Шатун — деталь, соединяющая поршень с коленчатым валом. Шатуны изготовляют из стали путем штамповки. Они испытывают переменные по величине и направлению нагрузки от давления газов и сил инерции, а также поперечные нагрузки. Поэтому шатун должен обладать большой прочностью. В тракторных двигателях применяют шатуны двутаврового сечения.
Шатун (рис. 24) имеет верхнюю головку /, стержень 3 и нижнюю головку 5. В верхнюю головку запрессована бронзовая втулка 2, служащая подшипником для поршневого пальца.
В стержне шатунов дизелей Д-54А, Д-20, КДМ-100 просверлен канал 4, по которому подводится масло к поршневому пальцу. Для прохода масла на бронзовой втулке сделана круговая выточка с отверстиями.
У дизелей СМД-14, Д-50, Д-48М(Л), Д-16, Д-37М для смазки поршневого пальца в верхней головке шатуна сделано небольшое углубление, сообщающееся с бронзовой втулкой. В это углубление попадает масло, разбрызгиваемое коленчатым валом и снимаемое масло-съемными поршневыми кольцами.
Нижнюю головку шатуна соединяют с шейкой коленчатого вала. Головку делают разъемной и закрывают крышкой 7. Разъем выполняют прямым (дизели СМД-14, Д-54А, Д-50, КДМ-100) или косым под углом 45° (дизель Д-48М(Л). Шатуны с косым разъемом легче вынимать через цилиндр при разборке двигателя.
Крышку крепят к нижней головке шатуна двумя болтами 9 с корончатыми гайками 10. От проворачивания болты удерживаются стопорными штифтами или лысками, имеющимися на головках болтов. Гайки тщательно шплинтуют. У дизелей Д-37М шатунные болты, крепящие крышку, ввертывают в тело шатуна. От самоотвинчивания болт стопорят замковыми пластинами. Шатунные болты и корончатые гайки изготовляют из высококачественной стали.
Для установки крышки в определенном положении относительно шатуна на стыковых плоскостях делают выступы или нарезают мелкие шлицы (дизель Д-37М).
Шатун пускового двигателя ПД-10М имеет неразъемную нижнюю головку. Чтобы соединить такой шатун с коленчатым валом, последний делают составным.
На нижней головке шатуна выбивают метки, как показано на рисунке 24, а.
Шатунные подшипники размещают в нижних головках шатунов. У большинства тракторных двигателей они являются подшипниками скольжения. Шариковые или роликовые подшипники применяют только для одноцилиндровых двигателей, имеющих составной коленчатый вал. Так, в двигателе ПД-10М используют игольчатый шатунный подшипник.
Для уменьшения трения и износа шеек коленчатого вала рабочую поверхность шатунных подшипников заливают антифрикционным сплавом — баббитом, бондратом. свинцовистой бронзой или сплавом АСМ-НАТИ.
Баббит имеет высокие антифрикционные свойства, но при повышении температуры его механические качества ухудшаются. Твердость баббита при повышении температуры до 100° уменьшается на 60—70°/0. Поэтому для работы при высоких нагрузках, Превышающих 100 кг/см9, и температурах свыше 100° подшипники заливают свинцовистой бронзой.
Большинство двигателей имеют шатунные подшипники с тонкостенными вкладышами, изготовленными из стальной ленты толщиной 1—3 мм, на внутреннюю поверхность которой наносят тонким слоем (0,25—0,80 мм) антифрикционный сплав.
В последнее время получили широкое распространение антифрикционные сплавы на алюминиевой основе АСМ. Сплав из алюминия, сурьмы и магния тонким слоем (0,2— 1,1 мм) наносят на стальную ленту, которая служит основой вкладыша.
Сплав АСМ и свинцовистая бронза могут выдерживать большие нагрузки, обладают высокой износостойкостью. Однако, применяя эти сплавы, необходимо точно обрабатывать поверхность подшипника и смазывать его специальным маслом. Для лучшей приработки в шейке вала вкладыши, залитые свинцовистой бронзой, покрывают тонким слоем олова.
Сплав АСМ и свинцовистая бронза имеют больший, чем баббиты, коэффициент линейного расширения, поэтому в подшипниках оставляют большие зазоры.
Вкладыши шатунных подшипников дизелей Д-54А и некоторых других по всей поверхности покрывают слоем олова толщиной 0,002—0,003 мм. Такое лужение обеспечивает лучшую и быструю приработку вкладыша к шейке коленчатого вала, плотное прилегание к постели в нижней головке шатуна, а следовательно, и надежный отвод тепла от подшиппика. Кроме того, полуда предохраняет вкладыши от ржавления.
Зазоры в подшипниках во время эксплуатации тракторов не регулируют. В случае износа вкладыши заменяют новыми.
В нижнюю головку шатуна вкладыши устанавливают с натягом. От проворачивания и осевых перемещений вкладыши удерживаются при помощи усиков. Усики входят в специальные вырезы в шатуне и в крышке.
При затяжке подшипников вкладыши в месте стыка деформируются и стремятся прижаться к шейке вала, вследствие чего может нарушиться масляная пленка. Чтобы устранить этот недостаток, с трущейся поверхности вкладышей, около мест их стыков, удаляют часть металла. В результате этого образуются карманы, заполняемые маслом. Такие карманы называются холодильниками. У вкладышей дизелей Д-54А, Д-75 для создания зазора в месте стыка сделаны продольные лыски глубиной 0,03—0,04 мм. Для этой же цели вкладыши у дизеля СМД-14 спрофилированы так, что размер отверстия по плоскости разъема на 0,06 мм больше, чем в перпендикулярной плоскости.
У некоторых дизелей для лучшего распределения масла на трущейся поверхности вкладыша сделаны канавки.
Вкладыши шатуна дизеля КДМ-100 залиты баббитом БК- От проворачивания они удерживаются штифтами. С 1963 г. для дизеля КДМ-100 применяют вкладыши, залитые сплавом АСМ.
При сборке двигателя комплект шатунов с подшипниками подбирают по весу. Для дизеля Д-54А разница в весе шатунов в комплекте допускается не более 10 г, для дизеля СМД-14 не более 20 г и для дизеля КДМ-100 не более 40 г.