошипно шатунного механизма выявляются по следующим признакам:
- пальцы – независимо от режима работы мотора в верхней части блока цилиндров слышен звонкий стук, пропадающий при выкручивании свечи, увеличивающийся при наборе оборотов валом;
- поршни – выхлоп синего цвета, аналогичный предыдущему случаю стук, но только на холостых оборотах, после прогрева обычно исчезает.
После диагностики этой неисправности в обязательном порядке требуется капремонт ДВС.
Износ подшипника шатунного и коренного
Неизбежно потребуется ремонт кривошипно шатунного механизма при выработке ресурса подшипников, о котором свидетельствуют следующие факторы:
- подшипник шатуна – сигнальная лампа извещает о недостаточном давлении смазки, стук глухой, плавающий, идет из средней части блока цилиндров;
- подшипник коренной – сигнальная лампа горит, свидетельствуя о низком давлении масла, в нижней части блока цилиндров возникает глухой стук.
По аналогии с предыдущими вариантами без капремонта обойтись не получится.
Правильный выбор Q-фактора
Важно уделить внимание правильному выбору Q-фактора. Это поможет велосипедисту повысить эффективность прилагаемых усилий до 4%. Это параметр расстояния между плоскостями, в которых осуществляется вращение головки шатунов
Это параметр расстояния между плоскостями, в которых осуществляется вращение головки шатунов
Это параметр расстояния между плоскостями, в которых осуществляется вращение головки шатунов
Максимальное давление ногой человек может осуществить, если направление прилагаемых усилий находится под углом 90 градусов к поверхности. Если расположение ног велосипедиста близко друг к другу, то коленным суставам тяжело перенести длительные нагрузки. Естественно, строение ног у людей разное. При потоковом производстве байков особенности строения конкретного человека учесть невозможно. Но спортсмены, использующие байки профессионально, вполне могут подобрать Q-фактор с учётом индивидуальных особенностей. Следует отметить, что увеличенный Q-фактор обычно предусмотрен в моделях горных велосипедов
Это параметр расстояния между плоскостями, в которых осуществляется вращение головки шатунов. Максимальное давление ногой человек может осуществить, если направление прилагаемых усилий находится под углом 90 градусов к поверхности. Если расположение ног велосипедиста близко друг к другу, то коленным суставам тяжело перенести длительные нагрузки. Естественно, строение ног у людей разное. При потоковом производстве байков особенности строения конкретного человека учесть невозможно. Но спортсмены, использующие байки профессионально, вполне могут подобрать Q-фактор с учётом индивидуальных особенностей. Следует отметить, что увеличенный Q-фактор обычно предусмотрен в моделях горных велосипедов.
Типы шатунов велосипеда
Данная статья призвана помочь определить тип кривошипной (в дальнейшем слово будет опускаться) системы, установленной на вашем велосипеде, и направить на соответствующий материал, где подробно освещен процесс снятия и установки шатунов.
Определение типа системы
Шатуны — это рычаги, соединяющие педали с осью каретки. На шатунах жестко закреплены зубчатые колеса (их ещё называют звездами), которые приводят в движение цепь.
Шатуны могут сниматься для их замены, замены или чистки звезд, обслуживания подшипников каретки. За последние годы конструкции систем заметно усложнились.
Чтобы понять, как обслуживать систему, необходимо знать тип шатунов и подшипников, установленных в велосипеде.
Если вы не знаете, система какого типа у вас установлена, для определения вы можете либо просмотреть видео выше, либо воспользоваться сведениями, изложенными далее.
Самоизвлекающиеся системы
В самоизвлекающихся системах съемник эргономично встроен в шатун. В них используются кольца с резьбой, которые внешне похожи на пыльники.
Однако эти стопорные кольца закручены над болтом, удерживающим шатун, поэтому при раскручивании болта последний давит на кольцо, что, в свою очередь, приводит к выталкиванию шатуна с оси.
Никаких дополнительных инструментов для снятия шатунов не требуется. Самоизвлекающиеся системы могут быть как двух-, так и трехсоставными.
