+7(980)249-22-27
Кузовной ремонт автомобиля
Покраска в камере, полировка
Автозапчасти на заказКак стучит шатун в двигателе
Стук шатуна – определение неисправности и как ее устранить (Шатунный стук двигателя и проворот шатуна). Что делать если провернуло шатун / Статьи / Всё для моторов
Что такое стук шатуна?
Шатуном в этой статье называется деталь, соединяющая поршни с коленчатым валом. В точке соединения шатуна с коленчатым валом также используются вкладыши.
Проблема возникает, когда ломаются один или несколько вкладышей. На что похож звук? Звук стучащего шатуна похож на удары молотком или на стук по картеру. Раздается он во время рабочего хода двигателя, когда вкладыш касается коленчатого вала. В самых тяжелых случаях шатун сам стучит по валу.
Громкость шума может затухать или почти исчезать при разгоне или когда двигатель холодный. Но, стук всегда будет возвращаться и становиться громче, когда в баке будет недостаточно топлива.
Стук шатуна также могут называть стуком вкладышей, стуком двигателя, детонация.
Что является причиной стука шатуна?
Основная причина – поврежденный или сломанный вкладыш шатуна. Поломка происходит при пропадании гидродинамического масляного клина. На износ вкладышей также оказывают влияние следующие факторы:
• Масло неподходящей вязкости
• Минимальный расход масла по поверхности вкладыша
• Низкое давление масла
• Высокая температура масла
• Высокое давление в камере сгорания
• Работа двигателя на повышенных оборотах
• Интенсивные силы инерции, действующие на поршень
Как избавиться от стука шатуна?
Вы можете избавиться от стука самостоятельно в своем гараже, выполнив следующие действия. Однако, всегда консультируйтесь с механиком, если эта проблема прошла свой начальный этап.
Необходимые для ремонта материалы
• Подъемник/трап
• Свежее масло
• Емкости для отработанного масла
• Новый фильтр масла
• Съемник фильтра
• Средство для очистки топливных форсунок
Процедура устранения неисправности
Подготовьте все необходимые детали и инструменты. Перед началом работ поставьте автомобиль на подъемник или трап так, чтобы обеспечивался удобный доступ к двигателю.
Шаг 1: разместите под сливной пробкой емкость для отработанного масла и слейте масло. Слив масло, поставьте пробку на место.
Шаг 2: замените фильтр масла. Отверните старый с помощью съемника и гаечного ключа. Установите и затяните новый фильтр.
Шаг 3: Залейте около 4,5 литров свежего масла. Затем проверьте вкладыши шатунов. Затяните их, если крепление ослабло или замените на новые, если они сломаны.
Шаг 4: последний этап – очистка карбюратора или инжектора. Это предотвратит попадание посторонних частиц и нагара в двигатель.
Стук двигателя | Что делать с удочкой двигателя Knock
То, что Стук или Стук Двигателя Звучит Как
Ваш автомобиль работает на холостом ходу, и вы с нетерпением ждете, слушая шум двигателя. У вас есть места, чтобы быть, и время уходит. Звучит так, будто кто-то продолжает стучать молотком по вашей масляной кастрюле, ритмично рэп-рэп. Если у вашего автомобиля сломался двигатель, вы можете подумать о продаже своего автомобиля через Интернет или прочитать о детонации двигателя.
Но под твоей машиной никого нет, и никто не стучит в твоем двигателе.Шум исходит из недр вашего мотора. Когда вы разгоняете двигатель, высота и частота меняются. В какой-то момент кажется, что стук почти исчезает. Когда вы отпускаете газ, он продолжается и, возможно, становится громче.
Вот как звучит стук ударов. Само по себе оно не улучшается, хотя при холодном двигателе шум может быть меньше. Эти звуки автомобильного двигателя также широко известны как стук двигателя, искра и пинг двигателя.
Получите мгновенное онлайн-предложение для вашего автомобиля!
Введите свой почтовый индекс ниже, чтобы получить БЕСПЛАТНУЮ оценку и посмотреть, сколько стоит ваш автомобиль.
Получи реальную наличную стоимость своего автомобиля за 24-48 часов!
