آشنایی با شاتون چیست و نحوه کارکرد آن

شاتون در حقیقت میله ای است که در موتور خودرو ها یا در پمپ های پیستونی ، وظیفه اتصال پیستون به میل لنگ را دارد. در بین این قطعه و میل لنگ موتور یک یاتاقان قرار دارد و منجر به تبدیل حرکت عمودی پیستون به حرکت دورانی آن می شود و گفتنی است در اکثر خودروهای درون سوز جنس شاتون از فولاد می باشد.

ساختار شاتون
همانطور که گفتیم این قطعه پیستون را به میل لنگ وصل می کند و همچنین در عین حال به اندازه کافی سخت و محکم هم می باشد و به همین دلیل این قطعه را با فولاد می سازند تا استحکام مورد نیاز را تامین نمایند. حقیقتا این استحکام بالا برای شاتون ضروری بوده تا ضربه های ناشی از احتراق را تحمل کند. درواقع نیرویی که در هنگام قدرت بر روی پیستون وارد می شود به کمک شاتون به میل لنگ منتقل می شود. به همین دلیل شکستن شاتون یکی از مهمترین و شایع ترین دلایل شکست موتور به شکل فاجعه آمیز می باشد.
این قطعه از دو سر و یک ساق تشکیل شده است و در صورتی که مقطع عرضی ساقه شاتون را در نظر بگیریم به مانند حرف انگلیسی I می باشد. به این صورت که در میانه فرو رفته است و در کناره ها برجسته می باشد. در حقیقت سرهای شاتون دارای اختلاف اندازه با یکدیگر می باشند به این شکل که این قطعه دارای یک سر کوچک در بالا و یک سر بزرگتر در پایین (محل اتصال این قطعه به میل لنگ) خود می باشد.
به طور معمول سر کوچکتر شاتون به صورت یکپارچه است و سر دیگر که بزرگتر است به صورت دو تکه تعبیه شده است و با کمک پیچ و مهمره به یکدیگر متصل می باشند. با این حال در برخی از موتورهای خودروها دو سر این قطعه به صورت یکپارچه می باشد که در آنها به منظور نصب و جداسازی شاتون، میل لنگ به شکل قطعات مجزا طراحی شده و به هم وصل می شوند.
همانطور که گفتیم این قطعه دو سر دارد که یکی کوچک و دیگری بزرگ است. سر کوچک ان در حققت تشکیل یک یاتاقان می دهد که انگشتی پیستون از داخل آن می گذرد که در داخل این یاتاقان معمولا قطعه ای به نام بوش قرار دارد که در معرض ساییده شدن سطح داخلی نصب می شود که از جنس مس یا برنج می باشد و همواره در تماس با پیچ پیستون است.

http://www.tuningforum.ir/images/imp...D988D986-1.jpg

و اما سر دیگر شاتون یعنی سر بزرگ آن به مانند یک یاتاقان دو تکه می باشد و در عین حال متحرک می باشد به این معنی که لنگ میل لنگ در داخل این یاتاقان دارای چرخش است و لنگ میل لنگ را در بر می گیرد. همچنین گفتنی است نیمه بالایی این یاتاقان با ساقه شاتون به صورت یکپارچه ریخته گری می شود و بخش پایینی ان که به ان کپه یاتاقان می گویند، به کمک دو عدد پیچ و مهره به نیمه بالایی وصل می شود.
همچنین در داخل سر بزرگتر شاتون باید قطعه بوش قرار داده شود که دلیل ان این است که خود یاتاقان شاتون دو تکه می باشد، قطعه بوش خود به صورت دو نیم-بوش در درون نیمه بالایی و نیمه پایینی سر بزرگتر شاتون جای می گیرد. در واقع این قطعه(بوش) بین لنگ میل لنگ و سر بزرگتر شاتون جای می گیرد که هدف از استفاده از آن کاهش ساییدگی و کاهش فرسوده شدن بر اثر اصطکاک می باشد.
در موتورهای پیستونی ، خواه دوزمانه باشند، خواه چهارزمانه ، پیستون تنها در مرحله احتراق سوخت جهت حرکت خود انرژی دارد و در مراحل دیگر (از قبیل تنفس ، تراکم و تخلیه) می‌بایست به نحوی حرکت داده شود. برای تامین حرکت پیستون در زمانهای که احتراقی در سیلندر صورت نمی‌گیرد از میل لنگ استفاده می‌کنند.

