Има обаче лагери. И не каквато и да е, но съвсем сигурна. Те са издръжливи, но не са вечни и когато се провалят, е невъзможно без разбиране на същността на въпроса. Е, за професионалните ремонтници това е най-често срещаният въпрос.
Как работи лагер
В съвременните автомобилни двигатели плъзгащите лагери служат като опори за колянови и разпределителни валове в почти всички случаи. Подвижните лагери (съчмени, ролкови, иглени) се използват за такива цели само в двигатели на малки мотоциклети.
Необходимата производителност на плъзгащите лагери се постига чрез използване на ефекта на така наречения маслен клин. Когато гладкият вал се върти, маслото се подава към пролуката между вала и отвора. Тъй като натоварването, действащо върху вала, причинява ексцентричното му изместване, маслото като че ли се изтегля в стесняващата се част на процепа и образува маслен клин, който предотвратява контакта на вала със стените на отвора. Колкото по-голямо е налягането и вискозитетът на маслото в процепа, толкова по-голямо натоварване (до докосване на повърхностите) може да издържи плъзгащият лагер.
Внимание! Действителното налягане на маслото в клиновата зона достига 50–80 MPa (500–800 kg/см2), а в някои конструкции дори повече. Това е стотици пъти по-високо, отколкото в системата за захранване (система за смазване на двигателя). Въпреки това, не трябва да се мисли, че налягането на захранването има малък ефект върху работата на лагера. Колкото по-високо е, толкова по-интензивно маслото се изпомпва през лагера и толкова по-добре се охлажда.
При определени условия може да се наруши минималният режим на триене (наричан още течност). Това се случва, когато вискозитетът на маслото намалява, например поради прегряване поради недостатъчно захранване и намаляване на скоростта на коляновия вал с увеличаване на натоварването.
Често, особено след ремонт на двигателя, се отразява и неоптималната геометрия на монтажа. При леко отклонение на формата на повърхностите от цилиндричната, с несъответствие на осите и други дефекти в частите, се наблюдава локално увеличение на специфичното натоварване (т.е. натоварването, свързано с площта на повърхността) над допустимата граница възможен. Тогава масленият филм на тези места става тънък и повърхностите на вала и лагера започват да се докосват по микрограпавините. Възниква полутечен режим на смазване, характеризиращ се с увеличаване на триенето и постепенно нагряване на лагера. Освен това, това може да доведе до така нареченото гранично триене с пълен контакт на триещите се повърхности, което ще доведе до прегряване, захващане (захващане), захващане, топене и разрушаване на лагера.
Ясно е, че режимът на гранично триене е неприемлив при експлоатация. Въпреки това, това се случва, когато има нарушение на подаването на масло и това най-често се случва поради липсата му в картера: или поради недоглеждане на водача, или ако масленият картер е повреден в резултат на удар в препятствие .
Полутечният режим на смазване е допустим само за кратко време, когато няма време да повлияе на износването на лагера. Пример е стартирането на студен двигател. Вярно е, че тук има друга опасност: при много ниска температура маслото може да стане твърде вискозно и нормалното му подаване се възстановява твърде дълго (20-30 секунди или повече). В този случай полутечното смазване също може значително да повлияе на износването на частите.
Подобряването на дизайна на автомобилните двигатели е свързано с постоянно увеличаване на честотата на въртене на коляновия вал и увеличаване на мощността на двигателя. В същото време има тенденция за увеличаване на компактността на конструкциите, включително намаляване на ширината и диаметъра на лагерите. Това означава, че специфичните напрежения в фрикционния блок се увеличават. И тъй като натоварването върху лагера по време на работа на двигателя се променя циклично по големина и посока, вероятността от така наречената повреда от умора на частите се увеличава. Необходими са специални дизайни, материали и технологии, за да се осигури работа на лагера при тези условия.
