آشنایی با نقش شاتون در خودرو و علائم شاتون زدن
گاهی برخی قطعات در خودرو چندان شناخته شده نیستند و اسم آن‌ها را به ندرت می‌شنویم. اما این ناشناخته بودن دلیل بر اهمیت کم آن‌ها نیست. بلکه ممکن است نقش بسیار پر رنگی را در خودرو ایفا کنند و ناشناخته بودن و ناآشنا بودن‌شان برای راننده و مالکان خودرو تنها باعث می‌شود موارد لازم جهت حفظ آن‌ها از آسیب‌های احتمالی را رعایت نکرده و از عوامل تخریب و استهلاک‌شان پیشگیری نکنند. یکی از این قطعات شاتون است که با وجود کوچک بودن، نقش مهمی در موتور خودرو ایفا می‌کند و خرابی آن می‌تواند مشکلات فراوانی را ایجاد کند. بنابراین سعی داریم تا شما را با این قطعه کوچک و مهم و آشنا کنیم و توضیح دهیم منظور از شاتون زدن چیست تا بیشتر نسبت به کارهای لازم جهت حفظ سلامت آن دقت به خرج دهید و مانع از آسیب به شاتون و قطعات در ارتباط با آن شوید.
شاتون چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟
شاتون یکی از اجزای موتور خودرو است که ارتباط میل‌لنگ و پیستون را برقرار می‌کند. شا تون ضمن برقراری این ارتباط حرکت عمودی (رفت و برگشتی) پیستون را به حرکت چرخشی یا دورانی تبدیل می‌کند. همچنین انرژی لازم برای حرکت پیستون به سمت بالا را جهت ایجاد تراکم بین مخلوط سوخت و هوا در محفظه احتراق، به آن منتقل می‌کند. شاتون نیروی لازم به منظور حرکت دادن پیستون را از میل‌لنگ دریافت می‌کند. بنابراین شاتون وظیفه انتقال نیرو بین میل‌لنگ و پیستون و بالعکس را بر عهده دارد. علاوه بر اینکه این نیرو را ضمن انتقال به حالت چرخشی یا عمودی تبدیل می‌کند. شاتون عمل تبدیل نیروی چرخشی به عمودی و بالعکس را به کمک یاتاقان انجام می‌دهد.
نقش شاتون در خودرو و علائم شاتون زدن
شاتون
شا تون از چه جنسی ساخته می‌شود؟
شاتون باید مقاوم و سبک باشد بنابراین معمولا آن را از فولاد می‌سازند تا مقاومت لازم را در برابر حرارت موجود در موتور و ضربات ناشی از حرکت‌های حین کار را داشته باشد. در واقع ضربات ناشی از احتراق و انتقال نیروی آن به میل‌لنگ از عوامل اصلی شکستن شاتون است. بنابراین شاتون باید استحکام لازم برای مقاومت در برابر این ضربات را داشته باشد و در عین حال حرارت بالای موجود در فضای سیلندر را تحمل کند. شاتون باید به گونه‌ای باشد که علاوه بر نشکستن و ترک برنداشتن تحت فشارهای پیستون دچار هیچ گونه خمیدگی نیز نشود. گاهی شاتون را از جنس آلومینیوم می‌سازند اما با این وجود شاتون‌های فولادی همچنان به انواع جدید ارجعیت دارند. شاتون با روش ریخته‌گری فورجینگ ساخته می‌شود تا مقاومت و استحکام آن تا حد امکان بالا رود.
ساختار و اجزای شاتون
شاتون میله‌ای است که دو سر بزرگ و کوچک در دو طرف دارد. با وجود سخت و مقاوم بودن تا حد امکان سبک ساخته می‌شود. استحکام آن منجر به مقاومتش در برابر فشارهای پیستون و کشش‌های آن هنگام رفت و برگشت می‌شود. قسمت‌های مختلف این قطعه کوچک، سبک و مستحکم به این قرار است:
سر کوچک (یاتاقان کوچک)
این بخش همواره یک تکه ساخته می‌شود و با بدنه یا ساق نیز یکپارچه است. سر کوچک شاتون با پیستون در تماس است و از طریق گژن پین به آن وصل می‌شود. این سر کوچک تشکیل یک یاتاقان می‌دهد و در داخل آن یک بوش قرار داده می‌شود. این بوش که از جنس مس یا برنج است همواره در تماس با گژن پین است و مانع از سایش سطح داخلی یاتاقان کوچک شاتون می‌شود. ضربات پیستون ابتدا با این بخش برخورد می‌کند.
بدنه یا ساق
قسمت بین دو سر شاتون را بدنه می‌گویند که به شکل ریخته‌گری با سر کوچک‌تر یا یاتاقان کوچک به صورت یکپارچه طراحی می‌شود و با قسمت بالایی یاتاقان بزرگتر نیز یک تکه است. البته اگر یاتاقان بزرگتر نیز فرمی یک تکه داشته باشد با کل آن یکپارچه ساخته می‌شود. ضربات و نیروی پیستون پس از یاتاقان کوچک به بدنه منتقل و از طریق آن به یاتاقان بزرگ می‌رسد.
