Шату?н ( рос. шатун , утворене в?д шататься  ? ≪хитатися≫) ^[1] або гоно?к ^[2]  ? деталь , розташована м?ж поршнем ? кол?нчастим валом або кривошипом у кривошипно-шатунних механ?змах . Служить для перетворення зворотно-поступального руху поршня в обертовий (у поршневих двигунах ), або навпаки ? обертового у зворотно-поступальний (у поршневих компресорах ).

Найдавн?ше засв?дчене застосування шатун?в дату?ться к?нцем 3-го стол?ття н. е., коли в Римськ?й ?мпер?? на л?сопильнях в ??рапол?с? , ( Мала Аз?я ), були застосован? механ?зми, схож? на сучасн? шатуни, для перетворення обертового руху водяного колеса в поступальний для привода пилки в л?сопильн? . Аналог?чн? механ?зми були також виявлен? при розкопках в Ефес? , як? датуються 6-м стол?ттям н. е.

М?ж 1174 ? 1200 рр. арабський учений ? винах?дник Аль-Джазар? описав машину, конструкц?я яко? включала шатун з кол?нчастим валом ( кривошипно-шатунний механ?зм ). Призначалася така машина для п?дйому води.

У конструкц?ях машин кривошипи ? шатуни використовуються з XVI стол?ття, про що св?дчать трактати того часу: Агост?но Рамелл? The Diverse and Artifactitious Machines 1588, де зображено в?с?мнадцять приклад?в. Число приклад?в зроста? в робот? Theatrum Machinarum Novum в?д Георга Андреаса Беклера , в як?й ? до 45 р?зних машин.

У перш?й документально в?дом?й паров?й машин? Ньюкомена 1712 року зам?сть шатун?в використовувалися ланцюги: з причини того, що ?? поршень м?г передавати зусилля т?льки в одному напрямку ^[3] . Проте, б?льш?сть п?зн?ших тип?в парових машин були подв?йно? д??, передавали зусилля в обох напрямках, тому на них стали використовувати шатуни. Типовою схемою передач? зусилля в?д поршня до кривошипа на парових машинах ? сполучення поршня з шатуном через шток ? повзун ^[4] .

На паровозах шатун служить для передач? зусилля в?д парово? машини до ведучо? кол?сно? пари (в?н назива?ться також тяговим, ведучим або поршневим дишлем ). Явля? собою стрижень двотаврового , р?дше прямокутного перер?зу з головками для вальниць на к?нцях. Одним сво?м к?нцем в?н з'?дну?ться з крейцкопфом (який, у свою чергу, сполуча?ться з? штоком поршня ), а другим ? з пальцем кривошипа колеса ведучо? кол?сно? пари ^[5] .

Шатуни розр?зняють формою перер?зу стрижня шатуна:

• двотавров? I-под?бн? та H-под?бн? (залежно в?д сп?вв?дношення довжин полиць та перемички двотавра);
• прямокутн?;
• кругл?;
• трубчаст?;
• ромб?чн?.

Кругл? звичайн? в суднових двигунах, по свердл?нню всередин? пода?ться мастило або охолодження; ромб?чн? ? у перегонових моторах з великою частотою обертання, де важливе пол?пшення аеродинам?ки. Прост? шатуни тихох?дних механ?зм?в мають перер?з прямокутно? форми ^[6] .

Для протид?? поперечним силам стиков? поверхн? кривошипно? головки виконуються проф?льованими. Розр?зняють зубчасте, замкове (прямокутн? виступи) з'?днання та спл?т-роз'?м, отриманий способом контрольованого розколювання.

Осьова довжина кривошипно? головки визнача? довжину блока цил?ндр?в. Особливо це актуально для V- ? W-под?бних двигун?в. Наприклад у нижньо? головки шатуна двигуна W12 в?д Audi становить лише 13 мм.

Всередин? головки розташовуються вкладиш? вальниць ковзання, виконан? на сталев?й основ? ?з нанесенням шару антифрикц?йного матер?алу .

За формою кривошипно? головки шатуни бувають:

• прост?;
• прич?пн?;
• в?льчаст?.

Друг? характерн? для з?ркопод?бних та V-под?бних двигун?в, вилчаст? застосовуються в деяких V- та W-под?бних двигунах. Зважаючи на б?льш висок? газов? сили, при р?вному д?аметр? цил?ндра необх?дний перер?з дизельного шатуна виявля?ться б?льшим, тому дизельн? шатуни важч?. Шатун в?дчува? складне знакозм?нне навантаження ? розрахову?ться окремо по кожному сво?му елементу ^[7] .

