Međutim, tamo postoje ležajevi. I ne bilo kakve, već vrlo specifične. Oni su izdržljivi, ali nisu vječni, a kada zakažu, ne možete bez razumijevanja suštine stvari. Pa, za profesionalne servisere ovo je najčešći problem.
Kako funkcionira ležaj?
U modernim automobilskim motorima, klizni ležajevi služe kao nosači za radilice i bregaste osovine u gotovo svim slučajevima. Kotrljajući ležajevi (kugla, valjak, igla) koriste se u takve svrhe samo u malim motorima motocikala.
Potrebna učinkovitost kliznih ležajeva postiže se korištenjem takozvanog efekta uljnog klina. Kada se glatka osovina okreće, ulje se dovodi u razmak između osovine i rupe. Budući da opterećenje koje djeluje na osovinu uzrokuje njezino ekscentrično pomicanje, ulje se uvlači u suženi dio razmaka i formira uljni klin, sprječavajući da osovina dođe u kontakt sa stijenkama rupe. Što je veći tlak i viskoznost ulja u praznini, to je veće opterećenje (prije nego što se površine dodirnu) može izdržati klizni ležaj.
Pažnja! Stvarni tlak ulja u zoni klina doseže 50–80 MPa (500–800 kg/cm²), a u nekim izvedbama i više. To je stotine puta više nego u sustavu opskrbe (sustav podmazivanja motora). Međutim, ne treba misliti da tlak opskrbe ima mali utjecaj na rad ležaja. Što je viši, to se ulje intenzivnije pumpa kroz ležaj i bolje se hladi.
Pod određenim uvjetima, rad s niskim trenjem (naziva se i tekućinom) može biti prekršeno. To se događa kada se viskoznost ulja smanji, na primjer zbog njegovog pregrijavanja zbog nedovoljne opskrbe, a brzina radilice se smanjuje s povećanjem opterećenja.
Članak se temelji na podacima s web stranice mazbook
Često, posebno nakon popravka motora, ulogu igra i neoptimalna geometrija jedinice. S malim odstupanjem oblika površine od cilindričnog, s neusklađenošću osi i drugim nedostacima dijelova, moguće je lokalno povećanje specifičnog opterećenja (tj. opterećenje koje se odnosi na površinu) iznad dopuštene granice. Tada uljni film na tim mjestima postaje tanak, a površine osovine i ležaja počinju se dodirivati duž mikro-hrapavosti. Nastaje polutekući režim podmazivanja, karakteriziran povećanjem trenja i postupnim zagrijavanjem ležaja. To tada može dovesti do takozvanog graničnog trenja s potpunim kontaktom površina koje se trljaju, što će rezultirati pregrijavanjem, zaglavljivanjem (habanjem), lijepljenjem, topljenjem i uništenjem ležaja.
Jasno je da je režim graničnog trenja neprihvatljiv u radu. Međutim, to se događa kada je poremećena opskrba uljem, a to se najčešće događa zbog nedostatka ulja u kućištu radilice: bilo zbog vozačevog previda, bilo zbog oštećenja korita za ulje kao posljedica udara u prepreku.
Polutekući način podmazivanja dopušten je samo kratko vrijeme, kada nema vremena utjecati na trošenje ležaja. Primjer: pokretanje hladnog motora. Međutim, ovdje postoji još jedna opasnost: pri vrlo niskim temperaturama ulje može postati previše viskozno, a normalan protok se vraća predugo (20-30 sekundi ili više). U tom slučaju, čak i polutekuće mazivo može značajno utjecati na trošenje komponenti.
Poboljšanja u dizajnu automobilskih motora povezana su s stalnim povećanjem brzine radilice i povećanjem snage motora. Istovremeno, postoji tendencija povećanja kompaktnosti dizajna, uključujući smanjenje širine i promjera ležajeva. To znači da se specifična naprezanja u jedinici trenja povećavaju. A budući da se opterećenje ležaja tijekom rada motora ciklički mijenja po veličini i smjeru, povećava se vjerojatnost takozvanog zamornog loma dijelova. Kako bi se osigurale performanse ležajeva u takvim uvjetima, potrebni su posebni dizajni, materijali i tehnologije.