نقش شاتون در خودرو و علائم شاتون زدن
سر بزرگ (یاتاقان بزرگ)
این قسمت که بخش متحرک شاتون نیز هست در دو نوع ساخته می‌شود و از طریق لنگ میل‌لنگ به آن متصل می‌شود. حرکت این یاتاقان منجر به چرخش لنگ و انتقال حرکت عمودی پیستون به میل‌لنگ و تبدیل آن به حرکت چرخشی، جهت به حرکت در آمدن چرخ‌ها می‌شود. در داخل این یاتاقان نیز برای جلوگیری از سایش سطح داخلی آن با لنگ از بوش استفاده می‌شود. دو نوع مختلف یاتاقان متحرک شاتون عبارتند از:
– شاتون با یاتاقان متحرک دو تکه: تکه‌های این نوع یاتاقان شاتون به وسیله دو پیچ و مهره به هم وصل می‌شوند. در صورت دو تکه بودن این یاتاقان، نیمه پایینی آن را کپه می‌نامند که با دو پیچ و مهره به نیمه بالایی متصل می‌شود. در این صورت بوش درون این یاتاقان نیز به صورت دو نیم بوش در داخل آن به کار می‌رود.
– شاتون با یاتاقان متحرک یک تکه: گاهی یاتاقان متحرک یک تکه طراحی می‌شود که در این صورت با بدنه و ساقه شاتون نیز یکپارچه است که در این صورت یک تکه بودن فرم طراحی میل‌لنگ نیز تغییراتی می‌کند. چرا که قرارگیری یاتاقان متحرک روی لنگ میل‌لنگ نیز با پیچ کردن دو تکه آن زیر و روی میل‌لنگ امکان پذیر نیست و باید نحوه سوار شدن یاتاقان متحرک با میل‌لنگ هماهنگ باشد. بوش این یاتاقان‌ها نیز به صورت غلتک‌های کوچک یا بلبرینگ درون آن کار گذاشته می‌شود.
شاتون
انواع شاتون از منظر روش‌های روغن‌کاری
وظیفه انتقال روغن به یاتاقان‌های شاتون بر عهده بدنه شاتون است. این وظیفه با توجه به نوع طراحی شاتون به دو روش زیر انجام می‌شود.
۱. روغن‌کاری توسط مجرایی که سرتاسری در شاتون قرار گرفته است
به این ترتیب که مسیری برای روغن در تمام سازه شاتون تعبیه می‌شود و این قطعه شاتون را از سوراخ یاتاقان بزرگش گرفته و به یاتاقان کوچک و بوش گژن پین می‌رساند.
۲. روغن‌کاری از طریق سوراخی که در کناره شاتون قرار گرفته است
به این ترتیب که روغن از طریق سوراخ میل‌لنگ و شاتون وارد مجرای روغن شاتون شده و سپس از سوراخ روغن‌کاری آن روی دیواره سیلندر پاشیده می‌شود. روغن روی دیواره سیلندر از طریق رینگ‌های روغن پیستون به سوراخ گژن پین و انگشتی و بوش آن رسیده و روغن‌کاری لازم جهت تسهیل عملکرد این قطعات صورت می‌گیرد.
انواع شاتون در موتورهای V شکل
شاتون‌ها در موتورهای خطی معمولا به شکلی واحد و طراحی‌هایی شبیه به هم به کار می‌روند. همچنین جنس آن‌ها معمولا از همان فولاد ریخته‌گری است. اما در موتورهای V شکل تفاوت‌هایی در فرم شاتون شاهد هستیم و اینکه علاوه بر متفاوت بودن شاتون در این موتورها با موتورهای خطی، انواع مختلفی از شاتون در آن‌ها نیز به کار می‌رود.
۱. شاتون موازی
این نوع شاتون به صورت معمولی، بر روی لنگ میل‌لنگ بسته می‌شود و شاتون هر سیلندر یاتاقان متحرک خود را دارد.
۲. شاتون ضربدری
در این نوع، شاتون‌هایی که از سیلندرهای روبروی هم خارج می‌شوند روی میل‌لنگ سوار می‌گردند با این تفاوت که یاتاقان متحرک یکی روی شاتون روبرویی سوار می‌شود و یاتاقان متحرک شاتون دوم روی میل‌لنگ بسته می‌شود. در این نوع، انتهای شاتون دوم دو شاخه است و انتهای شاتون اول نیز باریک‌تر از حالت عادی.
۳. شاتون لولایی
در این مدل نیز شاتون‌های روبروی هم به واسطه یکدیگر روی میل‌لنگ سوار می‌شوند. به این ترتیب که یکی روی میل‌لنگ سوار می‌شود و دیگری به وسیله یک پین به بدنه شاتون اول متصل می‌شود.
رابطه طول شاتون و دور موتور
طول شاتون و بلندی آن با قدرت و گشتاور موتور رابطه مستقیم دارد. به این ترتیب که طول بلندتر شاتون قدرت موتور را افزایش داده اما دور موتور را پایین می‌آورد. چرا که شاتون کوتاه‌تر نیروی انفجار را با سرعت بیشتر از پیستون به میل‌لنگ منتقل می‌کند و تعداد دفعات رفت و برگشت بیشتری را به دلیل طول کمتر می‌پیماید. اما این تعداد بیشتر نیروی منتقل شده را کاهش داده و هدر رفت نیرو را نیز افزایش می‌دهد.
حال اینکه شاتون‌های بلندتر با تعداد رفت و برگشت کمتر نیروی بیشتری را یک‌جا و بدون هدررفت به میل‌لنگ منتقل می‌کنند اما با توجه به اینکه هر دور چرخش میل‌لنگ با یک دور رفت و برگشت شاتون اتفاق می‌افتد شاتون‌های بلندتر به تعداد کمتری میل‌لنگ را چرخانده و دور موتور کمتری تولید می‌کنند. البته که در هر حال طول شاتون باید با موتور هماهنگ باشد و نمی‌توان شاتون‌های کوتاه را در موتورهایی با طول سیلندر بیشتر به کار برد و بالعکس.
نقش شاتون در خودرو و علائم شاتون زدن
منبع: 1