http://www.tuningforum.ir/images/imp...D988D986-2.jpg

البته اینکه خود میل لنگ حرکتش را از کجا می‌آورد، بدیهی است که حرکت میل لنگ نیز از احتراق سوخت است اما ساختمان و شکل کلی میل سنگ به گونه‌ای است که در موتورهای چند سیلندر در هر زمان توسط یکی از پیستونها تحت فشار قرار می‌گیرد و همواره دارای انرژی جنبشی است که با استفاده از این انرژی پیستونها دیگر را که در مراحلی نیز از مرحله احتراق هستند، به حرکت در می آورد. در موتورهای تک سیلندر نیز برای تامین حرکت پیستون در زمانهای غیر از زمان قدرت (زمان احتراق سوخت) از یک چرخ لنگر (فلایویل) که به میل لنگ متصل است استفاده می‌شود.
در این حالت انرژی آزاد شده در مرحله قدرت در فلایویل ذخیره می‌شود و در زمانهای که انفجاری در سیلندر اتفاق نمی‌افتد آزاد می‌گردد. برای آنکه ارتباط میان میل لنگ و پیستونها برقرار گردد از شاتون یا دسته پیستون استفاده می‌شود.
البته شاتون در حالت عکس نیز عمل می‌کند. بدین معنا که زمانی که سوخت متراکم شده در اتاقک احتراق منفجر می‌شود. انرژی ذخیره شده در آن به یکباره آزاد می‌شود که باعث وارد آمدن یک ضربه به پیستون می‌گردد. که باعث پایین راندن پیستون می‌شود چنانچه بخواهیم که این حرکت پیستون را به میل لنگ منتقل کنیم. می‌بایست از شاتون استفاده کنیم.

http://www.tuningforum.ir/images/imp...D988D986-3.jpg

اجزای شاتون
شاتون دارای دو سر و یک ساقه می‌باشد. چنانچه مقطع عرضی ساقه شاتون را در نظر بگیریم به شکل حرف (I) در زبان انگلیسی می‌باشد. یعنی در میان فرو رفته و در کناره‌ها برجسته می‌باشد (اگر از روبرو به یک تیر آهن که به حالت افقی قرار گرفته است نگاه کنید، می‌توانید بصورت تقریبی سطح مقطع ساقه شاتون را ببینید)
سرهای شاتون با یکدیگر اختلاف اندازه دارند، بدین شکل که شاتون دارای یک سر کوچک در بالا (جایی که به پیستون متصل می‌شود) و یک سر بزرگ در پایین (محل اتصال شاتون به میل سنگ) می‌باشد. سر کوچک شاتون به صورت یکپارچه است. لیکن سر بزرگ آن بصورت دو تکه ساخته می‌شود که با کمک پیچ و مهره به هم متصل می‌شوند.
سر کوچک شاتون تشکیل یک یاتاقان را می‌دهد که انگشتی پیستون از داخل آن می‌گذرد در داخل این یاتاقان معمولا یک (بوش به آستریهای قابل تعویض گفته می‌شود که در سطوح داخلی در معرض سایش نصب می‌شوند) از جنس مس یا برنج قرار می‌دهند که در تماس با پین پیستون می‌باشد.
سر بزرگ شاتون به شکل یک یاتاقان دو تکه است که متحرک نیز می‌باشد (یعنی لنگ میل لنگ در داخل این یاتاقان دارای چرخش می‌باشد) و لنگ میل لنگ را در بر می‌گیرد. نیمه بالایی این یاتاقان با ساقه شاتون به شکل یکپارچه ریخته گری می‌شود. و نیمه پایینی آن که کپه یاتاقان خوانده می‌شود بوسیله دو عدد پیچ و مهره به نیمه بالایی متصل می‌گردد.
در داخل سر بزرگ شاتون نیز می‌بایست بوش قرار داده می‌شود لیکن چون خود یاتاقان شاتون دو تکه است این بوش نیز به صورت دو عدد نیم بوش در داخل نیمه بالایی و نیمه پایینی سر بزرگ شاتون جاگذاری می‌شوند. این بوش بین لنگ میل لنگ و انتهای بزرگ شاتون قرار می‌گیرد. و هدف از استفاده از آن کاهش سایش و فرسودگی بر اثر اصطکاک است.

طرز کار شاتون
همانگونه که می‌دانید در موتورهای پیستونی حرکت ایجاد شده در اثر سوختن ماده سوختنی به شکل بالا و پایین رفتن پیستون می‌باشد. لیکن ما در استفاده از قدرت موتورها به توان چرخشی نیاز داریم. جهت تبدیل حرکت رفت و برگشتی پیستون به حرکت چرخشی در موتور از شاتون و پس از آن از میل لنگ استفاده می‌شود.

شاتون زدن
http://www.tuningforum.ir/images/imp...D988D986-4.jpg