За видом вальниць у головках шатуна:

• ковзання (втулки, вкладиш?);
• кочення (кульков?, роликов?, голчаст?);
• з нерухомим пальцем (шарн?р у бобишках поршня).

У нижн?й головки шатуна найчаст?ше встановлена вальниця ковзання, що ма? зм?нний вкладиш з антифрикц?йним сплавом ?з свинцево? бронзи (у дизелях, що працюють на брудному с?рц? палив?), алюм?н??во-олов'яним сплавом (найчаст?ше) або нав?ть ср?блом (з?ркопод?бн? швидкох?дн?). Поршнева (верхня) головка явля? собою ц?льну провушину, в яку по посадц? з натягом встановлена втулка  ? п?дшипник ковзання для обертання поршневого пальця. Втулка виготовля?ться бронзовою або б?металевою ( сталь з? свинцем , оловом ). Конструкц?я поршнево? головки визнача?ться розм?ром поршневого пальця ? ??способом його кр?плення. Для зниження маси шатуна ? зменшення навантаження на поршневий палець на деяких двигунах використовуються шатуни з трапец??под?бною формою поршнево? головки.

Однак у двигунах з ф?ксац??ю поршневого пальця у шатун? (ранн? модел? ВАЗ) верхня шатунна вальниця в?дсутн?й ? нема? н? втулки, н? ролик?в. Залежно в?д форсування двигуна, шатуни можуть мати отв?р у кривошипн?й головц? для подач? оливи на г?льзу цил?ндра ^[8] .

Деяк? конструкц?? мають вальниц? кочення в нижн?й ? нав?ть верхн?й головц? шатуна, у цих випадках внутр?шня поверхня шатуна загартову?ться. Такий шатун не ма? вкладиш?в та ремонтних розм?р?в, при знос? зм?нюють обойму з роликами, за результатами обм?р?в ? шатун та/або кол?нчастий вал. Застосування ? швидкох?дн? двигуни з пов?тряним охолодженням, двигуни з кривошипно-камерним продуванням ? тобто т?, в яких важче забезпечити достатню к?льк?сть ол?? п?д тиском. Але найб?льшого поширення мають звичайн? з втулками та плаваючим пальцем ^[9] .

По виду розн?мання кришки шатуна:

• роз'?ми прям?;
• кос? (роз'?м п?д кутом, зб?льшення допустимого д?аметра шийки).
• шатуни, що розламуються (розривн?) ? шатун в?дкову?ться разом з кришкою ?диною деталлю, проходять повну механ?чну обробку, дал? охолоджуються для п?двищення крихкост?, п?сля чого кришку в?дколюють в?д шатуна по канавках концентраторам напруг. Таким чином, дотичн? поверхн? шатуна ? кришки точно п?дходять один до одного, але шатуни ? кришки не вза?мозам?нн?.

Половинки нижньо? гол?вки шатуна повинн? точно прилягати один до одного без зсуву. З'?днання головок ? болтове. У ранн?х конструкц?ях шатунн? гайки ф?ксувалися в?дгинними шайбами ??або дротом.

За способом центрування кришки:

• по шатунних болтах;
• за штифтами;
• зубцям;
• шипам з подальшою мехобробкою отвори;
• за м?сцем розлому (розламу?ться шатун).

Шатун у сучасних швидкох?дних двигунах м?льярди раз?в сприйма? зм?нну напругу (це число залежить в?д швидкох?дност? та ресурсу ДВС). До нього висуваються вимоги:

• достатня втомна м?цн?сть, щоб уникнути руйнування;
• жорстк?сть для запоб?гання втрат? ст?йкост? стрижня при стисканн? (з огляду на можлив? разов? навантаження при авар?ях);
• м?н?мальна маса, для зниження динам?чних навантажень на шийки кол?нвала та зменшення маси противаг , а також маховика;
• технолог?чн?сть та простота конструкц??, що визначаються також можливостями верстатно? обробки;
• м?н?мальн? витрати на матер?ал, що забезпечують проте 90 % гартування перер?зу (або в?дмова в?д гарту, якщо це неможливо на великогабаритних двигунах) ^[10] .

