Подшипники двигателя. Сравнение материалов подшипников скольжения допустимой нагрузке. Замок вкладыша, выдавленный по касательной

Подшипники двигателя

В подавляющем большинстве двигателей применяются подшипники скольжения. В зазор между внутренней поверхностью подшипника и шейкой вала должно под давлением подаваться масло. За счет смещения вала в подшипнике в сторону действия нагрузки возникает эксцентриситет (масляный клин), удерживающий вращающийся вал от соприкосновения с поверхностью вкладыша. Чем больше ширина подшипника, вязкость и давление подачи масла, тем большую нагрузку способен держать подшипник.

• Для обеспечения работоспособности и большого ресурса подшипников скольжения современных автомобильных двигателей необходимы:
  • высокая твердость поверхности вала в сочетании с мягким материалом подшипника;
  • высокие антифрикционные свойства материала подшипника;
  • высокая усталостная прочность и коррозионная стойкость поверхности подшипника;
  • малая шероховатость поверхности деталей, низкий коэффициент трения, а также хороший отвод тепла от подшипника;
  • отсутствие перекосов осей вала и подшипника, правильная геометрическая форма сопрягаемых деталей (отсутствие овальности и конусности);
  • малый, но гарантированный зазор в подшипнике;
  • отсутствие взаимных биений шеек вала, вызывающих вредные дополнительные нагрузки на подшипники;
  • отсутствие посторонних твердых включений в мягкий материал подшипника;
  • высокое давление подачи и качество фильтрации масла, имеющего соответствующую вязкость и содержащего необходимый комплекс присадок.

В настоящее время на двигателях легковых автомобилей применяют подшипники скольжения в виде тонкостенных вкладышей и втулок толщиной 1,0-2,5 мм. Коренные вкладыши коленчатых валов имеют увеличенную толщину, что связано с необходимостью получения канавок определенного сечения для подачи масла в каналы в коленчатом валу и к шатунным подшипникам. На двигателях иностранных легковых автомобилей применяются различные материалы вкладышей подшипников коленчатых валов. Используемый материал вкладыша зависит от материала коленчатого вала и его термообработки, степени форсирования двигателя и требуемого ресурса. В связи с этим материал вкладышей является в некоторой степени традицией той или иной автомобильной фирмы.

Вкладыши всегда выполняют многослойными, причем основой служит стальная лента, на которую различными способами наносят слой антифрикционного материала. В двигателях иностранных автомобилей применяют следующие основные антифрикционные материалы: 1) алюминиевые сплавы с содержанием свинца порядка 5%, а также олова и кремния, например, AlPb5Si4Sn1. Сплав наносится на стальную основу и используется без дополнительных покрытий, т.к. является "мягким" и хорошо прирабатывается к валу; 2) алюминиевые сплавы с содержанием олова порядка 20%, например AlSn20Cu1, также применяемые без покрытий; 3) алюминиевые сплавы с уменьшенным до 6% содержанием олова, например AlSn6Cu1. Применяются только с оловянно-свинцовым покрытием типа PbSn10Cu2, т.к. вследствие высокой твердости плохо прирабатываются к валу и могут вызвать повреждение подшипника;

4) алюминиевые сплавы с кадмием и никелем типа AlCd3Ni1Si1 - применяются только с покрытием PbSn10Cu2; 5) алюминиевые сплавы с цинком и свинцом типа AlZn5Si2Рb1Cu1 - используются только с покрытием типа PbSn10Cu2; 6) свинцово-оловянистые бронзы, например СuРb22Sn1, с покрытием оловянно-свинцовым сплавом PbSn10Cu2; 7) бронзы с другим содержанием свинца и олова, например, СuРb24Sn3, также применяются с покрытием типа PbSn10Cu2; 8) бронзы типа СuРb14Sn3 с покрытием PbSn10Cu2

В зависимости от материала вкладыша могут быть двух, трех, четырех или пятислойными (включая стальную основу). Так, материалы № 1 и 2 - двухслойные, в то время как другие - четырех- и пятислойные.

обозначение: Al — алюминий; Pb — свинец; Si — кремний; Sn — олово;