Тым не менш падшыпнікі тамака ёсць. І не нейкія, а суцэль вызначаныя. Яны даўгавечныя, але не вечныя, а калі выходзяць са строю, то без разумення сутнасці справы не абысціся. Ну, а для прафесіяналаў-рамонтнікаў гэта проста звычайная матэрыя.
Як працуе падшыпнік
У сучасных аўтамабільных рухавіках апорамі для каленчатых і размеркавальных валаў амаль выключна служаць падшыпнікі слізгацення. Падшыпнікі качэння (шарыкавыя, ролікавыя, ігольчастыя) ужываюць для падобных мэт толькі ў невялікіх матацыклетных маторах.
Неабходная працаздольнасць падшыпнікаў слізгацення дасягаецца выкарыстаннем так званага эфекту алейнага кліну. Пры кручэнні гладкага вала ў зазор паміж валам і адтулінай падаецца алей. Паколькі нагрузка, якая дзейнічае на вал, выклікае яго эксцэнтрычнае зрушэнне, алей як бы зацягваецца ў якая звужваецца частка зазору і ўтворыць алейны клін, які перашкаджае судотыку вала са сценкамі адтуліны. Чым больш ціск і глейкасць масла ў зазоры, тым вялікую нагрузку (да судотыку паверхняў) вытрымлівае падшыпнік слізгацення.
Фактычны ціск алею ў зоне кліну дасягае 50-80 Мпа (500-800 кг/см2), а ў некаторых канструкцыях і больш. Гэта ў сотні разоў вышэй, чым у якая падае сістэме. Аднак не варта думаць, што ціск падачы мала ўплывае на працу падшыпніка. Чым яно больш, тым больш інтэнсіўна ідзе прапампоўка алею праз падшыпнік і тым лепш яго астуджэнне.
Пры пэўных умовах рэжым працы з мінімальным трэннем (яго таксама называюць вадкасным) можа быць парушаны. Гэта здараецца пры паніжэнні глейкасці алею (напрыклад, з-за яго перагрэву з прычыны недастатковай падачы) і зніжэнні частаты кручэння пры ўзрастанні нагрузкі.
Нярэдка, асабліва пасля рамонту рухавіка, адбіваецца і неаптымальная геаметрыя вузла. Пры малаважным адхіленні формы паверхняў ад цыліндрычнай, пры перакосе восяў і іншых дэфектах дэталяў магчыма мясцовае ўзрастанне ўдзельнай нагрузкі (гэта значыць нагрузкі, аднесенай да пляца паверхні) вышэй дапушчальнай мяжы. Тады плёнка алею ў гэтых месцах становіцца тонкай, а паверхні вала і падшыпніка пачынаюць датыкацца па мікраняроўнасцях. Узнікае рэжым полужидкостной змазкі, які характарызуецца ўзрастаннем трэння і паступовым разаграваннем падшыпніка. Далей гэта можа прывесці да так званага межавага трэння з поўным судтыканнем паверхняў, следствам якога будзе перагрэў, схопліванне (задзіракі), заяданне, расплаўленне і разбурэнне падшыпніка.
Зразумела, што ў эксплуатацыі рэжым межавага трэння непрымальны. Тым не менш ён з'яўляецца пры парушэнні падачы алею, а гэта часцей за ўсё адбываецца з-за яго недахопу ў картэры, гэта значыць або з прычыны недагляду кіроўцы, або пры пашкоджанні паддона картара ў выніку наезду на перашкоду.
Рэжым полужидкостной змазкі дапусцім толькі на кароткі час, калі ён не паспявае адбіцца на зносе падшыпніка. Прыклад - пуск халоднага рухавіка. Праўда, тут ёсць іншая небяспека: пры вельмі нізкай тэмпературы алей можа быць занадта глейкім і яго нармальная падача аднаўляецца доўга (20-30 секунд і больш). Тут ужо напаўвадкасная змазка здольная прыкметна паўплываць на знос дэталяў.
