Вкладыши для двигателя – детали критические

На первый взгляд вкладыши – это просто штамповка. Но впечатление обманчиво: подшипники скольжения представляют собой высокотехнологические изделия из сложного композитного материала, имеющие специфическую геометрию и точные размеры. И, что немаловажно – они являются критическими деталями двигателя, отказ которых ведет к его остановке и очень дорогому ремонту…

Функции подшипников

Вращающиеся компоненты двигателей внутреннего сгорания оборудованы подшипниками скольжения, которые выполняют разные функции:

• коренные вкладыши поддерживают коленчатый вал и обеспечивают его вращение. Устанавливаются в блоке цилиндров. Каждый вкладыш состоит из верхней и нижней половин. На внутренней поверхности верхней половины, как правило, есть канавка для смазки и отверстие для подачи масла.

• шатунные вкладыши обеспечивают вращение шейки шатуна, который, в свою очередь, вращает коленвал. Устанавливаются в нижней головке шатуна.

• упорные кольца предотвращают осевое движение вала. Часто упорные кольца являются частью одного из коренных вкладышей – такие комбинированные подшипники называются буртовыми или фланцевыми вкладышами.

• втулки верхней головки шатуна обеспечивают вращение поршневого пальца, соединяющего поршень с шатуном.

• вкладыши распредвала поддерживают распредвал и обеспечивают его вращение. Устанавливаются в верхней части головки блока цилиндров (или в блоке цилиндров – у двигателей с нижним расположением распредвала).

Биметаллические (а) и триметаллические подшипники
со свинцовистым покрытием (б, в)

Подшипники скольжения смазываются моторным маслом, постоянно подающимся к их поверхности и обеспечивающим гидродинамический режим трения.

Непосредственный контакт между трущимися в гидродинамическом режиме поверхностями отсутствует – благодаря масляной пленке, которая образуется в сходящемся зазоре (масляном клине) между поверхностями подшипника и вала.

Условия работы подшипников скольжения

Масляная пленка предотвращает локальную концентрацию нагрузки. Однако при определенных условиях гидродинамический режим трения сменяется на смешанный. Это происходит, если имеются:

• недостаточный поток масла;

• высокие нагрузки;

• низкая вязкость масла;

• перегрев масла, дополнительно снижающий его вязкость;

• высокая шероховатость поверхностей подшипника и вала;

• загрязнение масла;

• деформация и геометрические дефекты подшипника, его гнезда или вала.

В смешанном режиме трения возникает непосредственный физический контакт поверхностей, чередующийся с гидродинамическим трением. А это может привести к задирам, повышенному износу подшипника и даже к схватыванию с валом.

ДВС характеризуются циклическими нагрузками подшипников, об­условленными переменным давлением в цилиндрах и инерционными силами, вызванными движущимися частями. И эти циклические нагрузки на подшипник могут привести к его разрушению. Отсюда – высочайшие требования к материалам, из которого он производится.

Структура подшипников скольжения

Материалы подшипников скольжения

Материалы, из которых делают подшипники, должны обладать многими, иногда противоречивыми, свойствами.

• Усталостная прочность (максимальная нагрузка) – максимальная циклическая нагрузка, которую подшипник выдерживает в течение неограниченного числа циклов. Превышение этой нагрузки приводит к образованию усталостных трещин в материале.

• Сопротивление схватыванию (совместимость) – способность материала подшипника сопротивляться свариванию с материалом вала во время прямого физического контакта между ними.

• Износостойкость – способность материала подшипника сохранять свои размеры несмотря на присутствие абразивных частиц в масле, а также в условиях механического контакта с валом.

• Прирабатываемость – способность материала подшипника компенсировать небольшие геометрические дефекты вала и гнезда за счет незначительного локального износа или пластической деформации.

• Абсорбционная способность – способность материала подшипника захватывать мелкие чужеродные частицы, циркулирующие с маслом.

• Коррозионная стойкость – способность материала подшипника сопротивляться химическим воздействиям окисленных или загрязненных масел.

• Кавитационная стойкость – способность материала подшипника выдерживать ударные нагрузки, производимые схлопывающимися кавитационными пузырьками (пузырьки образуются в результате резкого падения давления в текущем масле).

Эксцентриситет подшипника
скольжения

Соответственно длительная и надежная работа подшипника скольжения достигается соединением высокой прочности (усталостной прочности, износостойкости, кавитационной стойкости) с мягкостью (прирабатываемостью, сопротивлением схватыванию, абсорбционной способностью).

То есть материал должен быть одновременно и прочным, и мягким. Это звучит парадоксально, однако существующие подшипниковые материалы соединяют эти противоположные свойства – правда, с определенным компромиссом.

Для достижения этого компромисса используются композитные структуры, которые могут быть или слоистыми (мягкое покрытие, нанесенное на прочное основание) или дисперсными (мягкие частички, распределенные внутри прочной матрицы).

Биметаллические подшипники имеют стальное основание, обеспечивающее жесткость и натяг в тяжелых условиях повышенной температуры и циклических нагрузок.

Второй слой материала состоит из антифрикционного сплава. Его толщина относительно велика: она составляет около 0,3 мм. Толщина антифрикционного слоя – важная характеристика биметаллических подшипников, способных прирабатываться и приспосабливаться к относительно большим геометрическим дефектам. Биметаллический подшипник также обладает хорошей абсорбционной способностью, поглощая как мелкие, так и крупные включения в масле.

Обычно рабочий слой делают из алюминия, содержащего 6–20% олова в качестве твердого смазочного материала: именно олово обеспечивает антифрикционные свойства. Кроме этого, сплав часто содержит 2–4% кремния в виде мелких включений, распределенных в алюминии. Твердый кремний упрочняет сплав и обладает способностью полировать поверхность вала – поэтому его присутствие особенно важно при работе с валами из ковкого чугуна. Сплав может быть дополнительно упрочнен небольшими добавками меди, никеля, марганца, ванадия и других элементов.

Триметаллические подшипники, помимо стального основания, имеют промежуточный слой из медного сплава, содержащего 20–25% свинца в качестве твердой смазки и 2–5% олова для упрочнения меди.

Третий слой представляет собой покрытие на основе свинца, которое также содержит около 10% олова, повышающего коррозионную стойкость сплава и несколько процентов меди для упрочнения. Толщина покрытия составляет всего 12–20 мкм. Низкая толщина покрытия повышает его усталостную прочность, однако снижает антифрикционные свойства (прирабатываемость, абсорбционную способность, сопротивление схватыванию), особенно если мягкое покрытие было подверг­нуто износу. Между промежуточным слоем и свинцовистым покрытием наносится очень тонкий (1–2 мкм) слой никеля, служащий барьером, предотвращающим диффузию олова из покрытия в промежуточный слой.

Измерение высоты выступа стыка
подшипника

Инновационные материалы для подшипников скольжения постоянно разрабатываются производителями подшипников. Это новые материалы, способные работать в тяжело нагруженных двигателях (дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива, двигатели с турбонаддувом), а также в гибридных и старт-стоп двигателях, в том числе:

• высокопрочные алюминиевые биметаллические материалы;

• прочные металлические покрытия для триметаллических подшипников;

• полимерные композитные покрытия, содержащие частицы твердых смазочных мате­риалов;

• бессвинцовые экологически чистые безвредные материалы.

Свойства подшипниковых материалов

Свойства материалов подшипников, характеризующие прочность и мягкость, сочетаются в различных пропорциях у разных материалов.

Отличные мягкие антифрикционные свойства триметалла ограничены толщиной покрытия (12 мкм). Если геометрический дефект или чужеродные частицы превышают толщину покрытия, ее антифрикционные свойства резко падают.

