Međutim, tamo postoje ležajevi. I ne bilo kakve, već vrlo specifične. Oni su izdržljivi, ali nisu vječni, a kada zakažu, ne možete bez razumijevanja suštine stvari. Pa, za profesionalne servisere ovo je jednostavno uobičajena stvar.
Kako funkcionira ležaj?
U modernim automobilskim motorima, radilice i bregaste osovine su gotovo isključivo poduprte kliznim ležajevima. Kotrljajući ležajevi (kugla, valjak, igla) koriste se u takve svrhe samo u malim motorima motocikala.
Potrebna učinkovitost kliznih ležajeva postiže se korištenjem takozvanog efekta uljnog klina. Kada se glatka osovina okreće, ulje se dovodi u razmak između osovine i rupe. Budući da opterećenje koje djeluje na osovinu uzrokuje njezino ekscentrično pomicanje, ulje se uvlači u suženi dio razmaka i formira uljni klin koji sprječava dodir osovine sa stijenkama rupe. Što je veći tlak i viskoznost ulja u praznini, to je veće opterećenje (prije nego što se površine dodirnu) podnosi klizni ležaj.
Stvarni tlak ulja u zoni klina doseže 50-80 MPa (500-800 kg/cm²), a u nekim dizajnima čak i više. To je stotine puta više nego u sustavu hranjenja. Međutim, ne treba misliti da tlak napajanja ima mali utjecaj na rad ležaja. Što je veći, to se ulje intenzivnije pumpa kroz ležaj i bolje je njegovo hlađenje.
Pod određenim uvjetima, način rada s niskim trenjem (naziva se i tekućinom) može biti prekršeno. To se događa kada se viskoznost ulja smanji (na primjer, zbog pregrijavanja zbog nedovoljne opskrbe) i smanjenje brzine vrtnje s povećanjem opterećenja.
Često, posebno nakon popravka motora, ulogu igra i neoptimalna geometrija jedinice. S malim odstupanjem oblika površina od cilindričnog, s nagibom osi i drugim nedostacima dijelova, moguće je lokalno povećanje specifičnog opterećenja (to jest, opterećenje se odnosi na površinu) iznad dopuštene granice. Tada uljni film na tim mjestima postaje tanak, a površine osovine i ležaja počinju se dodirivati duž mikro-hrapavosti. Nastaje polutekući režim podmazivanja, karakteriziran povećanjem trenja i postupnim zagrijavanjem ležaja. To tada može dovesti do takozvanog graničnog trenja s potpunim kontaktom površina, što će rezultirati pregrijavanjem, zaglavljivanjem (habanjem), lijepljenjem, taljenjem i uništenjem ležaja.
Jasno je da je način graničnog trenja neprihvatljiv u radu. Međutim, pojavljuje se kada je poremećena opskrba uljem, a to se najčešće događa zbog njegovog nedostatka u kućištu radilice, odnosno ili zbog vozačevog nadzora, ili kada je korito ulja oštećeno kao posljedica udara u prepreku.
Polutekući način podmazivanja dopušten je samo kratko vrijeme, kada nema vremena utjecati na trošenje ležaja. Primjer: pokretanje hladnog motora. Istina, ovdje postoji još jedna opasnost: na vrlo niskim temperaturama ulje može biti previše viskozno i potrebno je dugo vremena da se obnovi njegova normalna opskrba (20-30 sekundi ili više). Ovdje polutekuće mazivo već može značajno utjecati na trošenje dijelova.
Poboljšanje automobilskih motora povezano je sa stalnim povećanjem brzine vrtnje i snage. Istodobno se opaža povećanje kompaktnosti dizajna, uključujući smanjenje širine i promjera ležajeva. To znači da se specifična naprezanja u čvoru povećavaju. A budući da se opterećenje ležaja tijekom rada motora ciklički mijenja po veličini i smjeru, takozvani zamorni lom dijelova postaje stvarnost. Kako bi se osigurale performanse ležajeva u takvim uvjetima, potrebni su posebni dizajni, materijali i tehnologije.
Kako funkcionira
Obično se ležajevi radilice u modernim motorima izrađuju u obliku tankostijenih obloga ili čahura debljine 1,0-2,5 mm (rijetko više). Kućišta glavnih ležajeva radilice izrađena su deblje zbog potrebe za smještajem kružnog utora za dovod ulja do ležajeva klipnjača. Opći trend je smanjenje debljine ljuski ležajeva, koja sada u prosjeku iznosi 1,8-2,0 mm za glavne ležajeve i 1,4-1,5 mm za ležajeve klipnjača. Što su obloge tanje, to bolje prianjaju uz površinu kućišta (ležaja), to je bolje odvođenje topline s ležaja, to je geometrija točnija, što je manji dopušteni razmak i buka tijekom rada, to je duži vijek trajanja jedinice.