Удасканаленне аўтамабільных рухавікоў звязана з пастаянным ростам частаты кручэння і павелічэннем магутнасці. Адначасова назіраецца павышэнне кампактнасці канструкцый, у тым ліку памяншэнне шырыні і дыяметра падшыпнікаў. Гэта значыць, што ўдзельная напруга ў вузле растуць. А паколькі нагрузка на падшыпнік пры працы рухавіка цыклічна змяняецца па велічыні і кірунку, становіцца рэальным так званае стомленаснае разбурэнне дэталяў. Каб забяспечыць працаздольнасць падшыпнікаў у такіх умовах, патрабуюцца спецыяльныя канструкцыі, матэрыялы і тэхналогіі.
Як ён уладкованы
Звычайна падшыпнікі каленчатых валаў у сучасных рухавіках выконваюць у выглядзе танкасценных укладышаў або ўтулак таўшчынёй 1,0-2,5 мм (рэдка больш). Укладышы карэнных падшыпнікаў каленчатага вала робяць тоўшчы з-за неабходнасці размясціць кругавую канаўку для падачы алею да шатун падшыпнікаў. Агульная тэндэнцыя - памяншэнне таўшчыні ўкладышаў, якая зараз складае ў сярэднім 1,8-2,0 мм у карэнных і 1,4-1,5 мм у шатун падшыпнікаў. Чым танчэй укладышы, тым лепш яны прылягаюць да паверхні корпуса (пасцелі], тым лепш цеплаадвод ад падшыпніка, дакладней геаметрыя, менш дапушчальны зазор і шум пры працы, больш рэсурс вузла.
Каб пры ўсталёўцы ў пасцелю ўкладыш сапраўды прыняў яе форму, у вольным стане ён павінен мець нацяг па дыяметры пасцелі (так званае распростванне) і нецыліндрычную форму пераменнага радыусу. Акрамя таго, для добрага прилегания да паверхні і ўтрыманні ад проворачивания неабходны нацяг і па даўжыні ўкладыша - яго завуць выступам. Усе гэтыя параметры залежаць ад таўшчыні, шырыні і дыяметра ўкладышаў, пры гэтым распростванне складае ў сярэднім 0,5-1,0 мм, а выступленне -0,04-0,08 мм. Аднак для надзейнай працы падшыпніка і гэтага яшчэ нядосыць. Каля раздыма таўшчыню ўкладышаў памяншаюць на 0,010-0,015 мм, каб пазбегнуць задиров ў гэтых месцах. Яны могуць з'яўляцца з-за дэфармацыі адтуліны ў корпусе пад дзеяннем працоўнай нагрузкі, калі працоўны зазор у падшыпніку малы.
Матэрыялы для ўкладышаў могуць быць рознымі. Іх выбар увязваецца з матэрыялам каленчатага вала і яго тэрмаапрацоўкай, ступенню фарсіроўкі рухавіка і зададзеным рэсурсам. У вядомай меры адбіваюцца тут і традыцыі аўтамабільнай фірмы.
Укладышы заўсёды робяць шматслаёвымі. Аснова ўкладыша - сталёвая стужка, якая забяспечвае трываласць і надзейнасць пасадкі ў корпусе. На аснову рознымі спосабамі наносяць пласт (або пласты) спецыяльнага антыфрыкцыйнага матэрыялу таўшчынёй 0.3-0.5 мм. Асноўныя патрабаванні да антыфрыкцыйнага матэрыялу - нізкае трэнне па вале, высокая трываласць і цеплаправоднасць (гэта значыць здольнасць добра праводзіць цеплыню ад паверхні ў корпус падшыпніка). Першае патрабаванне лепш за ўсё забяспечваюць мяккія металы, напрыклад, сплавы з вялікім утрыманнем волава і свінцу (у прыватнасці, шырока вядомыя бабіты).
У мінулым бабіты шырока ўжываліся на малофорсированных нізкаабаротных рухавіках. З ростам нагрузак трываласць такіх укладышаў з тоўстым пластом бабіта аказалася недастатковай. Праблема была вырашана заменай усяго гэтага пласта на своеасаблівы бутэрброд - свінцова-алавяністую бронзу, пакрытую тонкім (0,03-0,05 мм) пластом таго ж бабіта. Укладыш стаў шматслойным. У сучасных рухавіках "сталебронзабабітавыя" ўкладышы звычайна выконваюць 4-слойнымі (пад бабітам яшчэ ляжыць вельмі тонкі падпласт нікеля) і нават 5-слойнымі, калі для паляпшэння прызаробкі зверху на працоўную паверхню наносіцца найтанчэйшы пласт волава. Менавіта так выглядаюць падшыпнікі на шматлікіх замежных рухавіках.
