Ва ўсіх рухавіках унутранага згарання каленчаты вал і шатуны круцяцца ў спецыяльных падшыпніках - ўкладышах.Пра тое, што такое ўкладыш каленчатага вала, якія функцыі ён выконвае, якія бываюць і як яны ўладкованыя ўкладышы, а таксама аб правільным выбары новых ўкладышаў для рамонту - у артыкуле.
Што такое ўкладышы каленчатага вала?
Гільза каленчатага вала — частка крывашыпна-шатуннага механізму рухавіка ўнутранага згарання, падшыпнік слізгацення, які памяншае страты на трэнне і закліноўванне дэталяў у месцах судотыку каленчатага вала са станінай блока рухавіка ікаленчаты валз поршневымі шатунамі.Выкарыстанне падшыпнікаў слізгацення абумоўлена цяжкімі ўмовамі і высокімі нагрузкамі, пры якіх падшыпнікі качэння (шарыкавыя або ролікавыя) працавалі б неэфектыўна і мелі б невялікі рэсурс.Сёння ў большасці сілавых агрэгатаў выкарыстоўваюцца ўкладышы, і толькі на некаторых маламагутных адна- і двухцилиндровых рухавіках у якасці апор коленвала выкарыстоўваюцца падшыпнікі качэння.
Ўкладышы каленчатага вала выконваюць некалькі асноўных функцый:
• Зніжэнне сіл трэння ў месцы кантакту каленчатага вала, апор блока цыліндраў і шатуноў;
• Перадача сіл і момантаў, якія ўзнікаюць у працэсе працы рухавіка - ад шатунаў да каленчатага вала, ад каленчатага вала да блоку рухавіка і інш.;
• Правільнае размеркаванне алею (утварэнне алейнай плёнкі) на паверхнях труцца частак;
• Правільнае выраўноўванне і размяшчэнне дэталяў адносна адзін аднаго.
Ўкладышы коленвала гуляюць важную ролю ў працы сілавога агрэгата, але пры гэтым яны досыць простыя па канструкцыі.
Віды і характарыстыкі ўкладышаў каленчатага вала
Па месцы ўстаноўкі, прызначэнні і рамонтных памерах падшыпнікі слізгацення каленчатага вала дзеляцца на тыпы.
Па месцы ўстаноўкі ўкладышы бываюць двух відаў:
•Карэннае насельніцтва;
• Шатуны.
Карэнныя падшыпнікі слізгацення ўстаноўлены ў ложы каленчатага вала ў блоку рухавіка і ахопліваюць карэнныя шэйкі каленчатага вала, забяспечваючы яго свабоднае кручэнне.Шатунные падшыпнікі слізгацення ўстаноўлены ў ніжняй галоўцы шатуна і ахопліваюць шатунную шыйку каленчатага вала.
Таксама ўкладышы дзеляцца на дзве групы па прызначэнні:
• Звычайныя - забяспечваюць толькі памяншэнне сіл трэння ў месцах кантакту дэталяў;
• Стопорная магістраль - дадаткова забяспечваюць фіксацыю каленчатага вала ў станіне, прадухіляючы яго восевае зрушэнне.
Звычайныя падшыпнікі слізгацення ўяўляюць сабой плоскія танкасценныя паўколцы.Стопорные падшыпнікі могуць быць выкананы ў выглядзе ўпорных паўкольцаў (якія выкарыстоўваюцца ў камплекце з плоскім укладышам) і ўкладышаў з буртамі;На тарцы рухавіка ўсталёўваюцца паўколцы, на адной або двух апорах ложы каленчатага вала мацуюцца ўкладышы.
Ўкладышы каленчатага вала зношваюцца ў працэсе эксплуатацыі і падлягаюць замене, таксама зносу падвяргаюцца шыек коленвала, што прыводзіць да павелічэння зазору паміж труцца дэталямі.Калі ўсталяваць новыя ўкладышы той жа таўшчыні, што і старыя, зазор застанецца занадта вялікім, што багата дэстукацыяй і яшчэ больш інтэнсіўным зносам.Каб гэтага пазбегнуць, выкарыстоўваюцца ўкладышы так званых рамонтных памераў - некалькі павялічанай таўшчыні, якая кампенсуе знос шыек каленчатага вала.Новыя ўкладышы маюць памер 0,00, рамонтныя ўкладышы выпускаюцца з павелічэннем таўшчыні на 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,25, 1,5 мм, такія ўкладышы пазначаюцца адпаведна +0,25, +0,5 і інш.
Канструкцыя ўкладышаў каленчатага вала
Падшыпнік слізгацення каленчатага вала кампазітны, змяшчае два металічных плоскіх паўкальцы, якія цалкам ахопліваюць шыйку каленчатага вала (верхнюю і ніжнюю).У гэтай частцы ёсць некалькі элементаў:
• Адтуліны (адно або два) для пропуску алею ў алейныя каналы ў каленчатым вале і шатуне;
• Замкі ў выглядзе шыпоў або паз пад шпількі для фіксацыі падшыпніка ў ложы каленчатага вала або ў ніжняй галоўцы шатуна;
• Падоўжная канаўка для падачы алею ў адтуліну (выконваецца толькі на ўкладышы, размешчаным з боку канала - гэта ніжняя асноўная ўкладыш і верхняя шатунная ўкладыш);
• У буртах упорных ўкладышаў - бакавыя сценкі (борты) для мацавання падшыпніка і абмежавання восевага перамяшчэння каленчатага вала.
