Все пак, там има лагери. И не просто каквито и да е, а много специфични. Те са издръжливи, но не вечни и когато се провалят, не можете да се справите, без да разберете същността на въпроса. Е, за професионалните ремонтници това е просто обикновен въпрос.
Как работи лагерът?
В съвременните автомобилни двигатели коляновите и разпределителните валове се поддържат почти изключително от плъзгащи лагери. Търкалящи лагери (топка, ролка, игла) те се използват за такива цели само в малки мотоциклетни двигатели.
Необходимата производителност на плъзгащите лагери се постига чрез използване на така наречения ефект на масления клин. Когато гладкият вал се върти, маслото се подава в пролуката между вала и отвора. Тъй като натоварването, действащо върху вала, причинява неговото ексцентрично изместване, маслото се засмуква в стесняващата се част на процепа и образува маслен клин, който предотвратява контакта на вала със стените на отвора. Колкото по-голямо е налягането и вискозитетът на маслото в междината, толкова по-голямо е натоварването (преди повърхностите да се докоснат) издържа на плъзгащ лагер.
Действителното налягане на маслото в клиновата зона достига 50-80 MPa (500-800 кг/см²), а в някои дизайни дори повече. Това е стотици пъти по-високо, отколкото в системата за захранване. Не бива обаче да се мисли, че налягането на подаване има малък ефект върху работата на лагера. Колкото по-голям е той, толкова по-интензивно маслото се изпомпва през лагера и толкова по-добро е охлаждането му.
При определени условия, режим на работа с ниско триене (нарича се още течност) може да бъде нарушено. Това се случва, когато вискозитетът на маслото намалее (например, поради прегряване поради недостатъчно захранване) и намаляване на скоростта на въртене с увеличаване на натоварването.
Често, особено след ремонт на двигателя, неоптималната геометрия на агрегата също играе роля. При леко отклонение на формата на повърхностите от цилиндричната, при изкривяване на осите и други дефекти на частите, е възможно локално увеличение на специфичното натоварване (тоест натоварването, отнасящо се до площта на повърхността) над допустимата граница. След това масленият филм на тези места става тънък и повърхностите на вала и лагера започват да се докосват по микронеравности. Възниква полутечен режим на смазване, характеризиращ се с увеличаване на триенето и постепенно нагряване на лагера. Това може да доведе до така нареченото гранично триене с пълен контакт на повърхностите, което ще доведе до прегряване, заклинване (издраскване), залепване, топене и разрушаване на лагера.
Ясно е, че режимът на гранично триене е неприемлив при работа. Въпреки това, той се появява, когато подаването на масло е нарушено, а това най-често се случва поради липсата му в картера, тоест или поради недоглеждане на водача, или когато картерът е повреден в резултат на удар в препятствие.
Режимът на полутечно смазване е допустим само за кратко време, когато няма време да повлияе на износването на лагера. Пример - старт на студен двигател. Вярно е, че тук има и друга опасност: при много ниски температури маслото може да е твърде вискозно и възстановяването на нормалното му снабдяване отнема много време (20-30 секунди или повече). Тук полутечната смазка вече може значително да повлияе на износването на частите.
Усъвършенстването на автомобилните двигатели е свързано с постоянно увеличаване на скоростта на въртене и мощността. В същото време се наблюдава увеличаване на компактността на конструкциите, включително намаляване на ширината и диаметъра на лагерите. Това означава, че специфичните напрежения във възела се увеличават. И тъй като натоварването върху лагера по време на работа на двигателя циклично се променя по величина и посока, така нареченото уморно разрушаване на частите се превръща в реалност. За да се осигури работата на лагерите при такива условия, са необходими специални конструкции, материали и технологии.
Как работи
Обикновено лагерите на коляновия вал в съвременните двигатели са изработени под формата на тънкостенни облицовки или втулки с дебелина 1,0-2,5 мм (рядко повече). Корпусите на основните лагери на коляновия вал са направени по-дебели поради необходимостта от поставяне на кръгъл канал за подаване на масло към лагерите на мотовилките. Общата тенденция - намаляване на дебелината на покритие, която в момента е средно с 1,8-2,0 мм от местни и 1,4-1,5 мм при шатунных лагери. Колкото по-тънки втулки, толкова по-добре те да са близо до повърхността на корпуса (леглото), толкова по-добре плача от назарет, по-точно геометрията, по-малко от допустимото междина и шум при работа, повече ресурс и възел.
