شاتون چیست؟ + معرفی اجزا و طرز کار شاتون

اگر برای شما هم این سوال ایجاد شده شده است که شاتون چیست؟ یا شاتون زدن ماشین یعنی چه؟ این مطلب را تا انتها بخوانید.

زیرا در این مقاله از مجله خودرو اطلاعاتی کامل در مورد شاتون و انواع آن و علل خرابی آن برای شما گرداوری و آماده کرده ایم.

آشنایی با اهمیت شاتون در خودرو

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.

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 لنگ 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 اینکه 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 امدن راندن پیستون می‌شود چنانچه بخواهیم که این حرکت پیستون را به میل لنگ منتقل کنیم. می‌بایست از شاتون استفاده کنیم.

بیشتر بخوانید >> آشنایی با نقش شاتون خودرو و علائم شاتون زدن + اجزای آن

وظیفه شاتون چیست؟

ماهیت خودرو با حرکت گره خورده است که این حرکت شامل دو نوع رفت و برگشتی و چرخشی است و این حرکت چرخشی یا دورانی چرخ‌ها است که به صورت ملموس دیده می‌شود.

اما باید بدانید که حرکتی که در اثر احتراق در موتور به وجود می‌آید به صورت رفت و برگشتی است. درواقع در اثر انفجار در سیلندرها، پیستون به صورت رفت و برگشتی به حرکت در می‌آید.

این حرکت رفت و برگشتی از طریق شاتون به لنگ‌های متحرک میل‌لنگ منتقل می‌شود و طراحی خاص میل‌لنگ، این حرکت رفت و برگشتی شاتون را تبدیل به حرکت دورانی می‌کند. پرواضح است که بدون وجود شاتون یا در صورت خرابی آن، این حرکت دورانی تولید نخواهد شد.

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.

ساختمان شاتون

شاتون قطعه‌ای است که پیستون را به میل لنگ متصل می‌کند. این قطعه تا حد امکان سبک ساخته می‌شود. ولی در عین حال به اندازه لازم سخت و محکم می‌باشد.

برای تامین شرایط فوق معمولا شاتون را از جنس فولاد می‌سازند این استحکام برای شاتون ضروری است چرا که می‌بایست ضربات ناشی از احتراق ا تحمل کند (نیرویی که در زمان قدرت روی پیستون وارد می‌شود) بوسیله شاتون به میل لنگ منتقل می‌گردد.

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. به همین دلیل 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.

بیشتر بخوانید >> وظیفه شاتون چیست و چه کارایی دارد + اجزای اصلی موتور خودرو

شاتون زدن خودرو یعنی چه؟

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.

نشانه های خرابی شاتون ماشین

خرابی شاتون به سادگی قابل تشخیص نمی باشد و نیاز به تجربه خیلی بالا دارد، از علائم خرابی شاتون می توان به صدای تق تق خیلی خفیف در هنگام سرد بودن در بعضی موتور ها و صدای تق تق در دسته دیگری از موتورها اشاره نمود و این بستگی به این دارد که طراحی شاتون و بوش ها در محل اتصال آن به پیستون چگونه باشد، کج شدن شاتون به ندرت اتفاق می افتد و این وضعیت هنگامی اتفاق می افتد که آسیب خیلی زیادی به موتور رسیده باشد.

تنها راه مطمئن برای بررسی وضعیت شاتون، باز کردن موتور و بررسی شاتون، یاتاقان‌ها، پین پیستون و محل اتصال میل لنگ و شاتون است که در آن یاتاقان‌های شاتون به جلو و عقب کشیده می‌شوند. بدیهی است که این کار مستلزم دانش فنی و البته هزینه‌های زیادی است اما در صورتی که از نقص فنی شاتون اطمینان دارید می‌تواند تنها گزینه موجود باشد.

آلیاژ ساخت شاتون از چیست؟

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.

یاتاقان زدن و شاتون زدن چه تفاوتی دارد؟

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 می شود.

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.

بیشتر بخوانید >> چگونه صدای شاتون ، گژن پین ، سوپاپ و پیستون موتور را تشخیص دهیم ؟

علل خرابی شاتون چه می تواند باشد؟

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 شده و یا مناسب نباشد احتمال خرابی شاتون به شدت افزایش می‌یابد.

خرابی یا شکستگی شاتون، می‌تواند خسارات بسیار زیادی را به موتور وارد نموده و در نتیجه هزینه‌های هنگفتی باید صرف تعمیر خودرو گردد؛ لذا به شدت توصیه می‌شود عوامل و علائم خرابی شاتون را جدی گرفته و هر از گاهی به یک مکانیک ماهر مراجعه نمایید تا این موضوع را چک نماید.

کیفیت پایین

کیفیت پایین شاتون‌ها یکی دیگر از عواملی است که منجر به خرابی یا شکستگی آن‌ها خواهد شد.

تنظیم ناصحیح

چنانچه شاتون به درستی تنظیم نشده و اتصالات آن به میل‌لنگ و پیستون، با دقت کافی انجام نشده باشد؛ خرابی شاتون امری محتمل است.

تصادفات شدید

وقوع تصادفات شدید می‌تواند باعث خرابی و شکستن شاتون‌ها گردد. این تصادفات مخصوصا اگر از سمت جلو اتفاق بیفتند میزان خرابی‌ها را بیشتر می‌کنند.

دنده معکوس در سرعت بالا

استفاده نادرست از دنده معکوس و به خصوص در سرعت‌های بالا علاوه بر آنکه برای کلیت خودرو مناسب نیست بلکه می‌تواند منجر به آسیب به شاتون نیز گردد.

انواع شاتون را بشناسید

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. ​

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.

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.

شاتون موازی

این نوع شاتون به صورت معمولی، بر روی لنگ میل‌لنگ بسته می‌شود و شاتون هر سیلندر یاتاقان متحرک خود را دارد.