Rulmenți ai motorului (Mazda Capella GC)

Ce rulmenți sunt instalați în motorul dumneavoastră? Nu toți șoferii pot răspunde clar la această întrebare.

Totuși, există repere acolo. Și nu oricare, ci unele foarte specifice. Sunt durabile, dar nu eterne, iar când cedează, nu poți face fără să înțelegi esența problemei. Ei bine, pentru reparatorii profesioniști, aceasta este cea mai frecventă problemă.

Cum funcționează un rulment?

În motoarele auto moderne, lagărele de alunecare servesc drept suporturi pentru arbori cotiți și arbori cu came în aproape toate cazurile. Rulmenți cu role (bilă, rolă, ac) acestea sunt utilizate în astfel de scopuri doar la motoarele mici ale motocicletelor.

Performanța necesară a lagărelor de alunecare se obține prin utilizarea așa-numitului efect de pană de ulei. Când arborele neted se rotește, uleiul este introdus în spațiul dintre arbore și gaură. Deoarece sarcina care acționează asupra arborelui provoacă deplasarea excentrică a acestuia, uleiul este atras în partea îngustă a spațiului și formează o pană de ulei, împiedicând arborele să intre în contact cu pereții găurii. Cu cât presiunea și vâscozitatea uleiului din spațiu este mai mare, cu atât sarcina este mai mare (înainte ca suprafețele să se atingă) poate rezista la rulmentul de alunecare.

Atenție! Presiunea reală a uleiului în zona pană ajunge la 50–80 MPa (500–800 kg/cm²), iar în unele modele chiar mai mult. Acest lucru este de sute de ori mai mare decât în sistemul de aprovizionare (sistemul de lubrifiere a motorului). Totuși, 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 răcit mai bine.

În anumite condiții, funcționare cu frecare redusă (se numește și lichid) poate fi încălcat. Acest lucru se întâmplă atunci când vâscozitatea uleiului scade, de exemplu din cauza supraîncălzirii acestuia din cauza alimentării insuficiente, iar viteza arborelui cotit scade odată cu creșterea sarcinii.

Adesea, mai ales după repararea motorului, geometria neoptimă a unității joacă și ea un rol. Cu o ușoară abatere a formei suprafeței de la cea cilindrică, cu nealinierea axelor și alte defecte ale pieselor, este posibilă o creștere locală a sarcinii specifice (adică sarcina raportată la suprafață) peste limita admisă. Apoi, pelicula de ulei din aceste locuri devine subțire, iar suprafețele arborelui și ale rulmentului încep să se atingă de-a lungul micro-rugozităților. Apare un regim de lubrifiere semilichidă, caracterizat printr-o creștere a frecării și încălzirea treptată a rulmentului. Acest lucru poate duce apoi la așa-numita frecare limită cu contact complet al suprafețelor de frecare, ceea ce va duce la supraîncălzire, gripare (zgârietură), lipire, topire și distrugere a rulmentului.

Este clar că regimul de frecare la limită este inacceptabil în funcționare. Totuși, apare atunci când alimentarea cu ulei este întreruptă, iar acest lucru se întâmplă cel mai adesea din cauza lipsei de ulei în carter: fie din cauza neglijenței șoferului, fie din cauza deteriorării baii de ulei ca urmare a lovirii unui obstacol.

Modul de lubrifiere semilichidă este permis doar pentru o perioadă scurtă de timp, când nu are timp să influențeze uzura rulmentului. Exemplu: pornirea unui motor rece. Există însă un alt pericol: la temperaturi foarte scăzute, uleiul poate deveni prea vâscos, iar restabilirea curgerii normale durează prea mult (20-30 de secunde sau mai mult). În acest caz, chiar și un lubrifiant semifluid poate afecta semnificativ uzura componentelor.



Îmbunătățirile în proiectarea motoarelor auto sunt asociate cu o creștere constantă a turației arborelui cotit și o creștere a puterii motorului. În același timp, există o tendință de creștere a compactității designurilor, inclusiv o reducere a lățimii și diametrului rulmenților. Aceasta înseamnă că tensiunile specifice din unitatea de frecare cresc. Și deoarece sarcina pe rulment în timpul funcționării motorului se modifică ciclic în magnitudine și direcție, crește probabilitatea așa-numitei defecțiuni prin oboseală a pieselor. Pentru a asigura performanța rulmenților în astfel de condiții, sunt necesare modele, materiale și tehnologii speciale.

