Међутим, постоје лежајеви. И то не неке, али сасвим извесне. Они су издржљиви, али не и вечни, а када не успеју, немогуће је без разумевања суштине ствари. Па, за професионалне мајсторе ово је једноставно обична ствар.
Како ради лежај
У савременим аутомобилским моторима, радилице и брегасте осовине су подупрте готово искључиво клизним лежајевима. Котрљајни лежајеви (лопта, ваљак, игла) користи се у те сврхе само у малим моторима мотоцикала.
Неопходне перформансе клизних лежајева се постижу коришћењем такозваног ефекта уљног клина. Када се глатка осовина окреће, уље се доводи у зазор између осовине и рупе. Пошто оптерећење које делује на осовину изазива њено ексцентрично померање, уље се такорећи увлачи у део зазора који се сужава и формира уљни клин који спречава да вратило дође у контакт са зидовима рупе. Што је већи притисак и вискозност уља у отвору, веће је оптерећење (док се површине не додирну) издржава лежај.
Стварни притисак уља у зони клина достиже 50-80 МПа (500-800 кг/цм2), ау неким дизајнима и више. Ово је стотине пута више него у систему снабдевања. Међутим, не треба мислити да притисак напајања мало утиче на рад лежаја. Што је веће, то се уље интензивније пумпа кроз лежај и боље се хлади.
Рад са малим трењем под одређеним условима (такође се назива течност) може бити сломљена. Ово се дешава када вискозитет уља опадне (на пример, због његовог прегревања услед недовољног снабдевања) и смањење брзине са повећањем оптерећења.
Често, посебно након поправке мотора, утиче и неоптимална геометрија склопа. Уз незнатно одступање облика површина од цилиндричног, са неусклађеношћу оса и другим недостацима делова, могуће је локално повећање специфичног оптерећења (односно оптерећење подељено површином) изнад дозвољене границе. Тада уљни филм на овим местима постаје танак, а површине осовине и лежаја почињу да се додирују дуж микрохрапавости. Појављује се полутечни режим подмазивања, који се карактерише повећањем трења и постепеним загревањем лежаја. Даље, ово може довести до такозваног граничног трења са пуним контактом површина, што ће довести до прегревања, заглављивања (бадасс), захватање, топљење и уништење лежишта.
Јасно је да је режим граничног трења неприхватљив у раду. Ипак, јавља се када је поремећен довод уља, а то се најчешће дешава због његовог недостатка у кућишту радилице, односно због превида возача, или ако је уљно корито оштећено услед ударања у препреку..
Полутечни режим подмазивања је дозвољен само за кратко време, када нема времена да утиче на хабање лежајева. Пример је покретање хладног мотора. Истина, овде постоји још једна опасност: на веома ниским температурама уље може бити превише вискозно и његово нормално снабдевање се обнавља дуго времена (20-30 секунди или више). Овде већ полутечно мазиво може значајно утицати на хабање делова.
Побољшање аутомобилских мотора повезано је са сталним повећањем фреквенције ротације и повећањем снаге. Истовремено, долази до повећања компактности конструкција, укључујући смањење ширине и пречника лежајева. То значи да се специфични напони у чвору повећавају. А пошто се оптерећење на лежају током рада мотора циклично мења по величини и правцу, такозвани замор делова постаје стваран. Потребни су посебни дизајни, материјали и технологије да би се обезбедиле перформансе лежајева у овим условима.
Како то ради
Обично се лежајеви радилице у модерним моторима израђују у облику танких зидова или чаура дебљине 1,0-2,5 мм (ретко више). Шкољке главног лежаја радилице су дебље због потребе за постављањем кружног жлеба за довод уља у лежајеве клипњаче. Општи тренд је смањење дебљине кошуљица, која сада у просеку износи 1,8-2,0 мм за главне лежајеве и 1,4-1,5 мм за клипњаче. Што су слушалице тање, то боље пријањају на површину кућишта (кревет), што је боље одвођење топлоте из лежаја, што је прецизнија геометрија, мањи је дозвољени зазор и бука током рада, то је дужи ресурс склопа.