Da bi uložak poprimio svoj točan oblik kada se ugradi u krevet, mora se zategnuti prema promjeru kreveta kada je slobodan (takozvano ispravljanje)i necilindrični oblik promjenjivog radijusa. Osim toga, za dobro prianjanje na površinu i sprječavanje rotacije, potrebna je i napetost duž cijele duljine obloge - to se naziva izbočenje. Svi ovi parametri ovise o debljini, širini i promjeru košuljica, pri čemu je ravnanje u prosjeku 0,5-1,0 mm, a izbočenje 0,04-0,08 mm. Međutim, to još uvijek nije dovoljno da bi ležaj pouzdano radio. U blizini konektora, debljina obloga se smanjuje za 0,010-0,015 mm kako bi se izbjeglo stvaranje zareza na tim područjima. Mogu se pojaviti zbog deformacije rupe u kućištu pod djelovanjem radnog opterećenja, kada je radni zazor u ležaju mali.
Materijali za obloge mogu varirati. Njihov izbor povezan je s materijalom radilice i njegovom toplinskom obradom, stupnjem pojačanja motora i navedenim vijekom trajanja. Do određene mjere, tradicije automobilske tvrtke također igraju ulogu ovdje.
Umetci su uvijek izrađeni višeslojno. Osnova umetka je čelična traka koja osigurava čvrstoću i pouzdanost prianjanja u kućištu. Sloj (ili slojevi) posebnog antifrikcijskog materijala debljine 0,3-0,5 mm nanosi se na podlogu različitim metodama. Glavni zahtjevi za antifrikcijski materijal su nisko trenje na osovini, visoka čvrstoća i toplinska vodljivost (to jest, sposobnost dobrog provođenja topline s površine na kućište ležaja). Prvi zahtjev najbolje ispunjavaju meki metali, poput legura s visokim udjelom kositra i olova (posebno, široko poznate babitte).
U prošlosti su se babitovi široko koristili u motorima male snage i male brzine. Kako su se opterećenja povećavala, čvrstoća takvih obloga s debelim slojem babita pokazala se nedovoljnom. Problem je riješen zamjenom cijelog ovog sloja nekom vrstom sendviča - olovno-kositrenom broncom prekrivenom tankim slojem (0,03-0,05 mm) sloj istog babita. Umetak je postao višeslojan. U modernim motorima, obloge od "čelika-bronce-babitta" obično se izrađuju u 4 sloja (ispod babita još uvijek postoji vrlo tanki podsloj nikla) pa čak i 5-slojni, kada se na radnu površinu nanosi tanki sloj kositra kako bi se poboljšalo uhodavanje. Upravo tako izgledaju ležajevi na mnogim stranim motorima.
Uz to, široko su se koristile i čelično-aluminijske obloge. Antifrikcijski materijal ovdje je legura aluminija s kositrom, olovom, silicijem, cinkom ili kadmijem, s premazima i bez njih. Najčešće korištena legura u svjetskoj praksi je aluminij s 20% kositra bez premaza. Podnosi velika opterećenja i brzine vrtnje modernih motora, uključujući dizelske, a istovremeno ima zadovoljavajuću "mekoću". Međutim, čelično-aluminijske obloge su tvrđe od babittnih (ili s babitnim premazom), stoga skloniji habanju u uvjetima nedovoljnog podmazivanja.
Pomoćne i bregaste osovine motora obično se okreću nižom frekvencijom od radilica i podnose mnogo manja opterećenja, pa su im radni uvjeti lakši. Obloge i čahure ovih osovina obično su izrađene od materijala sličnih onima opisanim gore. Osim toga, ovdje se ponekad koristi babit ili neobložena bronca. Često ovi ležajevi uopće nemaju čahure ili košuljice i formiraju se izravno bušenjem rupa u glavi cilindra. U takvim izvedbama, glava je izrađena od legure aluminija i silicija, koja ima dobra svojstva protiv trenja.
Ono što je zajedničko modernim ležajevima motora, posebno kada su u pitanju ležajevi radilice, jest da materijal i dizajn ležajeva odgovaraju materijalu i radnim uvjetima osovine (brzina vrtnje, opterećenja, uvjeti podmazivanja itd.). Stoga se ne može preporučiti proizvoljna zamjena dijelova, kada se, na primjer, tijekom popravaka ugrađuju košuljice iz drugog motora. U suprotnom, vijek trajanja popravljene jedinice može biti vrlo kratak. Da biste se odlučili za takav korak, morate imati relevantne informacije.