Мягкие свойства биметалла несколько ниже, чем у триметалла, однако они не ограничены толщиной покрытия, поэтому биметаллические подшипники способны прирабатываться к относительно крупным несоосностям и другим геометрическим дефектам. С другой стороны, усталостная прочность (максимальная нагрузка) биметаллических подшипников ниже (40–50 МПа), чем у триметаллических материалов (60–70 МПа). Также биметаллические подшипники без кремния хуже работают с чугунным валом.

Геометрические характеристики подшипников скольжения

Масляный зазор – это основной геометрический параметр подшипников скольжения. Он равняется разнице между внутренним диаметром подшипника и диаметром вала (внут­ренний диаметр подшипника измеряется под углом 90° к линии, разделяющей верхний и нижний вкладыши).

Величина масляного зазора – очень важный показатель. Большой зазор приводит к увеличению потока масла, что снижает его нагрев в подшипнике, однако вызывает неоднородное распределение нагрузки (она концентрируется на меньшей площади поверхности и увеличивает вероятность разрушения вследствие усталости). Также большой зазор производит значительную вибрацию и шум. А слишком маленький зазор вызывает перегрев масла и резкое падение его вязкости.

Типичные величины масляного зазора С: для пассажирских автомобилей Cмин = 0,0005D, Cмакс = 0,001D, для гоночных автомобилей Cмин = 0,00075D, Cмакс = 0,0015D (где D – диаметр вала).

Эксцентриситет является мерой, определяющей некруглость подшипника. Действительно, внутренняя поверхность подшипника не является абсолютно круглой. Она имеет форму, напоминающую лежащий на боку лимон. Это достигается за счет переменной толщины стенки подшипника, имеющей максимальное значение (Т) в центральной части и постепенно уменьшающейся в направлении стыка.

Принято измерять минимальное значение толщины (Te) на определенной высоте h для того, чтобы исключить зону выборки в области стыка. Разница между максимальным и минимальным значениями толщины называется эксцентриситетом: Т – Те.

Эксцентриситет, образованный переменной толщиной стенки вкладыша, добавляется к эксцентриситету, вызванному смещением вала относительно центра подшипника. Наличие эксцентриситета позволяет стабилизировать гидродинамический режим смазки за счет создания масляного клина с большим углом схождения. Рекомендуемые величины эксцентриситета: для пассажирских автомобилей 5–20 мкм, для гоночных автомобилей 15–30 мкм.

Посадочный натяг необходим для обеспечения надежной посадки подшипника в гнезде. Прочно посаженный подшипник имеет равномерный контакт с поверхностью гнезда – это предотвращает смещение подшипника во время работы, обеспечивает максимальный отвод тепла из области трения и увеличивает жесткость гнезда. Поэтому наружный диаметр подшипника и его периметр всегда больше диаметра гнезда и его периметра.

Поскольку прямое измерение наружного периметра подшипника – трудная задача, обычно измеряется другой параметр: высота выступа стыка (выступание). Высота выступа стыка равна разнице между наружным периметром половины подшипника и периметром половины гнезда.

Проверяемый вкладыш устанавливают в измерительный блок и прижимают с определенным усилием F, величина которого пропорциональна площади сечения стенки подшипника. Оптимальная величина высоты выступа стыка зависит от диаметра подшипника, жесткости и теплового расширения гнезда и температуры. Типичные значения высоты выступа стыка для подшипников диаметром 40–65 мм: для пассажирских автомобилей 25–50 мкм, для гоночных автомобилей 50–100 мкм.

Несмотря на самые совершенные конструкцию, материалы и технологии, в эксплуатации ДВС встречаются случаи износов и повреждений подшипников. Чтобы найти и устранить их причины, знание конструкции подшипников необходимо, но недостаточно. Об этом – в следующей статье.

Дмитрий Копелиович

Коренные и шатунные вкладыши | Oil-club.ru

Как часто в разговорах и бывалых водителей и механиков, и новичков можно услышать фразу: «Движок стуканул!» или «Провернуло вкладыш». И все, или почти все, понимают, что разговор идет об аварии двигателя внутреннего сгорания, а именно, о выходе из строя подшипников скольжения коленчатого вала, будь то коренных, или шатунных. Эти аварии занимают одно из первых мест по частоте из всех серьезных происшествий с двигателем. Причем, чего греха таить, вину за происшедшее чаще всего возлагают на моторное масло. «Я, мол, залил масло такое-то, вот его качество и виновато!». А между тем, с одной стороны, имеется достаточное количество причин выхода из строя подшипников коленчатого вала, и далеко не все из них напрямую связаны с качеством моторного масла, а с другой стороны, имеется громадный опыт безаварийной эксплуатации таких же подшипников с не укладывающемся в нашем представлении пробегом в один, два и даже более миллионов километров.

Так какие же факторы могут стать причиной выхода подшипников из строя? Как по внешнему виду аварийного подшипника можно выявить эту причину? Как добиться того, чтобы за время эксплуатации автомобиля исключить хотя бы этот тип аварии двигателя? Вот с этими вопросами мы и попытаемся разобраться в этой статье.
Но для начала посмотрим, как устроен обычный подшипник коленчатого вала.

Рис. 1. Типичная конструкция коренного подшипника

На рисунке показан типичный состав слоев (от коленчатого вала по направлению к ложу подшипника) и их толщина:

1. Защитный оловянный слой толщиной 1 микрон;
2. Покровный слой — сплав медь (3%) – олово (8-12%) — свинец (до 100%), толщина 12-25 микрон;
3. Никелевая прокладка (никелевый барьер), толщина 1-2 микрон;
4. Вкладыш подшипника — сплав меди (69-75%), свинца (21-25%) и олова (3-4%), общей толщиной 250-400 микрон;
5. Стальная основа толщиной 2-4 миллиметра и
6. Защитный оловянный слой толщиной 0. 5 микрон.