Cum funcționează un rulment de alunecare

De obicei, rulmenții arborelui cotit din motoarele moderne sunt realizați sub formă de căptușeli sau bucșe cu pereți subțiri, cu o grosime de 1,0 până la 2,5 mm (rar mai mult). Carcasele lagărelor principale ale arborelui cotit sunt făcute mai groase datorită necesității de a găzdui o canelură circulară în ele pentru a alimenta cu ulei lagărele bielei. Tendința generală este de reducere a grosimii carcasei lagărelor, care acum este în medie de 1,8–2,0 mm pentru lagărele principale și de 1,4–1,5 mm pentru lagărele de bielă. Mult mai subtire garnituri, cu atât mai bine, ei aderă la suprafața carcasei rulmentului (pat), cu atât mai bine îi revine căldura de la rulment, mai precis geometria, mai puțin valid pentru jocul de zgomot la locul de muncă, mai mult de resursa gazdă.

Pentru a asigura că inserția ia forma exactă a patului atunci când este instalată, aceasta trebuie tensionată în funcție de diametrul patului atunci când se află în stare liberă (așa-numita îndreptare) și o formă necilindrică cu rază variabilă. În plus, pentru a asigura o bună potrivire la suprafață și pentru a preveni rotația, este necesară și tensiune pe lungimea căptușelii – aceasta se numește proeminență. Toți acești parametri depind de grosimea, lățimea și diametrul carcasei rulmenților. Îndreptarea este în medie de 0,5–1,0 mm, iar proeminența este de 0,04–0,08 mm. Cu toate acestea, acest lucru nu este suficient pentru o funcționare fiabilă a rulmenților. În apropierea liniei de despărțire, grosimea căptușirilor este redusă cu 0,010–0,015 mm pentru a evita zgârieturile în aceste zone. Zgârieturile pot apărea din cauza deformării alezajului carcasei rulmentului în blocul cilindrilor sub sarcină de funcționare atunci când jocul de funcționare din rulment este mic.



Materialele pentru căptușeli pot varia. Alegerea lor depinde de materialul arborelui cotit și de tratamentul termic al acestuia, de gradul de supraalimentare a motorului și de durata de viață specificată. Într-o anumită măsură, tradițiile companiei de automobile joacă și ele un rol aici.

Căptușelile sunt întotdeauna realizate în mai multe straturi. Miezul carcasei rulmentului este o bandă de oțel, care asigură o fixare puternică și sigură în carcasa rulmentului. Un strat este aplicat pe bază folosind diverse metode (sau mai multe straturi) un material antifricțiune special cu o grosime de 0,3–0,5 mm. Principalele cerințe pentru materialul antifricțiune sunt frecarea redusă pe arbore, rezistența ridicată și conductivitatea termică (adică capacitatea de a disipa eficient căldura de la suprafața arborelui către 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, babbittii cunoscuți pe scară largă).

În trecut, babbitele erau utilizate pe scară largă în motoarele de putere redusă și turație redusă. Pe măsură ce încărcăturile au crescut, rezistența unor astfel de căptușeli cu un strat gros de babbitt s-a dovedit a fi insuficientă. Problema a fost rezolvată prin înlocuirea întregului strat cu un fel de "sandwich" – bronz de plumb și staniu acoperit cu un strat subțire (0,03–0,05 mm) din același babbitt. Căptușeala a devenit mai stratificată.

În motoarele moderne, căptușelile din oțel-bronz-babbitt sunt de obicei fabricate în patru straturi (există, de asemenea, un strat foarte subțire de nichel sub babbitt) sau chiar cu cinci straturi, când, pentru a îmbunătăți lustruirea, pe suprafața de lucru se aplică un strat foarte subțire de staniu. Exact așa arată rulmenții la multe motoare străine.



[Sursa principală este site-ul web: www.MazBook.ru]

Odată cu aceasta, căptușelile din oțel-aluminiu au devenit și ele răspândite. Materialul antifricțiune de aici este un aliaj de aluminiu cu staniu, plumb, siliciu, zinc sau cadmiu, atât cu, cât și fără acoperiri. Cel mai frecvent utilizat aliaj în practica mondială este aluminiul cu 20% staniu fără acoperire. Rezistă bine sarcinilor mari și vitezelor de rotație ale motoarelor moderne, inclusiv

motoare diesel și, în același timp, are o "moliciune" satisfăcătoare. Cu toate acestea, rulmenții din oțel-aluminiu sunt mai rigizi decât cei babbitt (sau cu un strat de babbitt), prin urmare, mai predispuse la zgârieturi în condiții de lubrifiere insuficientă.

Motoarele auxiliare și cele cu arbore cu came se rotesc în general la o turație mai mică decât arborii cotiți și sunt supuse unor sarcini mult mai mici, astfel încât condițiile lor de funcționare sunt mai ușoare. Căptușelile și bucșele acestor arbori sunt de obicei fabricate din materiale similare cu cele descrise. În plus, uneori se folosește aici babbitt sau bronz neacoperit. Adesea, acești rulmenți nu au deloc bucșe sau garnituri și sunt formați direct prin găurirea chiulasei. În astfel de modele, capul este fabricat dintr-un aliaj de aluminiu-siliciu, care are proprietăți antifricțiune bune.