Umetci su vrlo precizni (preciznost) detalje. Kako bi se osigurala mala (ali prilično specifično - u prosjeku 0,03-0,06 mm) radni zazori u ležajevima, tijekom proizvodnje debljina košuljice održava se s točnošću od oko 5-8 mikrona, a duljina - 10-20 mikrona. Kršenje ovih zahtjeva može dovesti do promjene radnog zazora u ležaju ili gustoće prianjanja košuljice u kućište, što je neprihvatljivo zbog smanjenja pouzdanosti i vijeka trajanja cijelog motora u cjelini.
Tko ih proizvodi?
Složenost cijelog niza problema povezanih s izradom visokokvalitetnih automobilskih kliznih ležajeva dovela je do toga da se njihova proizvodnja postupno prebacuje na specijalizirane tvrtke. U inozemstvu mnoge od tih tvrtki istovremeno proizvode i druge dijelove motora, a isporuke idu i na transportere u automobilskim tvornicama i kao rezervni dijelovi. Neke tvrtke ove vrste dio su poznatih transnacionalnih proizvodnih, trgovinskih i industrijskih korporacija. Među svjetskim proizvođačima ležajeva za motore, prije svega treba istaknuti sljedeće tvrtke: Kolbenschmidt (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite, Bimet. Posljednjih godina ležajeve su počeli proizvoditi i takvi "svjetiljke" poput Mahlea i Goetzea. Među "mladima" vrijedi spomenuti specijaliziranu tvrtku King (Izrael) koja je počela proizvoditi ležajeve početkom 80-ih.
Većina navedenih proizvođača proizvodi ogroman asortiman ležajeva i isporučuje svoje proizvode kao rezervne dijelove svugdje, uključujući i naše tržište (putem trgovaca ili veleprodajnih tvrtki). U osnovi, naravno, to su ležajevi za strane motore - europske, japanske i američke.
U prodaji možete pronaći i standardne i razne veličine obloga za popravak (u pravilu ne više od 0,75 mm) za većinu uobičajenih modela Audi-Volkswagen, BMW, Mercedes, Ford, Opel, Fiat, Toyota, Nissan, Mitsubishi, Mazda itd. Za manje uobičajene modele, kao i kada je potrebno kupiti obloge veće veličine za popravak, obično morate naručiti i čekati u prosjeku 5-10 dana (ovi uvjeti se razlikuju među različitim trgovačkim tvrtkama).
Kvaliteta takvih proizvoda obično ne izaziva nikakve sumnje ni u pogledu geometrije ni u pogledu materijala. Međutim, ako postoji izbor i sumnje o tome kojem proizvođaču dati prednost, trebali biste imati na umu sljedeće. Tvrtke poput Kolbenschmidta, Glyca i Glaciera neke su od glavnih dobavljača masovne proizvodnje. Prilikom kupnje njihovih proizvoda možete čak dobiti iste obloge koje su bile na motoru "od rođenja". Jedina razlika bit će odsutnost amblema proizvođača automobila na novim dijelovima. Usput, pretražite "rođake" (ili takozvani original) korištenje obloga za popravak može biti problematično. Ne isporučuju sve automobilske tvrtke umetke za popravak u rezervnim dijelovima, a cijena umetaka u "originalnom" pakiranju obično je znatno veća nego izravno od njihovog proizvođača.
Umetci drugih, manje uglednih tvrtki obično su jeftiniji, iako je teško uočiti razlike u kvaliteti. Štoviše, ako postoji izbor, onda ovdje možete pokušati uzeti u obzir radne uvjete automobila. Dakle, usporedno jeftine obloge, začudo, nešto bolje odolijevaju nekvalitetnim uljima i filterima za ulje koji "šetaju" po našim trgovinama i tržnicama nego skuplje od čelika-bronce-babitta. To je, posebno, pokazala praksa korištenja čelično-aluminijskih obloga tvrtke King u popravcima umjesto standardnih brončano-babitnih - takva zamjena ne šteti pouzdanosti motora, ali omogućuje značajne uštede.
Neke od navedenih tvrtki također proizvode obloge za naše strojeve. Na našem tržištu već možete pronaći ove proizvode za VAZ motore proizvođača Clevite, Bimet i Glacier. Naravno, oni su osjetno skuplji od domaćih. Međutim, ne vrijedi štedjeti na oblogama prilikom popravka domaćih motora. Domaći proizvodi obično ne podnose usporedbu s uvoznim. Odstupanja debljine za neke od naših komercijalnih artikala dosežu 25-30 mikrona umjesto 8 mikrona specificiranih tolerancijom. Kao rezultat toga, nakon što je stegnuta poklopcem, unutarnja površina ležaja poprima nepravilan oblik, u kojem se, na primjer, razmak od 0,07-0,09 mm u jednom dijelu ležaja može čak pretvoriti u napetost u drugom.
[Izvorni članak na web stranici hondabook.ru]