گژن پین چیست و علائم خرابی آن

خودروها امروزه یکی از اجزای جدا نشدنی زندگی انسان‌ها می‌باشند و رفت و آمد و عبور و مرور بدون آن‌ها ممکن نخواهد بود. به طوری که امروزه تصور زندگی بدون ماشین و خودرو غیر ممکن است. با توجه به اهمیت و کاربرد فراوان خودروها در زندگی‌های روزمره لازم است که بیشتر با ساختار و اجزای سازنده آن‌ها آشنایی داشته باشید. 

چرا که داشتن آشنایی نسبی با تجهیزات و وسایل به کار رفته در خودروها در بعضی مواقع کاربردی خواهد بود و به ویژه برای اشخاصی که زیاد رانندگی می‌کنند ضروری تر می‌باشد. زیرا ممکن است در حین رانندگی گاهی اوقات ماشین خراب شود و در این مواقع دانستن یک سری نکات و آشنایی با  وسایل و قطعات به کار رفته در خودرو می تواند کمک کننده باشد.

در این مطلب ما قصد داریم شاتون و گژن پین، دو مورد از مجموع قطعاتی که در سیستم خودرو به کار برده می‌شود را معرفی کنیم. در بخش اول به معرفی شاتون می پردازیم و سپس گژن پین خودرو را شرح خواهیم داد.

در  آموزش مکانیک خودرو پایتخت فناوری تمام آنچه باید در خصوص خودرو و مکانیک آن بدانید را به شما آموزش می دهد. در صورتی که علاقه مند به شرکت در این دوره هستید بر روی تصویر زیر کلیک کنید:

گژن پین چیست؟

گژن پین یک میله به شکل استوانه می‌باشد و جنس آن از فولاد است، قسمت خارجی گژن پین نرم می‌باشد و قسمت داخلی آن سخت است و علت آن  که قسمت داخلی آن سخت و محکم قرار داده می‌شود، این است که در برابر ضربه‌های حاصل از احتراق مقاوم باشد، گاهی اوقات برای افزایش میزان مقاومت گژن پین آن را آبکاری می‌کنند و صیقل می دهند.

نقش گژن پین در خودرو

داخل سیلندر موتور خودرو یک پیستون وجود دارد که با دریافت انرژی حاصل از احتراق به سمت پایین حرکت می‌کند، همان طور که در بخش شاتون هم اشاره کردیم.

این حرکت رفت و برگشتی باید به وسیله میل لنگ به حرکت چرخشی تبدیل شود که واسطه این دو قطعه شاتون می‌باشد، شاتون در قسمت اتصال به میل لنگ توسط  کفه پایینی آن وصل می‌شود و به کمک دوتا یاتاقانی که در دایره پایین شاتون قرار می‌گیرد،.

روان کاری می‌گردد و لازم است که همین اتصال برای قسمت بالایی شاتون هم انجام شود، قسمت بالایی شاتون یک مقداری باریک‌تر و ظریف‌تر از قسمت پایینی می‌باشد.

بنابراین به دلیل ابعاد کوچک‌تر شاتون در این قسمت استفاده از اتصال و یاتاقان مشابه قسمت پایینی شاتون امکان پذیر نیست.

 شاتون در قسمت بالای خود یک حفره دارد که دقیقاً مشابه قسمت پایین است با این تفاوت که قسمت پایین شاتون را می‌توان به صورت دو نیم کره جدا از هم تبدیل کرد، اما چون قسمت بالای شاتون به صورت یکپارچه و جدا نشدنی است نمی‌توان این کار را برای قسمت بالا هم انجام داد.

شاتون از قسمت وسط پیستون بالا می‌آید که این قسمت وسط پیستون محل عبور کردن انگشتی یا همان گژن پین است، در واقع گژن پین از این حفره پیستون عبور می‌کند و با عبور از حفره بالای سر شاتون از طرف دیگر پیستون خارج می‌شود و به این صورت این دو قطعه به هم متصل می‌شوند،.

در این قسمت چون فشار و سرعت حرکت بسیار بالا است باید روان‌ کاری‌های لازم به خوبی صورت بگیرد، جهت این هم امر از یک بوش اطراف گژن پین استفاده می‌شود تا گژن پین داخل آن قرار بگیرد.

