معرفی شاتون و خرابی‌های رایج
شاتون، یکی از قطعات خودرو است و آنچنان که باید شناخته شده نیست، ولیکن نقشی حیاتی در تولید حرکت دورانی ایفا می‌کند. خودرو از قطعات کوچک و بزرگ زیادی تشکیل شده‌است که هر کدام وظیفه خاصی بر عهده دارند. هر چند نقش تمامی این قطعات مهم است، اما سیستم‌ها یا قطعاتی وجود دارند که بدون آن، حرکت خودرو ممکن نیست و همین امر اهمیت آنها را دو چندان می‌کند.
1- شاتون چیست؟
شاتون بخشی از موتور پیستونی‌است ، شاتون حرکت خطی بالا و پایین پیستون را به حرکت دایره ای میل لنگ تبدیل‌می‌کند و بنابراین در معرض کشش، فشرده سازی، خم شدن و کمانش قرارمی‌گیرد. شاتون اتصال بین پیستون و میل لنگ را ایجادمی‌کند و در نتیجه نیرو را منتقل‌می‌کند.
حرکت خطی بالا و پایین پیستون را به حرکت دایره ای میل لنگ تبدیل‌می‌کند و بنابراین در معرض کشش، فشرده سازی، خم شدن و کمانش قرارمی‌گیرد. شاتون با یک یاتاقان ساده روی میل لنگ نصب‌شده‌است.درپوش یاتاقان شاتون به انتهای بزرگ پیچ‌شده‌است. در بیشتر موارد، شاتون توخالی‌است یا با یک مجرای داخلی روغن ریخته‌گری برای تامین روان‌کننده پین گوجون عرضه‌می‌شود.
2- قطعات شاتون
قطعات شاتون به شرح زیراست:
انتهای کوچک:
انتهایی که شاتون به صفحه پیستون متصل‌می‌شود به انتهای کوچک شاتون معروف‌است.
انتهای بزرگ:
انتهایی که شاتون به کنار پین میل لنگ وصل‌می‌شود به انتهای بزرگ شاتون معروف‌است.
بوش یاتاقان:
هر دو انتهای شاتون با یک بوش یاتاقان ثابت‌می‌شوند. یک بوش برنز فسفر با یک سوراخ نصب‌شده‌است که به انتهای کوچک شاتون متصل‌است. انتهای بزرگ به میل لنگ وصل‌شده‌است. انتهای آن به دو قسمت تقسیم‌می‌شود و روی پوسته بلبرینگ میل لنگ پشتیبانی‌می‌شود.
درج یاتاقان:
در انتهای بزرگ شاتون، یک درج یاتاقان وجوددارد که به درپوش یاتاقان متصل‌می‌شود که به درج بلبرینگ معروف‌است. اینها در دو قسمت ساخته‌شده‌اند که روی میل لنگ با هم قرارمی‌گیرند. این موقعیتی است که میله اتصال در جهت معکوس حرکت‌می‌کند.
پیچ و مهره:
پس از اتصال شاتون به میل لنگ در پایین، دو طرف انتهای بزرگ توسط تعدادی پیچ و مهره بسته‌می‌شود. بنابراین، با ترکیب همه این اجزا، شاتون آماده استفاده‌است.
ساق:
علاوه بر این، هر یک از پیچ و مهره‌ها برای اتصال شاتون و کلاهک یاتاقان استفاده‌می‌شود. و یک تیر مقطع اعمال‌می‌شود که به نام ساقه شناخته‌می‌شود. بخش میله ممکن‌است مستطیلی، لوله ای و یک بخش دایره ای‌باشد.
انگشتی پیستون :
پیستون موتور با کمک یک لوله فولادی سخت شده توخالی به نام انگشتی پیستون به شاتون متصل‌می‌شود. انگشتی پیستون از انتهای کوتاه شاتون عبور می‌کند و روی پیستون درگیرمی‌چرخد.
پیستون:
پیستون با کمک شاتونی که معمولاً به میله یا Conrod کوتاه‌می‌شود به میل لنگ متصل‌می‌شود. هدف پیستون این‌است که به عنوان یک دوشاخه متحرک در سیلندر کارکند که قسمت پایین محفظه احتراق را تشکیل‌می‌دهد.
درپوش یاتاقان:
پوشش یاتاقان دارای یک تنظیم برای سایش‌هست، و حرکت را کنترل‌می‌کند و فاصله جانبی اجازه‌می‌دهد تا درپوش یاتاقان را به درستی سفت‌کنید.
3- مواد شاتون
برای به‌دست‌آوردن حداقل وزن و استحکام بالا، میله‌های اتصال از مواد زیر ساخته‌می‌شوند:
فولادهای میکرو آلیاژی
فلزات متخلخل
آلومینیوم با عیار بالا
CFRP و تیتانیوم (برای موتورهای با کارایی بالا)
میله‌های اتصال تولید انبوه آهنگری، ریخته گری یا زینتر‌شده‌اند. میله‌های اتصال فورج‌شده نسبت استحکام به وزن بهتر و هزینه کمتری نسبت به میله‌های اتصال متخلخل‌دارند. با این حال، ساخت قالب نسبتاً گران‌است.