По теме: Снятие и установка шатунов самоизвлекающихся систем
Двусоставные системы с прижимным соединением
Многие двусоставные системы Shimano и некоторые системы FSA оборудованы шатунами с прижимным соединением. В них левый шатун имеет паз, сжимаемый двумя стяжными болтами, а к правому шатуну прикреплена кареточная ось. Системы такого типа оснащены внешними подшипниками и не требуют съемника.
Шатуны системы Campagnolo Power-Torque
В шатунах Power-Torque ось каретки закреплена на правом шатуне. Чтобы получить доступ к подшипникам или демонтировать шатун с правой стороны, необходимо снимать левый шатун.
По теме: Снятие и установка шатунов системы Campagnolo Power-Torque
Шатуны системы Campagnolo Ultra-Torque
Ultra-Torque — проприетарный тип системы, используемый компаниями Campagnolo и Fulcrum. В системе данного типа как левый, так и правый шатуны объединены с половинами оси каретки, на конце каждой из которых нарезаны зубцы. Поскольку внешние чашки являются составной частью подшипников, их нельзя отнести к типу встроенных. Более того, подшипники устанавливаются на шатуны.
Со стороны левой чашечки установлена волнистая шайба. Она компенсирует различия ширины кареточного стакана в разных рамах, а также служит эффективным средством регулировки подшипника.
По теме: Снятие и установка шатунов системы Campagnolo Ultra-Torque
Шатуны трехсоставных систем
Они состоят из трех основных частей: левого и правого шатунов, а также оси каретки. Положение оси регулируется посредством установленных на раме подшипников. Для обслуживания подшипников трехсоставных систем необходимо снимать оба шатуна. И на левом, и на правом шатунах имеются стяжные болты.
В трехсоставных системах, как правило, используются два типа соединения: квадратное сечение и шлицевое.
По теме: Снятие и установка шатунов трехсоставных систем
Шатуны системы Campagnolo Ultra-Torque
Многие велосипеды для BMX и фристайла оснащены системами особого типа, имеющими 48-шлицевое соединение. Обслуживание подобных систем несколько отличается от обслуживания обычных трехсоставных систем.
По теме: Снятие и установка шатунов трехсоставных систем для BMX
Шатуны односоставных систем
Односоставные системы встречаются на некоторых старых велосипедах марки Schwinn, на детских велосипедах и на велосипедах для BMX. В этих системах шатуны и ось каретки выполнены в виде единого узла.
По теме: Обслуживание односоставной каретки
Способы крепления на валу каретки
Применяется достаточно большое количество различных способов крепления на валу каретки.
Наибольшее распространение получили:
- Штифт клиновидной формы применялся на протяжении длительного периода, встречается исключительно на детских велосипедах.
- Вал с торцом квадратной формы. Этот вариант встречается крайне часто, клин изготавливается с квадратным сечением. Затяжка проводится при применении винта или гайки. Повысить надежность соединения можно за счет специального пыльника, который изготавливается из пластмассы.
- Торец с шестигранной формой также изготавливается со специальным скосом. Обеспечить заклинивание можно за счет шатуна.
- Шлицевой метод соединения. Этот стандарт получил название OctaLink. Вал каретки делают со сквозным отверстием, затягивание проводится за счет большого полого болта. Стоит учитывать, что в подобном случае применить традиционный съемник не получится.
От способа крепления зависит длительность службы конструкции. Кроме этого, от этого зависит то, какой съемный инструмент требуется при монтаже.
Значение слова «шатун»
ШАТУ́Н, -а́, м.
1. Деталь машины, механизма, соединяющая поршень с валом двигателя и служащая для передачи движения во время работы.
2. Прост. Тот, кто любит шататься (в 4 знач.); бродяга. Праздные шатуны бьются, чтобы не ускользнули от них те люди, трудами которых они задаром кормятся, щеголяют и богатеют. Добролюбов, Темное царство. Вообще, он не походил на профессионалиста-шатуна по святым местам, эту худшую разновидность неисчислимой «бродячей Руси». М. Горький, Проходимец.
3. Охот. Медведь, который осенью не залег вовремя в берлогу и зимой бродит по лесу.
Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека
Шатун может означать:
Шатун (деталь) — деталь кривошипно-шатунного механизма, соединяющая поршень с коленчатым валом.
Медведь-шатун — не залёгший в спячку медведь.
