Cu toate acestea, există rulmenți. Și nu oricare, dar destul de sigur. Ele sunt durabile, dar nu eterne, iar atunci când eșuează, este imposibil să faci fără înțelegerea esenței problemei. Ei bine, pentru reparatorii profesioniști, aceasta este cea mai comună problemă.
Cum funcționează un rulment
La motoarele de automobile moderne, lagărele de alunecare servesc drept suport pentru arbori cotiți și arbori cu came în aproape toate cazurile. Rulmenți de rulare (minge, rolă, ac) utilizate în astfel de scopuri numai la motoare mici de motociclete.
Performanța necesară a lagărelor de alunecare se realizează prin utilizarea efectului așa-numitei pane de ulei. Când arborele neted se rotește, uleiul este furnizat în golul dintre arbore și gaură. Deoarece sarcina care acționează asupra arborelui provoacă deplasarea excentrică a acestuia, uleiul este, parcă, atras în partea care se îngustează a golului și formează o pană de ulei care împiedică arborele să intre în contact cu pereții găurii. Cu cât presiunea și vâscozitatea uleiului în gol este mai mare, cu atât sarcina este mai mare (până când suprafețele se ating) rezistă la rulment.
Atenţie! Presiunea reală a uleiului în zona pană ajunge la 50–80 MPa (500–800 kg/cm2), iar în unele modele chiar mai mult. Aceasta este de sute de ori mai mare decât în sistemul de alimentare (sistem de lubrifiere a motorului). Cu toate acestea, nu trebuie să credem că presiunea de alimentare are un efect redus asupra funcționării rulmentului. Cu cât este mai mare, cu atât uleiul este pompat mai intens prin rulment și cu atât este mai bine răcit.
Funcționare cu frecare redusă în anumite condiții (numit si lichid) poate fi spart. Acest lucru se întâmplă atunci când vâscozitatea uleiului scade, de exemplu, datorită supraîncălzirii din cauza alimentării insuficiente și scăderii vitezei arborelui cotit odată cu creșterea sarcinii.
Adesea, mai ales după repararea motorului, afectează și geometria neoptimă a ansamblului. Cu o ușoară abatere a formei suprafețelor față de cilindric, cu o aliniere greșită a axelor și alte defecte ale pieselor, este posibilă o creștere locală a sarcinii specifice (acestea. sarcina pe suprafata) peste limita admisibilă. Apoi, pelicula de ulei din aceste locuri devine subțire, iar suprafețele arborelui și ale rulmentului încep să se atingă de-a lungul microrugozităților. Are loc un regim de lubrifiere semifluid, caracterizat printr-o creștere a frecării și o încălzire treptată a rulmentului. În plus, acest lucru poate duce la așa-numita frecare la limită cu contactul complet al suprafețelor de frecare, ceea ce va duce la supraîncălzire, gripare (șmecher), griparea, topirea si distrugerea rulmentului.
Este clar că regimul de frecare la graniță este inacceptabil în funcționare. Cu toate acestea, apare atunci când există o încălcare a alimentării cu ulei, iar acest lucru se întâmplă cel mai adesea din cauza lipsei acestuia în carter: fie din cauza unei neglijeri a șoferului, fie dacă baia de ulei este deteriorată ca urmare a lovirii unui obstacol..
Regimul de lubrifiere semi-fluid este permis doar pentru o perioadă scurtă de timp, când nu are timp să afecteze uzura rulmenților. Un exemplu este pornirea unui motor rece. Adevărat, aici există un alt pericol: la temperaturi foarte scăzute, uleiul poate deveni prea vâscos și alimentarea sa normală este restabilită pentru prea mult timp (20-30 s sau mai mult). În acest caz, lubrifierea semi-fluid poate afecta semnificativ uzura pieselor.
Îmbunătățirea designului motoarelor de automobile este asociată cu o creștere constantă a frecvenței de rotație a arborelui cotit și o creștere a puterii motorului. În același timp, există o tendință de creștere a compactității structurilor, inclusiv o scădere a lățimii și diametrului lagărelor. Aceasta înseamnă că tensiunile specifice în unitatea de frecare cresc. Și deoarece sarcina pe rulment în timpul funcționării motorului se modifică ciclic în mărime și direcție, probabilitatea așa-numitei defecțiuni la oboseală a pieselor crește. Sunt necesare proiecte, materiale și tehnologii speciale pentru a asigura performanța rulmentului în aceste condiții.