حالت‌های مختلف وصل شدن شاتون و گژن پین

گژن پین محور اصلی وصل کننده شاتون به پیستون می‌باشد، این اتصال گژن پین با پیستون و شاتون به چند طریق مختلف امکان پذیر است

روش اول به این صورت است که گژن پین در داخل بوش از جنس برنج قرار می‌گیرد و می تواند آزادانه حرکت کند، این حالت، حالت کاملاً آزاد نامیده می‌شود، در حالت کاملاً آزاد معمولاً جنس پیستون آلومینیومی می‌باشد و در این حالت خارهای نگهدارنده شیارهای مخصوص درون حفره‌های پیستون قرار می‌گیرند و از حرکت گژن پین جلوگیری می‌کنند.

حالت یا روش دوم به این صورت است که سوراخ یاتاقان کوچک شاتون چاک دار می‌باشد و به وسیله یک پیچ قفلی بسته می‌شود و در دو سمت پیستون بوش‌هایی از جنس برنج در داخل نشیمن گژن پین قرار داده می‌شود.

در این حالت پیستون از جنس چدن می‌باشد، یکی دیگر از روش‌های اتصال گژن پین به پیستون و شاتون به این صورت است که همانند حالت قبلی شاتون به وسیله یک پیچ قفلی بسته می‌شود.

با این تفاوت که در حفره‌های پیستون بوش وجود ندارد و جنس پیستون هم به جای چدن از جنس آلومینیوم می‌باشد.

 حالت چهارم اتصال گژن پین  به شاتون و پیستون روش تحت فشار می‌باشد، به این صورت که گژن پین با دستگاه پرس به قسمت یاتاقان کوچک شاتون پرس می‌شود و یاتاقان کوچک شاتون و حفره‌های پیستون در این حالت بوش ندارد.

قطر گژن پین ۰.۳ میلیمتر بیشتر از قطر یاتاقان کوچک شاتون در نظر گرفته می‌شود تا گژن پین کاملاً در محل سفت و محکم قرار گیرد و امکان لق شدن و شل شدن آن وجود نداشته باشد.

در این روش توصیه می‌شود که قبل از انجام اتصال قسمت یاتاقان را توسط یک سری کوره‌های مخصوص کمی گرم کنید، تا اندکی منبسط شود، سپس با سرعت اتصال را انجام دهید، بنابراین وقتی که شاتون سرد شود و به حالت اولیه خود برگردد آن را کاملاً سفت می‌کند.

روش آخر برای اتصال گژن پین به شاتون و پیستون  به این صورت است که گژن پین به وسیله یک پیچ قفلی به پیستون بسته می‌شود و یاتاقان کوچک شاتون یک بوش از جنس برنج دارد، در این روش هم پیستون از جنس چدن می‌باشد.

شاتون چیست؟

شاتون یکی از قطعات خودرو است که نقش حیاتی در تولید حرکت دورانی دارد، به طور کلی خودروها از اجزا و قطعات کوچک و بزرگ زیادی ساخته شده‌اند که هرکدام وظیفه خاص خود را دارد و در کنار هم باعث حرکت اتومبیل می‌شوند و نقش همه آنها مهم است اما بعضی از قطعات مثل شاتون اهمیت دو چندانی دارند چرا که بدون آن‌ها حرکت خودرو را امکان پذیر نخواهد بود.

شاتون که نام اصلی آن Connecting Rod است، یکی از بخش‌های مهم موتور است که وظیفه دارد ارتباط بین میل لنگ و پیستون را برقرار سازد، به این صورت که یک طرف آن به پیستون وصل می‌شود و طرف دیگر آن به میل لنگ متصل می‌گردد، در واقع طرف کوچک‌تر شاتون به پیستون و طرف بزرگ‌تر آن به میل لنگ وصل می‌گردد.

 جنس شاتون‌ها معمولا از جنس فولاد است، زیرا ضربه‌های  پیستون ابتدا به شاتون و سپس به میل لنگ وارد می‌شود، بنابراین شاتون را از جنس فولاد می‌سازند تا استحکام کافی در برابر ضربه ها را داشته باشد، در واقع ضربه‌های ناشی از احتراق و انتقال نیروی آن به میل لنگ از عوامل اصلی شکست شاتون ‌ها می‌باشد.