Шатун (фильм) — сериал.
Шатун — одно из имён, под которым был известен Арагорн.
ШАТУ’Н, а́, м. 1. Деталь, соединяющая поршень с валом двигателя (тех.). 2. Тот, кто шатается (см. шататься в 3 знач.), ходит без дела, бродяга (разг.). Он не походил на профессионалиста-шатуна по святым местам. М. Горький. Всякому свое-с: купец торгуй, чиновник служи, шатун шатайся. А. Островский.
шату́н I
1. техн. подвижная деталь механизма, соединяющая поступательно перемещающуюся деталь с вращающимся валом ◆ Пришлось вытачивать новый коленвал, менять шатуны, втулки, клапаны, поршни, пружины, подшипники, а также сделать новый алюминиевый бак. Владимир Маккавеев, «Судьба подружки Гонзалеса», 2001 г. // «Формула» (цитата из НКРЯ) ◆ На выходном валу редуктора установлен кривошип, шарнирно соединённый с шатуном. «Ресурсосбережение — веление времени», 2001 г. // «Локомотив» (цитата из НКРЯ)
Фразеологизмы и устойчивые сочетания
- шатун балансира
- шатун коромысла
- вильчатый шатун
шату́н II
1. разг. тот, кто любит бродить, шататься ◆ Давно повелось — у некоторых шатунов бульвара — приставать, под вечер, ко всем молодым женщинам. П. Д. Боборыкин, «Однокурсники», 1900 г. (цитата из НКРЯ) ◆ Бобыль, бродяга, шатун, вообще человек без семьи считался обиженным судьбою и Богом. «О крестьянских истоках национального бытия», 2002 г. // «Жизнь национальностей» (цитата из НКРЯ)
2. зоол. разг. медведь, не залёгший в спячку или преждевременно разбуженный, вышедший из спячки ◆ Дядюшка остановился, взял детей за руки, тихо увёл от берлоги, да ещё и поплутал с ними по лесу, чтобы потом не нашли, не убежали смотреть берлогу втайне, медведя нельзя будить, сказал дядюшка, шатуны опасны, непредсказуемы, свирепы. Наталья Галкина, «Вилла Рено», 2003 г. (цитата из НКРЯ)
Делаем Карту слов лучше вместе
Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.
Вопрос: датироваться — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?
голоса
Рейтинг статьи
Материалы изготовления
Шатуны, как и непосредственно рамы, могут изготавливаться из различных материалов. В настоящее время активно используют:
- сталь;
- алюминий;
- карбон;
- титан.
Изделия из стали обладают немалым весом и, соответственно, делают велосипед более тяжелым. Для облегчения общей конструкции байка производители останавливают свой выбор на использовани полых деталей либо предусматривают наружную канавку. Литые цельные модели применяют для шоссейников, горные велосипеды нуждаются в более легкой конструкции всех систем и поэтому комплектуются трубчатыми деталями. Как и во всех велокомплектующих, стальные кривошипы устанавливаются на бюджетные велобайки и в BMX дисциплине.
Алюминиевые шатуны характеризуются значительно меньшим весом. Благодаря им сам велосипед становится более легким. Их изготавливают способом холодной или горячей ковки, что значительно повышает прочность деталей и минимизирует вероятность внезапной поломки. Для дополнительного снижения веса их также могут изготавливать полыми. Алюминиевые кривошипы наиболее распространенные в велосфере, так как по обычаю этот материал имеет наилучший баланс цены, качества и веса.
Шатуны из титана и карбона используются для комплектации дорогих профессиональных байков. Их стоимость сильно выше алюминиевых собратьев и она оправдывается только при стремлении избавить велосипед от каждого лишнего грамма веса.
Нередко производители останавливают свой выбор на комбинированных системах, когда карбоновая деталь усиливается вставками из алюминия или титана. В бюджетных моделях стальные шатуны усиливаются алюминием.
Нестандартные конструкции
1. Роторная система RS4X
Стандартно шатуны на велосипеде закрепляются по одной прямой линии. При этом нога велогонщика оказывается чрезмерно согнутой в колене у верхней мертвой точки. Неудивительно, что коленные суставы периодически испытывают стресс.
