Vannak azonban csapágyak. És nem néhány, de egészen bizonyos. Tartósak, de nem örökkévalóak, és ha kudarcot vallanak, lehetetlen megtenni a dolog lényegének megértése nélkül. Nos, a professzionális szerelők számára ez egyszerűen hétköznapi dolog.
Hogyan működik a csapágy
A modern autómotorokban a főtengelyeket és a vezérműtengelyeket szinte kizárólag karmantyús csapágyak tartják. Gördülőcsapágyak (labda, görgő, tű) ilyen célokra csak kis motorkerékpár-motorokban használják.
A siklócsapágyak szükséges teljesítményét az úgynevezett olajék effektus alkalmazásával érik el. Amikor a sima tengely forog, olaj kerül a tengely és a furat közötti résbe. Mivel a tengelyre ható terhelés excentrikus elmozdulását idézi elő, az olaj mintegy beszívódik a rés szűkülő részébe, és olajéket képez, amely megakadályozza, hogy a tengely érintkezzen a furat falával. Minél nagyobb az olaj nyomása és viszkozitása a résben, annál nagyobb a terhelés (amíg a felületek nem érintkeznek) bírja a csapágyat.
A tényleges olajnyomás az ékzónában eléri az 50-80 MPa-t (500-800 kg/cm2), és egyes kivitelekben még több is. Ez több százszor magasabb, mint az ellátórendszerben. Nem szabad azonban azt gondolni, hogy a tápnyomás csekély hatással van a csapágy működésére. Minél nagyobb, annál intenzívebben pumpálják át az olajat a csapágyon, és annál jobb a hűtése.
Alacsony súrlódású működés bizonyos körülmények között (folyadéknak is nevezik) eltörhet. Ez akkor történik, amikor az olaj viszkozitása csökken (például az elégtelen ellátás miatti túlmelegedése miatt) és a sebesség csökkentése növekvő terhelés mellett.
Gyakran, különösen a motorjavítás után, a szerelvény nem optimális geometriája is befolyásolja. A felületek alakjának enyhe eltérésével a hengerestől, a tengelyek eltolódásával és az alkatrészek egyéb hibáival a fajlagos terhelés helyi növekedése lehetséges (azaz a terhelés osztva a felülettel) megengedett határérték felett. Ezután az olajfilm ezeken a helyeken elvékonyodik, és a tengely és a csapágy felülete a mikroérdesség mentén érintkezni kezd. Félfolyékony kenési rendszer lép fel, amelyet a súrlódás növekedése és a csapágy fokozatos felmelegedése jellemez. Továbbá ez úgynevezett határsúrlódáshoz vezethet a felületek teljes érintkezésével, ami túlmelegedést, begörbülést eredményez (barom), a csapágy megragadása, megolvadása és megsemmisülése.
Nyilvánvaló, hogy a határsúrlódási rendszer működés közben elfogadhatatlan. Ennek ellenére az olajellátás zavarakor jelentkezik, és ez leggyakrabban a forgattyúházban való hiánya miatt következik be, vagyis vagy a vezető mulasztása miatt, vagy ha az olajteknő akadályba ütközés következtében megsérül..
A félfolyékony kenési mód csak rövid ideig megengedett, amikor nincs ideje befolyásolni a csapágykopást. Példa erre a hideg motor indítása. Igaz, itt van egy másik veszély is: nagyon alacsony hőmérsékleten az olaj túl viszkózus lehet, és hosszú időre helyreáll a normál ellátása (20-30 másodperc vagy több). Itt már egy félfolyékony kenőanyag jelentősen befolyásolhatja az alkatrészek kopását.
Az autómotorok fejlesztése a forgási gyakoriság állandó növekedésével és a teljesítmény növekedésével jár. Ugyanakkor nő a szerkezetek tömörsége, beleértve a csapágyak szélességének és átmérőjének csökkenését. Ez azt jelenti, hogy a csomópontban a fajlagos feszültségek nőnek. És mivel a csapágy terhelése a motor működése során ciklikusan változik nagyságrendben és irányban, valóssá válik az alkatrészek úgynevezett kifáradási meghibásodása. Speciális kialakításokra, anyagokra és technológiákra van szükség ahhoz, hogy ilyen körülmények között biztosítsák a csapágy teljesítményét.
Hogyan működik
A modern motorok főtengely-csapágyai jellemzően vékony falú bélés vagy 1,0-2,5 mm vastag perselyek formájában készülnek (ritkán többet). A főtengely fő csapágyhéjai vastagabbak, mivel körkörös hornyot kell elhelyezni, hogy olajat szállítsanak a hajtórúd csapágyaiba. Az általános tendencia a betétek vastagságának csökkenése, ami ma már átlagosan 1,8-2,0 mm a főcsapágyak és 1,4-1,5 mm a hajtórúd-csapágyak esetében. Minél vékonyabbak a fülhallgatók, annál jobban tapadnak a tok felületéhez (ágy), minél jobb a hőleadás a csapágyról, annál pontosabb a geometria, minél kisebb a megengedett hézag és zaj a működés során, annál hosszabb a szerelvény erőforrása.