Kako funkcionira običan ležaj
Obično se ležajevi radilice u modernim motorima izrađuju u obliku tankostijenih košuljica ili čahura debljine od 1,0 do 2,5 mm (rijetko više). Kućišta glavnih ležajeva radilice izrađena su deblje zbog potrebe da se u njima smjesti kružni utor za dovod ulja do ležajeva klipnjača. Opći trend je smanjenje debljine ljuski ležajeva, koja sada u prosjeku iznosi 1,8–2,0 mm za glavne ležajeve i 1,4–1,5 mm za ležajeve klipnjača. Što su obloge tanje, to bolje prianjaju uz površinu kućišta ležaja (ležište), bolje se toplina odvodi s ležaja, preciznija je geometrija, manji je dopušteni zazor i buka tijekom rada te dulji vijek trajanja jedinice.
Kako bi se osiguralo da uložak prilikom ugradnje poprimi točan oblik kreveta, mora se zategnuti prema promjeru kreveta kada je u slobodnom stanju (takozvano ispravljanje) i necilindrični oblik promjenjivog radijusa. Osim toga, kako bi se osiguralo dobro prianjanje uz površinu i spriječilo rotiranje, potrebna je i napetost duž cijele duljine obloge – to se naziva izbočenje. Svi ovi parametri ovise o debljini, širini i promjeru ljuski ležaja. Ispravljanje u prosjeku iznosi 0,5–1,0 mm, a izbočenje 0,04–0,08 mm. Međutim, to nije dovoljno za pouzdan rad ležaja. U blizini linije razdvajanja, debljina obloga se smanjuje za 0,010–0,015 mm kako bi se izbjeglo stvaranje zareza na tim područjima. Do oštećenja može doći zbog deformacije provrta kućišta ležaja u bloku cilindra pod radnim opterećenjem kada je radni zazor u ležaju mali.
Materijali za obloge mogu varirati. Njihov izbor ovisi o izboru materijala radilice i njegovoj toplinskoj obradi, stupnju pojačanja motora i navedenom vijeku trajanja. Do određene mjere, tradicije automobilske tvrtke također igraju ulogu ovdje.
Obloge su uvijek izrađene višeslojne. Jezgra kućišta ležaja je čelična traka koja osigurava čvrsto i sigurno prianjanje u kućištu ležaja. Sloj se nanosi na bazu pomoću različitih metoda (ili nekoliko slojeva) poseban antifrikcijski materijal debljine 0,3–0,5 mm. Glavni zahtjevi za antifrikcijski materijal su nisko trenje na osovini, visoka čvrstoća i toplinska vodljivost (tj. sposobnost učinkovitog odvođenja topline s površine osovine na kućište ležaja). Prvi zahtjev najbolje ispunjavaju meki metali, poput legura s visokim udjelom kositra i olova (posebno, široko poznate babitte).
U prošlosti su se babitovi široko koristili u motorima male snage i male brzine. Kako su se opterećenja povećavala, čvrstoća takvih obloga s debelim slojem babita pokazala se nedovoljnom. Problem je riješen zamjenom cijelog ovog sloja nekom vrstom "sendviča" – olovno-kositrenom broncom prekrivenom tankim (0,03–0,05 mm) slojem istog babita. Obloga je postala višeslojna.
U modernim motorima, obloge od čelika, bronce i babita obično se izrađuju u četiri sloja (ispod babita nalazi se i vrlo tanak sloj nikla) ili čak petoslojni, kada se, radi poboljšanja poliranja, na radnu površinu nanosi vrlo tanki sloj kositra. Upravo tako izgledaju ležajevi na mnogim stranim motorima.
Uz to, široko su rasprostranjene i obloge od čelika i aluminija. Antifrikcijski materijal ovdje je legura aluminija s kositrom, olovom, silicijem, cinkom ili kadmijem, s premazima i bez njih. Najčešće korištena legura u svjetskoj praksi je aluminij s 20% kositra bez premaza. Dobro podnosi velika opterećenja i brzine vrtnje modernih motora, uključujući
dizelski motori, a istovremeno ima zadovoljavajuću "mekoću". Međutim, čelično-aluminijski ležajevi su krući od babbitt ležajeva (ili s babitnim premazom), stoga skloniji habanju u uvjetima nedovoljnog podmazivanja.
Pomoćni motori i motori s bregastim vratilom općenito se okreću manjom brzinom od radilica i podnose mnogo manja opterećenja, pa su im radni uvjeti lakši. Obloge i čahure ovih osovina obično su izrađene od materijala sličnih opisanim. Osim toga, ovdje se ponekad koristi babit ili neobložena bronca. Često ovi ležajevi uopće nemaju čahure ili košuljice i formiraju se izravno bušenjem rupa u glavi cilindra. U takvim izvedbama, glava je izrađena od aluminijsko-silicijske legure, koja ima dobra svojstva protiv trenja.
