Шатун поршня: конструкция, причины неисправности, ремонт

Шатун поршня обеспечивает передачу энергии от поршня к коленчатому валу. Первое применение таких деталей датируется концом III века н.э. Устройства, похожие на современные шатуны использовались на лесопилках в Малой Азии, принадлежавшей Римской империи. Они служили для преобразования вращательного движения водяного колеса в поступательно для привода пилы. Подобные конструкции были обнаружены при раскопках в Эфесе, которые датируются VI веком н.э.

Шатун в процессе работы совершает 2 вида движения – круговые, в месте соединения нижней головки с коленвалом, и возвратно-поступательные, в месте соединения верхней головки и поршня. При эксплуатации двигателя на данную деталь постоянно воздействуют высокие нагрузки.

В шатун входят следующие элементы:

• Верхняя головка (поршневая)
• Нижняя головка (кривошипная)
• Силовой стержень

Поршневая головка

Поршневой палец соединяет верхнюю головку с поршнем.

Сама головка представляет собой цельную неразборную конструкцию. Палец может быть плавающим и фиксированным.

В первом случае в верхнюю головку пальца впрессовываются бронзовые или биметаллические втулки. Но это относится не ко всем двигателям. Существуют модификации, где этих втулок нет, а сам палец свободно вращается в отверстии головки шатуна благодаря зазору. Для обеспечения работоспособности подобной детали важно обеспечить смазывание поршневого пальца.

Для установки фиксированных пальцев в головке шатуна проделывается отверстие цилиндрической формы, изготовленное с очень высокой точностью. Диаметр этого отверстия меньше, чем диаметр поршневого пальца. Благодаря этому обеспечивается необходимый натяг при соединении двух деталей.

Верхняя головка шатуна имеет форму трапеции. Это позволяет увеличить опорную площадь поверхности при работе поршня и снизить разрушительное воздействие очень высоких нагрузок.

Кривошипная головка

Кривошипная головка служит для соединения шатуна и коленвала. В большинстве шатунов этот элемент разъемный, что обусловлено методом сборки двигателя. Крышка головки фиксируется на шатуне болтами, но в некоторых случаях для этих целей используют штифты или бандажное крепление.

На шатуне можно использовать лишь ту крышку, которая была установлена на заводе. Это обусловлено тем, что она имеет определенный вес и размер, и потому не может быть заменена на другую.

Разъем головки относительно расположения стержня может быть прямым (90° к оси) или косым (под определенным углом к оси). В V-образных ДВС применяется последний вид.

В нижней части шатунной головки находятся подшипники скольжения, схожие с коренными вкладышами коленчатого вала. Для их производства используется стальная лента, с внутренней стороны покрытая антифрикционным материалом, который обладает высокими противоизносными характеристиками.

Данный слой работает исключительно при наличии моторного масла, в противном случае он быстро разрушается.

Для подшипников скольжения шатунов, коренных подшипников коленвала, юбок поршней, распределительных валы, втулок пальцев, в дроссельной заслонке подходит антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY Для деталей ДВС.

Данный материал эффективно снижает трение и износ, предотвращает заклинивание поршня в цилиндре и задир поверхностей. Он не разрушается при длительном воздействии моторного масла, предотвращает движение рывками, работает в режиме масляного голодания.

Благодаря аэрозольной упаковке с выверенными параметрами распыления нанесение покрытия не вызывает затруднений. Полимеризация материала происходит как при комнатной температуре, так и при нагреве.

Силовой стержень

Стержень шатуна имеет двутавровую форму и расширяется от верхней головки к нижней. В дизельных двигателях, в отличие от бензиновых, шатуны более прочные и массивные. В спорткарах для производства этих деталей используется алюминий, что способствует снижению массы автомобиля.

Все шатуны в двигателе должны иметь одинаковую массу. В противном случае при работе ДВС будут сильные вибрации. Это требование распространяется также на обе головки детали. Для выравнивания веса шатунов их взвешивают на очень точных весах. После этого, выбрав самый легкий шатун, подгоняют массу других деталей под него путем снятия части металла на головках детали и с бобышек на стержне.