Матер?али: конструкц?йн? стал? 40 або 45 та легован? хромо-н?келев?-марганцев? 45Г2, 8ХНМА, 40 ХНМА, 40Г, 45Г2, 40ХН, 12ХН3А, 18ХНВА, 18Х2Н4А: чим б?льше товщина перер?зу, тим б?льше леговану сталь доводиться застосовувати ^[10] . Заготовки шатун?в отримують штампуванням в закритих штампах. Вони можуть бути в?дштампован? разом з кришкою або окремо, як самост?йн? детал?. Заготовки шатун?в ?з розб?рною нижньою гол?вкою штампуються зазвичай ?з нап?вотвором у нижн?й гол?вц?. Кришка шатуна штампу?ться окремо. ?нколи шатун штампу?ться заодно з кришкою, що у подальшому в?др?зу?ться. Для малорозм?рних автомоб?льних двигун?в звичайним ? застосування селектовано? по вуглецю загартовано? стал?; у тихох?дних механ?змах шатуни мають велик? перер?зи, ? для зб?льшення 90 % гартованост? зростаюча к?льк?сть легуючих елемент?в недопустимо зб?льшу? ?хню варт?сть. Тому шатуни суднових ДВЗ виготовляють ?з нормал?зовано? вуглецево? стал? типу Ст5 (Сталь 30, 35, 40) ^[11] . У автомоб?лях ВАЗ застосовують сталь 40 селект?в. Хромон?келев? типу 12ХН3А застосовують при необх?дност? цементац?? (одержання високо? твердост?) внутр?шнього д?аметра головок, що працюють ?з роликовими вальницями. Алюм?н??в? шатуни зустр?чаються в пускових двигунах, що дозволя? обходитися ?м без вставних вкладиш?в, штампован? титанов? шатуни застосовують на швидкох?дних перегонових моторах.

Оск?льки шатун працю? в основному на розтягування-стиснення, а не вигин, серцевина його перер?зу повинна мати р?вну з поверхневими шарами м?цн?сть. Цього досягають або суц?льним прожарюванням за рахунок обмеження товщини перер?зу (двотавр) ?з застосуванням необх?дно? к?лькост? легуючих елемент?в (хром, н?кель, мол?бден), або в?дмовою в?д гарту ?з застосуванням нормал?зовано? стал? (великорозм?рн? ДВЗ). На матер?ал ? необх?дний р?вень гарту може впливати виб?р вальниць шатуна: так, вальниц? кочення вимагають високо? твердост? дор?жок, ? тому обира?ться потр?бна сталь з подальшою цементац??ю д?аметра п?д вальницю. Шатун завжди отримують штампуванням або куванням для п?двищення м?цност?, лиття не застосову?ться.

Для п?двищення втомно? м?цност? застосовують один з двох метод?в: пол?рування поверхн?, або ?? наклеп шляхом дробоструминно? обробки . На цикл?чну м?цн?сть шатуна впливають також рад?ус переходу, кут загортання верхньо? головки шатуна. Шатунн? болти виготовляють ?з як?сних легованих сталей, п?ддають гартуванню з в?дпуском , причому вживаються вс? заходи щодо п?двищення втомно? м?цност? ? плавний перех?д в?д р?зьблення, чиста обробка поверхн?, поверхневе зм?цнення. Це саме стосу?ться ? шатунно? гайки. З огляду на це шатунний болт не п?дляга? стандартизац??, ? завжди ун?кальний.

Одним з вар?ант?в ? вальниц? кочення (роликов? або голчаст?), в цьому випадку т?ла кочення найчаст?ше мають сепаратор. Це також наклада? вимоги щодо твердост? до кол?нчастого вала двигуна. У раз? застосування вкладиш?в останн? утримуються в?д провороту сво?ми ≪вусами≫, що потрапляють в паз головки ^[12] . Кришки вальниць у будь-яких моделях двигун?в не можна плутати м?ж собою.

Кривошипна (мотилева) головка ма? встановлен? вкладиш?, що ф?ксуються в?д провертання ≪вусами≫, вставленими в пази головки. У раз? вальниц? з баб?ту (застосовуються високом?цн? олов'яно-свинцев? баб?ти типу Б83), м?ж половинками шатуна встановлюють пакет металевих прокладок, ? в м?ру зношування баб?ту ?х зн?мають при обслуговуванн? суднового дизеля. Звичайн? вкладиш? виготовлен? з? сталеалюм?н??во? стр?чки (антифрикц?йний алюм?н??вий сплав, зазвичай м?стить також олово), або свинцево? бронзи (ма? вищий допустимий контактний тиск) ^[13] .