بنابراین شاتون علاوه بر استحکام زیاد  در برابر ضربه‌ها باید بتواند حرارت بالای موجود در فضای سیلندر را نیز تحمل کند، شاتون  باید به گونه‌ای باشد که تحت فشارهای پیستون دچار هیچ گونه شکستگی، ترک خوردگی و یا خمیدگی نشود .

گاهی اوقات شاتون را جنس آلومینیوم نیز می سازند، اما با این وجود باز هم شاتون‌های فولادی نسبت به مدل‌های جدیدتر و مدرن تر مثل آلومینیومی ترجیح داده می‌شود، شاتون‌ها را با روش ریخته گری فورجینگ می‌سازند تا مقاومت و استحکام آن‌ها بالا برود.

 نقش شاتون در خودرو

 شاتون یکی از مهم‌ترین اجزای موتور خودرو محسوب می‌شود که باید ضمن برقرار کردن ارتباط بین میل لنگ و پیستون حرکت رفت و برگشتی پیستون را به حرکت دورانی تبدیل کند، همچنین وظیفه دارد انرژی مورد نیاز برای حرکت پیستون به سمت بالا برای انجام فرآیند تراکمی بین سوخت و هوا در محفظه احتراق را نیز تامین کند.

این انرژی یا نیرو را شاتون از میل لنگ دریافت می‌کند، در واقع شاتون وظیفه انتقال نیرو بین میل لنگ و پیستون و بالعکس را برعهده دارد و علاوه بر این در حالی که منتقل می‌کند به حالت چرخشی و عمودی هم تبدیل می‌کند و نیز می‌تواند این کار را برعکس هم انجام دهد که انجام آن به کمک یاتاقان امکان‌پذیر می‌باشد.

ساختار و اجزای شاتون

با این که شاتون یک میله‌ای است که استحکام زیادی دارد، اما تا حد امکان سبک ساخته می‌شود، این قطعه کوچک خود از چند جزء دیگر تشکیل می‌شود که در ادامه توضیحات مختصری در ارتباط با هر بخش خواهیم داد.

یاتاقان کوچک: قسمت یاتاقان کوچک که به آن سر کوچک هم می‌گویند، به صورت یکپارچه و یک تکه ساخته می‌شود و به بدنه یا ساق شاتون متصل است، سر کوچک شاتون با پیستون در ارتباط است و به وسیله گژن پین به پیستون وصل می‌گردد.

قسمت سر کوچک  تشکیل یک یاتاقان می‌دهد که داخل آن یک بوش قرار دارد، بوش معمولا  از جنس مس یا برنج است و همواره در ارتباط  و تماس مستقیم با گژن پین می باشد و باعث جلوگیری از سایش سطح داخلی یاتاقان کوچک شاتون می‌شود.

قسمت بدنه یا ساق شاتون: قسمت میانی بین دو طرف شاتون را بدنه یا ساقه شاتون می‌گویند که طراحی آن به وسیله ریخته گری به صورت یکپارچه با یاتاقان کوچک صورت می‌گیرد و با قسمت بالای یاتاقان بزرگتر نیز یک تکه می‌باشد، بنابراین اگر یاتاقان بزرگتر هم به صورت یک تکه باشد شاتون کلا یکپارچه خواهد بود.

ضربه‌ها و فشار پیستون بعد از عبور از یاتاقان کوچک به بدنه یا ساق شاتون منتقل می‌شود و سپس به سمت یاتاقان بزرگ می‌رود.

یاتاقان بزرگ: این قسمت از شاتون متحرک می‌باشد و عموماً در دو نوع ساخته می‌شود و به وسیله لنگ میل لنگ به شاتون وصل می‌شود، حرکت یاتاقان بزرگ باعث چرخیدن و دوران لنگ می شود و همچنین باعث انتقال حرکت عمودی پیستون به میل لنگ و تبدیل این حرکت عمودی به حرکت دورانی جهت چرخیدن چرخ‌ها می‌شود.