В некоторых случаях вкладыш подшипника изготавливают не из меди, свинца и олова, а из специального алюминиевого сплава.
Такая конструкция подшипника обеспечивает его следующие положительные характеристики:
Согласованность покровного слоя: мягкий гладкий материал этого слоя должен поддаваться (изнашиваться) для соответствия отклонениям размеров вала и незначительной несогласованностью с осью вращения, особенно при обкатке. Материал покровного слоя легко поддается без ущерба шейке вала.
Поглотительная емкость покровного слоя: мельчайшие частицы твердых веществ (грязи, продуктов износа и т.п.) могут поглощаться мягким материалом покровного слоя и покрываться мягкой пленкой, предотвращая вредные задиры, а, следовательно, износ шейки вала и самого подшипника.
Стойкость к заклиниванию: задир, истирание и рифление поверхности может вызываться твердофазной сваркой между скользящими поверхностями в случае, когда масляная пленка между подшипником и шейкой вала тонка или разорвана. Основной компонент покрытия, а именно, свинец является мягким металлом, который может работать в условиях граничной (плохой) смазки при запуске или останове двигателя. Исследователи подтвердили, что пленка с малым напряжением сдвига (т.е. покровный слой) на металле с высоким напряжением сдвига (т.е. на вкладыше) обеспечивает наименьшее трение. Опыт эксплуатации показывает, кроме того, что подшипники дизельных двигателей до 1996 года, не содержащие покровного слоя, часто заклинивали и проворачивались, особенно при запуске.
Коррозионная устойчивость покровного слоя: Она необходима для предотвращения коррозионного разъедания медно-свинцового вкладыша. Свинец легко поддается разрушению окисленным маслом или маслом с недостаточным общим щелочным числом (TBN), и значит, не способен бороться с кислотными продуктами сгорания топлива. Без покровного слоя, свинец вкладыша будет энергично растворяться, вызывая снижение его прочностной структуры. Для снижения разъедания покровного слоя, свинец в нем сплавлен с устойчивым к кислотам оловом, который, кроме того, упрочняет структуру покрытия.
Никелевый барьер: тонкий слой никеля между покровным слоем и вкладышем необходим для предотвращения миграции олова из покровного слоя в медно-свинцовый вкладыш при высоких рабочих температурах, а также со временем. Без никелевого барьера олово из покровного слоя будет проникать в материал вкладыша и образовывать нежелательные хрупкие сплавы с медью. При диффузии олова в медь наблюдаются два вредных эффекта. Уменьшение количества олова в сплаве покровного слоя уменьшение коррозионную устойчивость этого слоя. С другой стороны, хрупкие интерметаллические сплавы олова с медью могут вызывать проворачивание подшипника в случае, если до них достанет шейка вала. Чтобы избежать необходимости нанесения никелевого слоя, некоторые изготовители подшипников применяют свинцово-индиевый покровный слой.
Защитный слой: оловянное покрытие, которое защищает подшипник от атмосферной коррозии (ржавление стальной основы) и позволяет длительное хранение в обычных условиях.
Подшипники с алюминиево-кремниевым сплавом применяются реже медно-свинцовых. Они значительно сильнее подвергаются кавитации в высокоскоростных высоконагруженных двигателях. Технология их изготовления несколько сложнее, так как для того чтобы на алюминиевый сплав вкладыша нанести покровный слой приходится использовать специальную технологию для получения высококачественного сцепления.
Полевые испытания выпускаемых в США дизельных двигателей показали, что подшипники этих двигателей могут работать 1 миллион (1.6 млн. км) и более миль без замены. Но чтобы достигнуть такого срока службы, требуется комбинация нескольких факторов:

1. Качественные подшипники, которые правильно установлены.
2. Коленчатый вал с правильными контурами шеек с соответствующим качеством обработки поверхности.
3. Надлежащая практика технического обслуживания по срокам замены масляного и воздушного фильтров.
4. Рекомендованные изготовителем двигателя интервалы замены масла.
5. Предотвращение попадания в моторное масло охладителя и топлива.
6. Использование масла соответствующих градаций вязкости SAE и стандарта качества API.
7. Контроль эксплуатационных условий двигателя для исключения сильной перегрузки, чрезмерных оборотов, перегрева двигателя.

Эксперимент проводился в транспортных парках, имеющих грузовики Cummins, Detroit Diesel, Caterpillar и Mack. В результате этого испытания было упразднено ранее действующее правило «критерия обобщенного износа» в 300 000 миль (483 000 км), т.е. после такого пробега двигатель ставился на капитальный ремонт.
Испытуемые двигатели имели мощность 220-260 кВт (300-365 л.с.) с заменами масла в интервале от 15 000 до 32 000 миль (23 000 – 50 000 км). Однако подшипники одного из новых грузовиков Mack проработали 1 млн. миль при интервалах смены масла в двигателе через 50 000 миль (80 000 км). Более чем десятилетние полевые испытания показали, что при соответствующей эксплуатации наиболее нагруженные подшипники, а именно, шатунные, имеют безаварийный пробег от 1 до 1. 5 млн. миль (до 2 400 000 км)!
Такие интервалы безаварийной работы моторных подшипников не в последнюю очередь зависят от улучшения в стандартах качества масел API. Внутри этой системы определены строгие проверочные испытания, в том числе и на коррозию подшипников. Это тесты:

• моторный бензиновый тест L-38 на износ подшипника
• стендовый тест Cummins на коррозию подшипника
• дизельный тест Mack T-9.

Тест L-38

Тест L-38 был разработан для оценки влияния смазочного материала на медно-свинцовый подшипник и стабильность масла к сдвигу. Все моторные масла, имеющие действующие спецификации API (CD, CF-2, CF-4, CG-4, SH, SJ) должны пройти тест L-38 на износ подшипника. Тест использует одноцилиндровый двигатель Labeco, который был разработан в 1950 году и до сих пор работает на этилированном бензине. Для теста используются медно-свинцовые подшипники без покровного слоя.
Цель теста – оценить коррозионную способность окисленного смазочного материала на подшипник. Окисленное масло содержит в своем составе органические кислоты, корродирующие свинец. Для этого температура масла в главной масляной магистрали двигателя L-38 поддерживается при 143°С во время всего 40-часового испытания. Двигатель гоняется при очень маленькой нагрузке при 3150 об/мин. Эти скорости и нагрузки гарантируют постоянный поток масла вдоль поверхностей подшипника. Если масло окисляется, то коррозия верхних и нижних подшипников произойдет однородно поперек вкладышей. Уровень воздействия определяется потерей веса подшипника до и после испытания.
В современных высококачественных маслах (т.е. API CF-4/CG-4/SH/SJ) окисление масла хорошо подавляется ингибиторами окисления, моющими и противозадирными присадками. Однако, в масле могут происходить сложные химические взаимодействия с образованием продуктов, способных корродировать медно-свинцовый сплав, или активная сера из пакета присадок будет разрушать вкладыш подшипника. В этом случае тест L-38 еще до поступления масла в продажу будет гарантировать, что его состав правильно сбалансирован по присадкам.
В 2001 году этот тест должны перевести на неэтилированный бензин для новой бензиновой спецификации API SL.
 

Стендовое испытание на коррозию Cummins

В 1985 году было установлено коррозионное разрушение бронзового пальца ролика толкателя клапанов. Это разрушение было обусловлено высокими уровнями дитиофосфата молибдена, добавляемого к маслу API CD/SF в качестве присадки для экономии топлива. Масла, использующие эту присадку, проходили тест L-38.
Такой бронзовый палец изготавливается из сплава, содержащего 95% меди и 5% олова и используется во многих дизельных двигателях и по сей день. Однако, дитиофосфат молибдена вызвал серьезный коррозионный износ пальца, образуя легко изнашиваемый сульфид меди.
Такое разрушение можно смоделировать в стендовых испытаниях и этот тест добавился при испытании масел API CG-4/CH-4. В тесте используются четыре металлических пластины из чистых свинца, меди и олова и фосфористой бронзы. Эти пластины погружаются в 100 мл масла, нагретого до 135°С с барботажем воздуха на 168 часов. По окончанию теста масло анализируется на содержание в нем вышеназванных металлов, а пластинка меди – на изменение цвета.
 

Тест Mack T-9

Хотя тесты L-38 и Cummins успешно применяются для исключения коррозии подшипников, они ничего не могут сказать о продленных интервалах смены масла, в результате которых общее щелочное число (TBN) масла может упасть ниже допустимого уровня и вызвать кислотное разрушение подшипников.
Тест Mack T-9 имеет продолжительность 500 часов. За это время, масла прошедшие тесты L-38 и Cummins, но имеющие недостаточное общее щелочное число вызовут износ колец и гильз и коррозию подшипников. Тест был введен в спецификацию CH-4 и из-за него TBN масел CH-4 возрос до 9-12.5.
Тест Mack T-9 показал, что он является точным инструментом для измерения коррозии медно-свинцовых подшипников с оловянно-свинцовым покрытием. Двигатель Mack 1994 года, рядный, 6-ти цилиндровый, 12-ти литровый развивает мощность 269 кВт (350 л.с.) при 1800 об/мин. Устанавливаются такие моторные условия, что первые 75 часов теста протекают при расчетной нагрузке, а остальные 425 часов при максимальном вращающем моменте (1250 об/мин) с 15% передозировкой топлива, что дает возможность получить 290 кВт мощности (390 л. с.). Максимальное давление сгорания в этих условиях 20.7 МПа. Понятно, что пиковый вращающий момент производит высокий износ колец и гильз, а также высокий износ подшипников. Температура масла в главной масляной магистрали 104°С, содержание серы в топливе 0.05 вес. %.
Высококачественные моторные масла, прошедшие эти тесты, в сочетании с высококачественными подшипниками и соответствующей практикой техобслуживания позволят эксплуатировать двигатели до пробега в 1 млн. миль
Однако за длительный период наблюдений набрались факты выхода моторных подшипников из строя. Далее приводится анализ причин, вызвавших эти аварии.
 