В среднем стоимость ремонта шатуна двигателя может варьироваться от 2500 долларов США и выше в зависимости от автомобиля. Потенциально вы можете потратить больше, чем стоит машина. Если вы хотите избежать перерасхода на ремонт двигателя. тогда ваш следующий лучший вариант - продать этот автомобиль как есть. С CarBrain вы можете получить онлайн-предложение для вашего менее совершенного автомобиля всего за 90 секунд! Мы доставим оплату и бесплатно заберем Ваш автомобиль! Всего за 1-2 рабочих дня.
Что такое Род Стук в Двигателе?
Технически это состояние возникает из-за чрезмерной игры. Поршни вашего двигателя двигаются вверх и вниз от зажигания от свечи зажигания с силой, достаточной для вращения коленчатого вала. Соединение поршня и коленвала осуществляется шатуном. А ваши шатуны крепятся болтами с нижней стороны вокруг коленвала с гладкими, тонкими металлическими подшипниками между поверхностями.
Во время вращения двигателя все эти металлические компоненты перегреваются и слипаются, если бы не моторное масло.Смазывает движущиеся части, позволяя им скользить друг на друга без трения. Он также заполняет небольшой промежуток между подшипниками и коленчатым валом.
Как я могу мгновенно получить ценовое предложение для моей машины с детонацией двигателя?
Это просто и это занимает менее 90 секунд ... нажмите кнопку ниже, чтобы начать и узнать, сколько стоит ваш автомобиль!
Получение автомобиля бесплатно по всей стране. Нет торговаться. Без комиссии. Мы А + рейтинг на BBB.
Что вызывает детонацию двигателя?
Удар по штоку происходит, когда подшипник был частично или полностью разрушен. Обычно это происходит из-за масляного голодания, хотя износ подшипников может происходить естественным образом на протяжении сотен тысяч миль.
На оборотной стороне (в буквальном смысле) находится штифт на запястье. Это полый штифт, который удерживает поршень на верхней части шатуна. Когда на запястье изнашивается износ, возникает состояние, известное как удар поршня.Поршень слегка ослаблен и качается в цилиндре, создавая дополнительный шум.
Имейте в виду, что удары по штоку и покатыванию поршня вызваны невероятно небольшими изменениями в допусках. Мы не говорим о четверти дюйма - мы говорим о тысячных долях дюйма! Этот, казалось бы, небольшой зазор обеспечивает достаточное движение, чтобы вызвать шум подшипника штока, потому что металлические части теперь могут стучать друг о друга.
Что произойдет, если звуки двигателя игнорируются
Ваш двигатель никогда не будет прежним, стук в конце концов превратится в гораздо большую проблему.Этот раздражающий звук двигателя стучит превращается в грохот, как поверхность подшипника разрушается все больше и больше. Когда подшипник был аннигилирован - что не занимает много времени - подшипник приваривается к коленвалу, и шатун шлепается вокруг коленвала. Если шатун связывается или застревает, он может оторваться от коленчатого вала, известного как брошенный шток. Это будет действительно измельчать вещи в нижней части вашего двигателя, возможно, даже проделать дыру прямо через блок двигателя.
Стук двигателя твой стучит?
Что такое шатун?
Стоимость ремонта стука имеет ряд переменных:
-
Как долго происходит шум?
-
Какой ущерб получил двигатель?
-
Металлические стружки циркулировали по всему двигателю?
-
Двигатель высокопроизводительный или специализированный?
-
Двигатель спасен?
Если вы обнаружите проблему достаточно рано, капитальный ремонт двигателя может привести вас в порядок.Для проверки двигатель должен быть полностью демонтирован до обнаженного блока двигателя. Если стенки цилиндров забиты плохо, возможно, вам придется полностью заменить двигатель. Иногда можно отточить минимальный зазор и использовать негабаритные поршневые кольца. Таким образом, вы можете столкнуться с решением о том, чтобы починить свой автомобиль или продать его как есть.
Как починить удочку
Затраты на замену шатунных подшипников также учитывают все дополнительные детали. Вам понадобятся новые сальники и прокладки двигателя, болты головки цилиндров, подшипники шатунов и куча денег, чтобы промыть трубопроводы двигателя и охладителя.В зависимости от степени ремонта вам могут потребоваться новые поршни и шатуны, подшипники распределительного вала, цепи привода ГРМ и, возможно, новый коленчатый вал. Если вам нужны все дополнительные детали, вам лучше заменить весь двигатель в сборе.