Нижня вальниця шатуна здеб?льшого роз'?мний (може бути нероз'?мним т?льки при зб?рному коленвал?), тому кришка з'?дну?ться з шатуном болтами (шпильками), р?дше штифтами.

Шатунн? болти (шпильки) повинн? гарантувати нерозкриття стику кривошипно? головки, при цьому болт в?дчува? зм?нну напругу, що залежить в?д сп?вв?дношення жорсткост? болта та кришки. Чим менша жорстк?сть болта (вища довжина, менший перер?з), тим пульсац?? напружень розтягу в ньому нижче. Як т?льки в?дбудеться розкриття стику, пульсац?я напруг багаторазово зроста?, ? болти обрива? дуже швидко ^[14] . Особлив?сть конструкц?? нижньо? головки в тому, що вона сама сприйма? зм?нн? напруги стиснення, а шатунн? болти ? майже пост?йна напруга на розтяг.

Верхня головка шатуна здеб?льшого ма? згортну бронзову втулку з отвором для змащування. П?сля запресування втулку розгортають розм?р пальця, забезпечуючи потр?бну чистоту поверхн?. Оск?льки швидк?сть обертання поршневого пальця невелика, довгов?чн?сть вузла у багатьох випадках забезпечу?ться при невеликому д?аметр? пальця та змащення розбризкуванням.

Найпрост?ш? шатуни можуть не мати вкладиш?в нижньо? головки (алюм?н??в? шатуни пускових двигун?в, ав?адвигуни дрон?в , ? под?бн? з обмеженим ресурсом).

Шатуни в одному двигун? п?дбирають за масою. Причому бажано п?дганяти окремо маси верхньо? та нижньо? головки, використовуючи для п?дпилювання залишен? приливки на кришц? та верхн?й головц? ^[15] . Однак деяк? механ?ки в?ддають перевагу легшому шляху ? при ремонт? зважити нов? шатуни ? поршн?, вишикувати за вагою одн? за зростанням, а друг? за спаданням, пот?м з'?днати. Так маса поршневого комплекту легко ? просто виходить майже однаковою ^[16] .

Несправност? носять переважно зносний характер. Ремонт верхньо? головки потр?бний р?дко, ресурс втулки досяга? повного ресурсу двигуна.

Однак можлив? катастроф?чн? пошкодження в?д г?дроудару або з?ткнення поршня з головкою при попаданн? в камеру предмет?в. Стрижень шатуна у сво?й також часто згина?ться.

• Зч?пний дишель

• Кисликов В. Ф., Лущик В. В. Будова й експлуатац?я автомоб?л?в: П?дручник. ? 6-те вид. ? К.: Либ?дь, 2006. ? 400 с. ? ISBN 966-06-0416-5 .
• Сирота В. ?. Основи конструкц?? автомоб?л?в. Навчальний пос?бник для вуз?в. К.: Ар?стей, 2005. ? 280 с. ? ISBN 966-8458-45-1
• Боровських Ю. ?., Буральов Ю. В., Морозов К. А. Будова автомоб?л?в: навчальний пос?бник / Ю. ?. Боровських, Ю. В. Буральов, К. А. Морозов. ? К.: Вища школа, 1991. ? 304 с. ? ISBN 5-11-003669-1

• History of Science and Technology in Islam. The Crank-Connecting Rod System in a Continuously Rotating Machine [ Арх?вовано 12 березня 2013 у Wayback Machine .]

п о р Список частин велосипеда Рама Велосипедне кермо Винос керма Головна труба Кермова колонка Вилка С?дловий стрижень С?дло Каретка Fork end [en] П?дв?ска Колеса Колесо Шина Спиця Золотник Н?пель Schrader Presta Dunlop Ексцентрик Dustcap [en] Трансм?с?я [en] Педаль Система Ланцюг Касета Системи перемикання швидкостей / Hub gear [en] З?рочка Шатун Троси Манетки Боуден-трос Напрямна троса Гальма ( Торпедо ) Перифер?я Skirt guard [en] Багажник Велокомп'ютер Велоприч?п Дзв?нок Додатков? колеса [en] Кошик Крило велосипедне (Болотник) Насос Осв?тлення Перекидна сумка [en] П?дн?жка П?дс?дельна сумка [en] Св?тлов?дбивач? Фляготримач