Каждый автопроизводитель стремиться снизить затраты на производство и уменьшить вес деталей кривошипно-шатунного механизма. Но, ввиду того, что при работе шатуны испытывают высокие нагрузки, уменьшение их массы может отрицательно отразиться на прочности.

Для бензиновых серийных ДВС при массовом производстве шатунов применяется метод литья из специального чугуна. При такой технологии изготовления обеспечивается идеальный баланс между себестоимостью и прочностью детали.

Шатуны для дизельных силовых агрегатов производятся методом горячей ковки или штамповки из легированной стали, так как использование литья для таких ДВС неуместно. Прочность таких изделий гораздо выше, чем у литых, но их стоимость и производство обходится дороже.

В автомобилях с форсированными ДВС и спорткарах используются шатуны из алюминиевых и титановых сплавов. Это позволяет повысить мощность двигателя и снизить его вес. Вес таких деталей на 50 % меньше, чем у стальных и чугунных шатунов.

Болты крепления крышки шатунной головки изготавливают из высоколегированной стали. В отличие от обычной углеродистой стали предел текучести такого материала в 2-3 раза выше.

Износ деталей – основная причина выхода из строя шатуна. Ремонт верхней головки производится редко, а срок службы втулки эквивалентен ресурсу всего ДВС. Но существуют явления, при которых шатун может изогнуться или полностью разрушаться. Это происходит вследствие столкновения поршня с головкой блока, гидроудара или попадания в камеру абразивных веществ и посторонних предметов.

Подшипники нижней головки изнашиваются по причине неудовлетворительного смазывания. Об этом свидетельствует удлинение шатунных болтов, изменение цвета частей вкладышей (чернеют) и шатунной головки (становится темно-синей), замятие вкладышей. В случае, если смазывание обеспечивалось должным образом, причиной поломки служит разрушение или износ самих подшипников.

Причинами поломки шатуна может быть засорение фильтров, недостаточный уровень моторного масла и его несвоевременная замена, потеря маслом рабочих свойств, попадание в цилиндр загрязнений и абразивов. 

Ремонт шатунов возможен в следующих случаях:

• При деформации стержня

• При износе зазора в верхней головке

• При износе зазора и поверхности нижней части головки

Ремонтные работы начинаются с тщательного осмотра деталей. В первую очередь производится измерение овала и диаметра, зазоров в верхней и нижней части шатуна. Для этого используется нутрометр. При нормальных показателях замена шатуна не нужна. При деформации стержня отверстия головок непараллельны, в результате чего происходит перекос цилиндра, износ коленвала, головки шатуна, поршня и стенок цилиндра. Об этом свидетельствует повышение шумности ДВС при работе на высоких оборотах. Существует еще один способ проверки шатуна на деформацию – деталь устанавливается на проверочную плиту и раскачивается.

После осмотра можно производить ремонт. Качество работ напрямую зависит от точности специального оборудования.

Добиться нужного размера зазора нижнего шатуна позволяет снятие некоторого количества металла с поверхности крышки головки. Затем крышку следует установить на штатное место и зафиксировать при помощи болтов.

При расточке отверстия головки нужно учитывать заданный размер детали. Операция выполняется на расточном или универсальном станке. После этого выполняется хонингование.

При увеличенном зазоре под поршневой палец необходимо поменять бронзовую втулку под верхнюю головку. Новая деталь в процессе приработке примет нужный размер. Следует учитывать, что отверстия втулки и головки должны совместиться, иначе моторное масло, выходящее из поршня, не попадет на поршневой палец.

После расточки следует взвесить шатуны и подогнать их по массе. Для этой процедуры используется самая легкая деталь.

Шатунные вкладыши дополнительно следует обработать антифрикционным покрытием MODENGY Для деталей ДВС.

Возврат к списку

Шатун и все,что нужно о нем знать.

Содержание статьи

Шатун – это соединительная деталь между коленвалом и поршнем, основное назначение которой является преобразование поступательных движений поршня внутри цилиндра во вращательные движения коленчатого вала, с которого вращение передается на колеса автомобиля через трансмиссию.