Кроме того, подмечено, что при вращении педалей случается такая ситуация, при которой велосипедист не может передать целиком свою силу к заднему колесу. Мертвая зона наблюдается, когда шатуны оказываются в горизонтальном положении к земле. Естественно, из-за этого снижается коэффициент полезного действия.
В роторной системе RS4X радикально решаются перечисленные проблемы. При смещении от прямой занижается верхняя мертвая точка и исключается провал момента силы в течение всего цикла вращения педалей, что обеспечивает увеличение коэффициента полезного действия.
Одно из последних новшеств — роторная система, в которой шатуны устанавливаются не прямо, а со сдвигом в несколько градусов
Практика показывает, что новая схема установки обеспечивает фактический прирост мощности в 16% на трековом велосипеде. Из-за отсутствия резкого перепада нагрузки уменьшается риск возникновения боли в коленном суставе, а также растяжения сухожилий.
2. Шатуны для велосипеда с эллиптическими звездами
Эксперимент со звездочками нестандартной формы начался ещё в конце XIX века. Уже тогда знали о существовании проблемной мертвой зоны.
Впервые массовый выпуск овальных звезд под брендом Biopace открыла компания Shimano в 1983 году. Тогда в мире велоспорта было много споров о необходимости нововведения, но со временем они отпали, поскольку профессиональным велосипедистам новинка не понравилась. Термин Biopace прижился, и так называют случаи неравномерного вращения педалей. В настоящее время выпускается два экземпляра овальных звезд Osymetric и Q-rings специально для гоночных велосипедов.
Овальность допускается в 30%, если её величина ниже 7%, то такие звездочки можно использовать даже на велосипедах без натяжителя цепи с фиксированной передачей
Овальные звезды позволяют легче преодолевать провал в горизонтальном положении педалей. Передаточное отношение в этой точке повышается, чтобы соответствовать сниженному усилию на педали. Как результат, крутятся педали более плавно. Однако чудес не бывает, и при подъеме в горку придется попотеть, ведь из ничего ничто не получается.
О том, как снимать шатуны с велосипеда, — в полезном видеоролике:
Принцип действия кривошипно-шатунного механизма
При анализе действия кривошипно-шатунного механизма необходимо отметить прямую и обратную схему движения.
Прямая схема: Поршень под действием давления газов совершает поступательное движение в сторону коленчатого вала. С помощью кинематических пар «поршень-шатун» и «шатун-вал» поступательное движение поршня преобразовывается во вращательное движение коленчатого вала.
Коленчатый вал состоит из:
* шатунные шейки* коренные шейки* противовесОбратная схема: Коленчатый вал под действием приложенного внешнего крутящего момента совершает вращательное движение, которое через кинематическую цепь «вал-шатун-поршень» преобразовывается в поступательное движение поршня.
В данной главе нами рассмотрено устройство и принцип действия кривошипно-шатунного механизма. Мы определили составляющие детали кривошипно-шатунного механизма и технические составляющие.
Page 2
кривошипный шатунный механизм обслуживаниеИзнос коренных и шатунных шеек. При таком износе чаще всего появляется чрезмерный шум, стук и вибрация двигателя в области коленчатого вала. Глухой звук, который усиливается при резком увеличении оборотов коленчатого вала, указывает на износ шатунных или коренных шеек коленчатого вала или на износ их вкладышей. Стук шатунных шеек отличается от коренных – он более резкий, а у коренных – более глухой. Стук шеек коленчатого вала хорошо прослушивается через стенку блока цилиндров, так шатунные шейки слышны в двух зонах ВМТ и нижней мертвой точки (далее НМТ), когда стук коренных шеек только в одном месте (ближе к нижней части блока цилиндров).
Износ цилиндропоршневой группы. Если выхлопные газы синеватого цвета, а уровень моторного масла постоянно уменьшается – это указывает на износ цилиндропоршневой группы. Увеличенный расход моторного масла, топлива и значительное снижение мощности может происходить из-за залегания поршневых колец (как компрессионных, так и маслосъёмных) и увеличенного износа их и цилиндра.
