Łożysko korbowodu: budowa, przeznaczenie, właściwości techniczne, charakterystyka pracy i naprawy

Silnik spalinowy pracuje dzięki obrotowi wału korbowego. Obraca się on dzięki sile korbowodów, które przenoszą na wał korbowy siłę ruchu posuwistego tłoków w cylindrach. Aby korbowody współpracowały z wałem korbowym, stosuje się łożysko korbowodu. Jest to łożysko ślizgowe w postaci dwóch półpierścieni. Umożliwia obrót wału korbowego i długą żywotność silnika. Przyjrzyjmy się bliżej temu łożysku.

Opis ogólny

Łożysko korbowodu (zwane również łożyskiem korbowodu) jest łożyskiem ślizgowym. Znajduje się on w dolnej główce korbowodu i otacza czopy wału korbowego. Część składa się z dwóch stalowych półpierścieni pokrytych specjalną powłoką, która zmniejsza tarcie. Półpierścienie mają rowki smarowe, a jeden półpierścień ma otwór żywić się olej.

Sworzeń korbowy nie ma bezpośredniego kontaktu ze sworzniem wału korbowego. Elementy trą się w specjalnym trybie hydrodynamicznym dzięki filmowi olejowemu utworzonemu w luzie między czopem wału a łożyskiem.

Stan wykładziny silnika

Tworzenie się filmu olejowego zapobiega miejscowemu gromadzeniu się naprężeń. Ale jeśli powstaną pewne warunki, normalne zachowanie hydrodynamiczne łożyska zmienia się na mieszane zachowanie hydrodynamiczne. Może to nastąpić, gdy silnik ma niewystarczające ciśnienie oleju, element jest narażony na duże obciążenia, lepkość oleju jest niska, środek smarny jest przegrzany, powierzchnie wału i łożyska są szorstkie. Tryb mieszany może również wystąpić z powodu zanieczyszczonego oleju, zniekształceń i wad geometrycznych łożysk.

W tym trybie mieszanym łożysko czopa korbowego może mieć kontakt z powierzchnią czopa wału korbowego, co może powodować powstawanie zadziorów, zwiększone zużycie, spiekanie wału i łożyska w przyszłości.

Materiały i ich właściwości

Materiały do produkcji Te materiały i komponenty muszą mieć różne cechy i właściwości, które są czasami sprzeczne. Ogólnie rzecz biorąc, materiał określa niezawodność i jakość łożyska. różnica między poszczególnymi modelami polega na materiale i warstwie ślizgowej.

Na przykład materiał musi mieć wystarczającą odporność zmęczeniową, czyli maksymalne obciążenie cykliczne, które komponent jest w stanie wytrzymać przez nieograniczoną liczbę cykli. W przypadku przekroczenia obciążenia pojawiają się pęknięcia spowodowane zmęczeniem metalu.

Inną ważną właściwością jest odporność na przyleganie. Jest to zdolność materiał dla łożysk głównych i korbowodów, aby w bezpośrednim kontakcie z metalem wału były odporne na spiekanie.

Odporność na zużycie jest to właściwość materiału polegająca na zachowaniu wymiarów geometrycznych pomimo obecności materiałów ściernych w smarze oraz przy bezpośrednim kontakcie z wałem korbowym. materiał musi być docierany. Oznacza to, że łożysko musi kompensować drobne defekty na wale korbowym i w korbowodzie poprzez miejscowe zużycie lub odkształcenie. materiał powinien być w stanie zbierać ścierniwo i zanieczyszczenia, które krążą w oleju. Kolejną ważną cechą jest odporność na korozję.

długi i niezawodna praca w łożyskach czopów korbowych do silników można osiągnąć tylko poprzez połączenie wysokiej wytrzymałości materiału z miękkością. Krzak musi być jednocześnie miękki i twardy. Może się to wydawać paradoksalne, ale nowoczesne produkty łączą w sobie wszystkie te cechy.

Konstrukcja łożyska

W rzeczywistości materiał użyty do produkcji tych części jest o wiele ważniejszy niż geometria. Łożysko ślizgowe składa się z kilku warstw. Można wyróżnić elementy bimetaliczne i trimetaliczne.

Wkładka bimetaliczna

Łożyska sworznia korbowego posiadają stalowy podkład. Stal zapewnia niezbędną sztywność, jak również niezbędną interferencję.

Następnie pojawia się druga warstwa - warstwa ślizgowa. Jest wystarczająco gruba - grubość 0,3 milimetra. Grubość tej warstwy jest krytyczna dla łożyska. Może pracować w, nawet przy dużych wadach wałów. Łożysko posiada wysokie właściwości absorpcyjne. Warstwa ślizgowa ma skład od sześciu do dwudziestu procent cyny i dwóch do czterech procent krzemu. Stop może również zawierać takie elementy jak nikiel, miedź, mangan, wanad.

Wkładka trimetaliczna

Oprócz stalowego podkładu posiada on miedzianą warstwę pośrednią - zawierającą oprócz miedzi do 25% ołowiu i do 5% cyny. Warstwa ślizgowa wykonana jest ze stopu ołowiu i cyny. Powłoka nie jest gruba - ok. 20 µm. Taka grubość daje odporność na zmęczenie pojazdu, ale właściwości antycierne zmniejszona. Wkładka jest również niklowana pomiędzy warstwą główną a warstwą pośrednią - o grubości nie większej niż 2 µm.

Cechy użytkowe

Łożysko korbowodu zużywa się z czasem i jest pierwszym powodem, dla którego należy je wymienić. Bez względu na to, jak bardzo właściciel samochodu może starać się zachować te elementy, prawa fizyki biorą górę i nie ma sposobu, aby ich uniknąć. Zużywa się warstwa ślizgowa, wał korbowy staje się luźny, spada ciśnienie oleju i ilość środka smarnego. Efektem są usterki spowodowane zwiększonym tarciem.

Inna sytuacja jest taka, że panewki łożysk obracają się. To także powód, by wymienić. Łożysko jest po prostu przyklejone do czopów wału korbowego. Silnik się zacina. Przyczyny to gęsty smar z dużą ilością zanieczyszczeń, brak oleju i nie dokręcenie łożysk korbowodu właściwym momentem.

Wniosek

Jak widać, tuleje są małymi, ale bardzo ważnymi częściami dla bezproblemowej pracy silnika. Bez nich silnik po prostu nie mógłby pracować. Są to produkty zaawansowane technologicznie, wytrzymujące duże obciążenia, wysokie temperatury i nadmierne prędkości. I właśnie z powodu linerów w silniku trzeba częściej wymieniać olej - brud zabija łożyska. Same elementy nie są drogie, ale do ich wymiany trzeba rozebrać cały silnik. To nie jest łatwa praca, wymaga wiedzy, doświadczenia i dużo czasu.