За да може вложката да приеме точната си форма, когато е монтирана в леглото, тя трябва да бъде опъната според диаметъра на леглото, когато е свободна (така нареченото изправяне)и нецилиндрична форма с променлив радиус. Освен това, за добро сцепление с повърхността и за предотвратяване на въртене, е необходимо опъване и по дължината на облицовката - това се нарича изпъкналост. Всички тези параметри зависят от дебелината, ширината и диаметъра на притурки при този распрямление е средно 0,5-1,0 мм, а выступание -0,04-0,08 мм Обаче за надеждна работа на носещи и това още не е достатъчно. В близост до конектора дебелината на облицовките се намалява с 0,010-0,015 мм, за да се избегне образуването на надрасквания в тези области. Те могат да се появят поради деформация на отвора в корпуса под действието на работното натоварване, когато работният хлабина в лагера е малък.
Материалите за облицовките могат да варират. Изборът им е свързан с материала на коляновия вал и неговата термична обработка, степента на форсиране на двигателя и определения експлоатационен живот. До известна степен тук играят роля и традициите на автомобилната компания.
Вложките винаги са направени многослойни. В основата на листа - стоманена лента, която осигурява дълготрайност и надеждност на засаждане в корпуса. На основата На различни начини се нанася слой (или слоеве) на специално антифрикционного материал с дебелина 0.3-0.5 мм. Основните изисквания към антифрикционному материал - ниско триене на вала с висока здравина и топлопроводимост (тоест, способността за добро провеждане на топлина от повърхността към корпуса на лагера). Първото изискване се изпълнява най-добре от меки метали, като например сплави с високо съдържание на калай и олово (по-специално, широко известните бабити).
В миналото бабитите са били широко използвани в двигатели с ниска мощност и ниска скорост. С увеличаването на натоварванията, здравината на такива облицовки с дебел слой бабит се оказа недостатъчна. Проблемът беше решен чрез замяна на целия този слой с един вид сандвич - оловно-калаен бронз, покрит с тънък слой (0,03-0,05 мм) слой от същия бабит. Вложката е станала многослойна. В съвременните двигатели "сталебронзобаббитовые" притурки обикновено се изпълняват 4-слойными (под бабита все още има много тънък подслой от никел) и дори 5-слоен, когато върху работната повърхност се нанася тънък слой калай, за да се подобри сработването. Точно така изглеждат лагерите на много чуждестранни двигатели.
Наред с това, широко приложение са получили и стоманено-алуминиевите облицовки. Антифрикционният материал тук е сплав от алуминий с калай, олово, силиций, цинк или кадмий, както със, така и без покрития. Най-често използваната сплав в световната практика е алуминият с 20% калай без покритие. Издържа на високи натоварвания и скорости на въртене на съвременните двигатели, включително дизелови, и същевременно има задоволителна "мекота". Стоманено-алуминиевите облицовки обаче са по-твърди от бабитовите (или с бабитово покритие), следователно по-склонни към износване при условия на недостатъчно смазване.
Спомагателните и разпределителните валове на двигателите обикновено се въртят с по-ниска честота от коляновите валове и изпитват много по-ниски натоварвания, така че условията им на работа са по-лесни. Втулките и обшивките на тези валове обикновено са изработени от материали, подобни на описаните по-горе. Освен това тук понякога се използва бабит или непокрит бронз. Често тези лагери изобщо нямат втулки или облицовки и се образуват директно чрез пробиване на отвори в главата на цилиндъра. В такива конструкции главата е изработена от алуминиево-силициева сплав, която има добри антифрикционни свойства.
Общото между съвременните лагери на двигателите, особено що се отнася до лагерите на коляновия вал, е, че материалът и дизайнът на лагерите съответстват на материала и условията на работа на вала (скорост на въртене, натоварвания, условия на смазване и др.). Следователно, произволната подмяна на части, когато например по време на ремонт се монтират облицовки от друг двигател, не може да се препоръча. В противен случай, експлоатационният живот на ремонтирания уред може да бъде много кратък. За да вземете решение за подобна стъпка, е необходимо да разполагате със съответната информация.