Гільза ўяўляе сабой шматслаёвую канструкцыю, аснову якой складае сталёвая пласціна з нанесеным на яе працоўную паверхню антыфрыкцыйным пакрыццём.Менавіта гэта пакрыццё забяспечвае памяншэнне трэння і працяглы тэрмін службы падшыпніка, яно вырабляецца з мяккіх матэрыялаў і, у сваю чаргу, таксама можа быць шматслаёвым.За кошт меншай мяккасці пакрыццё ўкладыша паглынае мікраскапічныя часціцы зносу каленчатага вала, прадухіляе закліноўванне дэталяў, пацёртасці і інш.
Па канструкцыі ўкладышы коленвала дзеляцца на дзве асноўныя групы:
•Біметал;
• Трыметалічныя.
Найбольш проста ўладкованыя біметалічныя падшыпнікі.У іх аснове ляжыць сталёвая паласа таўшчынёй 0,9-4 мм (у залежнасці ад тыпу і прызначэння дэталі карэнныя падшыпнікі тоўшчы, шатуны танчэй), на якую нанесены антыфрыкцыйным пласт таўшчынёй 0,25- Наносіцца 0,4 мм.цвёрдая змазка) да 75%, можа таксама ўтрымліваць невялікія колькасці нікеля, кадмію, цынку і іншых металаў.
Акрамя асноўнага антыфрыкцыйнага пакрыцця трыметалічныя ўкладышы маюць накрыўны пласт таўшчынёй 0,012-0,025 мм (12-25 мкм), які забяспечвае ахоўныя ўласцівасці (змагаецца з карозіяй і празмерным зносам базавага пласта) і паляпшае антыфрыкцыйныя якасці падшыпніка.Гэта пакрыццё вырабляецца з свінцова-алавяна-меднага сплаву з утрыманнем свінцу 92-100%, волава да 12% і медзі не больш за 3%.
Таксама ў падшыпніках слізгацення могуць прысутнічаць дадатковыя пласты:
• Верхні ахоўны пласт з волава ўяўляе сабой пакрыццё з чыстага волава таўшчынёй усяго 0,5-1 мкм, якое забяспечвае абарону ад карозіі, тлушчу і забруджванняў падчас транспарціроўкі, мантажу і абкаткі гільзы;
• Ніжні ахоўны пласт волава - гэта той самы пласт, які наносіцца на вонкавы бок ўкладыша (павернуты да апор каленчатага вала або да ўнутранага боку галоўкі шатуна);
• Нікелевая падслой (нікелевая перашкода, пракладка) - тонкі, не больш за 1-2 мікрон пласт нікеля паміж асноўным антыфрыкцыйным пакрыццём і пластом пакрыцця.Гэты пласт прадухіляе дыфузію атамаў волава з пласта пакрыцця ў асноўны, што забяспечвае сталасць хімічнага складу асноўнага антыфрыкцыйнага пакрыцця.Пры адсутнасці нікелевага бар'ера ў асноўным пакрыцці можа павялічвацца канцэнтрацыя волава, што прыводзіць да негатыўных змен характарыстык падшыпніка.
Разгляданая структура падшыпнікаў слізгацення не з'яўляецца стандартнай, многія вытворцы прапануюць свае унікальныя схемы і канструкцыі.Напрыклад, асноўны антыфрыкцыйны сплаў можа быць нанесены на сталёвую аснову не непасрэдна, а праз дадатковы падслой з алюмініевага або меднага сплаву, пласт пакрыцця можа мець розны склад, у тым ліку бессвинцовый і інш.
Пытанні выбару і замены ўкладышаў каленчатага вала
Пры выбары падшыпнікаў слізгацення неабходна зыходзіць з мадэлі рухавіка, зносу спалучаных дэталяў і наяўнасці рамонтных ўкладышаў.Як правіла, ўкладышы вырабляюцца для аднаго мадэльнага шэрагу або нават адной мадэлі рухавіка, таму замяніць іх дэталямі ад іншага матора немагчыма (за рэдкім выключэннем).Таксама нельга выкарыстоўваць ўкладышы без уліку зносу шыек коленвала, інакш рамонт абярнецца яшчэ большымі праблемамі.
Перш чым выбраць рамонтны памер падшыпнікаў, неабходна вызначыць знос шыек каленчатага вала і іншых спадарожных дэталяў (ложа, галоўкі шатуна, хоць яны менш схільныя зносу).Як правіла, знос гарлавін адбываецца нераўнамерна, некаторыя з іх зношваюцца больш інтэнсіўна, некаторыя менш, але для рамонту купляюць камплект аднолькавых ўкладышаў, таму ўсе шыйкі павінны быць адшліфаваны пад аднолькавы памер.Выбар велічыні, на якую будуць стачиваться шэйкі каленчатага вала, залежыць ад наяўнасці падшыпнікаў тых ці іншых рамонтных памераў, прыдатных для дадзенага рухавіка.Для матораў з малым прабегам падбіраюцца рамонтныя крупы +0,25 або +0,5, для матораў са значным прабегам можа спатрэбіцца шліфоўка да рамонтнай крупы +1,0, у старых маторах яшчэ больш - да +1,5.Таму для новых рухавікоў звычайна выпускаюць ўкладышы трох-чатырох рамонтных памераў (да +0,75 або +1,0), а для старых можна сустрэць ўкладышы да +1,5.
Рамонтны памер ўкладышаў каленчатага вала павінен быць такім, каб пры зборцы рухавіка паміж шэйкай каленчатага вала і апорнай паверхняй заставаўся зазор у межах 0,03-0,07 мм.
Пры правільным выбары падшыпнікаў слізгацення для каленчатага вала рухавік нават з вялікім прабегам будзе якасна і эфектыўна працаваць у розных рэжымах.
Час публікацыі: 22 жніўня 2023 г