Утечка охлаждающей жидкости (антифриза)

Коррозия подшипников, обусловленная утечкой охлаждающей жидкости на основе гликолей (антифриз и т.п.) обычно совершенно очевидна. Корродируют все медно-свинцовые подшипники (шатунные, коренные и полуподшипники опоры вала), а также масляный радиатор.
Подшипники имеют яркий медный цвет. Здесь наблюдается полная потеря покровного слоя. На микрофотографиях сканирующей электронной микроскопии можно было увидеть значительную коррозию меди и свинца.

Рис. 2. Электронная микрофотография коррозии шатунного подшипника, вызванная утечкой гликолевой охлаждающей жидкости. Увеличение 150х.

Этиленгликоль, основа охлаждающих жидкостей, при попадании в моторное масло в столь суровых условиях (высокая температура и сильное насыщение воздухом) легко окисляется до щавелевой и муравьиной кислот. Это относительно сильные органические кислоты и легко реагируют с окислами меди и свинца. Химическое коррозионное разрушение органическими кислотами, как полагают, продолжает воздушное окисление меди и свинца. Образовавшиеся соли легко растворяются в потоке масла и уносятся с поверхности подшипника. В результате – яркая свежая поверхность металла, открытая для дальнейшего разъедания.
 

Миграция олова из покровного слоя

Подшипники были возвращены с полевых испытаний после проворачивания при относительно малом пробеге в 280 000 миль (450 000 км). Исследования показали, что два разных поставщика снабжали данные двигателя подшипниками, и подшипники одного из них выходили из строя чаще и в динамометрических, и в полевых испытаниях. Все они демонстрировали удаление покровного слоя.
Ни один из этих аварийных подшипников не имел никелевой прослойки между покровным слоем и вкладышем. При исследовании новых подшипников было установлено, что при их производстве олово из покровного слоя продиффундировало в сплав вкладыша и прореагировало с медью. Рентгеновский дифракционный анализ показал на границе раздела покровного слоя и вкладыша слой интерметаллического соединения толщиной 2 μm состава εCu₃Sn. В этом случае покрытие содержало 7% олова. Другой же подшипник, содержащий в покровном слое 19% олова, образовал слой интерметаллида толщиной 1.2 μm.
Интерметаллическое соединение εCu₃Sn является весьма твердым веществом с высокими фрикционными свойствами. И если в результате коррозии подшипник теряет покровный слой, то шейка коленчатого вала, войдя в контакт с твердым интерметаллидом, проворачивает подшипник и приводит к аварии двигателя. Решение проблемы – использование прослойки из никеля толщиной 1-2 микрона между покровным слоем и вкладышем в медно-свинцовых подшипниках. Никелевая прослойка выполняет функцию барьера, не позволяющему олову покровного слоя диффундировать во вкладыш со всеми вытекающими последствиями.
 

Потеря подшипником покровного слоя из-за незначительных утечек охлаждающей жидкости

Ранее мы рассмотрели коррозию подшипников из-за значительной утечки охлаждающей жидкости. Но оказывается, что и небольшие количества жидкости в моторном масле могут вызвать аварию подшипников.
Аварийные подшипники были лишены покровного слоя с частичным или полным обнажением металла вкладыша красного цвета. Исследование подшипников сканирующей электронной микроскопией показало наличие белых сферических частиц (шариков) со средними размерами от 15 до 40 микрон. Эти шарики не только поглощались покровным слоем, но и как бы пахали его. В результате, покровный слой был удален как бы абразивным износом, хотя и не в классическом смысле режущим действием шлифовальным зерном, но деформацией и вспахиванием мягкого материала такими шариками.
Было ясно, что сферические частицы были тверже покровного слоя, а по своему химическому составу (кальций, фосфор, сера и др.) они образовались из присадок моторного масла. Эти частицы назвали «масляными шариками».
Лабораторные исследования показали, что «масляные шарики» можно получить энергичным перемешиванием 2% гликоля с обычным моторным маслом в лабораторном стакане при 150°С в течение 2 часов.

Рис. 3. Электронная микрофотография «масляных шариков» вмурованных в покровный слой и вспаханный слой. Увеличение 1000х.

Механизм их образования следующий. Моторное масло в работающем двигателе энергично перемешивается вращающимся коленчатым валом и ударами шатунов. При наличии в масле небольшого количества охлаждающей жидкости или воды, они распределены в объеме масла в виде микроскопических капелек. Так как растворимость веществ присадок в воде значительно большая, чем в масле, в этих капельках сосредотачивается большая концентрация химических компонентов. При высокой температуре очень быстро протекают химические реакции между веществами присадок, приводящие, в конечном счете, к образованию весьма твердых по своей природе фосфорным соединениям кальция и цинка. И как только такая капелька «рассола» попадет на поверхность масла или на поверхность горячей детали, вода мгновенно испаряется и остается сферический комочек твердого вещества – «масляный шарик». Ну а дальше все просто. Попадая с потоком масла в зазор между шейкой коленчатого вала и подшипником, эти шарики начинают вести свою разрушительную работу – покровный слой подшипника по мере размеров «шариков» или поглощает их, если они меньше его толщины, или слой вспахивается, если «шарики» более крупные. Вспаханный слой обладает значительно худшей адгезией (прилипанием) к нижележащему вкладышу и начинает энергично смываться. Результат видели многие водители и механики – поверхность подшипника из серебристой становится сплошь красной или пятнистой. А в этом случае и до «стука» недалеко.
Однако, иногда наблюдается потеря покровного слоя на краях шатунных подшипников. Этот феномен не приводит, как правило, к аварии, но вызывает интерес механиков-мотористов. Это явление вызывается постелью шатунного подшипника, не являющейся совершенно ровной и прогибающейся по краям, где она менее жестка. Часто повышенная нагрузка на краю подшипника вызывается вогнутой поверхностью шейки вала, которая объясняется чрезмерной полировкой шейки в середине. Кроме того, масляная пленка на краю подшипника минимальна по толщине и несущей способности из-за срыва подъемной силы масляного клина на открытом участке.
 

Нарушение сцепления: отделение медно-свинцового сплава вкладыша от стальной основы

Достаточно редко, но наблюдается выход одного подшипника за другим в совершенно нормальных условиях эксплуатации. На таких подшипниках невооруженным глазом видны открытые свищи на поверхности вкладыша и рядом по направлению вращения коленчатого вала вчеканеные в покровный слой выколовшиеся фрагменты вкладыша. Другие же фрагменты, унесенные потоком масла, могут явиться причиной вторичных повреждений. Микроскопические исследования поперечного среза такого свища показывают наличие пустоты. Оплавленный вид стенки раковины (свища) дает основание предположить о производственном дефекте таких подшипников при литье.
 

Рис. 4. Расслоение. Показана дыра в медно свинцовом сплаве и соответствующий кусок из этой дыры. Увеличение 3х.