Нараўне з гэтым шырокае распаўсюджванне атрымалі і сталеалюмініевыя ўкладышы. Антыфрыкцыйным матэрыялам тут служаць сплавы алюмінія з цынам, свінцом, крэмніем, цынкам або кадміем, як з пакрыццямі, так і без іх. Найбольш часта ў сусветнай практыцы выкарыстоўваецца сплаў алюмінія з 20% волава без пакрыцця. Ён добра супрацьстаіць высокім нагрузкам і хуткасцям кручэння сучасных рухавікоў, уключаючы дызелі, і адначасова валодае здавальняючай "мяккасцю". Тым не менш сталеалюмініевыя ўкладышы цвярдзей, чым бабітавыя (або з бабітавым пакрыццём), таму больш схільныя да задзіраў ва ўмовах недастатковай змазкі.
Дапаможныя і размеркавальныя валы рухавікоў круцяцца, як правіла, з меншай частатой, чым каленчатыя і адчуваюць значна меншыя нагрузкі, таму ўмовы іх працы лягчэй. Укладышы і ўтулкі гэтых валаў звычайна робяць з матэрыялаў, аналагічных вышэйапісаным. Акрамя таго, тут часам ужываюць бабіт ці бронзу без пакрыцця. Часцяком гэтыя падшыпнікі наогул не маюць утулак або ўкладышаў і ўтворацца непасрэдна расточваннем адтулін у галоўцы блока цыліндраў. У такіх канструкцыях галоўка выканана са сплава алюмінія з крэмніем, які валодае нядрэннымі антыфрыкцыйнымі ўласцівасцямі.
Агульным для падшыпнікаў сучасных рухавікоў, асабліва калі гаворка ідзе пра апоры каленчатых валаў, з'яўляецца адпаведнасць матэрыялу і канструкцыі ўкладышаў матэрыялу і ўмовам працы вала (частата кручэння, нагрузкі, умовы змазкі і г.д.). Таму адвольная замена дэталяў, калі, напрыклад, пры рамонце ставяць укладышы ад іншага рухавіка, не можа быць рэкамендавана. У адваротным выпадку даўгавечнасць адрамантаванага агрэгата можа апынуцца вельмі невялікі. Каб рашацца на такі крок, трэба мець адпаведную інфармацыю.
Укладышы - гэта вельмі дакладныя (прэцэзійныя) дэталі. Каб гарантаваць малыя (але суцэль пэўныя - у сярэднім 0,03-0,06 мм) працоўныя зазоры ў падшыпніках, пры вырабе таўшчыню ўкладыша вытрымоўваюць з дакладнасцю парадку 5-8 мкм, а даўжыню - 10-20 мкм. Парушэнне гэтых патрабаванняў можа прывесці да змены працоўнага зазору ў падшыпніку ці шчыльнасці пасадкі ўкладыша ў корпусе, што недапушчальна з-за паніжэнні надзейнасці і рэсурсу ўсяго рухавіка ў цэлым.
Хто іх вырабляе
Складанасць усяго круга праблем, злучаных са стварэннем высакаякасных аўтамабільных падшыпнікаў слізгацення, прывяла да таго, што іх вытворчасць паступова перайшло да спецыялізаваных фірмаў. За мяжой шматлікія з такіх фірм адначасова выпускаюць і іншыя дэталі рухавікоў, прычым пастаўкі ідуць як на канвееры аўтазаводаў, так і ў запчасткі. Некаторыя фірмы такога роду ўваходзяць у склад вядомых транснацыянальных вытворчых і гандлёва-прамысловых карпарацый. З сусветных вытворцаў падшыпнікаў для рухавікоў варта ў першую чаргу адзначыць фірмы Kolbenschmidt (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite, Bimet. У апошнія гады падшыпнікі пачалі рабіць і такія фірмы - "карыфеі", як Mahle і Goetze. Сярод "маладых" варта згадаць спецыялізаваную фірму King (Ізраіль),
Большасць пералічаных вытворцаў выпускае велізарную наменклатуру падшыпнікаў і пастаўляе сваю прадукцыю ў запчасткі паўсюль, у тым ліку і на наш рынак (праз дылераў ці аптовыя гандлёвыя кампаніі). У асноўным, вядома, гэта падшыпнікі для замежных рухавікоў -еўрапейскіх, японскіх і амерыканскіх.
