enginepower.pro

Какой шатун выбрать

Рейтинг:  5 / 5

Звезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активнаЗвезда активна
 

В этом посте речь пойдет о шатунах, из чего изготавливают и какие выбрать для своего проекта

Шатуны испытывают самые большие нагрузки в двигателе. Поэтому нужно серьезно подойти к необходимой прочности шатуна. Шатуны изготавливают из: порошкообразных металлов, сплавов сталь, алюминия, титана, сплавов стали и алюминия. Болты шатуна также испытывают огромные напряжения, и они должны соответствовать прочности самого шатуна. Как все мы знаем, если шатун ломается, то это приводит к серьезным последствиям для всего двигателя. Поэтому следует тщательно выбирать шатун относительно поставленных задач.

 Шатуны изготавливают из разных материалов и разных форм. Старые шатуны производились из чугуна. В более продвинутых двигателях использовали шатуны из сплавов стали. Сегодня, множество производителей предлагают шатуны из порошкообразных металлов, алюминиевых сплавов, титана и об этом поговорим дальше.

 

Порошкообразно-металлические шатуны

Порошкообразно-металлические шатуны сделаны похожим способом как ковка или литье. Специализированная порошкообразная смесь сплавов помещается в форму, нагревают до температур плавления и спекания порошкообразной смеси, затем форма попадает под пресс. Такой технологический процесс позволяет получить удивительно прочные детали. Затем деталь обрабатывается, она изначально имеет почти необходимую форму что снижает затраты на обработку.

Нижнюю часть шатуна переламывают, место слома имеет не ровную поверхность, это позволяет более точно позиционировать детали относительно друг друга в собранном состоянии.

 
 
 
 

 Крышка шатуна соответствует нижней головки шатуна, когда эти детали собраны и стянуты болтами то места разрыва не видно невооруженным взглядом. Точность стыковки влияет на положение всего шатуна на шейке коленвала, долговечность вкладышей и не создается лишняя нагрузка на шатунные болты. В отшлифованных поверхностях крышки шатуна и нижней части шатуна, стянутых болтами во время работы возникает напряжение сдвига приводящее к увеличению нагрузки на шатунные болты особенно на больших оборотах, в следствии чего происходит удлинение болта, увеличение зазора, повышенный и не равномерный износ шатунных вкладышей не говоря уже о возможном масляном голодании.

Хотелось бы отметить еще вот что, в случае если вкладыш провернет, то ремонт такого шатуна окажется практически невозможным. Иногда достаточно будет заново отшлифовать посадочное место вкладыша под увеличенный размер вкладыша. Найти в продаже подходящий вкладыш под ремонт практически невозможно на большинстве двигателей. Но в случае если расточкой не удается выполнить ремонт и будет необходимость точить место стыковки шатунной крышки, то это уже невыполнимо, так как слом не ровный и придется убрать достаточно много металла и после придания окружности посадочного места вкладыша на шатунной крышке останется совсем мало металла что недопустимо.

 

 Стянуты болтами, место разрыва почти не видно.

Шатуны из сплавов стали

Стальные шатуны изготавливают из легированной стали. Стальной слиток обычно нагревается приблизительно до 2200 градусов и помещают в пресс форму и под действием огромного давления получается кованная заготовка шатуна, имеющая большую прочность благодаря ковке, напряжения и выравнивания молекул стали, в отличие от просто отлитой. Стоит отметить что при такой формовке горячая заготовка имеет размер ощутимо больший чем требуется из за температурного расширения металла и после остывания она уменьшается. В результате наблюдается неточность изготовления и может быть ощутимый разброс в размерах

Отштампованная заготовка имеет много лишнего метала который необходимо отрезать, стачивать, еще нужно точно соблюдать вес каждой детали. Конечно же это лишние затраты обусловленные технологическим процессом изготовления.

В дальнейшем почти готовые заготовки отправляются в печь для отпуска (снижения внутренних напряжений в металле) и закалки. В итоге это увеличивает стойкость к появлению микро трещин и повышает прочность шатуна.

Выполняется проверка качества и конечная механическая обработка, шатун считается готовым.

 

Алюминиевые шатуны

 

Изготавливают алюминиевые шатуны обычно из 7075 или 7075-T6 алюминиевых сплав, по прочности впереди всех сталей. Многие думают, что алюминий недостаточно прочный и быстро стареет, устает, теряет прочность. Но это не верно. Алюминиевые шатуны могут и используются в автоспорте.

Достоинство алюминиевого сплава в том, что он может иметь очень плотную молекулярную структуру. Во время производственного процесса алюминий нагревается приблизительно до 700 градусов и затем подвергается ковке под большим давлением. Это увеличивает плотность металла. Имеет небольшой вес по сравнению со сталью.

Шатуны из титана

Титан имеет невероятную прочность по отношение к весу. На пример, полностью титановый шатун может быть легче, головки шатуна из стали. Уменьшение веса позволяет достигать больше оборотов двигателя и при этом уменьшить паразитную массу увеличив запас прочности. Шатуны из титана очень дорогие, как и их производство.

Такие шатуны уменьшают вращающуюся массу, которая ощутимо проявляет себя на 5000 об/мин или около этого. В спорте использование титановых шатунов еще оправдывается, но для уличного тюнинга это пустая трата денег. Кроме того, титан является хрупким материалом, который чувствителен к царапинам. Маленькие царапины на поверхности могут в дальнейшем вырасти в трещины и вовсе сломать шатун.

Относительные затраты на материалы

Изготовленные из стали вполне подходят для подавляющего большинства гоночных и уличных двигателей. Там, где необходимо уменьшить вращающиеся массы рекомендуется использовать шатуны из алюминиевых сплавов

Для двигателей нацеленный на серьезный спорт с высокими оборотами двигателя можно рассмотреть вариант с титановыми шатунами. При длительных нагрузках на высоких оборотах такие шатуны требуют более частой замены и соответственно больше вложений.

Титановые шатуны стоят очень дорого чтобы использовать их в малом спорте, и тут можно рассмотреть вариант алюминиевых шатунов, достаточно легкие и менее дорогие, но значительно дороже стальных. Так же стоит учитывать, что алюминиевые шатуны намного толще, объемнее и требуют больше места в блоке цилиндров и поршне что может оказаться неподходящим вариантом в некоторых двигателях.