در داخل یاتاقان بزرگ همانند یاتاقان کوچک برای جلوگیری از به وجود آمدن ساییدگی سطح داخلی با لنگ از بوش استفاده می‌شود، یاتاقان بزرگ شامل دو نوع متحرک دو تکه یا متحرک یک تکه می‌باشد، در مدل شاتون با یاتاقان متحرک دو تکه، تکه‌ها به وسیله دو عدد پیچ و مهره هم متصل می‌شوند که در صورت دو تکه بودن این یاتاقان  نیمه پایینی یا تکه پایینی را کپه می‌نامند که توسط دو پیچ و مهره به نیمه بالایی وصل می‌شود.

وقتی یاتاقان به صورت دو تکه باشد بوش درون آن هم به صورت دو نیم بوش به کار می‌رود، اما در نوع شاتون با یاتاقان متحرک یک تکه به این صورت است که با بدن و ساقه شاتون به صورت یکپارچه می‌باشد در صورت  یک تکه بودن یاتاقان  فرم میل لنگ هم تغییر خواهد کرد، زیرا قرار گرفتن یاتاقان متحرک روی میل لنگ با پیچ کردن دو تکه آن در قسمت زیرین و روی میل لنگ ممکن نخواهد بود و لازم است که نحوه سوار شدن یاتاقان‌‌های متحرک با میل لنگ متناسب باشد.

در یاتاقان‌های متحرک یک تکه بوش به صورت غلطک‌های کوچک یا بلبرینگ داخل آن کار گذاشته می‌شود.

شاتون زدن چیست؟

 اگر از اتومبیل در طی زندگی روزمره خود زیاد استفاده می‌کنید یا تا به حال به تعمیرگاه مراجعه کرده باشید، احتمالاً اصطلاح شاتون زدن به گوش شما خورده باشد، شاتون زدن یکی از بدترین عوامل گیریپاژ کردن موتور خودرو می‌باشد و زمانی اتفاق می‌افتد که میزان روغن موجود در کارتل به کمتر از حد نرمال و استاندارد که مورد نیاز است برسد.

همچنین در مواقعی که روغن خاصیت روان کاری خود را از دست بدهد این اتفاق ممکن است بیفتد، وقتی میزان روغن کم شود و یا خاصیت روانکاری روغن از بین رفته باشد.

باعث می‌شود که پیستون به صورت خشک کار کند که خشک کار کردن پیستون باعث می‌شود حرارت آن بیش از حد بالا برود.

بالا رفتن حرارت باعث  می‌شود قطعات پیستون منبسط شوند و در نهایت گژن پین درون شاتون قفل شود، فشار وارد شده از سمت پیستون که به سمت پایین حرکت می‌کند همزمان با قفل کردن شاتون باعث می‌شود که شاتون خم شود یا بشکند.

اگر شاتون کلا قفل کرده باشد، فشار پیستون باعث می‌شود که شاتون بشکند و شکستن آن باعث وارد شدن ضربه به دیواره سیلندر نیز می‌شود و ضربه وارد شده باعث می‌شود که سیلندر ترک بخورد، در این صورت علاوه بر شاتون، میل لنگ، سیلندر و یاتاقان‌ها نیز همه آسیب می‌بینند و باید تعویض شوند.

 این حالت معمولا در مواقعی اتفاق می‌افتد که خودرو سرعت بسیار بالایی داشته باشد و موتور خودرو با دور بالا در حال کار کردن باشد، اگر سرعت و دور موتور پایین باشد احتمال دارد که قفل شاتون باز شود و شاتون به کارش ادامه دهد.

البته طبیعی است که در این صورت کار کردن شاتون بسیار سخت و دشوار خواهد بود، در مواقع سرعت پایین خودرو فشار ناشی از  پیستون باعث شکسته شدن شاتون نمی‌گردد، بلکه فقط آن را خم می‌کند و شاتون خمیده در حین حرکت با دیواره سیلندر برخورد می‌کند و صدای شدید از موتور خودرو را به گوش می‌رساند، بنابراین در حالت اول یعنی در مواقعی که سرعت و دور موتور بسیار بالا است باعث می‌شود که شاتون بشکند و خودرو کاملاً از حرکت بایستد و قادر به ادامه راه نباشد.