Cum este un rulment simplu
De obicei, rulmenții arborelui cotit din motoarele moderne sunt fabricați sub formă de căptușeli sau bucșe cu pereți subțiri cu o grosime de 1,0 până la 2,5 mm (rareori mai mult). Carcasele lagărelor principale ale arborelui cotit sunt făcute mai groase datorită necesității de a plasa în ele o canelură circulară pentru a furniza ulei lagărele de biele. Tendința generală este o scădere a grosimii garniturilor, care acum este în medie de 1,8–2,0 mm pentru rulmenții principali și 1,4–1,5 mm pentru rulmenții de biele. Cu cât carcasele sunt mai subțiri, cu atât aderă mai bine la suprafața carcasei rulmentului (pat), cu cât căldura este îndepărtată mai bine din rulment, geometria este mai precisă, jocul admisibil și zgomotul în timpul funcționării sunt mai mici, iar resursa ansamblului este mai lungă.
Pentru ca căptușeala să-și ia forma cu precizie atunci când este instalată în pat, în stare liberă trebuie să aibă o potrivire prin interferență de-a lungul diametrului patului (așa-numita îndreptare) si o forma necilindrica cu raza variabila. În plus, pentru o potrivire bună la suprafață și pentru a nu se întoarce, este necesară și o interferență pe lungimea căptușelii - se numește proeminență. Toți acești parametri depind de grosimea, lățimea și diametrul căptușelilor, îndreptarea este în medie de 0,5–1,0 mm, iar proeminența este de 0,04–0,08 mm. Cu toate acestea, acest lucru încă nu este suficient pentru funcționarea fiabilă a rulmentului. În apropierea liniei de despărțire, grosimea căptușelilor este redusă cu 0,010–0,015 mm pentru a evita zgârieturile în aceste locuri. Griparea poate apărea din cauza deformării alezajului din carcasa rulmentului din blocul cilindrilor sub acțiunea sarcinii de funcționare, când jocul de funcționare în rulment este mic.
Materialele insertului pot varia. Alegerea lor depinde de alegerea materialului arborelui cotit și de tratamentul termic al acestuia, de gradul de forță a motorului și de resursa dată. Într-o anumită măsură, aici afectează și tradițiile companiei de automobile.
Garniturile sunt întotdeauna realizate cu mai multe straturi. Baza căptușelii este o bandă de oțel, care oferă rezistență și potrivire sigură în carcasa rulmentului. Un strat este aplicat pe bază în diferite moduri (sau mai multe straturi) material special anti-frecare, a cărui grosime este de 0,3-0,5 mm. Principalele cerințe pentru un material anti-fricțiune sunt frecarea scăzută a arborelui, rezistența ridicată și conductivitatea termică (acestea. capacitatea de a conduce bine căldura de la suprafața arborelui la carcasa rulmentului). Prima cerință este cel mai bine îndeplinită de metalele moi, cum ar fi aliajele cu un conținut ridicat de staniu și plumb (în special, cunoscutii babbits).
În trecut, babbits erau utilizați pe scară largă pe motoarele cu putere redusă și turație redusă. Odată cu creșterea sarcinilor, rezistența unor astfel de căptușeli cu un strat gros de babbit s-a dovedit a fi insuficientă. Problema a fost rezolvată prin înlocuirea întregului strat cu unul particular «sandwich» - bronz plumb-staniu, acoperit cu un subtire (0,03–0,05 mm) strat al aceluiasi babbitt. Căptușeala a devenit multistratificată.
La motoarele moderne, garniturile babbitt din oțel-bronz sunt de obicei realizate cu patru straturi (sub babbit mai este un strat foarte subtire de nichel) sau chiar cu cinci straturi, atunci când cel mai subțire strat de tablă este aplicat deasupra suprafeței de lucru pentru a îmbunătăți rularea. Așa arată rulmenții pe multe motoare străine.
Alături de aceasta, căptușelile din oțel-aluminiu sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă. Materialul antifricțiune aici este aliajele de aluminiu cu staniu, plumb, siliciu, zinc sau cadmiu, atât cu acoperiri, cât și fără. Cel mai adesea, în practica mondială, se folosește un aliaj de aluminiu cu 20% staniu fără acoperire. Rezistă bine sarcinile și vitezele mari ale motoarelor moderne, inclusiv
motoare diesel, și, în același timp, are un satisfăcător «moliciune». Cu toate acestea, căptușelile din oțel-aluminiu sunt mai rigide decât căptușelile Babbitt (sau babbitt acoperit), deci sunt mai predispuși la zgârieturi în condiții de lubrifiere insuficientă.
Auxiliari și arborii cu came ai motoarelor se rotesc, de regulă, la o frecvență mai mică decât arborii cotit și suferă sarcini mult mai mici, astfel încât condițiile lor de lucru sunt mai ușoare. Bucșele și bucșele acestor arbori sunt de obicei realizate din materiale similare celor descrise. În plus, babbitt neacoperit sau bronz este uneori folosit aici. Adesea, acești rulmenți nu au bucși sau căptușeli deloc și sunt formați direct prin găuri de gauri în chiulasa. În astfel de modele, capul este realizat dintr-un aliaj de aluminiu cu siliciu, care are proprietăți bune anti-frecare.