Материалы для производства шатунов

Шатуны производятся двумя способами — штамповкой из высокопрочной стали или литьем из чугуна. В дизелях применяются шатуны, изготовленные из легированной стали методом ковки или горячей штамповки.

В некоторых видах бензиновых двигателей устанавливаются шатуны, производимые из порошкообразных металлов методом спекания.

Из-за напряженных условий работы данная деталь КШМ должна отличаться надежностью, долговечностью и износостойкостью.

Особое внимание уделяется не только изготовлению шатунов, но и болтов крепления. Для производства болтов используются легированные виды стали, обладающие высоким коэффициентом текучести, что в несколько раз выше, чем у высокоуглеродистых сталей.

Стержень шатуна

У большинства производителей автомобилей, ориентированных на массовый рынок, стержень шатуна расширяется к его нижней головке и имеет двутавровую форму. У дизельных двигателей шатуны более массивны и прочны, чем у бензиновых двигателей. Некоторые двигатели оснащаются шатунами и других форм, к примеру, в спортивных авто, в которых имеются алюминиевые шатуны. Обычно, стержень шатуна имеет внутренний просверленный канал для подачи масла в верхнюю головку.

Иногда, этот канал также ведёт и к нижней головке, откуда масло разбрызгивается в полости цилиндра и поршня. Все шатуны двигателя должны иметь одинаковый вес, чтобы вибрации от двигателя были минимальными. Кроме того, совпадать должен не только вес всего шатуна, но и вес верхних головок и нижних головок. Для достижения одинакового веса используют очень точные весы, а потом подгоняют вес по самому лёгкому шатуну, аккуратно снимая часть металла с бобышек (металлические наплывы на поверхности шатунов) на головках и на стержне шатуна.

Строение шатуна

Шатун имеет простое устройство, которое состоит из следующих элементов:

• стержня;
• поршневой головки;
• кривошипной головки.

Стержень представляет собой составной элемент шатуна, имеющий преимущественно двутавровое сечение. Некоторые модели имеют круглое, крестообразное, Н-образное или прямоугольное сечение шатунного стержня. В стержне присутствует канал, предназначенный для транспортировки масла к подшипнику головки поршня. 

поршневая головка — это проушина с цельной структурой, внутри которой расположена втулка. Втулка представляет собой скользящий подшипник, предназначенный для вращения пальца поршня. Материал изготовления втулки: бронза или сталь с оловом или свинцом. Структура поршневой головки зависит от размера поршневого пальца, а также от метода его крепления. Для того, чтобы уменьшить вес шатуна и, как следствие, нагрузку на поршневой палец, на некоторых автомобильных двигателях устанавливают шатуны с поршневой головкой в виде трапеции.

Кривошипная головка — механизм, предназначенный для соединения шатуна и коленчатого вала друг с другом. Большая часть шатунов оснащена разъемной кривошипной головкой, это объясняется способом сборки двигателя внутреннего сгорания. Крышка головки, расположенная в нижней части, прикрепляется болтами к шатуну. Иногда применяют бандажное или штифтовое крепление составных элементов головки. Разъем кривошипной головки бывает двух видов: прямой (расположен под углом 90 градусов относительно оси стержня), косой (под определенным углом к оси). Косой разъем используется для уменьшения размеров двигателя V-образной формы.

Профилированные стыковые поверхности головки обеспечивают препятствие при воздействии поперечных сил. При этом соединение может быть замковым или зубчатым. Самым современным и популярным является соединение, изготовленное методом раскалывания. Оно называется сплит-разъемом.

Внутри кривошипной головки шатуна расположен подшипник, который состоит из двух многослойных вкладышей. Количество слоев может варьироваться от двух до пяти в каждом. Наиболее широко используются вкладыши из двух и трех слоев. Двухслойный вкладыш изготовлен из стали с антифрикционной поверхностью. Трехслойный также состоит из стали, а антифрикционное покрытие разделяется специальной прокладкой.