Средний ремонт шатуна будет стоить где-то от до 2500 долларов и до . На некоторых транспортных средствах, таких как Subaru Forester, , которые могут работать 5000 долларов США между деталями и рабочими затратами на восстановление двигателя или более 6000 долларов США на замену нового двигателя .
Лучший вариант позволяет избежать простоев и затрат на ремонт из своего кармана. Вы можете продать свой автомобиль CarBrain по справедливой цене, такой, какая она есть. Вам не нужно беспокоиться о текущем состоянии вашего автомобиля - мы предоставим вам гарантированное предложение в зависимости от его текущего состояния. Как только вы примете наше предложение, мы отправим кого-нибудь, чтобы он забрал вашу машину, и вам заплатят на месте. Это быстрое решение для дорогой, затянувшейся проблемы.
Получите гарантированное предложение
,Стук двигателя - Википедия
детонации (также детонации , детонации , искрового детонации , пингования или розового ) в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием происходит, когда не происходит сгорание части смеси воздух / топливо в цилиндре от распространения фронта пламени, зажженного свечой зажигания, но один или несколько карманов воздушно-топливной смеси взрываются вне оболочки нормального фронта горения.Топливно-воздушный заряд должен зажигаться только свечой зажигания и в точной точке хода поршня. Стук возникает, когда пик процесса сгорания больше не наступает в оптимальный момент для четырехтактного цикла. Ударная волна создает характерный металлический «пингующий» звук, и давление в цилиндре резко возрастает. Эффекты детонации двигателя варьируются от несущественных до полностью разрушительных.
Стук не следует путать с предварительным зажиганием - это два отдельных события.Однако предварительное зажигание может сопровождаться стуком.
Феномен детонации был впервые обнаружен и описан Гарри Рикардо в ходе экспериментов, проведенных между 1916 и 1919 годами, чтобы выяснить причину неисправностей в авиационных двигателях. [1]
нормальное сгорание [править]
В идеальных условиях обычный двигатель внутреннего сгорания сжигает топливно-воздушную смесь в цилиндре упорядоченным и контролируемым образом. Сгорание начинается от свечи зажигания примерно на 10-40 градусов коленчатого вала до верхней мертвой точки (ВМТ), в зависимости от многих факторов, включая частоту вращения и нагрузку двигателя.Такое опережение зажигания дает время для процесса сгорания развивать пиковое давление в идеальное время для максимального восстановления работы из расширяющихся газов. [2]
Искра на электродах свечи зажигания образует небольшое ядро пламени, примерно равное размеру зазора свечи зажигания. По мере того как он увеличивается в размерах, его тепловая мощность увеличивается, что позволяет ему расти с ускоряющейся скоростью, быстро расширяясь через камеру сгорания. Этот рост происходит из-за прохождения фронта пламени через саму горючую топливно-воздушную смесь и из-за турбулентности, которая быстро растягивает зону горения в комплекс пальцев горящего газа, которые имеют гораздо большую площадь поверхности, чем простой сферический шар пламя быПри нормальном сгорании этот фронт пламени движется по топливно-воздушной смеси со скоростью, характерной для конкретной смеси. Давление плавно возрастает до пика, так как почти все имеющееся топливо расходуется, затем давление падает, когда поршень опускается. Максимальное давление в цилиндре достигается через несколько градусов коленчатого вала после того, как поршень проходит ВМТ, так что сила, приложенная к поршню (от увеличивающегося давления, приложенного к верхней поверхности поршня), может дать самый сильный толчок именно тогда, когда скорость поршня и механическое преимущество на коленчатом валу дает лучшее восстановление силы от расширяющихся газов, тем самым максимизируя крутящий момент, передаваемый на коленчатый вал. [2] [3]
Аномальное сгорание [править]
Когда несгоревшая топливно-воздушная смесь за границей фронта пламени подвергается воздействию тепла и давления в течение определенной продолжительности (за пределами периода задержки используемого топлива), может произойти детонация. Детонация характеризуется почти мгновенным взрывным воспламенением по меньшей мере одного кармана топливовоздушной смеси вне фронта пламени. Вокруг каждого кармана создается локальная ударная волна, и давление в цилиндре резко возрастает - и, возможно, выходит за пределы проектных пределов - вызывая повреждение.
