آشنایی با نقش شاتون در خودرو و علائم شاتون زدن

گاهی برخی قطعات در خودرو چندان شناخته شده نیستند و اسم آن‌ها را به ندرت می‌شنویم. اما این ناشناخته بودن دلیل بر اهمیت کم آن‌ها نیست. بلکه ممکن است نقش بسیار پر رنگی را در خودرو ایفا کنند و ناشناخته بودن و ناآشنا بودن‌شان برای راننده و مالکان خودرو تنها باعث می‌شود موارد لازم جهت حفظ آن‌ها از آسیب‌های احتمالی را رعایت نکرده و از عوامل تخریب و استهلاک‌شان پیشگیری نکنند. یکی از این قطعات شاتون است که با وجود کوچک بودن، نقش مهمی در موتور خودرو ایفا می‌کند و خرابی آن می‌تواند مشکلات فراوانی را ایجاد کند. بنابراین سعی داریم تا شما را با این قطعه‌ کوچک و مهم و آشنا کنیم و توضیح دهیم منظور از شاتون زدن چیست تا بیشتر نسبت به کارهای لازم جهت حفظ سلامت آن دقت به خرج دهید و مانع از آسیب به شاتون و قطعات در ارتباط با آن شوید.

شاتون چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

شاتون یکی از اجزای موتور خودرو است که ارتباط میل‌لنگ و پیستون را برقرار می‌کند. شاتون ضمن برقراری این ارتباط حرکت عمودی (رفت و برگشتی) پیستون را به حرکت چرخشی یا دورانی تبدیل می‌کند. همچنین انرژی لازم برای حرکت پیستون به سمت بالا را جهت ایجاد تراکم بین مخلوط سوخت و هوا در محفظه‌ احتراق، به آن منتقل می‌کند. شاتون نیروی لازم به منظور حرکت دادن پیستون را از میل‌لنگ دریافت می‌کند. بنابراین شاتون وظیفه‌ انتقال نیرو بین میل‌لنگ و پیستون و بالعکس را بر عهده دارد. علاوه بر اینکه این نیرو را ضمن انتقال به حالت چرخشی یا عمودی تبدیل می‌کند. شاتون عمل تبدیل نیروی چرخشی به عمودی و بالعکس را به کمک یاتاقان انجام می‌دهد.

شاتون از چه جنسی ساخته می‌شود؟

شاتون باید مقاوم و سبک باشد بنابراین معمولا آن را از فولاد می‌سازند تا مقاومت لازم را در برابر حرارت موجود در موتور و ضربات ناشی از حرکت‌های حین کار را داشته باشد. در واقع ضربات ناشی از احتراق و انتقال نیروی آن به میل‌لنگ از عوامل اصلی شکستن شاتون است. بنابراین شاتون باید استحکام لازم برای مقاومت در برابر این ضربات را داشته باشد و در عین حال حرارت بالای موجود در فضای سیلندر را تحمل کند. شاتون باید به گونه‌ای باشد که علاوه بر نشکستن و ترک برنداشتن تحت فشارهای پیستون دچار هیچ گونه خمیدگی نیز نشود. گاهی شاتون را از جنس آلومینیوم می‌سازند اما با این وجود شاتون‌های فولادی همچنان به انواع جدید ارجعیت دارند. شاتون با روش ریخته‌گری فورجینگ ساخته می‌شود تا مقاومت و استحکام آن تا حد امکان بالا رود.

ساختار و اجزای شاتون

شاتون میله‌ای است که دو سر بزرگ و کوچک در دو طرف دارد. با وجود سخت و مقاوم بودن تا حد امکان سبک ساخته می‌شود. استحکام آن منجر به مقاومتش در برابر فشارهای پیستون و کشش‌های آن هنگام رفت و برگشت می‌شود. قسمت‌های مختلف این قطعه‌ کوچک، سبک و مستحکم به این قرار است:

• سر کوچک (یاتاقان کوچک)

این بخش همواره یک تکه ساخته می‌شود و با بدنه یا ساق نیز یکپارچه است. سر کوچک شاتون با پیستون در تماس است و از طریق ‌گژن پین به آن وصل می‌شود. این سر کوچک تشکیل یک یاتاقان می‌دهد و در داخل آن یک بوش قرار داده می‌شود. این بوش که از جنس مس یا برنج است همواره در تماس با گژن پین است و مانع از سایش سطح داخلی یاتاقان کوچک شاتون می‌شود. ضربات پیستون ابتدا با این بخش برخورد می‌کند.