Annak érdekében, hogy a bélés pontosan felvegye alakját az ágyba szerelve, szabad állapotban interferenciával kell illeszkednie az ágy átmérője mentén (úgynevezett egyenesítés) és változó sugarú nem henger alakú. Ezenkívül a felülethez való jó illeszkedés és az elfordulás elkerülése érdekében a bélés hosszában interferenciára is szükség van - ezt kiemelkedésnek nevezik. Mindezek a paraméterek a bélés vastagságától, szélességétől és átmérőjétől függenek, míg az egyengetés átlagosan 0,5-1,0 mm, a kiemelkedés pedig -0,04-0,08 mm. A csapágy megbízható működéséhez azonban ez még mindig nem elég. A csatlakozó közelében a bélések vastagsága 0,010-0,015 mm-rel csökken, hogy elkerüljük a kopást ezeken a helyeken. Megjelenhetnek a házban lévő lyuk deformációja miatt az üzemi terhelés hatására, amikor a csapágy működési hézaga kicsi.
A betétek anyagai eltérőek lehetnek. Választásuk a főtengely anyagához és hőkezeléséhez, a motor erőltetési fokához és az adott erőforráshoz kötődik. Bizonyos mértékig itt is kihatnak az autógyár hagyományai.
A betétek mindig többrétegűek. A bélés alapja egy acélszalag, amely szilárdságot és biztonságos illeszkedést biztosít a tokban. Az alapra egy réteget különféle módon visznek fel (vagy rétegek) speciális súrlódásgátló anyag 0,3-0,5 mm vastag. A súrlódásgátló anyaggal szemben támasztott fő követelmények az alacsony tengelysúrlódás, a nagy szilárdság és a hővezető képesség (vagyis a felületről a csapágyházba jó hővezetési képesség). Az első követelménynek a lágy fémek, például a magas ón- és ólomtartalmú ötvözetek felelnek meg a legjobban (különösen a jól ismert babbitok).
A múltban a babbit széles körben használták kis teljesítményű, alacsony fordulatszámú motorokon. A terhelés növekedésével az ilyen vastag babbit réteggel ellátott bélések szilárdsága elégtelennek bizonyult. A problémát úgy oldották meg, hogy ezt a teljes réteget egyfajta szendvicsre cserélték - ólom-ón bronz, amelyet vékony réteggel borítottak (0,03-0,05 mm) réteg ugyanaz a babbitt. A bélés többrétegű lett. A modern motorokban "acél-bronz-babbit" a bélések általában 4 rétegben készülnek (még mindig nagyon vékony nikkel alréteg van a babbitt alatt) és akár 5 rétegű is, amikor a legvékonyabb ónréteget a munkafelület tetejére visszük fel a bejáratás javítása érdekében. Így néznek ki a csapágyak sok külföldi motoron.
Ezzel együtt az acél-alumínium béléseket is széles körben használják. A súrlódásgátló anyag itt ónnal, ólommal, szilíciummal, cinkkel vagy kadmiummal ellátott alumíniumötvözetek, bevonattal és anélkül. A világgyakorlatban leggyakrabban 20% óntartalmú alumíniumötvözetet használnak bevonat nélkül. Jól ellenáll a modern motorok nagy terhelésének és fordulatszámának, beleértve a dízeleket is, ugyanakkor kielégítő "lágyság". Az acél-alumínium bélések azonban merevebbek, mint a babbitt bélések (vagy babbitt bevonattal), ezért alulolajozott körülmények között hajlamosabbak a karcolásra.
A motorok segéd- és vezérműtengelyei általában alacsonyabb frekvencián forognak, mint a főtengelyek, és sokkal kisebb terhelést tapasztalnak, így a munkakörülményeik könnyebbek. Ezen tengelyek perselyei és perselyei általában a fent leírtakhoz hasonló anyagokból készülnek. Ezen kívül néha bevonatlan babbitt vagy bronzot is használnak itt. Ezeknek a csapágyaknak gyakran nincs perselyük vagy bélésük, és közvetlenül a hengerfejen lévő furatokból vannak kialakítva. Az ilyen kialakításokban a fej szilícium alumíniumötvözetből készül, amely jó súrlódásgátló tulajdonságokkal rendelkezik.
A modern motorok csapágyainál közös dolog, különösen a főtengely csapágyak esetében, hogy a csapágyak anyaga és kialakítása megfelel a tengely anyagi és működési feltételeinek (sebesség, terhelések, kenési feltételek stb.). Ezért nem javasolható az alkatrészek önkényes cseréje, amikor például egy másik motor bélését szerelik be a javítás során. Ellenkező esetben a javított egység élettartama nagyon rövid lehet. Egy ilyen lépés eldöntéséhez rendelkeznie kell a megfelelő információkkal.