Если детонация может сохраняться в экстремальных условиях или в течение многих циклов работы двигателя, детали двигателя могут быть повреждены или разрушены. Самыми простыми вредными эффектами, как правило, являются износ частиц, вызванный умеренным ударом, который в дальнейшем может происходить через масляную систему двигателя и вызывать износ других частей перед тем, как попасть в масляный фильтр. Такой износ создает вид эрозии, истирания или «пескоструйной» обработки, подобный повреждению, вызванному гидравлической кавитацией. Сильный стук может привести к катастрофическому отказу в виде расплавленных физических отверстий и проталкивания через поршень или головку цилиндра (т.е.разрыв камеры сгорания), при котором происходит сброс давления в поврежденном цилиндре и попадание крупных металлических фрагментов, топлива и продуктов сгорания в масляную систему. Известно, что гиперэвтектические поршни легко ломаются от таких ударных волн. [3]
Детонацию можно предотвратить с помощью любого или всех следующих методов:
- использование топлива с высоким октановым числом, которое повышает температуру сгорания топлива и снижает склонность к детонации
- обогащает соотношение воздух-топливо, которое изменяет химические реакции при сгорании, снижает температуру сгорания и увеличивает запас по детонации
- снижение пикового давления в цилиндре
- снижение давления в коллекторе путем уменьшения открытия дросселя или давления наддува
- снижение нагрузки на двигатель
- замедление зажигания
Поскольку давление и температура тесно связаны, детонация также может быть ослаблена путем регулирования пиковых температур в камере сгорания за счет уменьшения степени сжатия, рециркуляции выхлопных газов, соответствующей калибровки графика синхронизации зажигания двигателя и тщательного проектирования двигателя. камеры сгорания и система охлаждения, а также контроль начальной температуры воздуха на впуске.
Добавление определенных материалов, таких как свинец и таллий, будет очень хорошо подавлять детонацию при использовании определенных видов топлива. [ цитирование необходимо ] Добавление тетраэтилсвинца (TEL), растворимого соединения свинца в органолиде, добавляемого в бензин, было обычным явлением до тех пор, пока оно не было прекращено по причинам токсического загрязнения. Свинцовая пыль, добавленная во впускной заряд, также уменьшит детонацию с различными углеводородными топливами. Соединения марганца также используются для уменьшения детонации бензиновым топливом.
Стук реже встречается в холодном климате. В качестве вторичного решения можно использовать систему впрыска воды для снижения пиковых температур в камере сгорания и, таким образом, для подавления детонации. Пар (водяной пар) будет подавлять детонацию, даже если дополнительное охлаждение не подается.
Для того, чтобы произошел удар, сначала должны произойти определенные химические изменения, следовательно, топливо с определенными структурами имеет тенденцию выбивать легче, чем другие. Парафины с разветвленной цепью имеют тенденцию сопротивляться стуку, в то время как парафины с прямой цепью легко стучат.Теоретически [ цитирование необходимо ] , что свинец, пар и тому подобное мешают некоторым из различных окислительных изменений, которые происходят во время сгорания и, следовательно, уменьшить детонацию.
Турбулентность, как указывалось, оказывает очень важное влияние на детонацию. Двигатели с хорошей турбулентностью имеют тенденцию разбивать меньше, чем двигатели с плохой турбулентностью. Турбулентность возникает не только при вдыхании двигателя, но и при сжатии и сжигании смеси. Многие поршни спроектированы так, чтобы использовать «мягкую» турбулентность для насильственного смешивания воздуха и топлива при их воспламенении и сгорании, что значительно снижает детонацию за счет ускорения горения и охлаждения несгоревшей смеси.Одним из примеров этого являются все современные боковые клапаны или плоские двигатели. Значительная часть пространства головки расположена в непосредственной близости от головки поршня, создавая большую турбулентность вблизи ВМТ. В первые дни работы боковых головок клапанов этого не делали, и для любого конкретного топлива приходилось использовать гораздо более низкую степень сжатия. Также такие двигатели были чувствительны к возгоранию и имели меньшую мощность. [3]
Детонация более или менее неизбежна в дизельных двигателях, где топливо впрыскивается в сильно сжатый воздух в конце такта сжатия.Существует небольшая задержка между впрыскиваемым топливом и началом сгорания. К этому времени в камере сгорания уже есть количество топлива, которое сначала воспламеняется в областях с большей плотностью кислорода до сгорания полного заряда. Это внезапное повышение давления и температуры вызывает характерный «стук» или «стук» дизеля, некоторые из которых должны быть учтены в конструкции двигателя.
