شاتون چیست و چه نقشی در عملکرد موتور دارد

شاتون در زبان انگلیسی connecting rod، اهرمی است که در موتورهای پیستونی حرکت خطی پیستون را به حرکت چرخشی میل‌لنگ تبدیل می‌کند.

در میان شاتون و میل‌لنگ، یاتاقان قرار دارد تا در صورت نرسیدن روانکار، اصطکاک بین شاتون و میل لنگ باعث سایش و یاتاقان زدن موتور نشود.

شاتون باید تا حد امکان سبک ولی مستحکم باشد، چرا که باید تنش‌های کششی و خمشی حاصل از کار پیستون را تحمل کند بدون آنکه دچار خمش بشود. به همین علت، شاتون این روزها از متریال فولاد مثل فولادهای پرکربن و آلیاژهای جدید شامل آلیاژ فولاد و آلیاژ آلومینیوم ساخته می‌شود. در موتورهای مسابقه‌ای، از آلومینیوم و تیتانیوم در ساخت شاتون استفاده می‌شود. طراحان قصد دارند در آینده، مواد کامپوزیت را برای ساخت این قطعه بکار گیرند.

شاتون دارای دو سر و یک ساقه است. مقطع عرضی ساقه شاتون به شکل حرف (I) در زبان انگلیسی به نظر می‌رسد، یعنی در بخش میانی فرورفته و در کناره‌ها برجسته است.

شاتون دارای یک سر کوچک در بالا (محل اتصال به پیستون) و یک سر بزرگ در پایین (محل اتصال به میل‌لنگ) است. معمولاً سر کوچک شاتون به صورت یکپارچه و سر بزرگ آن به صورت دو تکه ساخته می‌شود، که با کمک پیچ و مهره به هم متصل می‌شوند، اما در بعضی از موتورها هر دو سر شاتون یکپارچه است. معمولا در سمت چپ شاتون، سوراخ یا زائده‌ای برای روغن‌کاری سمت پر فشار سیلندر قرار می‌گیرد.

طول شاتون و دور موتور

دور موتور خودرو و میزان گشتاور تولیدی، تا حد زیادی به طول شاتون بستگی دارد. هر چقدر طول شاتون کمتر باشد دور موتور بیشتر خواهد بود و بر عکس. با طول کمتر شاتون، نیروی ناشی از احتراق سریع‌تر به حرکت میل‌لنگ تبدیل می‌شود و دور بیشتری ایجاد میکند.

در خودروهای مسابقه‌ای به علت نیاز به دور موتور بیشتر، طول شاتون کوتاه‌تر است.

به علت فشار بیشتر روی شاتون، از فرم ضخیم‌تر با سطح مقطع خاص مثل I-beam یا H-beam استفاده می‌شود، تا بدون اضافه ‌وزن زیاد، نیروی بیشتری تحمل ‌کند. معمولا از متریال فولاد فورج‌شده، آلومینیوم با آلیاژ قوی یا حتی تیتانیوم به صورت برش CNC ساخته می‌شود.

هرچند موتور برقی به شاتون نیاز ندارد، اما به علت وجود پیشرانه درونسوز در سامانه هیبرید، در این سیستم هم پیستون و شاتون وجود دارد.

دوران بیش ‌ازحد:

اگر موتور بیشتر از حد مجاز دوران کند، افزایش نیروهای اینرسی می‌تواند به شکستن شاتون منجر شود.

کمبود روغن:

با کمبود روغن و بعد سوختن یاتاقان‌های شاتون، شاتون لق یا حتی جدا می‌شود.

احتراق زودهنگام (ناک زدن):

فشار بیش‌ ازحد در محفظه سیلندر، نیرویی بیش از حد به شاتون وارد می‌کند.

متریال ضعیف یا ایراد ساخت:

در شاتون‌های بی‌کیفیت یا معیوب، ترک‌های ریز می‌تواند باعث شکستن ناگهانی قطعه بشود.

• صدای تق‌تق یا کوبش (Rod Knock)
• افت ناگهانی قدرت پیشرانه
• روغن‌سوزی یا کاهش شدید فشار روغن
• لرزش زیاد موتور
• در شدیدترین حالت، سوراخ شدن بلوک موتور یا جدا شدن بخشی از آن