شاتون چیست و چه نقشی دارد ؟

شاتون به روسی ( шатун ) به انگلیسی ( connecting rod ) اهرمی است که در موتورهای پیستونی حرکت خطی پیستون را به حرکت چرخشی میل لنگ تبدیل می کند. شاتون 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. پرواضح است که بدون وجود شاتون یا در صورت خرابی آن، این حرکت دورانی تولید نخواهد شد.

 سر کوچکتر شاتون ، به پیستون و سر بزرگتر آن به میل‌لنگ وصل می‌شود و از آنجایی که ضربات پیستون به شاتون و سپس به میل‌لنگ منتقل می‌شود ، لذا شاتون باید استحکام و قدرت کافی در برابر این ضربات را داشته باشد و از همین‌رو شاتون‌ها از فولاد ساخته می‌شوند .

شاتون زدن خودرو به چه معنایی است؟

اصطلاحات زیادی در بین تعمیرکاران وجود دارد که بیان کننده آسیب جدی به موتور می باشند، مهم ترین این اصطلاحات یاتاقان زدن و شاتون زدن می باشد، اصطلاح شاتون زدن زمانی بکار می رود که شاتون ها به شدت آسیب دیده باشند و دیگر قابل استفاده بر روی خودرو نباشند.

شاتون 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 شاتون

شاتون از سه قسمت اصلی تشکیل شده است:

  • سر ( یاتاقان ) کوچکتر
  • بدنه
  • سر ( یاتاقان ) بزرگتر

1 - 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.

2 - 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.

3 - 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.

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.

علائم خرابی شاتون

شاتون از آن دست قطعاتی است که خرابی آن، آسیب‌های جبران‌ناپذیری را در پی دارد، به همین‌دلیل داشتن دانش کافی نسبت به علائم خرابی آن، برای هر راننده‌ای ضروری است. در ادامه به علائم خرابی شاتون اشاره شده‌است.

  • صداهای غیرعادی موتور : شنیدن صداهای غیرعادی از موتور می‌تواند نشان از خرابی شاتون‌ها باشد. شایان ذکر است که چنانچه با بالا رفتن دور موتور، این صدا افزایش یابد؛ احتمال خراب بودن شاتون نیز افزایش می‌یابد.
  • صدای تق‌تق : روانکاری قطعات متحرک در خودرو بسیار مهم است؛ چراکه در غیر این‌صورت اصطکاک بین قطعات افزایش یافته و خرابی‌های بعدی را در پی خواهد داشت. شاتون‌ها نیز یکی از این قطعات متحرک بوده و در صورت اختلال در روانکاری، صداهایی نظیر تق‌تق از موتور به گوش خواهد رسید.
  • روغن‌ریزی : بیرون ریختن روغن موتور، می‎‌تواند یکی دیگر از نشانه‎‌های خرابی شاتون باشد.
  • پرت شدن قطعات فلزی : در موارد بسیار محدود دیده شده‌است که با خرابی شاتون، برخی از قطعات فلزی به‌کار رفته در موتور به سمت بیرون پرت می‌شوند.

دلایل خرابی شاتون

شاتون قطعه‌ای فولادی بوده و در اصطلاح بسیار جان‌سخت است؛ ولیکن این قطعه نیز از خرابی مصون نیست و برخی عوامل، نرخ خرابی این قطعه را افزایش می‌دهند که از جمله این عوامل می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد:

  • تصادفات شدید : وقوع تصادفات شدید می‌تواند باعث خرابی و شکستن شاتون‌ها شود. این تصادفات مخصوصا اگر از سمت جلو اتفاق بیفتند میزان خرابی‌ها را بیشتر می‌کنند.
  • کیفیت پایین : کیفیت پایین شاتون‌ها یکی دیگر از عواملی است که منجر به خرابی یا شکستگی آن‌ها خواهد شد.
  • تنظیم ناصحیح : چنانچه شاتون به‌درستی تنظیم نشود و اتصالات آن به میل‌لنگ و پیستون، با دقت کافی انجام نشده باشد؛ خرابی شاتون امری حتمی است.
  • دنده معکوس در سرعت بالا : استفاده نادرست از دنده معکوس و به‌خصوص در سرعت‌های بالا علاوه بر آن‌که برای کلیت خودرو مناسب نیست، می‌تواند منجر به آسیب به شاتون نیز شود.
  • ضربات شدید پیستون : چنانچه ضربات اعمالی از پیستون به شاتون بسیار فراتر از حد معمول باشد، امکان شکستگی شاتون وجود دارد. این ضربات شدید عمدتا ناشی احتراق غیرعادی یا زودرس در سیلندر است.
  • اختلال در سیستم روانکاری : همانگونه که در بندهای قبلی ذکر شد؛ روانکاری قطعات متحرک در خودرو امری      بسیار حیاتی است. چنانچه روانکاری شاتون مختل شود یا مناسب نباشد احتمال خرابی شاتون به شدت افزایش می‌یابد.
  • خرابی یا شکستگی شاتون، می‌تواند خسارات بسیار زیادی را به موتور وارد کند و در نتیجه هزینه‌های هنگفتی باید صرف تعمیر خودرو شود؛ لذا به شدت توصیه می‌شود عوامل و علائم خرابی شاتون را جدی گرفته و هر از گاهی به یک مکانیک ماهر مراجعه کرده تا این موضوع را چک کند.

