La toate motoarele cu ardere internă, arborele cotit și bielele se rotesc în rulmenți speciali - căptușeli.Citiți despre ce este o căptușeală de arbore cotit, ce funcții îndeplinește, ce tipuri de căptușeli sunt și cum sunt aranjate, precum și alegerea corectă a căptușelilor noi pentru reparare - citiți articolul.
Ce sunt garniturile arborelui cotit?
Căptușeala arborelui cotit este o parte a mecanismului de manivelă al unui motor cu ardere internă, un rulment simplu care reduce pierderile prin frecare și blocarea pieselor la punctele de contact ale arborelui cotit cu patul blocului motor șiarbore cotitcu biele de piston.Utilizarea lagărelor de alunecare se datorează condițiilor dificile și sarcinilor mari, sub care rulmenții de rulare (bil sau role) ar funcționa ineficient și ar avea o resursă scurtă.Astăzi, majoritatea unităților de putere folosesc căptușeli și numai la unele motoare cu un și doi cilindri de putere redusă, rulmenții de rulare sunt utilizați ca suport pentru arborele cotit.
Căptușele arborelui cotit au mai multe funcții de bază:
• Reducerea fortelor de frecare la punctul de contact al arborelui cotit, suporturilor blocului cilindri si bielelor;
• Transferul forțelor și cuplurilor apărute în timpul funcționării motorului - de la biele la arborele cotit, de la arborele cotit la blocul motor etc.;
• Distribuirea corectă a uleiului (formarea unei pelicule de ulei) pe suprafețele pieselor de frecare;
• Alinierea și poziționarea corectă a pieselor unul față de celălalt.
Garniturile arborelui cotit joacă un rol important în funcționarea unității de putere, dar în același timp sunt destul de simple din punct de vedere al designului.
Tipuri și caracteristici ale căptușelilor arborelui cotit
Lagărele simple ale arborelui cotit sunt împărțite în tipuri în funcție de locul de instalare, scopul și dimensiunile de reparație.
La locul de instalare, există două tipuri de căptușeli:
•Autohton;
• Biele.
Lagărele de alunecare principale sunt instalate în patul arborelui cotit din blocul motor și acoperă pivoturile principale ale arborelui cotit, asigurând rotația liberă a acestuia.Lagărele de alunecare a bielei sunt instalate în capul inferior al bielei și acoperă suportul de biela al arborelui cotit.
De asemenea, inserțiile sunt împărțite în două grupuri în funcție de scopul lor:
• Convențională - asigură doar o reducere a forțelor de frecare în punctele de contact ale pieselor;
• Blocare principală - asigură suplimentar fixarea arborelui cotit în pat, prevenind deplasarea axială a acestuia.
Lagărele de alunecare convenționale sunt semi-inele plate, cu pereți subțiri.Lagărele de blocare pot fi realizate sub formă de semi-inele de tracțiune (care sunt utilizate într-un set cu căptușeală plată) și garnituri cu coliere;Jumătățile de inele sunt instalate la capătul motorului, garniturile de guler sunt montate pe unul sau două suporturi ale patului arborelui cotit.
Căptușele arborelui cotit se uzează în timpul funcționării și trebuie înlocuite, suporturile arborelui cotit sunt și ele supuse uzurii, ceea ce duce la o creștere a spațiului dintre piesele de frecare.Dacă instalați căptușeli noi de aceeași grosime ca și cele vechi, golul va rămâne prea mare, ceea ce este plin de loviri și uzură și mai intensă.Pentru a evita acest lucru, se folosesc căptușeli cu așa-numitele dimensiuni de reparație - o grosime ușor crescută care compensează uzura fustelor arborelui cotit.Căptușelile noi au dimensiunea de 0,00, căptușelile de reparare sunt produse cu o creștere a grosimii cu 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,25, 1,5 mm, astfel de inserții sunt desemnate respectiv +0,25, +0,5 etc.
Designul garniturilor arborelui cotit
Rulmentul simplu al arborelui cotit este din compozit, conține două jumătăți de inele plate metalice care acoperă complet suportul arborelui cotit (sus și jos).Există mai multe elemente în această parte:
• Orificii (una sau doua) pentru trecerea uleiului in canalele de ulei din arborele cotit si biela;
• Încuietori sub formă de țepi sau caneluri pentru știfturi pentru fixarea rulmentului în suportul patului arborelui cotit sau în capul inferior al bielei;
• Canelură longitudinală pentru alimentarea cu ulei a orificiului (realizat numai pe căptușeala situată pe partea laterală a canalului - aceasta este căptușeala principală inferioară și căptușeala superioară a bielei);
• În garnituri de împingere cu guler - pereți laterali (gulere) pentru fixarea rulmentului și limitarea mișcării axiale a arborelui cotit.