Тщательная конструкция инжекторного насоса, топливного инжектора, камеры сгорания, головки поршня и головки цилиндров может значительно снизить детонацию, а современные двигатели, использующие электронный впрыск Common Rail, имеют очень низкий уровень детонации.Двигатели с косвенным впрыском обычно имеют более низкий уровень детонации, чем двигатели с прямым впрыском, из-за большего рассеивания кислорода в камере сгорания и более низкого давления впрыска, обеспечивающего более полное смешивание топлива и воздуха. На самом деле дизели не испытывают такого же «удара», как бензиновые двигатели, поскольку известно, что причиной этого является только очень высокая скорость повышения давления, а не нестабильное сгорание. Дизельное топливо на самом деле очень склонно к детонации в бензиновых двигателях, но в дизельном двигателе нет времени для возникновения детонации, потому что топливо окисляется только во время цикла расширения.В бензиновом двигателе топливо медленно окисляется все время, пока оно сжимается до искры. Это позволяет изменениям в структуре / составе молекул до самого критического периода высокой температуры / давления. [3]
Обнаружение детонации [править]
Из-за большого различия в качестве топлива, большое количество двигателей теперь содержат механизмы для обнаружения детонации и соответственно регулируют время и давление наддува, чтобы предложить улучшенные характеристики на высокооктановых топливах, снижая при этом риск повреждения двигателя в результате детонации во время работы. на низкооктановых топливах.
Одним из первых примеров этого являются двигатели Saab H с турбонаддувом, в которых система автоматического контроля производительности использовалась для снижения давления наддува, если оно вызывало детонацию двигателя. [4]
Различные устройства мониторинга обычно используются тюнерами в качестве метода наблюдения и прослушивания двигателя, чтобы определить, является ли настроенное транспортное средство безопасным под нагрузкой или используется для безопасной перенастройки транспортного средства. Обычно используемый тип датчика детонации состоит из пьезоэлектрического датчика, прикрепленного к блоку двигателя, настроенного для обнаружения звука детонации.
предсказание детонации [править]
Поскольку предотвращение детонационного сгорания очень важно для инженеров-разработчиков, было разработано множество технологий моделирования, которые могут идентифицировать конструкцию двигателя или условия эксплуатации, в которых можно ожидать возникновения детонации. Это позволяет инженерам разрабатывать способы уменьшения детонационного сгорания, сохраняя при этом высокую тепловую эффективность.
Поскольку начало детонации чувствительно к давлению в цилиндре, температуре и химическому составу самовоспламенения, связанным с составами локальных смесей в камере сгорания, моделирование, учитывающее все эти аспекты [5], , таким образом, оказалось наиболее эффективным в определение рабочих пределов детонации и предоставление инженерам возможности определить наиболее подходящую операционную стратегию.
Контроль детонации [править]
Целью стратегий управления детонацией является попытка оптимизировать компромисс между защитой двигателя от повреждающих событий детонации и максимизацией выходного крутящего момента двигателя. События Knock - это независимый случайный процесс. [6] Невозможно проектировать контроллеры детонации на детерминированной платформе. Однократное моделирование временной истории или эксперимент методов контроля детонации не способны обеспечить повторяемое измерение производительности контроллера из-за случайного характера наступающих событий детонации.Следовательно, желаемый компромисс должен быть достигнут в стохастической структуре, которая могла бы обеспечить подходящую среду для разработки и оценки различных стратегий контроля детонации со строгими статистическими свойствами.