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.

تفاوت یاتاقان زدن و شاتون زدن چیست

برای آنکه متوجه شوید تفاوت یاتاقان زدن و شاتون زدن چیست باید بگوییم که برخی از علائم این دو مانند صدای تق‌تق موتور هنگام حرکت بسیار شبیه به هم و عوامل ایجاد آن‌ها نیز تا حدودی مشترک هستند. یاتاقان زدن و شاتون زدن عموما به دلیل روغن‌کاری ناصحیح و ضعف در سیستم روانکاری خودرو اتفاق می‌افتد. اما نکته‌ مهم این است که این دو می‌توانند عوامل ایجاد دیگری نیز باشند. به این معنی که نقص یاتاقان می‌تواند منجر به شاتون زدن شود و بالعکس. اما تفاوت علائم آن‌ها به این ترتیب است که صدای تق‌تق یاتاقان زدن با بالارفتن دور موتور افزایش می‌یابد ولی صدای تق‌تق ناشی شاتون زدن در حین حرکت ثابت است و از ابتدا تا انتها به یک شکل شنیده میشود. همچنین صدای شاتون زدن کمتر از صدای یاتاقان زدن است. اما به طور کلی برای  تشخیص درست دلیل صدای غیرعادی موتور، باید به تعمیرگاه مراجعه کرد و بررسی دقیق انجام داد.

و در آخر نکاتی که در رابطه با شاتون باید بدانید :

وزن شاطون‌هایی که در یک موتور مورد استفاده قرار می‌گیرند باید یکی باشد در غیر این صورت موتور بالانس نبوده و توازن وزنی خود را از دست می‌دهد. این عامل منجر به لرزش زیاد موتور می‌شود. به همین دلیل هنگام تولید قطعات موتور خودرو، روی شاطون‌های موتور اعدادی حک می‌شود. این اعداد که نشان‌گر شاتون متناسب با هر موتور است با توجه به وزن و طول شاتون روی آن‌ها نوشته می‌شود تا زمان باز و بسته کردن موتور برای تعمیر، انتخاب شاتون و سوار کردن آن راحت و بدون اشکال انجام شود. در صورت بی‌دقتی نسبت به این اعداد و جا به جا شدن شاتون‌ها مونتاژ قطعات ضعیف و خراب شدن‌شان را در پیش خواهد داشت. نکته‌ دیگر اینکه توجه داشته باشید اگر سر کوچکتر شاتون ترک خورده باشد، امکان صافکاری و تعمیر آن وجود ندارد و راهی جز تعویضش نیست.

چنانچه موتور خودروی‌تان را به دلایلی غیر از خرابی شاتون و اجزای آن هم تعمیر کردید، حتما پیچ‌ها و محل بست شاتون و قطعات مرتبط با آن را هم بررسی کنید، تا در صورت نیاز تعویض و تعمیر آن‌ها هم انجام شود. همچنین گاهی تعمیر قطعات دیگر ممکن است در این پیچ و اتصالات مشکلات و نواقصی ایجاد کرده باشد. افراد متخصص می‌توانند پیچ و بست‌های خورده شده و هرز شاتون‌ها هم را تعویض کنند.

در این بخش در الو میتسوبیشی ، تلاش ما بر این بود که تمامی آنچه لازم بود در رابطه با شاتون و نقش آن در خودرو ؛ در اختیار شما همراهان گرامی قرار دهیم ؛ امید است با مطالعه این بخش به جواب تمامی سوالات خود در این باره دست پیدا کنید .

برگرفته از سایت https://karnameh.com/ و https://fa.wikipedia.org/ و https://renault-iran.com/ و https://www.hamrah-mechanic.com/