Снятие и установка шатунно-поршневой группы

Снятие

Отдельно снять шатун с двигателя не получится, это возможно сделать только в сборе с установленным на шатун поршнем в сборе с пальцем и поршневыми кольцами. В некоторых случаях можно снять шатунно-поршневую группу без снятия двигателя с автомобиля. Иногда это выгодно в целях экономии времени, но всё же для обеспечения необходимой для проведения этого ремонта чистоты, без которой качественно выполнить ремонт затруднительно, лучше подобный ремонт выполнять на снятом двигателе. Тем более, что для выполнения этого ремонта всё равно придётся снимать головку блока цилиндров и масляный поддон двигателя. А при снятии головки блока цилиндров всё равно придётся снимать или отсоединять большинство жгутов проводов и вакуумных трубок.

Перед снятием шатунно-поршневой группы, следуя указаниям Руководства по ремонту автомобиля, снимите головку блока цилиндров и масляный поддон двигателя. Как снимать шатунно-поршневую группу обычно подробно описывается в Руководстве по ремонту автомобиля. Тут даются просто некоторые замечания, которые не всегда присутствуют в руководстве.

Перед откручиванием гаек (болтов) крепления крышки шатуна определите место нахождения меток, указывающих в какой цилиндр устанавливается данный шатун с поршнем и направление установки крышки относительно шатуна. Если подобные метки не обнаружены, что бывает крайне редко, нанесите их самостоятельно удобным способом. Несмотря на то, что крышка шатуна крепится всего двумя гайками (болтами), откручивайте гайки постепенно и поочерёдно. При чем при первом ослаблении затяжки гайки гайку допускается повернуть не более чем на ¼ оборота, а лучше меньше. После откручивания гаек снимите крышку шатуна. Примете меры, исключающие падение вкладыша из крышки шатуна. Шатунные болты изготавливаются из очень прочной стали, поэтому для уменьшения вероятности повреждения полированной поверхности шатунной шейки коленчатого вала и поверхности стенок цилиндров на шатунные болты необходимо установить специальные защитные и направляющие приспособления. При отсутствии подобных приспособлений, что бывает чаще всего, наденьте на болты куски шлангов из мягкого материала подходящего диаметра.

Для извлечения поршня из цилиндра установите коленчатый вал так, чтобы ось шатунной шейки совпала с продольной осью цилиндра. Примите меры предосторожности, исключающие падение поршня в сборе с шатуном. Поддерживая поршень снизу, лёгкими ударами деревянной ручки молотка по шатуну или болтам извлеките поршень из отверстия цилиндра.

Укладывайте все снятые детали так, чтобы была возможность установки этих деталей на то место, где они стояли до снятия. Это относится также к гайкам или вкладышам, даже если принято решение о замене вкладышей. По состоянию вкладышей можно определить некоторые неисправности двигателя. Укладывайте снятые детали только на чистую поверхность.

Установка

Проведите тщательный осмотр и необходимую дефектовку всех снятых деталей.

Соедините шатун с поршнем при помощи поршневого пальца и установите на поршень поршневые кольца. Некоторые советы по установке этих деталей даны в соответствующих статьях. Одновременно соберите все шатунно-поршневые группы двигателя.

Ещё раз проверьте, что замки поршневых колец установлены в соответствии с указаниями в Руководстве, а в случае отсутствия таких указаний установите замки соответствии с рекомендациями, данными в главе «Установка поршневых колец».

Обильно смажьте поршень, поршневые кольца и стенки цилиндров чистым моторным маслом. Смажьте внутреннюю поверхность специального приспособления для сжатия поршневых колец

Установите на поршень специальное приспособление и сожмите кольца. Иногда необходимо слегка обстучать приспособление молотком с пластмассовым бойком.