Lucrul obișnuit pentru rulmenții motoarelor moderne, mai ales când vine vorba de rulmenți de arbore cotit, este conformitatea materialului și designul rulmenților cu materialul și condițiile de funcționare ale arborelui (viteza, sarcinile, condițiile de lubrifiere etc.). Prin urmare, o înlocuire arbitrară a pieselor, atunci când, de exemplu, căptușelile unui alt motor sunt instalate în timpul reparațiilor, nu poate fi recomandată. În caz contrar, durabilitatea unității reparate poate fi foarte scurtă. pentru a face un astfel de pas, trebuie să ai informațiile adecvate.
Cojile de rulment lizibil sunt foarte precise (precizie) Detalii. pentru a garanta mici dar bine definite (în medie 0,03–0,06 mm) Jocurile de lucru în rulmenți, în timpul fabricării, grosimea căptușelii este menținută cu o precizie de aproximativ 5–8 microni, iar lungimea este de 10–20 microni. Încălcarea acestor cerințe poate duce la o modificare a jocului de lucru în rulment sau la etanșeitatea căptușelii în carcasă, ceea ce este inacceptabil, deoarece poate duce la o scădere a fiabilității și a duratei de viață a întregului motor..
Cine produce rulmenți alți
Complexitatea întregii game de probleme asociate cu crearea de rulmenți de alunecare auto de înaltă calitate a condus la faptul că producția acestora este transferată treptat către firme specializate. În străinătate, multe dintre aceste firme produc simultan alte piese pentru motoare, iar livrările merg atât către transportoarele fabricilor de automobile, cât și spre vânzare - sub formă de piese de schimb. Unele firme de acest tip fac parte din renumite corporații transnaționale de producție și comerciale. Dintre producătorii mondiali de lagăre de alunecare pentru motoare, trebuie remarcat în primul rând Kolbenschmidt (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite, Bimet. În ultimii ani au început să fie fabricați rulmenți de astfel de companii «luminari», ca Mahle şi Goetze. Printre «tineri» este de mentionat firma specializata King (Israel), care a început să producă rulmenți la începutul anilor 80 ai secolului trecut. Majoritatea producătorilor enumerați produc o gamă largă de rulmenți și își furnizează produsele pentru piese de schimb peste tot, inclusiv pe piața noastră (prin dealeri sau angrosişti). Practic, desigur, aceștia sunt rulmenți pentru motoarele mașinilor străine - europene, japoneze și americane.
La vânzare puteți găsi căptușeli în dimensiuni standard și diferite pentru reparații (diferite de cele standard, de regulă, cu cel mult 0,75 mm) pentru cele mai populare modele. Pentru modele mai puțin obișnuite, precum și dacă trebuie să cumpărați garnituri de reparații mai mari, de obicei trebuie să plasați o comandă și să așteptați în medie 5-10 zile (diferite companii au intervale de timp diferite).
Calitatea unor astfel de produse nu este de obicei pusă la îndoială nici în ceea ce privește geometria, nici materialele. Deși, dacă există o alegere și există îndoieli cu privire la producătorul căruia să-i acorde preferință, trebuie avute în vedere următoarele. Firme precum Kolbenschmidt, Glyco, Glacier sunt unii dintre principalii furnizori pentru producția de masă. Când cumpărați produsele lor, puteți obține chiar aceleași căptușeli care sunt puse pe motoare «la nastere». Diferența constă numai în absența noilor părți ale emblemei companiei - producătorul mașinii. Apropo, caută «rude» (sau așa-zisul original) garniturile supradimensionate pot fi problematice. Nu toate companiile de automobile furnizează inserții de reparații pentru piese de schimb și prețul inserțiilor în «original» ambalajul este de obicei mult mai mare decât direct de la producător.
Inserturile realizate de alte companii, mai puțin renumite, sunt de obicei mai ieftine, deși va fi dificil de detectat diferențele de manoperă. Mai mult, dacă există o alegere, atunci aici puteți încerca să țineți cont de condițiile de funcționare ale mașinii. Deci, căptușelile relativ ieftine, destul de ciudat, rezistă uleiurilor de calitate scăzută și filtrelor de ulei oarecum mai bine, «mers pe jos» în magazinele și piețele noastre decât cele mai scumpe babbitt din oțel-bronz. Acest lucru, în special, a fost demonstrat de practica utilizării căptușelilor King din oțel-aluminiu în loc de căptușeli standard din bronz-babbitt în reparații: o astfel de înlocuire nu dăunează fiabilității motoarelor, dar permite economii semnificative.