Ceea ce este comun rulmenților motoarelor moderne, în special când vine vorba de rulmenții arborelui cotit, este că materialul și designul rulmenților trebuie să corespundă materialului și condițiilor de funcționare ale arborelui (viteza de rotație, sarcinile, condițiile de lubrifiere etc.). Prin urmare, înlocuirea arbitrară a pieselor, atunci când, de exemplu, în timpul reparațiilor, sunt instalate garnituri de la un alt motor, nu poate fi recomandată. În caz contrar, durabilitatea unității reparate poate fi foarte scurtă. pentru a decide asupra unui astfel de pas, trebuie să aveți informațiile relevante.



Garniturile de alunecare sunt foarte precise (precizie) pentru a asigura jocuri de funcționare ale rulmentului mici, dar bine definite (în medie 0,03–0,06 mm), grosimea carcasei rulmentului este menținută în timpul fabricației cu o precizie de aproximativ 5–8 µm, iar lungimea carcasei este menținută cu o precizie de 10–20 µm. Nerespectarea acestor cerințe poate duce la modificări ale jocului de funcționare al rulmentului sau la etanșeitatea carcasei în carcasă, ceea ce este inacceptabil, deoarece poate reduce fiabilitatea și durata de viață a întregului motor.

Cine produce rulmenți de alunecare?

Complexitatea întregii game de probleme asociate cu crearea de rulmenți de alunecare auto de înaltă calitate a dus la transferul treptat al producției acestora către firme specializate. În străinătate, multe dintre aceste companii produc simultan și alte piese de motor, livrările fiind efectuate atât către liniile de asamblare ale fabricilor de automobile, cât și pentru vânzare sub formă de piese de schimb. Unele firme de acest tip fac parte din corporații transnaționale de producție și comerț-industriale bine-cunoscute. Printre cei mai importanți producători mondiali de rulmenți de alunecare pentru motoare, cei mai notabili sunt Kolbenschmidt (KS), Glyco, TRW, Sealed Power, Glacier, Clevite și Bimet. În ultimii ani, companii consacrate precum Mahle și Goetze au început, de asemenea, să producă rulmenți. Printre companiile mai noi, merită menționată firma specializată King (Israel), care a început să producă rulmenți la începutul anilor 1980. Majoritatea producătorilor listați produc o gamă largă de rulmenți și își furnizează produsele ca piese de schimb peste tot, inclusiv pe piața noastră (prin intermediul dealerilor sau al companiilor comerciale angro). Practic, desigur, acestea sunt rulmenți pentru motoarele mașinilor străine - europene, japoneze și americane.



Puteți găsi la vânzare căptușeli standard și de diferite dimensiuni pentru reparații (diferă de cele standard, de regulă, cu cel mult 0,75 mm) pentru cele mai comune modele. Pentru modelele mai puțin obișnuite, precum și atunci când este necesar să achiziționați căptușeli de dimensiuni mai mari pentru reparații, de obicei trebuie să plasați o comandă și să așteptați în medie 5-10 zile (acești termeni variază între diferitele companii comerciale).

Calitatea unor astfel de produse nu ridică de obicei nicio îndoială nici în ceea ce privește geometria, nici materialele. Totuși, dacă există o alegere și îndoieli cu privire la producătorul căruia să îi dați preferință, ar trebui să țineți cont de următoarele. Companii precum Kolbenschmidt, Glyco, Glacier sunt printre principalii furnizori pentru producția de masă. Când achiziționați produsele lor, puteți obține chiar și aceiași rulmenți care sunt instalați în motoare "la naștere". Singura diferență este absența logo-ului producătorului vehiculului pe piesele noi. Apropo, căutarea "rudelor" (sau așa-numitul original) căptușelile de dimensiuni reparate se pot dovedi problematice. Nu toate companiile auto furnizează rulmenți de reparat ca piese de schimb, iar prețul rulmenților în ambalajul "original" este de obicei semnificativ mai mare decât cel al rulmenților cumpărați direct de la producător.

Inserturile de la alte companii mai puțin reputate sunt de obicei mai ieftine, deși va fi dificil să se detecteze diferențe în calitatea fabricației. Mai mult, dacă există o opțiune, atunci puteți încerca să țineți cont de condițiile de funcționare ale mașinii. Așadar, căptușelile relativ ieftine, în mod ciudat, rezistă ceva mai bine la uleiurile și filtrele de ulei de calitate inferioară găsite în magazinele și piețele noastre decât cele mai scumpe din oțel-bronz-babbitt. Acest lucru a fost demonstrat, în special, prin utilizarea rulmenților King din oțel-aluminiu în reparații în locul celor standard din bronz-babbitt: o astfel de înlocuire nu afectează fiabilitatea motoarelor, dar permite economii semnificative.