• بدنه یا ساق

قسمت بین دو سر شاتون را بدنه می‌گویند که به شکل ریخته‌گری با سر کوچک‌تر یا یاتاقان کوچک به صورت یکپارچه طراحی می‌شود و با قسمت بالایی یاتاقان بزرگتر نیز یک تکه است. البته اگر یاتاقان بزرگتر نیز فرمی یک تکه داشته باشد با کل آن یک‌پارچه ساخته می‌شود. ضربات و نیروی پیستون پس از یاتاقان کوچک به بدنه منتقل و از طریق آن به یاتاقان بزرگ می‌رسد.

حتما بخوانید: مقایسه تیبا، ساینا و کوییک

• سر بزرگ (یاتاقان بزرگ)

این قسمت که بخش متحرک شاتون نیز هست در دو نوع ساخته می‌شود و از طریق لنگ میل‌لنگ به آن متصل می‌شود. حرکت این یاتاقان منجر به چرخش لنگ و انتقال حرکت عمودی پیستون به میل‌لنگ و تبدیل آن به حرکت چرخشی، جهت به حرکت در آمدن چرخ‌ها می‌شود. در داخل این یاتاقان نیز برای جلوگیری از سایش سطح داخلی آن با لنگ از بوش استفاده می‌شود. دو نوع مختلف یاتاقان متحرک شاتون عبارتند از:

– شاتون با یاتاقان متحرک دو تکه: تکه‌های این نوع یاتاقان شاتون به وسیله‌ دو پیچ و مهره به هم وصل می‌شوند. در صورت دو تکه بودن این یاتاقان، نیمه‌ پایینی آن را کپه می‌نامند که با دو پیچ و مهره به نیمه‌ بالایی متصل می‌شود. در این صورت بوش درون این یاتاقان نیز به صورت دو نیم بوش در داخل آن به کار می‌رود.

– شاتون با یاتاقان متحرک یک تکه: گاهی یاتاقان متحرک یک تکه طراحی می‌شود که در این صورت با بدنه و ساقه شاتون نیز یک‌پارچه است که در این صورت یک تکه بودن فرم طراحی میل‌لنگ نیز تغییراتی می‌کند. چرا که قرارگیری یاتاقان متحرک روی لنگ میل‌لنگ نیز با پیچ کردن دو تکه‌ آن زیر و روی میل‌لنگ امکان پذیر نیست و باید نحوه‌ سوار شدن یاتاقان متحرک با میل‌لنگ هماهنگ باشد. بوش این یاتاقان‌ها نیز به صورت غلتک‌های کوچک یا بلبرینگ درون آن کار گذاشته می‌شود.

انواع شاتون از منظر روش‌های روغن‌کاری

وظیفه‌ انتقال روغن به یاتاقان‌های شاتون بر عهده‌ بدنه‌ شاتون است. این وظیفه با توجه به نوع طراحی شاتون به دو روش زیر انجام می‌شود.

۱. روغن‌کاری توسط مجرایی که سرتاسری در شاتون قرار گرفته است

به این ترتیب که مسیری برای روغن در تمام سازه‌ شاتون تعبیه می‌شود و این قطعه شاتون را از سوراخ یاتاقان بزرگش گرفته و به یاتاقان کوچک و بوش گژن پین می‌رساند.