Да би кошуљица тачно попримила свој облик када је постављена у кревет, у слободном стању мора имати интерференцију дуж пречника кревета (такозвано исправљање) и нецилиндричног облика променљивог полупречника. Поред тога, за добро пријањање на површину и да се она не би окретала, неопходна је и сметња дуж дужине кошуљице - назива се избочина. Сви ови параметри зависе од дебљине, ширине и пречника кошуљице, док је равнање у просеку 0,5-1,0 мм, а избочење -0,04-0,08 мм. Међутим, за поуздан рад лежаја, то још увек није довољно. У близини конектора, дебљина облога је смањена за 0,010-0,015 мм како би се избегло огреботине на овим местима. Могу се појавити услед деформације рупе у кућишту под дејством радног оптерећења, када је радни зазор у лежају мали.
Материјали за уметање могу се разликовати. Њихов избор је везан за материјал коленастог вратила и његову термичку обраду, степен форсирања мотора и дати ресурс. У одређеној мери, овде утичу и традиције аутомобилске компаније.
Уметци су увек направљени вишеслојно. Основа кошуљице је челична трака, која обезбеђује чврстоћу и сигурно приањање у кућиште. На подлогу се наноси слој на различите начине (или слојева) специјални антифрикциони материјал дебљине 0,3-0,5 мм. Главни захтеви за материјал против трења су ниско трење осовине, висока чврстоћа и топлотна проводљивост (односно способност доброг провођења топлоте са површине у кућиште лежаја). Први захтев најбоље испуњавају меки метали, као што су легуре са високим садржајем калаја и олова (посебно добро познате бабите).
У прошлости, бабити су били широко коришћени на моторима мале снаге ниске брзине. Са повећањем оптерећења, испоставило се да је снага таквих кошуљица са дебелим слојем бабита недовољна. Проблем је решен заменом целог овог слоја неком врстом сендвича - оловно-калајне бронзе, прекривене танким (0,03-0,05 мм) слој истог бабита. Подлога је постала вишеслојна. У савременим моторима кошуљице "челик-бронза-бабит" се обично израђују у 4 слоја (још увек постоји веома танак подслој никла испод бабита), па чак и 5-слојни, када се на радну површину нанесе веома танак слој калаја ради побољшања уходавања. Овако изгледају лежајеви на многим страним моторима.
Уз то, широко се користе челично-алуминијумске облоге. Антифрикциони материјал овде су легуре алуминијума са калајем, оловом, силицијумом, цинком или кадмијумом, са и без премаза. Најчешће се у светској пракси користи легура алуминијума са 20% калаја без премаза. Добро одолијева великим оптерећењима и брзинама савремених мотора, укључујући дизелаше, а истовремено има и задовољавајућу "мекоћу". Међутим, челично-алуминијумске облоге су чвршће од баббитских облога (или обложене баббитом), па су склонији хабању у условима недовољно подмазаних.
Помоћне и брегасте осовине мотора ротирају се, по правилу, нижом фреквенцијом од радилице и доживљавају много мања оптерећења, па су им услови рада лакши. Чауре и чауре ових вратила се обично израђују од материјала сличних горе описаним. Поред тога, понекад се овде користи необложени бабит или бронза. Често ови лежајеви уопште немају чауре или облоге и формирају се директно бушењем рупа у глави цилиндра. У таквим дизајнима, глава је направљена од легуре алуминијума са силицијумом, која има добра својства против трења.
Заједничка ствар за лежајеве савремених мотора, посебно када су у питању лежајеви радилице, је усклађеност материјала и дизајна лежајева са материјалом и условима рада вратила (брзина, оптерећења, услови подмазивања итд.). Због тога се не може препоручити произвољна замена делова, када се, на пример, уграђују облоге са другог мотора током поправке. У супротном, трајност поправљене јединице може бити веома кратка. Да бисте се одлучили на такав корак, морате имати одговарајуће информације.