У продажы можна знайсці ўкладышы як стандартныя, так і розных рамонтных памераў (як правіла, не больш за 0,75 мм) на большасць распаўсюджаных мадэляў "Аўдзі-Фольксваген", БМВ, "Мэрсэдэс", "Форд", "Опель", "Фіят" ", "Таёта", "Нісан", "Міцубісі", "Мазда" і г.д. На меней распаўсюджаныя мадэлі, а таксама пры неабходнасці куплі ўкладышаў большага рамонтнага памеру звычайна даводзіцца афармляць замову і чакаць у сярэднім 5-10 дзён (у розных гандлёвых фірмаў гэтыя тэрміны розныя).
Якасць такой прадукцыі звычайна не выклікае сумневаў ні па геаметрыі, ні па матэрыялах. Хоць, калі ёсць выбар і сумневы ў тым, якой фірме-вытворцу аддаць перавагу, трэба мець на ўвазе наступнае. Такія фірмы, як, напрыклад, Kolbenschmidt, Glyco, Glacier – гэта адны з асноўных пастаўшчыкоў масавай вытворчасці. Пры куплі іх вырабаў можна нават атрымаць тыя ж самыя ўкладышы, што стаялі на рухавіку "з нараджэння". Розніца будзе толькі ў адсутнасці на новых дэталях эмблемы фірмы-вытворцы аўтамабіля. Дарэчы, пошук "родных" (ці так званых арыгінальных) укладышаў рамонтных памераў можа аказацца праблематычным. Не ўсе аўтамабільныя фірмы пастаўляюць рамонтныя ўкладышы ў запчасткі, ды і кошт укладышаў у "арыгінальнай" пакаванні, як правіла, прыкметна вышэй, чым непасрэдна ад іх вытворцы.
Укладышы іншых, менш знакамітых фірмаў звычайна танней, хоць па якасці выявіць адрозненні цяжка. Больш за тое, калі ёсць выбар, то тут можна паспрабаваць улічыць і ўмовы эксплуатацыі аўтамабіля. Так, параўнальна танныя ўкладышы, як ні дзіўна, некалькі лепш супрацьстаяць нізкаякасным маслам і маслофильтрам, "шпацыраваць" па нашых крамах і рынках, чым даражэйшыя сталебронзабабітавыя. Гэта, у прыватнасці, паказала практыка выкарыстання ў рамонце сталеалюмініевых укладышаў фірмы "Кінг" замест штатных бронзабабітавых - такая замена не наносіць шкоды надзейнасці рухавікоў, затое дазваляе прыкметна зэканоміць.
Некаторыя з пералічаных фірмаў выпускаюць укладышы і для нашых машын. На нашым рынку ўжо можна знайсці гэтыя вырабы для рухавікоў ВАЗ вытворчасці фірмаў Clevite, Bimet і Glacier. Безумоўна, яны адчувальна даражэйшыя за айчынныя. Аднак эканоміць на ўкладышах пры рамонце айчынных матораў не варта. Параўнанне з імпартнай прадукцыяй айчынная звычайна не вытрымлівае. Адхіленні па таўшчыні ў некаторых нашых таварных асобнікаў дасягаюць 25-30 мкм замест 8 мкм, рэгламентаваных допускам. У выніку пасля заціску вечкам унутраная паверхня падшыпніка набывае няправільную форму, пры якой, напрыклад, зазор у 0,07-0,09 мм у адным перасеку падшыпніка можа нават перайсці ў нацяг у іншым.