۲. روغن‌کاری از طریق سوراخی که در کناره‌ شاتون قرار گرفته است

به این ترتیب که روغن از طریق سوراخ میل‌لنگ و شاتون وارد مجرای روغن شاتون شده و سپس از سوراخ روغن‌کاری آن روی دیواره‌ سیلندر پاشیده می‌شود. روغن روی دیواره‌ سیلندر از طریق رینگ‌های روغن پیستون به سوراخ گژن پین و انگشتی و بوش آن رسیده و روغن‌کاری لازم جهت تسهیل عملکرد این قطعات صورت می‌گیرد.

انواع شاتون در موتورهای V شکل

شاتون‌ها در موتورهای خطی معمولا به شکلی واحد و طراحی‌هایی شبیه به هم به کار می‌روند. همچنین جنس آن‌ها معمولا از همان فولاد ریخته‌گری است. اما در موتورهای V شکل تفاوت‌هایی در فرم شاتون شاهد هستیم و اینکه علاوه بر متفاوت بودن شاتون در این موتورها با موتورهای خطی، انواع مختلفی از شاتون در آن‌ها نیز به کار می‌رود. ​

۱. شاتون موازی

این نوع شاتون به صورت معمولی، بر روی لنگ میل‌لنگ بسته می‌شود و شاتون هر سیلندر یاتاقان متحرک خود را دارد.

۲. شاتون ضربدری

در این نوع، شاتون‌هایی که از سیلندرهای روبروی هم خارج می‌شوند روی میل‌لنگ سوار می‌گردند با این تفاوت که یاتاقان متحرک یکی روی شاتون روبرویی سوار می‌شود و یاتاقان متحرک شاتون دوم روی میل‌لنگ بسته می‌شود. در این نوع، انتهای شاتون دوم دو شاخه است و انتهای شاتون اول نیز باریک‌تر از حالت عادی.

۳. شاتون لولایی

در این مدل نیز شاتون‌های روبروی هم به واسطه‌ یکدیگر روی میل‌لنگ سوار می‌شوند. به این ترتیب که یکی روی میل‌لنگ سوار می‌شود و دیگری به وسیله‌ یک پین به بدنه‌ شاتون اول متصل می‌شود.

رابطه‌ طول شاتون و دور موتور

طول شاتون و بلندی آن با قدرت و گشتاور موتور رابطه‌ مستقیم دارد. به این ترتیب که طول بلندتر شاتون قدرت موتور را افزایش داده اما دور موتور را پایین می‌آورد. چرا که شاتون کوتاه‌تر نیروی انفجار را با سرعت بیشتر از پیستون به میل‌لنگ منتقل می‌کند و تعداد دفعات رفت و برگشت بیشتری را به دلیل طول کمتر می‌پیماید. اما این تعداد بیشتر نیروی منتقل شده را کاهش داده و هدر رفت نیرو را نیز افزایش می‌دهد.

حال اینکه شاتون‌های بلندتر با تعداد رفت و برگشت کمتر نیروی بیشتری را یک‌جا و بدون هدررفت به میل‌لنگ منتقل می‌کنند اما با توجه به اینکه هر دور چرخش میل‌لنگ با یک دور رفت و برگشت شاتون اتفاق می‌افتد شاتون‌های بلندتر به تعداد کمتری میل‌لنگ را چرخانده و دور موتور کمتری تولید می‌کنند. البته که در هر حال طول شاتون باید با موتور هماهنگ باشد و نمی‌توان شاتون‌های کوتاه را در موتورهایی با طول سیلندر بیشتر به کار برد و بالعکس.