Căptușeala este o structură multistrat, a cărei bază este o placă de oțel cu un strat anti-fricțiune aplicat pe suprafața sa de lucru.Această acoperire este cea care asigură o reducere a frecării și o durată lungă de viață a rulmentului, este realizat din materiale moi și, la rândul său, poate fi, de asemenea, multistrat.Datorită moliciunii sale mai mici, stratul de căptușeală absoarbe particule microscopice de uzură a arborelui cotit, previne blocarea pieselor, zgârieturile etc.
Prin proiectare, garniturile arborelui cotit sunt împărțite în două grupuri principale:
•Bimetal;
• Trimetalice.
Rulmenții bimetalici sunt aranjați cel mai simplu.Acestea au la bază o bandă de oțel cu grosimea de 0,9-4 mm (în funcție de tipul și scopul piesei, lagărele principale sunt mai groase, bielele sunt mai subțiri), pe care un strat antifricțiune cu o grosime de 0,25- Se aplică 0,4 mm.lubrifiant solid) până la 75%, poate conține și cantități mici de nichel, cadmiu, zinc și alte metale.
Pe lângă stratul principal anti-fricțiune, căptușelile trimetalice au un strat de acoperire cu o grosime de 0,012-0,025 mm (12-25 μm), care oferă proprietăți de protecție (combate coroziunea și uzura excesivă a stratului de bază) și îmbunătățește antifricțiunea. calitatile rulmentului.Această acoperire este realizată din aliaj plumb-staniu-cupru cu un conținut de plumb de 92-100%, staniu până la 12% și cupru nu mai mult de 3%.
De asemenea, în lagărele pot fi prezente straturi suplimentare:
• Stratul de protecție superior de tablă este un strat pur de staniu cu o grosime de numai 0,5-1 microni, care oferă protecție împotriva coroziunii, grăsimii și contaminării în timpul transportului, instalării și rodajului căptușelii;
• Stratul protector inferior de tablă este același strat aplicat pe exteriorul căptușelii (cu fața la suporturile arborelui cotit sau la interiorul capului bielei);
• Substrat de nichel (barieră de nichel, garnitură) - un strat de nichel subțire, de cel mult 1-2 microni, între stratul principal de acoperire antifricțiune și stratul de acoperire.Acest strat previne difuzia atomilor de staniu din stratul de acoperire in cel principal, ceea ce asigura constanta compozitiei chimice a stratului principal antifrictiune.În absența unei bariere de nichel în stratul principal, concentrația de staniu poate crește, ceea ce duce la modificări negative ale caracteristicilor rulmentului.
Structura considerată a lagărelor de alunecare nu este un standard, mulți producători oferă propriile lor scheme și modele unice.De exemplu, aliajul principal antifricțiune poate fi aplicat pe baza de oțel nu direct, dar printr-un substrat suplimentar de aluminiu sau aliaj de cupru, stratul de acoperire poate avea o varietate de compoziții, inclusiv fără plumb etc.
Probleme de selecție și înlocuire a căptușelilor arborelui cotit
La selectarea rulmenților alți, este necesar să se pornească de la modelul de motor, uzura pieselor de împerechere și prezența căptușelilor de reparație.De regulă, căptușelile sunt realizate pentru o gamă de modele sau chiar pentru un model de motor, astfel încât este imposibil să le înlocuiți cu piese de la alt motor (cu rare excepții).De asemenea, nu poti folosi garnituri fara a tine cont de uzura jurnalelor arborelui cotit, altfel reparatia se va transforma in probleme si mai mari.
Înainte de a alege dimensiunea de reparare a rulmenților, este necesar să se determine uzura fustelor arborelui cotit și a altor părți aferente (paturi, capete de biele, deși sunt mai puțin susceptibile la uzură).De obicei, uzura gâturilor are loc neuniform, unele dintre ele se uzează mai intens, altele mai puțin, dar se cumpără un set de căptușeli identice pentru reparare, așa că toate gâturile trebuie șlefuite la aceeași dimensiune.Alegerea valorii la care se vor șlefui pivoturile arborelui cotit depinde de disponibilitatea rulmenților de anumite dimensiuni de reparații potrivite pentru acest motor special.Pentru motoarele cu kilometraj redus, sunt selectate dimensiuni de reparație de +0,25 sau +0,5, pentru motoarele cu kilometraj semnificativ, poate fi necesară șlefuirea până la o dimensiune de reparație de +1,0, în motoarele vechi chiar mai mult - până la +1,5.Prin urmare, pentru motoarele noi se produc de obicei căptușeli de trei sau patru dimensiuni de reparație (până la +0,75 sau +1,0), iar pentru cele vechi pot fi găsite căptușeli de până la +1,5.
Mărimea reparației căptușelilor arborelui cotit ar trebui să fie astfel încât la asamblarea motorului între suportul arborelui cotit și suprafața lagărului, să existe un spațiu în intervalul 0,03-0,07 mm.
Cu alegerea corectă a lagărelor simple pentru arborele cotit, motorul, chiar și cu un kilometraj mare, va funcționa eficient și eficient în diferite moduri.
Ora postării: 22-aug-2023