Установите на болты крышки крепления шатуна защитные приспособления или наденьте на болты отрезки шлангов. Осторожно вставьте шатун в отверстие цилиндра. Шатун с поршнем допускается устанавливать только в одном направлении, обычно направление установки указывается специальной меткой на днище поршня. Опустите поршень в цилиндр, пока специальное приспособление не коснётся поверхности блока цилиндров. Прижмите приспособление к поверхности блока цилиндров и нанесите несколько очень лёгких ударов торцом деревянной ручки молотка по всей окружности верхней кромки приспособления. Прижимая приспособление к поверхности блока цилиндров, лёгкими равномерными ударами деревянной ручки молотка, переместите поршень в отверстие цилиндра.

Выровняйте шатун относительно шейки коленчатого вала. Тщательно протрите поверхность шатуна, на которую устанавливается вкладыш подшипника. Убедитесь в идеальной чистоте этой поверхности. Осторожно установите в шатун ранее подобранный для этого цилиндра верхний вкладыш шатунного подшипника. Верхний вкладыш может отличаться от нижнего отсутствием канавки для масла. Верхний или нижний вкладыш определяется для нормального положения двигателя, поскольку при установке подсоединении шатуна на снятом двигателе двигатель, чаще всего находится в перевёрнутом состоянии, верхний вкладыш будет расположен внизу.

Если повторно устанавливаются снятые при разборке вкладыши, их необходимо установить на то место, в котором они находились до снятия. Не наносите масло на постель подшипника или на наружную поверхность вкладыша. Совместите, если имеется, фиксирующий усик вкладыша с соответствующей выемкой в шатуне.

Тщательно протрите внутреннюю поверхность крышки шатуна и наружную поверхность нижнего вкладыша. Не нанося масла на вкладыш и крышку, установите нижний вкладыш в крышку шатуна. Совместите усик крышки с пазом. Нанесите обильный слой чистого моторного масла на шатунную шейку коленчатого вала и на внутренние поверхности обоих вкладышей. Некоторые производители не рекомендуют наносить масло пальцем, а предлагают пользоваться для этого только специальной маслёнкой.

Ещё раз убедитесь, что устанавливаете крышку шатуна именно этого цилиндра и устанавливаете её в правильном направлении. Установите крышку с установленным вкладышем на болты. Прижимая крышку к шатуну, закрутите гайки от руки. Затягивайте гайки в строгом соответствии с указаниями руководства. При этом обязательно используйте динамометрический ключ, и если необходимо специальный транспортир для доворота гайки на установленный угол.

Сравнение структурного анализа шатуна с различными материалами – IJERT

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ шатуна выполняется на его деформацию, напряжение и напряжение фон Мизеса с различными материалами при типичных условиях нагрузки. Результаты сведены в таблицу и проведено сравнение его динамической устойчивости.

Таблица 4.1 Растягивающая нагрузка на конце кривошипа (10,11 Н/мм2) на рис. 3.1 модель

С.№.	Наименование материала	Деформация X-направление (мм)	Деформация Y-направление (мм)	Напряжение в X- направление (Н/мм2)	Напряжение по оси Y- направление (Н/мм2)	Напряжение по Вонмизесу (Н/мм2)
1	Легированная сталь	0,66е-9	0. 30e-9	22,90	24.42	28.05
2	Титановый сплав, Ti6al4V	0.13e-8	0,61e-8	22,99	24,82	28.07
3	1044 Углеродистая сталь	0,68e-9	0.31e-8	22,98	24,54	28.05
4	Алюминиевый сплав, A6061	0.20e-8	0,98e-8	23.01	25.15	28.09

Таблица 4.2 Нагрузка на сжатие на конце кривошипа (20,69 Н/мм2) на рис. 3.1 модель

С.№.	Наименование материала	Деформация X-направление (мм)	Деформация Y-направление (мм)	Напряжение в X- направление (Н/мм2)	Напряжение по оси Y- направление (Н/мм2)	Напряжение по Вонмизесу (Н/мм2)
1	Легированная сталь	0. 14e-9	0,62e-9	47.01	49,98	57,40
2	Титановый сплав, Ti6al4V	0,27e-8	0.13e-7	47.05	50,80	57,46
3	1044 Углеродистая сталь	0.14e-8	0,63e-8	47.03	50,24	57,42
4	Алюминиевый сплав, A6061	0.41e-8	0.19e-7	47.08	51,46	57,51