حتما بخوانید: انواع شمع ماشین و هر آنچه درباره آن باید بدانید

شاتون زدن چیست؟

آیا می دانید منظور از شاتون زدن چیست؟ شاتون زدن را می‌توان یکی از عوامل گیریپاژ کردن موتور خودرو دانست که البته بدترین آن‌ها نیز است. شاتون زدن زمانی اتفاق می‌افتد که حجم روغن موجود در کارتل به کمتر حد مورد نیاز برسد یا روغن خاصیت روانکاری خود را به دلایل مختلف از دست داده باشد. در این حالت پیستون خشک کار کرده و حرارت آن بیش از حد بالا می‌رود. این حرارت بالا موجب انبساط بیشتر قطعات پیستون شده و در نتیجه گژن پین درون شاتون قفل می‌شود. فشار وارده از سوی پیستون که به سمت پایین حرکت می‌کند هم‌زمان با قفل کردن شاتون منجر به خم شدن یا شکستن آن می‌شود. اگر شاتون کاملا قفل شده باشد فشار آن را شکسته و به دیواره‌ سیلندر ضربه وارد می‌کند. این ضربه منجر به ترک خوردن دیواره‌ سیلندر می‌شود. در این صورت شاتون، میل لنگ، سیلندر و یاتاقان‌ها همه آسیب دیده و باید تعمیر و یا تعویض شوند. البته این حالت زمانی اتفاق می‌افتد که خودرو در سرعت بالا باشد و موتور با دور بالا در حال کار.

اگر سرعت و دور موتور پایین باشد احتمال باز شدن قفل شاتون و ادامه‌ کارش وجود دارد، هرچند سخت. در این حالت فشار ناشی از پیستون شاتون را خم کرده و شاتون خم شده حین حرکت با دیواره‌ سیلندر برخورد کرده و صدای شدیدی همزمان با کار کردن موتور به گوش می‌رسد. در حالت اول خودرو کاملا از حرکت می‌ایستد و موتور قادر به ادامه‌ کار نیست اما در حالت دوم توان و دور موتور افت شدیدی خواهند داشت و خودرو به سختی به حرکت خود ادامه خواهد داد. احتمالا دیگر متوجه شده باشید شاتون زدن چیست و چه مشکلاتی را می تواند برای خودروی شما به وجود بیاورد.

علائم خرابی شاتون

با توضیحاتی که داده شد، فهمیدید منظور از شاتون زدن چیست و قطعا متوجه آسیب‌های جدی ناشی از خرابی یا نقص شاتون شده‌اید. بنابراین ضمن دقت در جلوگیری از این آسیب‌ها باید برخی علائم خرابی شاتون را شناخت تا در صورت مشاهده‌ آن‌ها به سرعت اقدام به تعمیرش کرد تا از ایجاد مشکل در دیگر قطعات پیشگیری شود. البته که شاتون از قطعات کم استهلاک خودرو است و به ندرت خرابی آن را شاهد هستیم و معمولا تصادف‌های شدید از عوامل آسیب دیدن شاتون هستند اما به هر حال امکان خرابی آن وجود دارد. علائم خرابی شاتون عبارتند از:

– صداهای غیر معمول موتور: در حین حرکت، بخصوص در دورهای بالای موتور، صداهایی غیر عادی از موتور شنیده می‌شود. این صداها در شروع حرکت یا زمان توقف که خودرو دور بالایی ندارد کمتر شنیده می‌شود و با صداهای معمول در این مواقع متفاوت است.

– صدای تق‌تق از قطعات زیر کاپوت: این صدا ممکن است در اثر خشک کار کردن شاتون ایجاد شود و گیر کردن آن به انگشتی پیستون یا میله‌ میل‌لنگ. صدای تق‌تق ناشی از ایجاد اصطکاک است و ضعیف‌تر از صدای قبلی شنیده می‌شود.

حتما بخوانید: ایربگ یا کیسه‌ هوا چیست و طرز کار آن چگونه است؟

– پرت شدن قطعات به بیرون: اگر حین تصادف یا برخورد خودرو به جایی با شتاب بالا، پرت شدن قطعه‌ای از زیر کاپوت به بیرون دیده شود قطعا از خرابی شاتون و شکستن آن نشات می‌گیرد.

– روغن‌ریزی: بیرون ریختن روغن موتور می‌تواند از مشکلات شاتون باشد. اگر در صورت بروز این مشکل عوامل دیگر بررسی و موردی یافت نشد بررسی شاتون نیز پیشنهاد می‌شود.

نکته‌ نهایی اینکه در صورت شنیدن هرگونه صدای غیرعادی از درون موتور، هنگام حرکت، که مشکوک به صدای ناشی از شاتون بود فورا خودرو را خاموش کرده و از ادامه‌ حرکت خودداری کنید چرا که ادامه‌ حرکت می‌تواند صدمات جبران‌ناپذیری به خودرو و موتور آن وارد کند.