Кавитационные повреждения подшипников

 Кавитация, или правильнее, кавитационная эрозия, не вызывает аварии подшипника, но результатом ее является пятнистый вид поверхности подшипника. Обломки слоев подшипника, образовавшиеся в результате кавитационной эрозии, попадают между шейкой вала и покровным слоем и впечатываются в него.

Рис. 5. Прогрессирующая кавитационная эрозия алюминиевого шатунного подшипника вблизи поверхности разъема.

Кавитационная эрозия – результат действия микроструй высокого давления, образующихся в момент схлопывания пустот в объеме масла в зоне отрицательного давления. В масле в подшипниках отрицательные давления возникают в двух случаях – при вибрации и наличии быстро разбегающихся трущихся поверхностей, разделенных масляной пленкой. Разрыв непрерывной жидкой фазы в области пониженных давлений порождает образование пустот в виде пузырьков, которые с огромной скоростью схлопываются при попадании в область повышенных давлений. В этот момент образуется реактивная микроструя, несущая огромную (для размеров пузырька) энергию. Ее направление и удар могут быть направлены в любую сторону, но если струя попадает на поверхность мягкого покровного слоя подшипника, она как кумулятивный снаряд, разрывает ее. Микрооспины разрушений постепенно разрастаются, объединяются и вот они уже становятся заметны невооруженным глазом. В микротрещины между поврежденным покровным слоем и вкладышем проникает масло, ослабляя силы сцепления покрытия с вкладышем. Кроме того, тепловые перепады влияют на масло и металл, опять же раскачивая зоны сцепления двух слоев. Через некоторое время крупные куски покровного слоя отваливаются и уносятся потоком масла, вызывая затем вторичные разрушения, или вчеканиваются в еще целую поверхность покрытия, меняя ее прочностные и эксплуатационные характеристики. Подшипники выходят из строя.
По данным исследователей процесса кавитационной эрозии подшипников, она может происходить в результате:

• флуктуации (колебаниям) давлений в потоке масла из-за особенностей поверхности подшипника и шейки вала, таких как канавок и сверлений;
• инерционных эффектов масла внутри сверлений шатуна, используемых для подачи масла к шатунному пальцу и для охлаждения поршня;
• вибрации шейки вала в пределах зазора подшипника.

Зона скопления кавитационных повреждений в основном сосредоточена на верхнем шатунном подшипнике из-за упругой деформации верхнего бугеля при различных тактах двигателя, вызывающей образование пустот и их схлопывание в масляной пленке. Кроме того, не последнее место в образование пустот занимает и сверление шейки вала для подачи масла к подшипнику.
Хотя кавитационная эрозия наблюдалась и на медно-свинцовых подшипниках, более часто она проявляется на алюминиевых подшипниках из-за их более низкой усталостной прочности.
 

Абразивный износ покровного слоя

Это один из самых распространенных механизмов аварии подшипников. Однако этот тип аварий в настоящее время с успехом устраняется применением превосходных систем фильтрации моторного масла. Современные двигатели работают с 25-40 микронными полнопоточными фильтрами в комбинации с 10-15 микронными байбасными фильтрами. В некоторых случаях 25-40 микронные фильтры объединены с центрифужными фильтрами.
Однако, поломки подшипников, обусловленные грязью, происходят в очень мощных двигателях. С середины 90-х годов мощности транспортных грузовиков и внедорожных транспортных средств значительно возросла. Из-за увеличения нагрузок на подшипники, некоторые производители двигателей склоняются к «напыленным покрытиям» для увеличения их грузоподъемности. Эти гетерогенные алюминиево-оловянные покрытия имеют большую стойкость к износу и усталости, но меньшую поглотительную способность для грязи. Их безаварийная работа еще в большей степени зависит от чистоты двигателя и очистительной системы моторного масла.

Рис. 6. Поверхность шатунного подшипника. Показан абразивный износ вблизи масляного отверстия.

Начиная с 1991 года, растет уровень сажи в моторном масле. Это вызвано ограничениями по выбросам окислов азота в атмосферу с выхлопными газами. Для снижения уровня окислов азота в выхлопных газах необходимо снизить температуру сгорания топлива в цилиндрах дизельных двигателей. Для этого применяют более поздний впрыск топлива. Но в этом случае, вместе со снижением уровня окислов азота, происходит повышенное образование сажи, которая накапливается в моторном масле. Весьма актуальным становится вопрос борьбы с сажевым износом подшипников, и особенно подшипников и деталей кулачкового вала газораспределительного механизма верхнего расположения.
 

Разрыв масляного потока: авария одиночных подшипников

Во время эксперимента встречались случаи выхода одиночных подшипников из строя без видимых причин. Анализ аварийных подшипников показал наличие контакта «металл-металл» между подшипником и шейкой вала. Вид такого подшипника приведен на рис. 7.
Очевидно, несущая способность масляной пленки в какие то моменты оказывалась недостаточной. Такое может произойти из-за не соответствующей подачи масла, чрезмерной нагрузки, неточного попадания размеров в допуски, перегрев подшипника или какой-нибудь комбинации перечисленных факторов.
На ряде внедорожных транспортных средств, все такие аварии происходили во время резкого снижения нагрузки в процессе работы. Проворачивало только по одному подшипнику, в то время как остальные были в хорошем состоянии. Это значит, что количества масла, поступающего на аварийный подшипник, вдруг стало недостаточно. На минимальную величину масляной пленки могут влиять два основных фактора – вибрация мотора и разбаланс распределения нагрузки. При этом может произойти разрыв масляного потока. У подшипника, к которому на мгновение не поступает масло, резко подскакивает температура. Увеличение температуры производит двойной эффект: понижение вязкости масла и уменьшение зазора между подшипником и валом. С уменьшением вязкости масла происходит изтоньшение масляной пленки, а с уменьшением зазора уменьшается количество поступающего масла. Такой цепной процесс быстро приводит к заклиниванию и проворачиванию подшипника.

Рис. 7. Авария подшипника распределительного вала. Показан размазанный свинец вблизи центра подшипника, расплавленный свинец вокруг масляного отверстия и на краю подшипника.

Исследования показали, что температура подшипника начинает резко возрастать при достижении потока масла некоторого критического значения. Кроме того, температура подшипника была обратно пропорциональна потоку масла, и находится в прямой зависимости от удельной нагрузки и поверхностной скорости.
Как видно, причин выхода из строя подшипников скольжения коленчатого и распределительного валов достаточно много. Но сейчас уже имеется большой опыт работы таких подшипников при пробеге 1 миллион и более миль. Залог такого пробега кроется в качественном изготовлении деталей двигателя и правильной эксплуатации.

М. Н. Чистяков, техн. специалист фирмы «Май Тау»
Источник: J. A. Mc Geehan and P. R. Ryason «Million Mile Bearings: Lessons From Diesel Engine Bearing Failure Analysis»

http://www.autolub.info/

Вкладыши коленвала — что это такое?

Двигатель внутреннего сгорания – сложный механизм, состоящий из не одной сотни деталей. И все они до одной важны для сбалансированной и корректной работы сложной системы, в той или иной степень. Но в тот же момент ни в коем случае нельзя равнозначно расценивать степень важности каждой из них. Одним из самых важных элементов, безусловно, является коленчатый вал и все его детали, что сопрягаются с ним, который передаёт энергию сгорающего топлива на колёса, тем самым вращая их. Речь далее пойдёт о составляющих данного механизма, а именно о вкладышах коленвала, что представляют собой небольшие полукольца из мягкого металла с антифрикционным покрытием. Во время длительной работы мотора машины именно они должны самыми первыми покидать свой пост, а не шейки коленчатого вала.