Как работи втулков лагер
Обикновено лагерите на коляновия вал в съвременните двигатели се изработват под формата на тънкостенни облицовки или втулки с дебелина от 1,0 до 2,5 мм (рядко повече). Корпусите на главния лагер на коляновия вал са направени по-дебели поради необходимостта от поставяне на кръгъл жлеб в тях за подаване на масло към лагерите на свързващия прът. Общата тенденция е намаляване на дебелината на облицовките, която сега е средно 1,8–2,0 mm за основните лагери и 1,4–1,5 mm за лагерите на биелни. Колкото по-тънки са облицовките, толкова по-добре прилягат към повърхността на корпуса на лагера (леглото), толкова по-добре се отвежда топлината от лагера, толкова по-точна е геометрията, толкова по-ниски са допустимите хлабини и шум по време на работа, толкова по-дълъг е ресурсът на събранието.
За да може облицовката да приеме точно формата си, когато е монтирана в леглото, в свободно състояние тя трябва да има налягане по диаметъра на леглото (т.нар. изправяне) и нецилиндрична форма с променлив радиус. Освен това, за добро прилягане към повърхността и предпазване от завъртане, е необходима и намеса по дължината на облицовката - тя се нарича изпъкналост. Всички тези параметри зависят от дебелината, ширината и диаметъра на облицовките, изправянето е средно 0,5–1,0 mm, а изпъкналостта е 0,04–0,08 mm. Това обаче все още не е достатъчно за надеждна работа на лагера. В близост до линията на разделяне дебелината на облицовките се намалява с 0,010–0,015 mm, за да се избегне надраскване на тези места. Захващане може да възникне поради деформация на отвора в корпуса на лагера в блока на цилиндъра под действието на работното натоварване, когато работният просвет в лагера е малък.
Материалите за вложки могат да варират. Изборът им зависи от избора на материала на коляновия вал и неговата термична обработка, степента на форсиране на двигателя и дадения ресурс. До известна степен тук се отразяват и традициите на автомобилната компания.
Подложките винаги се правят многопластови. Основата на облицовката е стоманена лента, която осигурява здравина и сигурно прилягане в корпуса на лагера. Слой (или няколко слоя) от специален антифрикционен материал, чиято дебелина е 0,3–0,5 mm, се нанася върху основата по различни начини. Основните изисквания за антифрикционен материал са ниско триене на вала, висока якост и топлопроводимост (т.е. способност да провежда добре топлина от повърхността на вала към корпуса на лагера). На първото изискване най-добре отговарят меките метали, като сплави с високо съдържание на калай и олово (по-специално добре познатите бабити).
В миналото бабитите са били широко използвани при двигатели с ниска мощност и ниска скорост. С увеличаване на натоварванията здравината на такива облицовки с дебел слой бабит се оказа недостатъчна. Проблемът беше решен чрез замяна на целия този слой с един вид "сандвич" - оловно-калаен бронз, покрит с тънък (0,03–0,05 mm) слой от същия бабит. Подложката е станала многопластова.
В съвременните двигатели стоманено-бронзовите облицовки на бабита обикновено се правят четирислойни (под бабита все още има много тънък слой никел) или дори петслойни, когато върху работната повърхност се нанася много тънък слой калай за подобряване вкарване. Ето как изглеждат лагерите на много чужди двигатели.
Наред с това широко се използват и стоманено-алуминиеви облицовки. Антифрикционният материал тук са алуминиеви сплави с калай, олово, силиций, цинк или кадмий, както със, така и без покрития. Най-често в световната практика се използва алуминиева сплав с 20% калай без покритие. Той добре издържа на високите натоварвания и скорости на съвременните двигатели, в т.ч
дизели, като в същото време има задоволителна "мекота". Въпреки това, алуминиево-стоманените лагери са по-твърди от лагерите с бабит (или с покритие от бабит) и следователно по-податливи на задраскване в условия на недостатъчно смазване.
Спомагателните и разпределителните валове на двигателите се въртят като правило с по-ниска честота от коляновия вал и изпитват много по-малко напрежение, така че условията на работа са по-лесни. Втулките и втулките на тези валове обикновено са направени от материали, подобни на описаните. Освен това тук понякога се използва бабит или бронз без покритие. Често тези лагери изобщо нямат втулки или облицовки и се образуват директно чрез пробиване на отвори в главата на цилиндъра. При такива конструкции главата е изработена от сплав от алуминий със силиций, която има добри антифрикционни свойства.