A betétek nagyon pontosak (pontosság) részletek. Garantálni kicsi (de meglehetősen specifikus - átlagosan 0,03-0,06 mm) Üzemi hézagok a csapágyakban, a gyártás során a bélés vastagságát körülbelül 5-8 mikron pontossággal tartják, a hossza pedig 10-20 mikron. E követelmények megsértése a csapágy munkahézagának vagy a házban lévő bélés tömítettségének megváltozásához vezethet, ami elfogadhatatlan a teljes motor egészének megbízhatóságának és élettartamának csökkenése miatt.
Ki készíti őket
A kiváló minőségű autóipari siklócsapágyak létrehozásával kapcsolatos problémák egész sorának összetettsége oda vezetett, hogy gyártásuk fokozatosan speciális cégekhez költözött. Külföldön sok ilyen cég egyidejűleg más motoralkatrészeket is gyárt, és a szállítások mind az autógyárak szállítószalagjaira, mind pedig a pótalkatrészekre irányulnak. Néhány ilyen cég jól ismert transznacionális gyártó és kereskedelmi vállalatok része. A motorok csapágyainak globális gyártói közül mindenekelőtt Kolbenschmidt kell megjegyezni (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite, Bimet. Az elmúlt években csapágyakat is elkezdtek gyártani ilyen cégek - "világítótestek", mint Mahle és Goetze. Között "fiatal" érdemes megemlíteni a King szakcéget (Izrael), amely a 80-as évek elején kezdett csapágyakat gyártani.
A felsorolt gyártók többsége hatalmas csapágyválasztékot gyárt, és alkatrészként szállítja termékeit mindenhol, így piacunkon is (kereskedőkön vagy nagykereskedőkön keresztül). Alapvetően természetesen ezek külföldi - európai, japán és amerikai - motorok csapágyai.
Az akciós béléseket standard és különféle javítási méretekben egyaránt találja (általában nem több, mint 0,75 mm) a legnépszerűbb modellekhez "Audi Volkswagen", BMW, "Mercedes", "Ford", "Opel", "Fiat", "Toyota", "Nissan", "Mitsubishi", "Mazda" stb. A ritkábban elterjedt modelleknél, valamint ha nagyobb javítóbetéteket kell vásárolnia, általában le kell adnia a rendelést és várnia kell átlagosan 5-10 napot (a különböző cégeknek eltérő időkeretek vannak).
Az ilyen termékek minősége általában nem kétséges sem a geometria, sem az anyagok tekintetében. Bár, ha van választási lehetőség és kétségei vannak azzal kapcsolatban, hogy melyik gyártót részesítsük előnyben, a következőket kell szem előtt tartani. A tömegtermelés fő szállítói közé tartoznak az olyan cégek, mint például a Kolbenschmidt, a Glyco, a Glacier. Termékeik vásárlásakor akár ugyanazokat a béléseket is beszerezheti, amelyek a motoron voltak "születésétől fogva". A különbség csak az autógyártó emblémájának hiányában lesz az új alkatrészeken. Apropó, keress "rokonai" (vagy úgynevezett eredeti) a túlméretezett bélések problémát okozhatnak. Nem minden autóipari cég szállít javítóbetéteket az alkatrészekhez, és a betétek árát "eredeti" csomagolás általában jelentősen magasabb, mint közvetlenül a gyártótól.
A más, kevésbé ismert cégek betétei általában olcsóbbak, bár a minőségi különbségeket nehéz észrevenni. Sőt, ha van választási lehetőség, akkor itt megpróbálhatja figyelembe venni az autó működési feltételeit. Tehát a viszonylag olcsó betétek, furcsa módon, valamivel jobban ellenállnak az alacsony minőségű olajoknak és olajszűrőknek, "gyaloglás" üzleteinkben és piacainkon, mint a drágább acél-bronz babbitt. Ezt különösen a vállalat acél-alumínium béléseinek gyakorlata mutatta "király" szabványos bronz-babbit helyett - egy ilyen csere nem rontja a motorok megbízhatóságát, de jelentős megtakarítást tesz lehetővé.
A tőzsdén jegyzett cégek némelyike bélést gyárt a mi gépeinkhez. Piacunkon már megtalálhatók ezek a termékek a Clevite, Bimet és Glacier VAZ motorokhoz. Természetesen lényegesen drágábbak, mint a hazaiak. A háztartási motorok javítása során azonban nem érdemes megtakarítani a betéteket. Az importált termékekkel összehasonlítva a hazai általában nem állja meg a helyét. A vastagság eltérése egyes kereskedelmi példányainknál 8 mikron helyett eléri a 25-30 mikront, tűréshatárral szabályozva. Ennek eredményeként a burkolat befogása után a csapágy belső felülete szabálytalan formát kap, amelyben például a csapágy egyik szakaszán lévő 0,07-0,09 mm-es rés egy másikban akár interferencia illesztéssé is alakulhat.