Втулки — това е много точни (прецизност) детайли. За да се гарантира малки (но доста специфични - средно 0,03-0,06 мм) работни хлабини в лагерите, по време на производството дебелината на обшивката се поддържа с точност от около 5-8 микрона, а дължината - 10-20 микрона. Нарушаването на тези изисквания може да доведе до промяна в работната хлабина в лагера или плътността на прилягане на обшивката в корпуса, което е неприемливо поради намаляване на надеждността и експлоатационния живот на целия двигател като цяло.
Кой ги произвежда?
Сложността на целия набор от проблеми, свързани със създаването на висококачествени автомобилни плъзгащи лагери, доведе до постепенното им прехвърляне на производството към специализирани фирми. В чужбина много от тези компании едновременно произвеждат и други части за двигатели, а доставките отиват както за конвейерите на автомобилните заводи, така и като резервни части. Някои фирми от този вид са част от известни транснационални производствени и търговски и индустриални корпорации. Сред световните производители на лагери за двигатели, на първо място трябва да се отбележат следните компании: Kolbenschmidt (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite, Bimet. През последните години лагери започнаха да произвеждат и такива "светила" като Mahle и Goetze. Сред "младите" заслужава да се спомене специализираната компания King (Израел), която започна да произвежда лагери в началото на 80-те години.
Повечето от изброените производители произвеждат огромна гама от лагери и доставят продуктите си като резервни части навсякъде, включително и на нашия пазар (чрез дилъри или търговски фирми на едро). По принцип, разбира се, това са лагери за чуждестранни двигатели - европейски, японски и американски.
В продажба можете да намерите както стандартни, така и различни размери за ремонт на облицовки (като правило, не повече от 0,75 мм) за повечето често срещани модели Audi-Volkswagen, BMW, Mercedes, Ford, Opel, Fiat, Toyota, Nissan, Mitsubishi, Mazda и др. За по-рядко срещани модели, както и когато е необходимо закупуване на лайнери с по-голям ремонтен размер, обикновено трябва да направите поръчка и да изчакате средно 5-10 дни (тези условия варират между различните търговски компании).
Качеството на такива продукти обикновено не поражда никакви съмнения нито по отношение на геометрията, нито по отношение на материалите. Все пак, ако има избор и съмнения в това, коя фирма-производителите да бъдат предпочитани, трябва да се има предвид следното. Такива фирми, като, например, Kolbenschmidt, Glyco, Glacier - това е един от основните доставчици на масово производство. При закупуване на техните продукти можете дори да получите на същите тези втулки, че стояха на един двигател "от раждането". Разликата ще е само в липсата на нови детайли емблема на фирмата-производител на автомобила. Между другото, потърсете "роднини" (или така нареченият оригинал) използването на лайнери с размер за ремонт може да бъде проблематично. Не всички автомобилни компании доставят ремонтни вложки като резервни части, а цената на вложките в "оригинална" опаковка обикновено е значително по-висока, отколкото директно от производителя им.
Вложките от други, по-малко реномирани компании обикновено са по-евтини, въпреки че е трудно да се открият разлики в качеството. Освен това, ако има избор, тогава тук можете да опитате да вземете предвид условията на работа на автомобила. По този начин, сравнително евтините облицовки, колкото и да е странно, са малко по-устойчиви на нискокачествени масла и маслени филтри, които "се разхождат" из нашите магазини и пазари, отколкото по-скъпите стоманено-бронзово-бабитови. Това, по-специално, беше демонстрирано от практиката да се използват стоманено-алуминиеви облицовки от компанията King при ремонти вместо стандартните бронзово-бабитови - подобна подмяна не вреди на надеждността на двигателите, но позволява значителни икономии.
Някои от изброените компании произвеждат и облицовки за нашите машини. На нашия пазар вече можете да намерите тези продукти за двигатели VAZ, произведени от Clevite, Bimet и Glacier. Разбира се, те са забележимо по-скъпи от местните. Въпреки това, не си струва да се пести от облицовки при ремонт на домашни двигатели. Местните продукти обикновено не издържат на сравнение с вносните. Отклоненията в дебелината на някои от нашите търговски артикули достигат 25-30 микрона вместо 8 микрона, определени от толеранса. В резултат на това, след като бъде захваната от капака, вътрешната повърхност на лагера придобива неправилна форма, при която например хлабина от 0,07-0,09 мм в една секция на лагера може дори да се превърне в опъване в друга.