Таблица 4.3 Растягивающая нагрузка на конце штифта (22,24 Н/мм2) на рис. 3.1 модель

С.№.	Наименование материала	Деформация в направлении X (мм)	Деформация в направлении Y (мм)	Напряжение в X- направление (Н/мм2)	Напряжение по оси Y- направление (Н/мм2)	Напряжение по Вонмизесу (Н/мм2)
1	Легированная сталь	0,39e-8	0. 34e-8	48,40	58,64	62,27
2	Титановый сплав, Ti6al4V	0,81e-8	0,69e-8	49,45	59,74	62,23
3	1044 Углеродистая сталь	0.41e-8	0.34e-8	48,72	58,98	62,26
4	Алюминиевый сплав, A6061	0.12е-7	0.10e-7	50,31	60,93	62.21

Таблица 4.4 Нагрузка на сжатие на штифте (20,17 Н/мм2) на рис. 3.1 модель

С.№.	Наименование материала	Деформация X-направление (мм)	Деформация Y-направление (мм)	Напряжение в X- направление (Н/мм2)	Напряжение по оси Y- направление (Н/мм2)	Напряжение по Вонмизесу (Н/мм2)
1	Легированная сталь	0,39e-8	0. 34e-8	48,40	58,64	62,27
2	Титановый сплав, Ti6al4V	0,81e-8	0,69e-8	49,45	59,74	62,23
3	1044 Углеродистая сталь	0.41e-8	0.34e-8	48,72	58,98	62,26
4	Алюминиевый сплав, A6061	0.12е-7	0.10e-7	50,31	60,93	62.21

Форма модели оптимизирована для снижения веса, и результаты представлены в таблице.

С.№.	Наименование материала	Деформация в направлении X (мм)	Деформация в направлении Y (мм)	Напряжение в направлении X (Н/мм2)	Напряжение в направлении Y (Н/мм2)	Напряжение по фон Мизесу (Н/мм2)
1	Легированная сталь	0,52e-8	0. 30e-8	23.09	24,73	28,76
2	Титановый сплав, Ti6al4V	0.10e-8	0,61e-8	23.08	25.16	28,74
3	1044 Углеродистая сталь	0,53е-9	0.31e-8	23.08	24,86	28,75
4	Алюминиевый сплав, A6061	0.16e-8	0,92e-8	23.07	25,52	28,73

С.№.	Наименование материала	Деформация в направлении X (мм)	Деформация в направлении Y (мм)	Напряжение в направлении X (Н/мм2)	Напряжение в направлении Y (Н/мм2)	Напряжение по фон Мизесу (Н/мм2)
1	Легированная сталь	0,52e-8	0. 30e-8	23.09	24,73	28,76
2	Титановый сплав, Ti6al4V	0.10e-8	0,61e-8	23.08	25.16	28,74
3	1044 Углеродистая сталь	0,53е-9	0.31e-8	23.08	24,86	28,75
4	Алюминиевый сплав, A6061	0.16e-8	0,92e-8	23.07	25,52	28,73

Рис. 4.1 Типовая модель шатуна после оптимизации формы Таблица 4.5 Растягивающая нагрузка на конце кривошипа (10,11 Н/мм2) на рис. 4.1 модель

Таблица 4.6 Нагрузка на сжатие на конце кривошипа (20,67 Н/мм2) на рис. 4.1 модель

С.№.	Наименование материала	Деформация в направлении X (мм)	Деформация в направлении Y (мм)	Напряжение в направлении X (Н/мм2)	Напряжение по оси Y- направление (Н/мм2)	Напряжение по фон Мизесу (Н/мм2)
1	Легированная сталь	0.11e-8	0,62e-8	47.21	50,56	58,80
2	Титановый сплав, Ti6al4V	0.21e-8	0.12e-9	47.19	51,45	58,77
3	1044 Углеродистая сталь	0.11e-8	0,63e-8	47. 21	50,84	58,79
4	Алюминиевый сплав, A6061	0.32e-8	0.19e-7	47.17	52.18	58,74