عوامل خرابی شاتون

گفتیم که یکی از اصلی‌ترین دلایل شکستن بلوک سیلندر، ترک خوردن سیلندر و آسیب به آن‌ها شکستن شاتون است. پس بهتر است عواملی که می‌توانند منجر به شکستن یا خمیدگی شاتون می‌شوند شناخته و نسبت به آن‌ها دقت لازم را داشته باشیم. اینکه بدانیم با رعایت کدام اصول می‌توانیم از خرابی شاتون پیشگیری کنیم و سعی در انجام کارهای لازم، هم در کاهش استهلاک قطعات موتور موثر خواهد بود و هم در هزینه‌های اضافی و غیرقابل جبران. عوامل موثر در افزایش طول عمر شاتون عبارتند از:

۱. تنظیم نادرست شاتون: یاتاقان متحرک شاتون که روی لنگ میل‌لنگ سوار می‌شود باید با دقت روی آن تنظیم شود تا حین حرکت برخوردی بین آن‌ها اتفاق نیفتد. در صورت تنظیم نبودن این دو، آسیب دیدن هر یک محتمل است. همچنین مستهلک شدن پیچ و مهره‌ مربوط به این اتصال نیز می‌تواند تنظیمات آن را برهم بزند. محل اتصال گژن‌ پین و شاتون و تنظیم درست گژن پین نیز در عملکرد درست شاتون موثر است. اگر خار گژن پین به درستی در جای خود روی پیستون قرار نگیرد اتصال آن با شاتون نیز دچار مشکل شده و در عملکرد شاتون ایجاد اختلال می‌کند.

۲. احتراق نامناسب: در صورتی که خود‌سوزی، احتراق زودرس یا احتراق غیرعادی در سیلندر و محفظه‌ احتراق صورت بگیرد می‌تواند فشار وارده به پیستون و شاتون را از حالت عادی خارج کند. این اتفاقات که از تزریق ناصحیح سوخت به داخل سیلندر یا مشکلات سرسیلندر اتفاق می‌افتد پیستون را زودتر از زمان مشخص یا با فشار بیشتر به سمت پایین حرکت داده و شاتون را نیز تحت فشار قرار می‌دهند که ممکن است منجر به شکست یا خمیدگی شاتون شود.

حتما بخوانید: نکاتی که درباره خرید خودروی چینی باید بدانید

۳. کیفیت پایین شاتون: اگر ساخت شاتون با دقت و توجه کافی صورت نگرفته و از کیفیت نهایی آن کاسته باشد شاتون تحت فشارهای ناشی از ضربات پیستون و میل‌لنگ به راحتی دچار خمیدگی یا شکست می‌شود.

۴. روغن‌کاری نامناسب: این مورد که تقریبا محتمل‌ترین عامل خرابی شاتون است در اثر تعویض دیرتر از موعد روغن موتور اتفاق می‌افتد و همچنین استفاده از روغن‌های نامرغوب که خاصیت روانکاری لازم را ندارند. همچنین خرابی پمپ روغن و سیستم روانکاری خودرو نیز می‌تواند در ایجاد این مشکل نقش داشته باشد.

۵. استفاده از دنده‌ معکوس در زمان نامناسب: استفاده از دنده‌ معکوس در سرعت‌های بالا و موقعیت‌ها نامناسب می‌تواند به شاتون آسیب جدی بزند. علاوه بر اینکه استفاده از دنده معکوس اصولا برای قطعات فنی خودرو مشکل ساز است.

۶. نقص عملکرد پیستون: در صورت ایجاد اصطکاک زیاد بین پیستون و سیلندر به هر دلیلی ممکن است ضربات پیستون به شاتون خارج کنترل و غیرعادی شود و به شاتون آسیب بزند.

 

۷. فرسودگی یاتاقان متحرک: اگر یاتاقان متحرک به دلیل کارکرد بالا و زمان طولانی مصرف مستهلک و فرسوده شود می‌تواند با ایجاد اصطکاک بین شاتون و میل‌لنگ، کار شاتون را سخت و به آن آسیب بزند.