Залегание поршневых колец можно устранить без разбора двигателя, залив в цилиндры через свечное отверстие специальный раствор, состоящий из 50% керосина и 50% денатурированного спирта. После 8-10 часов простоя необходимо завести двигатель и дать ему поработать в течении 10-20 минут, затем сменить моторное масло. Такая процедура позволяет значительно снизить количество нагара (именно нагар не позволяет свободно двигаться поршневым кольцам в канавках поршня) в области поршневых колец и днища поршня, этим самым освободив и восстановив их работоспособность.
Детали кривошипно-шатунного механизма
а — V- образного карбюраторного двигателя; 6 — V-образного дизельного двигателя; в — соединение головки блока цилиндров, гильзы и блока цилиндров двигателя KaМA3-740; 1- крышка блока распределительных зубчатых колес; 2 — прокладка головки блока цилиндров; 3 — камера сгорания, 4 — головка блока цилиндров, 5 — гильза цилиндра; 6 и 19 — уплотнительные кольца, 7 — блок цилиндров; 8 — резиновая прокладка; 9 — головка блока цилиндров; 10 -прокладка крышки; 11 — крышка головки блоки цилиндров; 12 и 13 — болты крепления крышки и головки блока цилиндров; 14 — патрубок выпускного коллектора; 15 — болт-стяжка; 16 — крышка коренного подшипника: 17 — болт крепления крышки коренного подшипника; 17 — стопорное кольцо: 20 — стальная прокладка головки блока цилиндров.
Блок картер
Блок-картер отливают из легированного чугуна или алюминиевых сплавов.Блок-картер разделен на дне части горизонтальной перегородкой. В нижней части в вертикальных перегородках имеются разъемные отверстия крепления коленчатого вала, в верхней гильзы цилиндров. Блок-картер может быть отлит вместе с цилиндрами («сухие» гильзы), либо иметь вставные сменные гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, так называемые «мокрые» гильзы. Также в блок-картере выполнены гладкие отверстия пол коренные опоры распределительного вала, под толкатели ГРМ, имеются гладкие и резьбовые отверстия и припадочные поверхности крепления деталей и приборов.
Гильзы цилиндров
Гильзы цилиндров являются направляющими для поршня и вместе с головкой образуют полость, в которой осуществляется рабочий ЦИКЛ, Изготовляют гильзы литьем из специального чугуна. На наружной поверхности имеется одна или две посадочные поверхности крепления гильзы в блоке цилиндров. Внутреннюю поверхность цилиндра подвергают закалке с нагревом ТВЧ и тщательно обрабатывают, получая «зеркальную» поверхность.
Верхняя часть цилиндра наиболее нагружена, так как здесь происходит сгорание рабочей смеси, сопровождаемое резким повышением давления и температуры. Кроме того, в этой зоне происходит перекладка поршня, сопровождаемая ударными нагрузками на стенки цилиндра. Для повышения износостойкости верхней част цилиндров в карбюраторных двигателях (ЗМЗ-53 и ЗИЛ-508.10) применяют пеганки из специального износостойкого чугуна» запрессованные в верхней части цилиндра. Толщина вставки 2—4 мм. высота 40—50 мм. используемый материал — аустенитный чугун.
«Мокрые» гильзы могут быть установлены в блок-картер с центровкой по одному или двум поясам. Первый способ применяется для постановки гильзы в алюминиевые, в юрой — в чугунные блоки. Для уплотнения нижнего центрирующего пояска «мокрых» гильз применяют резиновые кольца гильзы с центровкой по одному нижнему поясу уплотняются одной медной прокладкой под горне нон плоскостью буртика.
Головка блока
Головка блока цилиндров закрывает цилиндры и образует верхнюю часть рабочей полости двигателя, в ней частично или полностью размещаются камеры сгорания. Головки блока цилиндров отливают из легированного серого чугуна или алюминисвого сплава. Чаще всего они являются общими для всех цилиндров, образующих ряд. В головках блока цилиндров разметаются гнезда и направляющие втулки клапанов, впускные и выпускные каналы. Их внутренние полости образуют рубашку для охлаждающей жидкости. В верхней части имеются опорные площадки для крепления деталей клапанного механизма, В конструкциях с верхним расположением распределительного вала предусмотрены соответствующих опоры. Для уплотнения стыка головки блока цилиндров и блока цилиндров применяю) сталеасбестовую уплотняющую прокладку, предотвращающую прорыв газов наружу и исключающую проникновение охлаждающей жидкости и масла в цилиндры. В двигателях послушного охлаждения головки блока цилиндров делают ребренными. Причем ребра располагают по движению потока охлаждающего воздуха. Так, чтобы обеспечивался более эффективный теплоотвод.