Таблица 4.7 Растягивающая нагрузка на конце штифта (22,24 Н/мм2) на рис. 4.1 модель

С.№.	Наименование материала	Деформация в направлении X (мм)	Деформация в направлении Y (мм)	Напряжение в X- направление (Н/мм2)	Напряжение по оси Y- направление (Н/мм2)	Напряжение по Вонмизесу (Н/мм2)
1	Легированная сталь	0.40e-8	0.34e-8	46,95	60. 02	62,44
2	Титановый сплав, Ti6al4V	0,81e-8	0,70e-8	47,78	61,34	62,39
3	1044 Углеродистая сталь	0.41e-8	0,35e-8	47.21	60,42	62,43
4	Алюминиевый сплав, A6061	0.13e-7	0.16е-7	48,45	62,45	62,34

Таблица 4.8 Нагрузка на сжатие на конце штифта (20,17 Н/мм2) на рис. 4.1 модель

С.№.	Наименование материала	Деформация X-направление (мм)	Деформация Y-направление (мм)	Напряжение в X- направление (Н/мм2)	Напряжение по оси Y- направление (Н/мм2)	Напряжение по Вонмизесу (Н/мм2)
1	Легированная сталь	0,36e-8	0. 31e-8	42,58	54,43	56,65
2	Титановый сплав, Ti6al4V	0,74е-8	0,69e-8	43,33	55,63	56,58
3	1044 Углеродистая сталь	0,37e-8	0.32e-8	42,81	54,80	56,62
4	Алюминиевый сплав, A6061	0.11e-7	0,96е-8	43,94	56,64	56,54

Рис. 4.2 Напряжение по фон Мизесу при растяжении на конце кривошипа (10,11 Н/мм2) Модель из легированной стали

Рис. 4.3 Напряжение по фон Мизесу при растяжении на конце кривошипа (10,11 Н/мм2) Ti6Al4V, модель

Рис. 4.4 Напряжение по фон Мизесу при растяжении на конце кривошипа (10,11 Н/мм2) Углеродистая сталь, модель

Рис. 4.5 Напряжение по фон Мизесу при растяжении на конце кривошипа (10,11 Н/мм2) Алюминиевый сплав, модель

Рис. 4.5 Напряжение по фон Мизесу при растяжении на конце кривошипа (10,11 Н/мм2) Оптимизированная модель из легированной стали 56300101

 @inproceedings{Singh3015OriginalRA,
  title={Оригинальная исследовательская статья Усталость и структурный анализ материала шатуна из-за (C.I) с использованием FEA},
  автор={Пуран Сингх и Дебашис Праманик и Ран Виджай Кумар Сингх},
  год = {2015}
} 

• Puran Singh, D. Pramanik, Ran Vijay Kumar Singh
• Опубликовано в 2015 г.
• Engineering

В этом исследовании шатун является одной из наиболее важных частей в сборке двигателя, которая передает энергию от поршня к коленчатому валу и преобразует линейную , возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Шатун в основном испытывает нагрузки на растяжение и сжатие в циклическом процессе двигателя. К силам, действующим на шатун, относятся: — силы из-за максимального давления сгорания и силы из-за инерции шатуна и совершающей возвратно-поступательное движение массы[1]. Из… 

dergipark.gov.tr ​​

Анализ напряжений и деформаций шатуна с помощью ANSYS

Шатун является промежуточным компонентом между поршнем и коленчатым валом, и его основная функция заключается в перемещении поршня вверх и вниз. штифт к коленчатому валу, преобразующий…

Аналитическое исследование и анализ конструкции шатуна Mahindra Pijo методом конечных элементов

• Ashish Kumar, Er. Шубхам Пармар

• Физика

• 2018

Основной целью данного исследования является анализ и оптимизация соединительного стержня Mahindra Pijo. Это исследование демонстрирует, что производительность шатуна в основном зависит от оптимизации его размера и… Анализ усталости и оптимизация шатунов — современная тенденция в автомобильной промышленности, в которой особое внимание уделяется многим параметрам, таким как общая деформация, срок службы, коэффициент запаса прочности, напряжение…

Анализ методом конечных элементов шатуна для определения критического напряжения потери устойчивости и коэффициента запаса прочности на ЮниГрафикс.