4- انواع شاتون
در زیر انواع شاتون‌های مورد استفاده در انواع موتورها آورده‌شده‌است:
1- میله از نوع ساده
2- میله چنگالی و تیغه دار
3- میله‌های بیلت
4- میله‌های ریخته گری
5- میله‌های آهنگری
6- میله‌های فلزی پودری
1. میله‌های نوع ساده
نوع ساده شاتون در موتورهای خطی و مخالف استفاده‌می‌شود. انتهای بزرگ میله اتصال به میل لنگ وصل‌شده و با یک کلاهک یاتاقان نصب‌شده‌است.
درپوش بلبرینگ توسط یک پیچ در انتهای شاتون نصب‌می‌شود. شاتون باید در همان سیلندر و در همان موقعیت نسبی تعویض‌شود تا تناسب و تعادل مناسب خود راحفظ‌کند.
2. میله‌های چنگالی و تیغه دار
این نوع شاتون ها در موتورهای موتور سیکلت V-twin و موتور هواپیماهای V12 استفاده‌می‌شوند. در هر جفت سیلندر موتور، یک میله “چنگال” در انتهای بزرگ به دو قسمت تقسیم‌می‌شود و یک میله “تیغه” از سیلندر مقابل باریک‌می‌شود تا این شکاف را در شاخک جادهد.
این سیستم جفت تکان خوردن را که هنگام متعادل‌شدن جفت سیلندر همراه با میل لنگ ایجادمی‌شود، از بین‌می‌برد.
در نوع چیدمان بلبرینگ‌های انتهایی بزرگ، میله چنگال دارای یک آستین تک یاتاقان پهن‌است که در کل عرض میله، از جمله شکاف مرکزی گسترش‌می‌یابد.
سپس میله تیغه مستقیماً خارج از این آستین قرارمی‌گیرد، نه روی میل لنگ. این باعث‌می‌شود که دو میله به جلو و عقب حرکت‌کنند و این باعث کاهش نیروی وارد بر یاتاقان و سرعت سطح‌می‌شود. اما، سرعت یاتاقان نیز به جای چرخش مداوم، متقابل‌می‌شود، که یک مشکل اساسی برای روانکاری‌است.3- میله billet
میله‌های اتصال billet از فولاد یا آلومینیوم طراحی‌شده‌اند. در مقایسه با انواع دیگر شاتونها، سبک‌تر، قوی‌تر و طول عمر بیشتری‌دارند.
معمولاً در وسایل نقلیه با سرعت بالا استفاده‌می‌شود.
4- میله‌های ریخته گری
این نوع شاتونها توسط سازندگان ترجیح‌داده‌شده و طراحی شده اند زیرا می توانند بار یک موتور استوک راتحمل‌کنند.
میله‌های ریخته گری نیاز به هزینه کم برای تولیددارند و نمی توان آنها را در کاربردهایی با اسب بخار بالا استفاده‌کرد. میله‌های ریخته گری دارای درز قابل توجهی در وسط هستند. که آنها را از نوع آهنگری جدامی‌کند.
5- میله‌های آهنگری شده
برخی از میله‌های اتصال به روش آهنگری ساخته‌می‌شوند. این نوع شاتون ها با فشردن یک ذره از مواد به شکل انتهایی ساخته‌درمی‌آیند. بسته به خواص مورد نیاز، مواد ممکن‌است آلیاژ فولاد یا آلومینیوم باشد. آلیاژهای فولادی که معمولاً مورد استفاده‌قرارمی‌گیرند آلیاژ کروم و نیکل هستند. محصول نهایی برای شکننده بودن طراحی‌نشده‌است. از این رو، آلیاژهای نیکل یا کروم استحکام شاتون را افزایش‌می‌دهند.
6- میله‌های فلزی پودری
نوعی ازمیله‌های اتصال نیز از فلز پودری طراحی‌شده‌اند زیرا انتخاب مناسبی برای تولید کنندگان‌است. با مخلوط پودر فلزی که در قالب فشرده‌شده و تا دمای بالا گرم می‌شود تهیه‌می‌شود. این مخلوط به شکل جامد درمی‌آید. ممکن است نیاز به ماشینکاری سبک داشته‌باشد اما محصول اساساً از قالب محصول نهایی خارج‌می‌شود. میله‌های فلزی پودری ارزان تر از فولادهستند و از میله‌های ریخته گری قوی ترهستند.
5- خرابی شاتون
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.
منظور از شاتون زدن خودرو چیست؟
منظور از شاتون زدن خودرو در حالت کلی همان خرابی شاتون است، اما آنچه بین اکثر رانندگان و مکانیک‌ها رایج شده شکستگی شاتون است که می‌تواند به دلیل یکی از موارد فوق‌الذکر اتفاق بیفتد.
از آنجا که شاتون یکی از قطعات بسیار حساس در خودرو است، لذا با مشاهده هر یک از موارد فوق، بلافاصله به مکانیک مجرب مراجعه کنید تا از آسیب‌های احتمالی بعدی جلوگیری شود.
منبع: ویکی‌پدیا، تهران یکتا، همراه مکانیک