Шатун

Шатуны и шатунные вкладыши преобразуют линейное движение поршней во вращательное движение коленчатого вала. Они работают при высоких переменных растягивающих и сжимающих нагрузках, а также при высоких оборотах. Для всех двигателей надлежащая смазка имеет решающее значение. Посадка вкладышей и точность размеров являются определяющими факторами. Посадка и размеры шатунных вкладышей определяют, насколько плотно вкладыши установлены в шатуне и с каким зазором они вращаются вокруг шатунной шейки, обеспечивая правильную масляную плёнку и надёжную работу двигателя. Неисправность этих компонентов может быстро привести к повреждению шатунных шеек, поршней, гильз цилиндров и всего блока двигателя. Поэтому для грузовиков, автобусов и фургонов MAN и Mercedes шатуны, крышки подшипников и вкладыши всегда должны подбираться по номеру шасси и точному коду двигателя. Визуального сравнения или подбора только по названию модели никогда недостаточно.

В зависимости от семейства двигателя, мощности, экологического стандарта и производственной версии шатуны различаются межосевым расстоянием, отверстием верхней головки, диаметром нижней головки, материалом, весовой группой и конструкцией крышки подшипника. Это актуально, в частности, для двигателей MAN D08, D15, D20, D26, D28, D30 и D38, а также двигателей Mercedes OM 364, OM 366, OM 402, OM 421, OM 422, OM 441, OM 442, OM 457, OM 460, OM 501, OM 502, OM 503, OM 904, OM 906, OM 934, OM 936, OM 470, OM 471 и OM 473.

По конструкции существуют цельные и разъёмные шатуны. В разъёмных исполнениях крышка подшипника нижней головки устанавливается отдельно; крышка и шатун образуют подобранный комплект и никогда не должны заменяться между собой. Крепление выполняется шатунными болтами. В шатуне с разломным соединением шатун и крышка сначала изготавливаются как единое целое. Затем шатун контролируемо разламывается по заранее заданной линии разлома. Благодаря неровной поверхности разлома две части впоследствии точно подходят только друг к другу, что обеспечивает  очень точное центрирование без установочных втулок.

Нижняя головка охватывает шатунную шейку двумя шатунными вкладышами; верхняя головка удерживает поршневой палец, как правило, через запрессованную или втулочную подшипниковую втулку скольжения. Сечения шатуна могут иметь I-образный, H-образный или сплошной профиль. Кроме того, существуют стандартные, усиленные и кованые шатуны. Особенно при тяжёлых условиях эксплуатации, высоком давлении в цилиндрах и капитальном ремонте двигателя необходимо соблюдать правильную весовую группу, чтобы избежать дисбаланса и неравномерной нагрузки на подшипники.

Обычные шатунные вкладыши обычно состоят из стальной основы с многослойным антифрикционным покрытием. Sputter-вкладыши имеют физически напылённый, особо износостойкий верхний слой и применяются там, где возникают более высокие удельные нагрузки и усталостные нагрузки. Повреждение вкладышей возникает, в частности, вследствие недостаточного давления масла, загрязнённого моторного масла, засорённых масляных каналов в коленчатом валу, перегрева, неправильного зазора вкладышей или деформированного шатуна.

Типичными признаками неисправности являются глухой стук, усиливающийся под нагрузкой, металлические частицы в масляном фильтре, падение давления масла при прогретом моторном масле, а также синее изменение цвета или задиры на шатунной шейке. При подозрении демонтируйте масляный поддон, проверьте вкладыши на обнажение медного слоя, царапины, питтинг и проворачивание, а также осмотрите шатунные шейки на овальность и конусность с помощью наружного микрометра. Затем измерьте диаметр подшипника и масляный зазор нутромером или plastigage в соответствии с данными двигателя. Также проверьте осевой и радиальный зазор шатуна, отверстие верхней головки и прямолинейность на стенде для измерения шатунов.

Можно использовать следующий план действий :

1. Визуальный осмотр : 

Проверьте шатунные вкладыши на наличие царапин, канавок и пробоя медного слоя. Проверьте шатунные вкладыши на изменение цвета вследствие перегрева. Проверьте шатунные вкладыши на износ верхнего слоя у триметаллических или sputter-вкладышей. Проверьте шатуны на трещины и надломы. Проверьте шатуны на деформацию. Проверьте шатуны на повреждённые посадочные места вкладышей или  резьбовые болты.

2. Измерение размеров и посадок :

Со стороны Big-end, т. е. со стороны коленчатого вала : Проверьте зазор вкладышей с помощью щупа или plastigage. Проверьте диаметр шатунной шейки.

Со стороны Small-end, т. е. со стороны поршня : Проверьте посадку шатуна относительно поршневого пальца

Сам шатун : Проверьте соосность с помощью индикатора часового типа.

3. Замените старые шатунные болты новыми. Шатунные болты являются болтами растяжения (stretch bolts), которые при затяжке подвергаются пластической деформации. Это обеспечивает точное и постоянное усилие зажима. Повторное использование не гарантирует правильное усилие зажима.

4. Перед повторной сборкой двигателя убедитесь, что все детали чистые и обезжирены. Перед установкой смажьте шатунные вкладыши тонким слоем масла.

Если шатунные шейки коленчатого вала находятся в пределах допусков, отсутствует тепловое изменение цвета и постель вкладыша шатуна не повреждена, возможна обоснованная целевая замена вкладышей. При наличии следов заклинивания, разбитой посадки или видимой деформации шатуны также подлежат замене. Всегда заменяйте шатунные болты. Используйте правильный метод затяжки, включая доворот на угол, если это требуется. Это позволит избежать повторной неисправности вскоре после сборки.