Для проверки настоящей модели ANSYS критические потери устойчивости с их деформацией с использованием материала C70S6…

Экспериментальное и аналитическое исследование различных параметров шатуна методом конечных элементов

• Душьянт Кумар, проф. Виджайбхан Динкар

• Инженерное дело

• 2017

В нашем анализе использовалась ANSYS, а модель была разработана на UniGraphics. Чтобы проверить существующую модель ANSYS, критическая потеря устойчивости с их деформацией при использовании материала C70S6…

Генеративный расчет шарнирного стержня радиального двигателя

В этой работе был исследован метод генеративного проектирования шарнирного стержня для эффективного улучшения рабочие характеристики двигателя и повысить его производительность за счет уменьшения его массы.

Разработка механической системы для динамической калибровки датчиков давления с использованием вибрирующего столба жидкости

• Мугиша Макбет Рувеза

• Инженерное дело, физика

• 2017

до 50 кПа от нуля до пика и в диапазоне частот 0–58 Гц. Система сконструирована для динами…

Численный анализ применения различных решетчатых конструкций и материалов для шатунов поршневых двигателей

• М. Гок, О. Джихан

• Материаловедение

• 2022

. В настоящее время применение конструкций решетчатой ​​структуры в металлических деталях для производства легких систем приобрело все большее значение благодаря достижениям в технологии аддитивного производства. В…

Проектирование и анализ методом конечных элементов шатуна из различных материалов

• Санджай Кумар, В. Верма, Н. Гупта

• Материаловедение

• 2021

Design Evaluation IC Engine Connecting Rods

• 2018

SHOWING 1-10 OF 26 REFERENCES

SORT BYRelevanceMost Influenced PapersRecency

A Comparative Study of Fatigue Behavior and Life Predictions of Forged Steel and PM Connecting Rods

• А. Афзал, А. Фатеми

• Материаловедение

• 2004

В этом исследовании изучается и сравнивается усталостное поведение шатунов из кованой стали и порошкового металла. Эксперименты включали испытания образцов с контролируемой деформацией на образцах, полученных из…

Fatigue Failure of a Connecting Rod

• R. Rabb

• Engineering

• 1996

Crank Bearing Design Based on 3-D Elasto-hydrodynamic Lubrication Theory

• T. Makino, T. Koga

• Машиностроение

• 2002

Потребность в высокоэффективных дизельных двигателях делает сложной конструкцию подшипников коленчатого вала. Деформация от нагрузки на подшипник измеряется в миллиметрах, а толщина масляной пленки подшипника менее…

Проект машиностроения

• J. E. Shigley

• Инженерный Разработка методики измерения нагрузки на шатун во время стрельбы

  • Шуичи Исида, Ёсиаки Хори, Тойота Киношита, Т. Ивамото

  • Материаловедение

  • 1995

  При измерении напряжения, возникающего на шатунах во время работы, с помощью тензодатчика возникают технические проблемы с выводом сигнальных проводов за пределы двигателя. В качестве средства для решения этой…

  ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ С ОГРАНИЧЕНИЯМИ НА УСТАЛОСТНУЮ ЖИЗНЬ

  • М. Эль-Сайед, Э. Лунд

  • Инженерное дело, материаловедение

  • 1990
  9145 Усталостное машиностроение 2
  • R. I. Stephens, H. O. Fuchs

  • Материаловедение

  • 2001

  Введение и исторический обзор. Методы расчета усталости. Макро/микро аспекты усталости металлов. Усталостные испытания и стресс-жизнь (S-N). Циклическая деформация и долговечность (-N)…

  Оптимизация поршневого пальца шатуна автомобильного двигателя с посадкой с натягом

  • В. Сарихан, Дж. Сонг

  • Инженерное дело

  • 1990

  Существующие методы проектирования сложных трехмерных структурных компонентов с взаимодействием компонентов не обязательно приводят к оптимальным проектам.