Поддон картера
Поддон картера закрывает KШМ снизу и одновременно является резервуаром для масла. Поддоны изготовляют штамповкой из листовой стали или отливают из алюминиевых сплавов. Внутри поддонов могут выполняться лотки и перегородки, препятствующие перемещению и взбалтыванию масла при лвижении автомобиля по неровным дорогам, Привалочная поверхность, стыкующаяся с блок-картером, имеет от-бортовку металла и усиливается для придания жесткости стальной полосой, приваренной по периметру. В нижней точке поддона приваривается бобышка с резьбовым отверстием, которое закрывают пробкой с магнитом для улавливания металлических продуктов износа, образующихся вследствие изнашивания двигателя.
Конструкция шатуна
Особенности конструкции шатунов напрямую зависят от типа мотора и схемы его компоновки. Так для бензиновых двигателей используются легкие шатуны, в дизелях – тяжелые.
Основные элементы шатуна – стержень, верхняя поршневая головка, нижняя кривошипная головка.
Поршневая головка соединена со стержнем поршневым пальцем, кривошипная головка – с шейкой коленвала.
Данная деталь шатуна может иметь различный тип сечения, которое может быть похоже на прямоугольник, на круг, крест или может быты Н-образным. Некоторые типы двигателей оснащаются шатунами, в которых стержни имеют небольшую масляную канавку для своевременной подачи масла в поршневую головку.
В большинстве случаев верхний отдел кривошипной головки оснащается маленьким отверстием для разбрызгивания масла во внутренних полостях поршня и цилиндра.
Поршневая головка размещена вверху и является неразъемным шатунным элементом, конструкция которого напрямую зависит от метода установки поршневого пальца.
В двигателях, в которых установлен палец фиксированного типа, поршневая головка имеет специальное цилиндрическое отверстие для его установки. В ДВС с пальцем плавающего типа, такая головка комплектуется бронзовой или биметаллической втулкой.
В тех моделях двигателей, которые используют плавающий палец, но втулка не предусмотрена, вращательные движения пальца осуществляются в соответствующем отверстии головки.
С целью снижения значительных нагрузок на палец, некоторые модели ДВС комплектуются шатунами с поршневыми головками в форме трапеции.
Головка шатуна, которая расположена внизу отличается разборной конструкцией, основным назначением которой является соединение двух механизмов – коленвала и самого шатуна.
Головка состоит из верхней части и крышки, которая крепится к шатуну крепежными болтами. Кроме всего прочего такая головка может иметь два типа разъемов по отношению к стержневой оси – косой (выполненный под углом) и прямой (выполненный перпендикулярно).
Длина цилиндрового блока зависит от толщины нижней головки. В головке устанавливаются тонкие вкладыши подшипника скольжения, которые могут иметь от 2-х до 5-ти слоев, изготовленных из стальных полос, внутренняя часть которых покрывается защитным антифрикционным составом, соответствующим определенному типу двигателя.
Как правило, в современных ДВС применяются вкладыши, состоящие из 2-х и 3-х слоев. В двухслойном вкладыше на металлическую основу просто наносится слой антифрикционного состава, а в трехслойном вкладыше добавляется еще и изоляционный слой.
Чтобы снизить вибрации и шумы при работе двигателя, все установленные шатуны, а также их составные части должны иметь равную массу. Это значит, что в одном шатуне масса отдельной его детали должна быть одинаковой по отношению к массе аналогичной детали в другом шатуне.
Например, если масса стержня одного шатуна составляет 50 г., в таком случае во всех остальных шатунах стержни должны иметь аналогичную массу.
Подгонка массы шатунов происходит путем снятия тонкого металлического слоя с бобышек, которые располагаются на верхних шатунных головках. В некоторых случаях подобные бобышки находятся на шатунном стержне или нижней части поршневой головки.