Список литературы [править]
Дополнительное чтение [править]
- Laganá, Armando A.M .; Лима, Леонардо Л .; Justo, João F .; Арруда, Бенедито А .; Сантос, Макс М.Д. (2018). «Идентификация сгорания и детонации в двигателях с искровым зажиганием по сигналу ионного тока». Топливо . 227 : 469–477. DOI: 10.1016 / j.fuel.2018.04.080.
- Ди Гаэта, Алессандро; Джильо, Веньеро; Полиция, Джузеппе; Рисполи, Натале (2013). «Моделирование колебаний давления в цилиндре в условиях детонации: общий подход, основанный на уравнении затухающих волн». Топливо . 104 : 230–243. DOI: 10.1016 / j.fuel.2012.07.066.
- Giglio, Veniero; Полиция, Джузеппе; Рисполи, Натале; Иорио, Бьяджо; Ди Гаэта, Алессандро (2011).«Экспериментальная оценка приведенных кинетических моделей для моделирования детонации в двигателях СИ». SAE Техническая бумага Серия . 1 . DOI: 10.4271 / 2011-24-0033.
- Ди Гаэта, Алессандро; Джильо, Веньеро; Полиция, Джузеппе; Реал, Фабрицио; Рисполи, Натале (2010). "Моделирование колебаний давления в условиях детонации: подход к уравнению с частными дифференциальными волнами". SAE Техническая бумага Серия . 1 . DOI: 10.4271 / 2010-01-2185.
- Моделирование с прогнозирующим сгоранием для «уменьшенных» двигателей с прямым зажиганием с искровым зажиганием: решения для предварительного зажигания («мега-детонация»), пропуски зажигания, тушения, распространения пламени и обычного «детонации» , инновации cmcl, доступны с июня 2010 года.
- Основы двигателя: детонация и предварительное зажигание , Аллен В. Клайн, доступ к июню 2007 г.
- Giglio, V .; Полиция, Г .; Рисполи, Н .; Ди Гаэта, А .; Сесере, М .; Ragione, L. Della (2009). «Экспериментальное исследование по использованию ионного тока на двигателях СИ для обнаружения детонации». SAE Техническая бумага Серия . 1 . DOI: 10.4271 / 2009-01-2745.
- Тейлор, Чарльз Фейет (1985). Двигатель внутреннего сгорания в теории и на практике: сгорание, топливо, материалы, дизайн .ISBN 9780262700276 .
Внешние ссылки [редактировать]
,Шатун- Wikipedia
Шатун и поршень от автомобильного двигателяШатун , также называемый шатун , является частью поршневого двигателя, который соединяет поршень с коленчатым валом. Вместе с кривошипом шатун преобразует возвратно-поступательное движение поршня во вращение коленчатого вала. Шатун необходим для передачи сжимающих и растягивающих усилий от поршня и вращения на обоих концах.
Предшественником шатуна является механическая связь, используемая водяными мельницами для преобразования вращательного движения водяного колеса в возвратно-поступательное движение. [1]
Чаще всего шатуны используются в двигателях внутреннего сгорания или в паровых двигателях.
