На шатуны действуют переменные силы газов, направленные вдоль оси, а
также переменные по величине инерционные силы, нагружающие шатун как в
продольном, так и в поперечном направлениях. Шатуны работают на
усталость. При выборе формы и размеров шатуна учитывались тип и
назначение двигателя, его быстроходность и напряженность, а также
масштаб производства. Шатуны штампуют без обработки стержней шатунов.
Стержни главных и прицепных шатунов изготовлены за одно целое с
поршневыми головками. Нижняя головка главного шатуна разъемная, а
прицепного шатуна сборная.
Форма и размеры поршневых головок шатунов выбраны с
учетом высоких удельных давлений в месте сочленения с поршнем при
повышенной температуре и при недостаточной смазке. Поршневая головка
шатуна подвергается изгибу силами инерции поступательно-движущихся масс
поршневой группы и силами давления газов. Напряжения изгиба имеют
максимальное значение в месте перехода головки в стержень шатуна. Для
уменьшения напряжений переход сделан плавно с максимально возможным
радиусом. Подшипники поршневых шатунов представляют собой стальные
втулки, в которых запрессованы бронзовые втулки из бронзы ОС-8-12- Косые
шлицы на поверхности бронзовых втулок служат для охлаждения маслом.
Поверхности втулок поршневых головок обработаны не ниже 8-го класса
шероховатости.
При расчете головки шатуна определяли напряжения от
растягивающей силы инерции, напряжения от сжимающей шатун силы,
напряжения от запрессовки втулки и от нагрева головки. Запас прочности
подсчитывали с учетом всех напряжений и деформаций поршневой головки, а
также удельного давления между втулкой и поршневым пальцем.
Кривошипная головка шатунов выполнена разъемной (рис. 28). Шатунная
группа скомплектована из главного шатуна с коротким и жестким стержнем и
прицепного шатуна, устанавливаемых на верхнюю половину нижней шатунной
головки. Отъемный стержень главного шатуна 5 легко вынимается из втулки
цилиндра. К нижней головке стержень крепится шпильками 3.
Нижняя головка шатуна состоит из верхней половины (сторона стержня) и
крышки. На плоскостях разъема профрезерованы треугольные шлицы, надежно
удерживающие верхнюю половину шатуна от поперечных перемещений. Она
зафиксирована штифтом и скреплена с нижней крышкой четырьмя шпильками.
Главный 5 и прицепной 14 шатуны соединены между собой пальцем, который
крепится к стержню шатуна 14 двумя шпильками 12. Такое соединение
прицепного шатуна с главным обеспечивает умеренные нагрузки на втулку
прицепного шатуна. Стержни главного и прицепного шатунов таврового
сечения отштампованы из легированной стали.
Верхние головки шатунов смазываются и охлаждаются маслом, поступающим по
каналу в стержне шатуна. К шатунному подшипнику и пальцу прицепного
шатуна масло поступает из коренных подшипников коленчатого вала через
косые каналы в валу и в шатуне.
Кривошипная головка дизеля нагружена силами инерции
по-ступагельно-движущихся и вращающихся масс шатуна, поэтому для
обеспечения жесткости она максимально усилена в месте разъема и имеет
жесткую крышку с ребрами.
Рис 28 Шатуны
1 — нижняя крышка шатуна, 2 — верхняя крышка шатуна, 3, 1, 12 шпильки, 4
подшипник верхней головки, 5 — главный шатун, 6 — втулка прицепного
шатуна, 8 нижний вкладыш, 9 — верхний вкладыш, 10 — штифт, 11 — палец
прицепного шатуна; 13 — замок 14 — прицепной шатун