Общото за лагерите на съвременните двигатели, особено що се отнася до лагерите на коляновия вал, е съответствието на материала и конструкцията на лагерите с материала и работните условия на вала (обороти, натоварвания, условия на смазване и др.). Поради това не може да се препоръча произволна смяна на части, когато например по време на ремонт се монтират облицовки от друг двигател. В противен случай издръжливостта на ремонтирания модул може да бъде много кратка. за да предприемете такава стъпка, трябва да имате съответната информация.
Черупките на плъзгащите лагери са много прецизни (прецизни) части. за да се гарантират малки, но добре дефинирани (средно 0,03–0,06 mm) работни хлабини в лагерите, по време на производството дебелината на облицовката се поддържа с точност от приблизително 5–8 микрона, а дължината е 10–20 микрона. Нарушаването на тези изисквания може да доведе до промяна в работния просвет в лагера или херметичността на облицовката в корпуса, което е неприемливо, тъй като може да доведе до намаляване на надеждността и експлоатационния живот на целия двигател като цяло .
Кой произвежда плъзгащи лагери
Сложността на целия набор от проблеми, свързани със създаването на висококачествени автомобилни плъзгащи лагери, доведе до факта, че тяхното производство постепенно се прехвърля към специализирани фирми. В чужбина много от тези фирми едновременно произвеждат други части за двигатели, а доставките отиват както до конвейерите на автомобилните заводи, така и за продажба - под формата на резервни части. Някои фирми от този вид са част от добре познати транснационални производствени и търговски корпорации. От световните производители на плъзгащи лагери за двигатели трябва да се отбележи преди всичко Kolbenschmidt (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite, Bimet. През последните години лагери се произвеждат и от светила като Mahle и Goetze. Сред "младите" си струва да се спомене специализираната компания King (Израел), която стартира производството на лагери в началото на 80-те години на миналия век. Повечето от изброените производители произвеждат огромна гама от лагери и доставят своите продукти за резервни части навсякъде, включително и на нашия пазар (чрез дилъри или търговци на едро). По принцип, разбира се, това са лагери за двигатели на чужди автомобили - европейски, японски и американски.
В продажба можете да намерите облицовки както със стандартни, така и с различни ремонтни размери (различни от стандартните, като правило, с не повече от 0,75 мм) за най-често срещаните модели. За по-рядко срещани модели, както и ако трябва да закупите облицовки с по-голям ремонтен размер, обикновено трябва да направите поръчка и да изчакате средно 5-10 дни (за различните търговски компании тези условия са различни).
Качеството на такива продукти обикновено не подлежи на съмнение нито по отношение на геометрията, нито по отношение на материалите. Въпреки че, ако има избор и съмнения на кой производител да се даде предпочитание, трябва да се има предвид следното. Фирми като Kolbenschmidt, Glyco, Glacier са едни от основните доставчици за масово производство. Когато купувате техните продукти, можете дори да получите същите облицовки, които се слагат на двигатели "при раждането". Разликата е само в отсъствието върху новите части на емблемата на компанията - производителя на автомобила. Между другото, търсенето на "родни" (или така наречените оригинални) облицовки с ремонтни размери може да бъде проблематично. Не всички автомобилни компании доставят ремонтни вложки за резервни части, а цената на вложките в "оригиналната" опаковка обикновено е забележимо по-висока, отколкото директно от техния производител.
Вложките, произведени от други, по-малко известни компании, обикновено са по-евтини, въпреки че ще бъде трудно да се открият разлики в изработката. Освен това, ако има избор, тогава можете да опитате да вземете предвид условията на работа на автомобила. Така че сравнително евтините облицовки, колкото и да е странно, са малко по-добри в устояването на нискокачествените масла и маслените филтри, които "разхождат" из нашите магазини и пазари, отколкото по-скъпите стоманено-бронзови бабитови. Това, по-специално, беше показано от практиката да се използват стоманено-алуминиеви облицовки King вместо стандартни бронзово-бабитови облицовки при ремонта: такава подмяна не уврежда надеждността на двигателите, но позволява значителни спестявания.