Происхождение [править]
Самое раннее свидетельство наличия шатуна появляется в конце 3-го века нашей эры на римской лесопилке Иераполис. Это также появляется в двух восточно-римских лесопильных заводах 6-ого столетия, раскопанных в Эфесе соответственно Герасе. Механизм кривошипа и шатуна этих римских водяных мельниц преобразовал вращательное движение водяного колеса в линейное движение пильных дисков. [2]
В Renaissance Italy самое раннее свидетельство - хотя и механически неправильно понятое - составной шатун и шатун можно найти в книгах с эскизами Такколы. [3] Хорошее понимание вовлеченного движения показывает художника Пизанелло (ум. 1455), который показал поршневой насос, приводимый в движение водяным колесом и управляемый двумя простыми кривошипами и двумя шатунами. [3]
К 16-му веку, свидетельства о шатунах и шатунах в технологических трактатах и произведениях искусства эпохи Возрождения в Европе становятся все более распространенными; Агостино Рамелли «« Разнообразные и искусственные машины » только 1588 года изображает восемнадцать примеров, число которых увеличивается в году Theatrum Machinarum Novum Георга Андреаса Беклера до 45 различных машин. [4]
Шатун в двигателе CaterpillarРанняя документация проекта произошла где-то между 1174-1206 гг. Н.э. в штате Артукид (современная Турция), когда изобретатель Аль-Джазари описал машину, которая включала шатун с коленчатым валом для перекачивания воды как часть водоподъемной машины. , [5] [6]
Паровые двигатели [править]
Балочный двигатель с двумя шатунами (почти вертикально) между горизонтальной балкой и маховикомШатун паровоза (между поршнем и задним колесом; самый большой видимый шток)
Атмосферный двигатель Newcomen 1712 года (первый паровой двигатель) использовал цепной привод вместо шатуна, поскольку поршень создавал силу только в одном направлении. [7] Однако большинство паровых двигателей после этого имеют двойное действие, поэтому сила создается в обоих направлениях, что приводит к использованию шатуна. Типичная конструкция использует большой блок подшипников скольжения, называемый поперечиной, с шарниром между поршнем и шатуном, расположенным снаружи цилиндра, для чего требуется уплотнение вокруг штока поршня. [8]
В паровозе кривошипы обычно устанавливаются непосредственно на ведущие колеса. Шатун используется между шатунным штифтом на колесе и поперечиной (где он соединяется с штоком поршня). [9] Эквивалентные шатуны на тепловозах называются «боковыми шатунами» или «шатунами». На небольших паровозах шатуны обычно имеют прямоугольное поперечное сечение, [10] , однако иногда используются стержни морского типа круглого сечения.
В лопастных пароварках шатуны называются «питманами» (не путать с «стрелками»).
Двигатели внутреннего сгорания [править]
Типичная конструкция шатуна автомобильного двигателяШатун для двигателя внутреннего сгорания состоит из «большого конца», «стержня» и «малого конца».Маленький конец прикрепляется к поршневому пальцу (также называемому «поршневым пальцем» или «запястьем»), который может поворачиваться в поршне. Как правило, большой конец соединяется с кривошипом, используя подшипник скольжения, чтобы уменьшить трение; однако некоторые меньшие двигатели могут вместо этого использовать подшипник качения, чтобы избежать необходимости использования системы смазки с насосом.
Как правило, в подшипнике на большом конце шатуна просверлено отверстие для отверстия, из-за которого смазочное масло стекает на упорную сторону стенки цилиндра, чтобы смазать ход поршней и поршневых колец.
Шатун может вращаться на обоих концах, поэтому угол между шатуном и поршнем может изменяться при движении штока вверх и вниз и вращении вокруг коленчатого вала.
Материалы [редактировать]
Алюминиевый стержень с модульной головкой и втулкой в основании (слева), алюминиевый масляный стержень с погребениями (в центре), стальной стержень (справа)В автомобильных двигателях серийного производства шатуны чаще всего изготавливаются из стали. В высокопроизводительных применениях могут использоваться шатуны «заготовки», которые изготавливаются из цельной металлической заготовки, а не отливаются или выковываются.
Другие материалы включают алюминиевый сплав T6-2024 или алюминиевый сплав T651-7075, которые используются для легкости и способности поглощать высокие удары за счет долговечности. Титан является более дорогим вариантом, который уменьшает вес. Чугун может использоваться для более дешевых и менее эффективных приложений, таких как мотороллеры.
Отказ во время работы [править]
Верхняя половина вышедшего из строя шатуна Шатун, который вначале вышел из строя из-за усталости, а затем был поврежден от удара коленчатым валомВо время каждого вращения коленчатого вала шатун часто подвергается большим и повторяющимся силам: силам сдвига, обусловленным углом между поршнем и кривошипом, силам сжатия при движении поршня вниз и силам растяжения при движении поршня вверх. [11] Эти силы пропорциональны квадрату оборотов двигателя (об / мин).