Уметци су веома тачни (прецизност) детаљима. Да гарантујем мали (али прилично специфично - у просеку 0,03-0,06 мм) радни зазори у лежајевима, током производње, дебљина кошуљице се одржава са тачношћу од око 5-8 микрона, а дужина је 10-20 микрона. Кршење ових захтева може довести до промене радног зазора у лежају или непропусности кошуљице у кућишту, што је неприхватљиво због смањења поузданости и радног века целог мотора у целини.
Ко их прави
Сложеност читавог низа проблема повезаних са стварањем висококвалитетних аутомобилских клизних лежајева довела је до тога да се њихова производња постепено преноси на специјализоване фирме. У иностранству многе од ових фирми истовремено производе и друге делове мотора, а испоруке иду како на транспортере аутомобилских фабрика, тако и на резервне делове. Неке фирме ове врсте су део познатих транснационалних производних и комерцијалних корпорација. Од светских произвођача лежајева за моторе, пре свега треба истаћи Колбеншмит (KS), Глицо, ТРВ, Сеалед Повер, Глациер, Цлевите, Бимет. Последњих година, лежајеве су почеле да производе и такве фирме - "светила" као што су Махле и Гоетзе. Међу "младима" вреди поменути специјализовану компанију Кинг (Израел), која је почела да производи лежајеве раних 80-их.
Већина наведених произвођача производи огроман асортиман лежајева и снабдевају своје производе као резервне делове свуда, укључујући и наше тржиште (преко дилера или велетрговаца). У основи, наравно, то су лежајеви за стране моторе - европске, јапанске и америчке.
У продаји можете пронаћи облоге у стандардним и различитим величинама за поправку (обично не више од 0,75 мм) за најчешће моделе Ауди-Фолксваген, БМВ, Мерцедес, Форд, Опел, Фиат, Тоиота, Ниссан, Митсубисхи, Мазда, итд. За мање уобичајене моделе, као и ако треба да купите веће облоге за поправку, обично морате да наручите и чекате у просеку 5-10 дана (различите компаније имају различите временске оквире).
Квалитет таквих производа обично није споран ни у погледу геометрије ни материјала. Иако, ако постоји избор и сумње о томе ком произвођачу дати предност, треба имати на уму следеће. Фирме као што су, на пример, Колбенсцхмидт, Глицо, Глациер су међу главним добављачима масовне производње. Када купујете њихове производе, чак можете добити исте облоге које су биле на мотору "од рођења". Разлика ће бити само у одсуству амблема произвођача аутомобила на новим деловима. Иначе, потрага за "рођацима" (или такозвани оригинал) превелике облоге могу бити проблематичне. Не испоручују све аутомобилске компаније уметке за поправку резервних делова, а цена уметака у "оригиналном" паковању, по правилу, је приметно већа него директно од њиховог произвођача.
Уметци других, мање познатих компанија обично су јефтинији, иако је тешко уочити разлике у квалитету. Штавише, ако постоји избор, онда овде можете покушати да узмете у обзир услове рада аутомобила. Дакле, релативно јефтини кошуљице, зачудо, нешто боље одолевају неквалитетним уљима и уљним филтерима који "шетају" нашим продавницама и пијацама од скупљих челично-бронзано-бабит. То је, посебно, показала пракса коришћења челично-алуминијумских кошуљица компаније Кинг у поправци уместо стандардних бронзано-бабитних - таква замена не штети поузданости мотора, али омогућава значајну уштеду.
Неке од наведених компанија производе облоге за наше машине. На нашем тржишту већ можете пронаћи ове производе за ВАЗ моторе произвођача Цлевите, Бимет и Глациер. Наравно, знатно су скупљи од домаћих. Међутим, уштеда на облогама приликом поправке домаћих мотора није вредна тога. Поређење са увозним производима, домаћи обично не стоји. Одступања у дебљини код неких наших комерцијалних примерака достижу 25-30 микрона уместо 8 микрона, регулисано толеранцијом. Као резултат тога, након стезања поклопца, унутрашња површина лежаја добија неправилан облик, у којем, на пример, размак од 0,07-0,09 мм у једном делу лежаја може чак да се претвори у интерференцију у другом.