Что такое ремонтные вкладыши коленвала, их виды

По сути, вкладыши коленвала – это подшипники скольжения для шатунов, что вращают коленчатый вал. Данное вращение является результатом микровзрыва в камерах сгорания цилиндров двигателя. В этой системе довлеют высокая скорость и большие нагрузки, в результате этого приходится минимизировать трение деталей, ибо в противном случае двигатель попросту выйдет из строя, причём мгновенно. Для того, чтобы трение было максимально снижено, все значимые детали двигателя внутреннего сгорания облачены в так называемую «масляную пелену» — тонкую микронную плёнку, что обеспечивается специальной системой смазки автомобильного двигателя. Появление плёнки, что обволакивает металлические детали, возможно только в том случае, если давление масла достаточно сильное. И между шейкой коленвала и его вкладышами так же присутствует подобная масляная прослойка. И только благодаря ей сила трения минимизируется, насколько это возможно. Из этого можно сделать вывод, что вкладыши коленвала представляют собой определённую защиту, действие которой увеличивает срок эксплуатации такой важной для мотора детали.

Для начала, вкладыши коленвала необходимо условно разделить на две категории: шатунные и коренные. Шатунные вкладыши, как мы говорили выше, расположены между шатунами коленвала и его шейками. Коренные же в свою очередь играют сходную роль, но располагаются они между коленчатым валом и местами его прохода через корпус ДВС.

Для разных двигателей на заводах изготавливают вкладыши коленвала, которые различаются между собой своим внутренним диаметром. Ремонтные вкладыши имеют отличия друг от друга и, безусловно, от новых, установленных на только что выпущенный автомобиль. Их минимальное различие исчисляется с отметки в четверть миллиметра и нарастает с аналогичным шагом. Таким образом, мы имеем размерный ряд ремонтных вкладышей коленвала с шагом в 0,25 мм по внутреннему диаметру: 0,25; 0,5; 0,75; 1 мм и т.д.

Причины замены вкладышей коленчатого вала?

В условиях экстремальных температурных и физических нагрузок, что постоянно переносит коленчатый вал, помогают ему удержаться на оси, обеспечивая деятельность кривошипно-шатунного механизма, только лишь вкладыши коленвала. Коренные и шатунные шейки работают по принципу внутренних обойм, а вкладыши коленвала выполняют функцию наружных, соответственно. В системе моторного блока продумана целая сеть маслопроводов, через которые на вкладыши подаётся моторное масло под большим давлением. Оно то и создаёт ту самую микроскопическую плёнку, о которой говорилось выше, что и позволяет вращаться коленвалу.

Первопричиной замены вкладышей коленвала является их физическое изнашивание. Каково бы ни было желание уберечь вкладыши от износа, но физика есть физика. Поверхности шеек вкладышей коленвала со временем стираются, увеличивая между ними зазор, что приводит свободному ходу коленвала и меньшей подаче масла из-за резкого снижения давления. А это уже приводит к поломкам автомобильных двигателей.

Второй причиной вынужденного ремонта является проворачивание вкладышей коленчатого вала. О таких ситуациях доводилось слышать, наверное, каждому автовладельцу, но вот о причинах данного положения вещей знают, увы, но далеко не все. Так как же и почему это случается? Тончайшая пластина вкладыша ложиться в импровизированную постель. Наружные стенки полуколец обрамлены специальными выступами, которые в новом двигателе упираются во фронтальные части блока. При определённых условиях усики попросту не выдерживают вкладыш, и он начинает проворачиваться, слипаясь с шейкой коленчатого вала. Если такое случилось и вкладыш повернуло, двигатель попросту перестаёт функционировать. Типичными причинами таковой поломки являются:

— предельная вязкость смазки, попадание в неё абразивных соединений или вообще её пропадание;

— недостаточный натяг установленных крышек подшипников;

— слишком жидкая смазка и эксплуатация двигателя в режимах постоянных перегрузок.

Как определить износ вкладышей коленвала и помочь механизму?

После того как случилось так, что ремонт двигателя уже неизбежен, возникает вопрос о том, как же определять далее износ коленвальных вкладышей и какого размера необходимо их будет приобретать для следующей замены? В основном для замеров используется микрометр, но всё же достаточно точно это вычисляется и визуально, как говорится «на глаз». Сразу же оцените возможность следующей расточки коленчатого вала.

Незамедлительная замена необходима в случае поворота вкладышей коленвала. Показателем данной проблемы послужит громкий стук коленвала и постоянные попытки мотора заглохнуть. Если заклинит шейки, то ехать Вам дальше уже не получится никак. В любом из случаев следует проводить детальный осмотр механизмов. Если Вы обнаружите на шейках волнообразные рытвины, которые вполне осязаются руками, то не избежать расточки коленвала и последующей установки ремонтных вкладышей соответствующего размера. Настоятельно рекомендуем приобретать вкладыши только по факту его расточки. Ведь большой износ может повлечь провести данную процедуру на один, а то и на два размера.

Как поставить вкладыши на коленвал – порядок действий?

По большей части случаев заменять вкладыши коленвала автолюбители отправляются на СТО. Но при сильном желании каждый из Вас, кто имеет навыки ремонта и неплохого обращения с инструментом, вполне справиться в данной ситуации с возложенной на него задачей. Для этого необходимо просто соблюдать последовательность следующих действий:

1. Самое первое и важное – это проверка зазора между коленвалом и его вкладышем. Для этого необходимо воспользоваться калиброванной проволокой из пластмассы, что расположена на соответствующей шейке. После крышку с вкладышем установите и затяните с нужным усилием, которое равно 51 Н·м (измерение данной величины можно произвести при помощи динамометрического ключа). После того как крышка снята, размер зазора будет равен степени сплющивания проволоки. Чтобы оценить данный параметр необходимо воспользоваться номинальным зазором, который соответствует каждой автомобильной марке. И если степень сплющивания проволоки говорит о том, что зазор более номинального, значит необходима установка ремонтного вкладыша.

2. После того как все зазоры были проверены, следует снять шатуны со всех шеек, демонтировать коленвал и расточить его. Шлифовка коленчатого вала производится на центростремителе, наличием которого, конечно, похвастает не каждый. Поэтому данную часть процедуры лучше сделать у мастера. После того как коленчатый вал расточили, можно заняться подбором ремонтных вкладышей. Тут снова Вам придёт на помощь микрометр и дальнейшая примерка ремонтных вкладышей коленвала.

3. Когда вкладыши окончательно подобраны, следует производить монтаж коленвала в обратном порядке. Когда элементы вставлены в свои посадочные места, закрутите крышки коренных подшипников.

4. Далее решаем вопрос установки вкладышей коленвала и шатунов на свои места. Для этого вкладыши просто смазываем моторным маслом и закручиваем их крышки. Так что, как Вы видите их установка занимает очень мало времени, в отличии от подготовительных работ и приготовлений.

Помните, что коленвал – одна из самых дорогих деталей каждого автомобиля. Кроме того он испытывает огромные нагрузки. А посему стоит принимать все возможные меры, дабы продлить его эксплуатационный период. И актуальным действием будет своевременная расточка коленчатого вала, которая сыграет основополагающую роль. После выполнения данной процедуры все шейки снова идеально гладкие и готовы к последующим «рабочим будням».

Важно! Автомобильный двигатель – агрегат достаточно сложный и специфичный. Многие автолюбители и умельцы полностью разбирают, ремонтируют и собирают его, можно сказать с закрытыми глазами. Но установка вкладышей коленвала требует дополнительных специальных навыков. Лучше доверить эту работу опытному мотористу. Нужно это во избежание недостаточного или избыточного натяга, что может привести к проворачиванию вкладышей.

