Блог

Apr 29, 2023

Материалы и выбор подшипников двигателя

Одна вещь, которую знает каждый производитель двигателей и даже тот, кто не занимается производством двигателей, заключается в том, что

Каждый моторостроитель и даже тот, кто не занимается моторостроением, знает одну вещь: контакт металла с металлом нехороший. Это настолько плохо, что производители двигателей приложат все усилия, чтобы этого не произошло. Производители подшипников и компании, занимающиеся покрытиями, также прилагают все усилия, чтобы их продукция могла выдерживать экстремальные условия эксплуатации, не разрушая при этом дорогостоящие компоненты.

Вкладыши подшипников предназначены для защиты критически важных компонентов, с которыми они взаимодействуют, таких как кривошип и шатуны, но их производительность - это нечто большее, чем думают люди.

Лучшие производители двигателей, которые зарабатывают на жизнь установкой подшипников, кое-что знают о том, как получить от них максимальную пользу. Один строитель говорит, что он следует рекомендуемым настройкам зазора для средних подшипников, но шейки сзади он немного увеличивает зазор, чтобы он не захватил конец кривошипа при его покачивании.

Коленчатый вал является самой тяжелой движущейся частью двигателя, и поэтому можно предположить, что он не сгибается и не изгибается, но давление сгорания и требования трансмиссии означают, что кривошип постоянно подвергается предельной нагрузке, особенно в гоночных приложениях.

Выбор подходящего подшипника для вашего применения имеет решающее значение для производительности и долговечности двигателя, поскольку подшипник играет жизненно важную роль в поддержке коленчатого вала, что также влияет на срок службы двигателя. Последнее, чего хочет производитель двигателей, — это усталость подшипников, а это приводит к попаданию металлических хлопьев в систему смазки.

Производители подшипников заявляют, что зазор всегда является проблемой и что для большинства применений следует использовать рекомендуемые характеристики зазора. В стандартных применениях зазоры важны, но о потребностях в материалах заботятся производители подшипников при определении области применения. Однако, если вы каким-либо образом модернизируете двигатель, пытаясь получить больше лошадиных сил, вам, возможно, придется использовать более прочные материалы по сравнению с тем, что получилось в результате этого применения, если бы это был стандартный двигатель легкового автомобиля.

Если вы хотите получить больше мощности, лучше всего подойдут медно-свинцовые подшипники. Хотя инженеры по подшипникам говорят, что для оценки прочности конкретного подшипника или материала их в первую очередь интересует удельная нагрузка подшипника, а не количество лошадиных сил, потребности подшипников в большей или меньшей степени определяются давлением в цилиндре. По мнению наших экспертов по подшипникам, давление в цилиндрах, достигающее 9000 фунтов на квадратный дюйм, считается пределом для алюминия, а все, что превышает это значение, следует рассматривать как триметалл.

Что касается стандартного оборудования, OEM-производители уже давно перешли на алюминиевые биметаллические подшипники, поскольку они недороги в производстве и могут прослужить на тысячи миль дольше, чем обычные трехметаллические подшипники. Сегодня ожидается, что серийные двигатели прослужат 200 000 миль и более, поэтому алюминиевый подшипник наиболее подходит для этих применений.

Но с точки зрения производительности триметаллические подшипники по-прежнему лидируют благодаря своей способности выдерживать нагрузки и удобству прилегания. Эти подшипники должны быть долговечными, но при этом сохранять способность удерживать масляную пленку при прокручивании коленчатого вала.

Алюминиевые подшипники могут прослужить намного дольше при небольших нагрузках из-за износостойкости и твердости кремниевого композита, который полирует коленчатый вал и стирает любые узлы или мусор с дороги или промывает его. Однако существует большая разница в скорости износа трехметаллических медно-свинцовых подшипников и биметаллических подшипников из алюминия.

Подшипникам приходится ходить по канату, потому что, с одной стороны, вам нужны твердые материалы для долговечности, несущей способности и износостойкости, но с другой стороны, вам нужны мягкие материалы для прилегания, когда что-то не выровнено. Встраиваемость является характеристикой мягкой фазы, а также свойствами скольжения. Таким образом, при выборе типа подшипников необходимо учитывать область применения двигателя и попытаться решить, что наиболее важно для двигателя.

Слой меди/свинца в трехметаллическом подшипнике обеспечивает несущую способность до 12 000 фунтов на квадратный дюйм или выше и хорошо подходит для двигателей мощностью 800 лошадиных сил и более. Медь, с другой стороны, не обладает устойчивостью к задирам, поэтому триметаллические подшипники также имеют тонкое баббитовое покрытие. Этот слой представляет собой смесь 87% свинца, 10% олова и 3% меди. Накладка обеспечивает смазывающую способность, устойчивость к схватыванию и возможность встраивания. Толщина слоя Баббита обычно составляет от 0,001 до 0,0005 дюйма.