Из чего состоит шатун велосипеда?
На первый взгляд шатун велосипеда представлен простой конструкцией, предназначение которой заключается в передаче усилия на заднее колесо.
Конструктивными особенностями можно назвать следующее:
- В большинстве случаев система представлена сочетанием левого и правого шатуна.
- В основном конструктивном элементе есть отверстие, предназначенное для крепления педалей.
- На звездочке есть определенные крепежные отверстия, которые позволяют равномерно распределить нагрузку.
- Устанавливается и защита от звезды. Она защищает одежду от повреждения и грязи.
- Посадочный элемент для крепления каретки.
Материал шатунов
При изготовлении шатунов могут применяться самые различные материалы.
Наиболее распространенными назовем:
- Углеродистая сталь. Сегодня она применяется при изготовлении практически всех изделий, что связано прежде всего с высокой прочностью и надежностью. Обычная сталь из-за воздействия повышенной влажности покрывается коррозией, но есть и нержавеющая сталь.
- Алюминий. Подобный сплав получил широкое распространение по причине небольшого веса. Кроме этого, материал не реагирует на воздействие повышенной влажности. Однако не стоит забывать о том, что алюминий мягкий сплав, при передаче высокой нагрузки конструкция может деформироваться. Поэтому служат алюминиевые шатуны на протяжении относительно недлительного периода.
- Титан. Этот материал сегодня применяется крайне часто, так как характеризуется повышенной устойчивостью к различного рода воздействию. Недостатком титана можно назвать его довольно высокую стоимость. Производство подобного сплава определяет то, что в его структуре редко образуются пустоты, которые могут стать причиной снижения прочности. Кроме этого, на поверхности даже при длительном применении в условии повышенной влажности не появляется коррозия. Титан легче стали и при этом обладает высокой прочностью.
- Карбон. Современные технологии позволили получить материалы, обладающие повышенной прочностью, износоустойчивостью и легкостью. При этом карбон выглядит довольно привлекательно, может прослужить в течение длительного периода. Карбоновые шатуны устанавливаются в большинстве случаев на спортивных велосипедах.
При выборе изделия стоит учитывать, что производители идут на самые различные ухищрения для снижения стоимости шатунов. Примером можно назвать создание полых изделий или с различными канавками. За счет этого существенно снижается вес конструкции.
Стальные шатуны на сегодняшний день изготавливаются трубчатыми или цельными. На ответственных велосипедах устанавливается цельный вариант исполнения, характеризующийся повышенной прочностью.
Ремонт шатунов
Не во всех случаях возможен ремонт шатунов. Эта операция может производиться в случае:
- деформации опорного стержня;
- увеличение зазора поршневой головки;
- увеличение зазора кривошипной головки.
Перед ремонтом проводится визуальный осмотр детали. При помощи нутрометра измеряется диаметр и все зазоры шатуна. Если эти показатели находятся в пределах нормы, но шатуны менять нет необходимости.
Если стержень деформировался, это нельзя оставлять без внимания, так как неравномерное распределение нагрузки приведет к разрушению поверхности цилиндра, повышенному износу коленвала и самого поршня.
Деформация шатуна всегда сопровождается повышенным шумом мотора даже на низких оборотах. Исправить такой дефект крайне сложно, поэтому в этом случае деталь просто меняют на новую.
В случае несоответствующего зазора крышку головки растачивают под соответствующий размер устанавливаемого крепежа. Чтобы не снять лишний миллиметр, нужно воспользоваться специальным токарным станком с насадкой для расточки.
Если появилась выработка в поршневой головке, следует использовать специальные ремонтные вкладыши, размер которых соответствуют требуемому зазору. Конечно, во время работы мотора втулка притрется и примет нужную форму.
При использовании втулок следует проверить, совпало ли отверстие вкладыша и головки – через него на палец поступает масло. В противном случае ремонт не продлит жизнь мотору, а наоборот резко сократит его ресурс (ведь автомобилист думает, что мотор «откапитален», и он не нуждается в ближайшем ремонте, а на самом деле детали испытывают масляное голодание).
После выполнения правки детали нужно взвесить, чтобы из-за разницы в весе в моторе не появлялись неприятные вибрации.