Как правильно подобрать вкладыши коленвала?

Какой бы ни была причина разборки автомобильного двигателя и замены вкладышей коленвала, тут без его шлифовки не обойтись. Новые вкладыши монтируют либо на новый коленвал, либо уже на расточенный. Даже если повреждениям подвержена лишь одна шейка, то шлифовальную подгонку под неё обязаны пройти и все остальные.

При сборке мотора на конвейере производится установка стандартных вкладышей коленвала. Например, для моделей ВАЗ вкладыши выпускают в четырёх ремонтных вариациях. Следовательно, и растачивать коленвал можно будет не более четырёх раз. Двигателям, которые устанавливают на ГАЗ и Москвич доступны пятая и шестая расточки до 1,25 и 1,50 мм.
Размеры коленвальных вкладышей определяет только тот, кто производил расточку коленвала. В зависимости от глубины повреждений шеек, шлифовка может уйти на два размера вперёд. Вкладыши продаются комплектно для всех, как для коренных, так и для шатунных шеек.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как,
Facebook,
Вконтакте,
Instagram,
Pinterest,
Yandex Zen,
Twitter и
Telegram:
все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Почему проворачивает шатунные вкладыши или вкладыши коленвала

 24748 |


 24.04.2018

Вкладыши шатунов или коленвала являются подшипниками скольжения, на которые дополнительно подается моторное масло из системы смазки двигателя. Данное решение позволяет нагруженным деталям свободно и легко перемещаться, при этом достигается такое сопряжение нагруженных элементов, в котором отсутствуют зазоры и люфты. Под такими подшипниками скольжения следует понимать высокопрочный стальной лист особой формы, на который нанесено специальное антифрикционное покрытие.

Проворачивание шатунных вкладышей или вкладышей коленвала является серьезной неисправностью, которую необходимо устранять незамедлительно. Чаще всего водитель узнает о возникшей проблеме благодаря появлению отчетливого характерного шатунного стука или стука коленчатого вала двигателя.  Дальнейшая эксплуатация ДВС, в котором провернут вкладыш, крайне не рекомендуется, так как поломки данного рода причиняют значительный ущерб не только сопряженным деталям, но и другим узлам силового агрегата. Далее мы поговорим о том, что делать, если провернуло шатунный вкладыш, какой может быть причина и последствия в результате такой поломки.

Почему проворачивает вкладыши?

Вкладыши в двигателе установлены в специальные установочные места (постель вкладыша). Установка предполагает особую фиксацию, так как вкладыши имеют в своем теле отверстия, что позволяет подавать на них моторное масло. Указанные отверстия должны четко совпадать с отверстиями, которые высверлены в самих деталях для прохода смазки. Также фиксация вкладыша необходима с учетом того, что во время работы двигателя возникает трение по поверхностям сопряженных элементов.

С учетом вышеприведенной информации становится понятно, что если провернуло шатунный вкладыш, причина может заключаться в следующем:

• недостаточная фиксация вкладыша;
• сильное трение по поверхности вкладыша;

Как известно, трение возникает в результате скольжения двух тел по отношению друг к другу при наличии определенной нагрузки. Общая величина силы трения будет зависеть от величины нагрузки на трущуюся пару, а также от коэффициента трения. Для того чтобы снизить силу трения при изготовлении деталей применяются специальные антифрикционные материалы, которые имеют низкий коэффициент трения.

Что касается вкладыша, антифрикционный материал наносится на его поверхность. Коленвал по отношению к вкладышам совершает вращательное движение, в месте сопряжения вкладыша и коленчатого вала  возникает сила трения, которая стремится провернуть вкладыши по отношению к их установочным местам. Для защиты от проворачивания и смещения вкладыш удерживает специальный усик. Также при установке сами вкладыши вставляются с определенным натягом, величина которого рассчитана конструкторами того или иного ДВС.

Становится понятно, что избыточное трение или недостаточно надежная фиксация (слабый натяг), являются основными причинами, по которым не удается удержать вкладыш на его посадочном месте. Отметим, что во время изготовления двигателя на заводе недостаточный натяг вкладышей при сборке ДВС встречается крайне редко. Чаще проблемы с коренными или шатунными вкладышами появляются после того, как двигатель ремонтировался. Другими словами, неправильный подбор ремонтных вкладышей и другие дефекты, которые не позволяют добиться необходимого натяга, приводят к проворачиванию. Так как на КШМ воздействуют неравномерные нагрузки, вкладыши с ослабленной посадкой начинают вибрировать, масляная пленка на их поверхности разрушается, вкладыш может «прихватить». В такой ситуации проворачивание неизбежно, так как фиксирующий усик попросту не способен противостоять моменту проворачивания на самом вкладыше.

Как уже было сказано, еще одной причиной проворачивания вкладышей двигателя является превышенный момент трения, то есть нарушаются расчетные условия работы самих подшипников скольжения. Нормальная работа вкладышей предполагает так называемое жидкостное трение, то есть поверхность вкладыша и шейку коленчатого вала разделяет масляная пленка. Это позволяет избежать прямого контакта нагруженных деталей, обеспечивает необходимую смазку и охлаждение, минимизирует трение.

Вполне очевидно, что если масляная пленка будет иметь недостаточную толщину или прорвется, коэффициент трения начнет увеличиваться. Работа сопряженных деталей, которые испытывают постоянную нагрузку, в подобных условиях будет означать, что проворачивающий момент увеличился. Если проще, чем больше сила трения, тем сильнее возрастают риски проворачивания вкладышей коленвала при таких увеличенных нагрузках.

Рост нагрузок в паре вкладыш-коленвал приводит к уменьшению толщины масляной пленки или к полному разрыву (сухое трение). Параллельно увеличению силы трения происходит усиленное выделение тепла, в области трения возникают локальные перегревы. При повышении нагрева нарушается температурная стабильность масла, толщина масляной пленки еще больше снижается, вкладыш может прихватывать к поверхности шейки коленчатого вала.

Также следует добавить, что толщина масляной пленки между сопряженными деталями напрямую зависит от того, с какой скоростью указанные детали перемещаются относительно друг друга (гидродинамическое трение). Чем быстрее детали двигаются, тем интенсивнее масло попадает в зазор, который присутствует между трущимися элементами. Получается, создается более толстый масляный клин-пленка по сравнению с такой же пленкой на меньшей скорости движения сопряженных деталей. При этом необходимо учитывать тот факт, что увеличение скорости движения деталей увеличивает и силу трения, а также растет нагрев от такого трения. Это значит, что температура моторного масла начинает повышаться, смазка разжижается, толщина пленки становится меньше.

Еще на силу трения оказывает влияние то, с какой точностью изготовлены поверхности сопряженных деталей, от степени шероховатости указанных поверхностей и т.д. Если, например, поверхность вкладыша или шейки окажется неровной, тогда возникнут зоны, в которых возникнет практически сухое трение или детали будут контактировать в условиях недостаточной толщины масляной пленки.  Параллельно такие зоны сухого трения могут возникать и в тех случаях, когда в моторном масле присутствуют механические частицы, то есть масло загрязнено.

По указанным причинам после сборки нового ДВС или капитального ремонта двигателя силовой агрегат должен пройти процесс обкатки, который предполагает умеренные нагрузки и частую смену моторного масла. Дело в том, что нагруженные пары должны приработаться друг к другу, так как притирка постепенно нивелирует возможные имеющиеся микродефекты, которые оказывают влияние на эффективность образования и последующую стабильность образованной масляной пленки.

