Мотовилка (шатун)

Мотовилката, известна и като шатун, е тънкият елемент, който свързва буталото с коляновия вал в буталния двигател с вътрешно горене. Тя решава един основен геометричен проблем: буталото се движи праволинейно нагоре и надолу в цилиндъра, а двигателят трябва да предаде въртеливо движение, за да задвижи колелата. Без средство, което превръща едното движение в другото, енергията от горенето не би могла да се оползотвори като полезен въртящ момент. Всеки цилиндър в обикновения двигател има собствена мотовилка, така че четирицилиндровият агрегат носи четири, а един V8 — осем.

От механична гледна точка мотовилката има три части. Малката глава носи буталния болт, който се шарнирно свързва с буталото, дългото тяло поема натоварването, а по-голямата долна глава обхваща шийката на манивелата върху коляновия вал. Долната глава е разделена на две половини и се захваща с болтове, за да може да се монтира върху изместената шийка, а между мотовилката и шийката стои тънка лагерна черупка, която се захранва с масло под налягане. Когато буталото слиза при работния такт, мотовилката тласка шийката странично и понеже тя е изместена спрямо оста на коляновия вал, праволинейният тласък се превръща във въртящ момент. Същата връзка работи обратно при останалите тактове — инерцията на коляновия вал издърпва буталото обратно нагоре в цилиндъра.

Натоварванията, които мотовилката понася, са изключително тежки и постоянно сменят посоката си. При всеки цикъл тя е ту свита при горенето, ту разтегната, когато спира буталото в горната точка на хода, като второто рязко нараства с оборотите. Затова мотовилката трябва да е много здрава и корава на натиск, за да не се огъне, но същевременно възможно най-лека, защото нейната маса увеличава възвратно-постъпателните и въртящите се сили, които двигателят трябва да удържа. Това противоречие между здравина и лекота определя конструкцията ѝ.

Повечето мотовилки се коват от стомана заради отличното съотношение между здравина и тегло, докато при спортните и състезателните двигатели често се използват кован алуминий или титан, за да се намали възвратно-постъпателната маса, а някои масови бензинови двигатели използват мотовилки, изработени чрез синтероване на прах или с „напукана“ долна глава за евтино и точно производство. Характерното I-образно или H-образно сечение осигурява максимална коравина при минимален материал.

Тъй като мотовилката стои в самото сърце на силовия път на двигателя, нейната повреда е сред най-разрушителните. Скъсана или изхвърлена мотовилка, често в резултат на превишени обороти, недостиг на масло към лагера на долната глава или хидравличен удар, може да пробие картера — събитие, описвано като двигател, който „изхвърля мотовилка“. Такива повреди почти винаги означават основен ремонт или замяна на двигателя, поради което на практика подаването на масло към лагерите и ограничението на оборотите имат толкова голямо значение.