۸. تصادفات شدید: تصادف و ضربه‌ شدید به کاپوت خودرو نیز از اصلی‌ترین دلایل شکستن و خرابی شاتون است.

تفاوت یاتاقان زدن و شاتون زدن چیست

برای آنکه متوجه شوید تفاوت یاتاقان زدن و شاتون زدن چیست باید بگوییم که برخی از علائم این دو مانند صدای تق‌تق موتور هنگام حرکت بسیار شبیه به هم و عوامل ایجاد آن‌ها نیز تا حدودی مشترک هستند. یاتاقان زدن و شاتون زدن عموما به دلیل روغن‌کاری ناصحیح و ضعف در سیستم روانکاری خودرو اتفاق می‌افتد. اما نکته‌ مهم این است که این دو می‌توانند عوامل ایجاد دیگری نیز باشند. به این معنی که نقص یاتاقان می‌تواند منجر به شاتون زدن شود و بالعکس. اما تفاوت علائم آن‌ها به این ترتیب است که صدای تق‌تق یاتاقان زدن با بالارفتن دور موتور افزایش می‌یابد ولی صدای تق‌تق ناشی شاتون زدن در حین حرکت ثابت است و از ابتدا تا انتها به یک شکل شنیده میشود. همچنین صدای شاتون زدن کمتر از صدای یاتاقان زدن است. اما به طور کلی برای  تشخیص درست دلیل صدای غیرعادی موتور، باید به تعمیرگاه مراجعه کرد و بررسی دقیق انجام داد.

آشنایی با سیستم انتقال قدرت خودرو، انواع و اجزای آن

نکاتی که درباره‌ شاتون باید بدانید

وزن شاطون‌هایی که در یک موتور مورد استفاده قرار می‌گیرند باید یکی باشد در غیر این صورت موتور بالانس نبوده و توازن وزنی خود را از دست می‌دهد. این عامل منجر به لرزش زیاد موتور می‌شود. به همین دلیل هنگام تولید قطعات موتور خودرو، روی شاطون‌های موتور اعدادی حک می‌شود. این اعداد که نشان‌گر شاتون متناسب با هر موتور است با توجه به وزن و طول شاتون روی آن‌ها نوشته می‌شود تا زمان باز و بسته کردن موتور برای تعمیر، انتخاب شاتون و سوار کردن آن راحت و بدون اشکال انجام شود. در صورت بی‌دقتی نسبت به این اعداد و جا به جا شدن شاتون‌ها مونتاژ قطعات ضعیف و خراب شدن‌شان را در پیش خواهد داشت. نکته‌ دیگر اینکه توجه داشته باشید اگر سر کوچکتر شاتون ترک خورده باشد، امکان صافکاری و تعمیر آن وجود ندارد و راهی جز تعویضش نیست.

چنانچه موتور خودروی‌تان را به دلایلی غیر از خرابی شاتون و اجزای آن هم تعمیر کردید، حتما پیچ‌ها و محل بست شاتون و قطعات مرتبط با آن را هم بررسی کنید، تا در صورت نیاز تعویض و تعمیر آن‌ها هم انجام شود. همچنین گاهی تعمیر قطعات دیگر ممکن است در این پیچ و اتصالات مشکلات و نواقصی ایجاد کرده باشد. افراد متخصص می‌توانند پیچ و بست‌های خورده شده و هرز شاتون‌ها هم را تعویض کنند.

ما در این مقاله سعی کردیم اطلاعاتی در مورد شاتون به شما بدهیم و توضیح دهیم منظور از شاتون زدن چیست و چه مشکلاتی را برای خودروی شما به وجود می‌آورد. اگر شما تجربه‌ای از خراب شدن شاتون و راه‌حلی برای پیشگیری از آن دارید که ما در این مطلب به آن اشاره نکردیم، حتما در قسمت دیدگاه آن را با ما و دیگر خوانندگان در میان بگذارید.