Выход из строя шатуна, который часто называют «бросанием штока», является одной из наиболее распространенных причин катастрофического отказа двигателя в автомобилях. [ цитирование необходимо ] часто приводит в движение сломанный стержень через боковую часть картера и тем самым делая двигатель непоправимым. [12] Распространенными причинами отказа шатуна являются разрушение при растяжении из-за высоких оборотов двигателя, сила удара, когда поршень касается клапана (из-за проблемы с клапанным механизмом), отказ подшипника штока (обычно из-за проблемы со смазкой или неправильной установки). шатуна. [13] [14] [15] [16]
Износ цилиндров [править]
Боковое усилие, приложенное к поршню через шатун коленчатого вала, может привести к износу цилиндров овальной формы. Это значительно снижает производительность двигателя, поскольку круглые поршневые кольца не могут должным образом уплотнить стенки цилиндра овальной формы.
Величина бокового усилия пропорциональна углу шатуна, поэтому более длинные шатуны уменьшат боковое усилие и износ двигателя.Однако максимальная длина шатуна ограничена размером блока двигателя; длина хода плюс длина шатуна не должны приводить к перемещению поршня за верхнюю часть блока цилиндров.
Хозяева и рабыни [править]
Принцип работы радиального двигателя
Ведущие и ведомые стержни в авиационном двигателе Renault 8G V8 1916-1918 гг.Радиальные двигатели обычно используют ведущие и ведомые шатуны, причем один поршень (самый верхний поршень в анимации) имеет главный шток с прямым креплением к коленчатому валу.Остальные поршни прикрепляют крепления своих шатунов к кольцам по краю основного шатуна.
Многобаночные двигатели с множеством цилиндров, например двигатели V12, имеют мало свободного места для многих шеек шатунов на ограниченной длине коленчатого вала. Самое простое решение, которое используется в большинстве двигателей дорожных автомобилей, состоит в том, чтобы каждая пара цилиндров имела общий шатун, однако это уменьшает размер подшипников штока и означает, что совпадающие (т.е. противоположные) цилиндры в разных рядах слегка смещены. вдоль оси коленчатого вала (что создает качающуюся пару).Другое решение состоит в том, чтобы использовать ведущие и ведомые соединительные стержни, где главный стержень также содержит один или несколько кольцевых штифтов. Эти кольцевые штифты соединены с большими концами ведомых стержней на других цилиндрах. Недостаток этого состоит в том, что ход ведомого стержня немного короче, чем ведущий, что увеличивает вибрацию в V-образном двигателе.
Одним из наиболее сложных примеров шатунов типа «главный и подчиненный» является экспериментальный 24-цилиндровый двигатель Junkers Jumo 222, разработанный для Второй мировой войны.Этот двигатель состоял из шести блоков цилиндров, каждый с четырьмя цилиндрами на банк. В каждом «слое» из шести цилиндров использовался один главный соединительный стержень, а в остальных пяти цилиндрах использовались ведомые стержни. [17] Приблизительно 300 испытательных двигателей были построены, однако двигатель не достиг производства.
Штоки вил и лезвия [править]
Шатуны с вилами и лезвиями, также известные как «раздвоенные шатуны», использовались в двигателях V-twin для мотоциклов и в авиационных двигателях V12. [18] Для каждой пары цилиндров стержень «вилки» на большом конце разделен на две части, а стержень «лопасти» из противоположного цилиндра утончается, чтобы войти в этот зазор в вилке.Такое расположение устраняет качающуюся пару, которая возникает, когда пары цилиндров смещены вдоль коленчатого вала.
Общепринятая конструкция подшипника большого конца состоит в том, чтобы стержень вилки имел единственную широкую втулку подшипника, которая охватывает всю ширину стержня, включая центральный зазор. В этом случае стержень лезвия движется не непосредственно по шатуну, а снаружи этой втулки. Это заставляет два стержня колебаться взад и вперед (вместо того, чтобы вращаться относительно друг друга), что уменьшает силы на подшипник и скорость на поверхности. a b Ritti, Grewe & Kessener 2007, p. 161 ошибка harvnb: нет цели: CITEREFRittiGreweKessener2007 (помощь):
Из-за находок в Эфесе и Герасе изобретение системы кривошипа и шатунов пришлось пересмотреть с 13 по 6 век; теперь рельеф Иераполиса возвращает его еще на три столетия, что подтверждает, что каменные мельницы с водяным приводом действительно использовались, когда Авсоний написал свою Мозеллу. "Drysdale Godzilla V-Twin". thekneeslider.com . Получено 26 сентября 2019 года. ,