اما در حالت دوم اگر سرعت و دور موتور پایین باشد، توان و دور موتور خودرو افت شدیدی خواهد داشت اما خودرو قادر است به سختی به حرکت خود ادامه دهد.

 

 علائم و عوامل خرابی شاتون

 خرابی شاتون  که معمولاً به ندرت اتفاق می‌افتد، یک سری نشانه‌هایی دارد که از مهم‌ترین نشانه‌های آن می‌توان به تولید صداهای اضافی از سمت موتور خودرو درحال حرکت اشاره کرد که این صداها با افزایش سرعت و دور موتور بیشتر هم می‌شود و همانند صدای تق تق کردن و یا کوبیدن دو جسم فلزی به هم می‌باشد.

در موارد انگشت شماری هم مشاهده می شود که در هنگام خراب شدن شاتون روغن موتور بیرون بریزد، یا برخی از قطعات فلزی تشکیل دهنده موتور و شاتون به سمت بیرون پرتاب شود که معمولاً این نشانه‌ها در مواقع  شکستن شاتون اتفاق می‌افتد.

برای این که از خراب بودن شاتون اطمینان حاصل کنید می‌توانید به تعمیرگاه‌های خودرو مراجعه کنید، در تعمیرگاه‌ها به وسیله انجام آزمون بالانس خرابی شاتون به راحتی قابل تشخیص می‌باشد.

عوامل زیادی وجود دارد که می‌تواند باعث شکستن و خراب شدن شاتون شود یکی از این عوامل ترک خوردن یا شکستن پیشرانه می‌باشد.

شکسته شدن پیشرانه یکی از بدترین اتفاق‌هایی است که ممکن است برای خودرو به وجود بیاید، زیرا باعث می‌شود که به سیلندر موتور آسیب جدی وارد شود

همچنین هرز شدن یا شل شدن اتصالات بین شاتون و پیستون و پیچ‌های ربط دهنده شاتون به میل لنگ می‌تواند از عوامل  به وجود آوردن خرابی در قسمت شاتون باشد، همچنین اگر فشار بیش از حد استاندارد به پیشرانه وارد گردد و احتراق غیر نرمال به وجود بیاید یا احتراق زود هنگام اتفاق بیفتد، می‌تواند منجر به کج‌شدن، خمیده شدن و یا حتی شکسته شدن شاتون شود، گاهی اوقات هم ممکن است پیستون در اثر اصطکاک و ساییدگی زیاد با سیلندر کج شود و از حالت عادی خود خارج شود که کج شدن در این حالت می‌تواند باعث شاتون زدن شود.

یکی دیگر از مواردی هم که احتمال آن که باعث خرابی شاتون شود قوی می‌باشد عدم روغن کاری مناسب اتصالات شاتون می‌باشد.

روان کار کردن این قطعات چون مدام با ضربه های شدید و ساییدگی‌های مداوم درگیر هستند اهمیت زیادی دارد و در صورتی که درست و به موقع روغن کاری نشوند می‌تواند باعث شکستن و خراب شدن شاتون شود.

 سخن پایانی

 در پایان توصیه می‌شود که اگر موتور خودروی شما دچار هرگونه خرابی شده است و  آن را تعمیر کرده‌اید، بعد از تعمیر حتما پیچ‌ها و محل بست شاتون و قطعات مرتبط به  هم مثل میل لنگ، پیستون، یاتاقان‌ها و غیره را بررسی کنید، زیرا در بسیاری از موارد همین رابطه‌ها و بست‌ها می توانند باعث به وجود آمدن دردسرهای بزرگ برای خودرو شوند و همچنین میزان روغن خودرو خود را همیشه چک کنید تا از به وجود آمدن مشکلاتی مثل شکستن شاتون و خراب شدن آن پیشگیری کنید.

در مجتمع پایتخت فناوری که یک آموزشگاه فنی حرفه ای است می توانید با 30 درصد تخفیف در کلاسهای آموزشی ثبت نام کنید. آموزش های در حال برگزاری عبارتند از آموزش کابینت سازی، آموزش تعمیرات لوازم خانگی، آموزش تابلو برق و…