Ono što je zajedničko ležajevima u modernim motorima, posebno kada su u pitanju ležajevi radilice, jest da materijal i dizajn ležajeva moraju odgovarati materijalu i radnim uvjetima osovine (brzina vrtnje, opterećenja, uvjeti podmazivanja itd.). Stoga se ne može preporučiti proizvoljna zamjena dijelova, kada se, na primjer, tijekom popravaka ugrađuju košuljice iz drugog motora. U suprotnom, vijek trajanja popravljene jedinice može biti vrlo kratak. da biste se odlučili za takav korak, morate imati relevantne informacije.
Obloge kliznih ležajeva su vrlo precizne (preciznost) kako bi se osigurali mali, ali dobro definirani (u prosjeku 0,03–0,06 mm) radni zazori ležajeva, debljina ljuske ležaja održava se tijekom proizvodnje s točnošću od približno 5–8 µm, a duljina ljuske održava se s točnošću od 10–20 µm. Nepoštivanje ovih zahtjeva može rezultirati promjenama radnog zazora ležaja ili nepropusnošću ljuske u kućištu, što je neprihvatljivo, jer može smanjiti pouzdanost i vijek trajanja cijelog motora.
Tko proizvodi klizne ležajeve?
Složenost cijelog niza problema povezanih s izradom visokokvalitetnih automobilskih kliznih ležajeva dovela je do toga da se njihova proizvodnja postupno prebacuje na specijalizirane tvrtke. U inozemstvu mnoge od tih tvrtki istovremeno proizvode i druge dijelove motora, s isporukama koje idu i na montažne trake u automobilskim tvornicama i na prodaju u obliku rezervnih dijelova. Neke tvrtke ove vrste dio su poznatih transnacionalnih proizvodnih i trgovačko-industrijskih korporacija. Među vodećim svjetskim proizvođačima kliznih ležajeva za motore, najpoznatiji su Kolbenschmidt (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite i Bimet. Posljednjih godina, etablirane tvrtke poput Mahlea i Goetzea također su počele proizvoditi ležajeve. Među novijim tvrtkama vrijedi spomenuti specijaliziranu tvrtku King (Izrael), koja je počela proizvoditi ležajeve početkom 1980-ih. Većina navedenih proizvođača proizvodi širok asortiman ležajeva i isporučuje svoje proizvode kao rezervne dijelove svugdje, uključujući i naše tržište (putem trgovaca ili veleprodajnih tvrtki). U osnovi, naravno, to su ležajevi za motore stranih automobila - europskih, japanskih i američkih.
U prodaji možete pronaći i standardne i razne veličine obloga za popravak (koje se u pravilu razlikuju od standardnih za najviše 0,75 mm) za najčešće modele. Za manje uobičajene modele, kao i kada je potrebno kupiti obloge veće veličine za popravak, obično morate naručiti i čekati u prosjeku 5-10 dana (ovi uvjeti se razlikuju među različitim trgovačkim tvrtkama).
Kvaliteta takvih proizvoda obično ne izaziva nikakve sumnje ni u pogledu geometrije ni u pogledu materijala. Međutim, ako postoji izbor i sumnje o tome kojem proizvođaču dati prednost, trebali biste imati na umu sljedeće. Tvrtke poput Kolbenschmidta, Glyca i Glaciera su neki od glavnih dobavljača za masovnu proizvodnju. Prilikom kupnje njihovih proizvoda, možete čak dobiti iste ležajeve koji se ugrađuju u motore "pri rođenju". Jedina razlika je odsutnost logotipa proizvođača vozila na novim dijelovima. Usput, tražim "rođake" (ili takozvani original) obloge veličine za popravak mogu se pokazati problematičnima. Ne isporučuju sve automobilske tvrtke ležajeve za popravak kao rezervne dijelove, a cijena ležajeva u "originalnom" pakiranju obično je znatno veća od cijene ležajeva izravno od proizvođača.
Umetci drugih, manje uglednih tvrtki obično su jeftiniji, iako će biti teško uočiti razlike u kvaliteti izrade. Štoviše, ako postoji izbor, onda ovdje možete pokušati uzeti u obzir radne uvjete automobila. Dakle, relativno jeftine obloge, začudo, nešto su bolje otporne na nekvalitetna ulja i filtere za ulje koji se nalaze u našim trgovinama i tržnicama nego skuplje od čelika, bronce i babita. To je posebno dokazano korištenjem King čelično-aluminijskih ležajeva u popravcima umjesto standardnih brončano-babittnih: takva zamjena ne utječe na pouzdanost motora, ali omogućuje značajne uštede.