Добавим, что определенное влияние оказывает и вязкость масла в двигателе. Более вязкие масла вызывают увеличенный момент трения в нагруженных парах. Параллельно с этим толщина пленки вязкого масла также больше в месте сопряжения деталей. Однако это не значит, что нагруженные детали будут защищены от повышенного или сухого трения. Дело в том, что вязкая смазка может просто не доходить до места трения в необходимом количестве, что приводит, в свою очередь, к уменьшению толщины пленки или даже ее разрыву.

По указанной причине не так просто дать ответ, какое масло лучше применительно к вкладышам и их проворачиванию с учетом только одного показателя вязкости. Не следует забывать о том, что важнейшей характеристикой является также смазывающая способность масла, то есть свойство смазки сцепляться с металлическими поверхностями. Следует учитывать и стабильность пленки того или иного масла в условиях различных нагрузок и температур.

Последствия проворота вкладышей

Начнем с того, что проворачивание шатунных вкладышей двигателя при своевременном определении поломки является менее серьезной проблемой по сравнению с проворачиванием коренных вкладышей коленвала. Если же проблему выявили поздно, тогда последствия для ДВС могут быть разными. Бывает так, что после проворачивания шатунного вкладыша двигателю может понадобиться дорогостоящий капитальный ремонт.

Распространена и такая ситуация, когда провернутый  шатунный вкладыш попросту меняют на новый и двигатель работает дальше. Отметим, что делать так не рекомендуется по причине того, что ресурс отремонтированной таким образом сопряженной пары шатун-шейка коленвала может быть сильно сокращен (на 60-70%). Более приемлемым вариантом принято считать подход, когда меняется шатун, в котором провернуло вкладыш. Также шатун часто подлежит замене и по причине того, что в результате проворачивания вкладыша ломается замок шатуна. Оптимальным же способом ремонта принято считать расточку коленвала и замену вкладышей/шатунов.

Шлифовка коленвала после проворачивания вкладыша обычно является необходимой операцией, так как на шейке появляются задиры. После разборки двигателя коленчатый вал необходимо промерять, после чего осуществляется его расточка с учетом последующей установки новых вкладышей ремонтного размера. Только так удается добиться необходимого состояния поверхностей и правильного натяга вкладыша после установки.

Что в итоге

С учетом приведенной выше информации можно сделать вывод о том, что появление стука в двигателе является поводом для немедленного прекращения эксплуатации ТС. Также следует учитывать, что на состояние вкладышей сильно влияет и температурный режим работы силового агрегата. Другими словами, перегрев двигателя может привести к проворачиванию шатунных или коренных вкладышей, заклиниванию мотора и т.д. В таком случае двигатель может полностью прийти в негодность, так как разбивается постель коленвала, выходит из строя сам коленчатый вал, блок цилиндров и т.д.

Что касается моторного масла, необходимо использовать только те ГСМ, которые соответствуют всем требованиям и необходимым допускам завода-изготовителя силового агрегата. Также масло и масляный фильтр необходимо своевременно менять, не допускать попадания грязи и механических частиц в смазку. Повышенного внимания заслуживает и сама система смазки, так как снижение производительности или неисправности могут привести к масляному голоданию, в результате чего существенно повышается риск проворачивания вкладышей.

Напоследок добавим, что бензиновый двигатель нуждается в прогреве после холодного запуска, затем ездить необходимо без нагрузок до момента выхода силовой установки на рабочие температуры. В случае с дизелем мотор прогревается в движении, до полного прогрева не рекомендуется резко нагружать агрегат. Также следует помнить, что как новый двигатель, так и мотор после ремонта нуждается в обкатке, так как нагруженные пары и сопряженные элементы нуждаются в притирке.

вкладыши коленвала

Вкладыши коленвала коренные и шатунные являются важнейшими деталями любого двигателя, несмотря на свои небольшие размеры. В этой статье, больше рассчитанной на новичков, будет подробно описано об этих деталях, о их установке, зазорах, стуках, о том, когда их следует менять и многое другое.

Вообще долговечность подшипников скольжения, именуемых вкладышами, как коренных, так и шатунных, очень сильно зависит от состояния и зазоров между вкладышами и сопрягаемыми с ними деталями, а именно коренных и шатунных шеек коленчатого вала. О правильных (допустимых) рабочих зазорах вкладышей и шеек коленвала мы поговорим чуть позже, а сначала рассмотрим что из себя представляют такие детали, как вкладыши коренные и шатунные и какую роль они играют.

Не для кого не секрет, что двигатель внутреннего сгорания работает от горения топлива в камерах сгорания и расширения появляющихся в процессе горения газов, которые под высоким давлением толкают поршни двигателя, а те в свою очередь с большой силой толкают шатуны.

Ну а шатуны своими нижними отверстиями (нижними головками) упираются и толкают с огромной силой шейки коленчатого вала, имеющего форму кривошипа и коленчатый вал при этом преобразует возвратно-поступательное движение поршней и шатунов во вращательное движение маховик, который через трансмиссию передает вращение на ведущие колёса автомобиля (мотоцикла и т.д). Нетрудно догадаться, что при этом между отверстиями в нижних головках шатунов и шейками коленвала возникают огромные нагрузки и трение.

И именно вкладыши коренные и шатунные, являющиеся подшипниками скольжения шатунов и шеек, установлены между отверстиями в головках шатунов и шейками коленвала и они обязаны снизить трение и выдержать огромные нагрузки между шатуном и шейкой коленчатого вала.

Чтобы снизить трение, (кроме подачи моторного масла под давлением с помощью системы смазки) вкладыши современных двигателей имеют антифрикционное покрытие и к тому же изготовлены из пластичных сплавов (чаще алюминиевых), чтобы противостоять большим нагрузкам и при этом не разрушиться.

К тому же пластичный и антифрикционный материал вкладышей не позволяет быстро износиться шейкам коленчатого вала. Вкладыши постепенно изнашиваясь сами, не дают быстро износиться шейкам коленчатого вала, ведь вкладыши мягче самих поверхностей шеек. Конечно же при работе двигателя на поверхностях шеек коленвала не даёт образоваться задирам, прихватам (или вообще разрушиться) создаваемая системой смазки масляная плёнка, но и сам качественный материал вкладышей тоже имеет огромное значение.

Вкладыши бывают коренными и шатунными.

Коренные вкладыши  — место их установки в блоке мотора в специальных местах (постелях), и места установки и трения их с коренными шейками коленвала на чтырёхцилиндровых двигателях имеются в пяти местах (опорах) в нижней части блока двигателя.

Коренные вкладыши коленвала как правило имеют канавки и отверстия для лучшего подвода смазки (см. фото) и по сути они являются опорами для коленчатого вала при укладке его в блок двигателя ну и разумеется являются опорами и подшипниками скольжения коленвала при вращении коленвала в блоке мотора.

И конечно же коренные вкладыши являются подшипниками скольжения для коренных шеек коленчатого вала. Вообще на коренных вкладышах держится и вращается весь коленчатый вал двигателя и от этого вполне понятна важность этих деталей и их технического состояния.

Шатунные вкладыши место их расположения понятно из названия и конечно же устанавливаются они в нижние головки шатунов, а шатуны в свою очередь крепятся через шатунные вкладыши на шатунных шейках коленвала.

Шатунные вкладыши как правило имеют более простое устройство и  являются опорами и подшипниками скольжения для нижних головок шатунов и шатунных шеек коленвала. Через шатунные вкладыши передаются большие нагрузки от шатунов (их нижних головок) на шатунные шейки коленчатого вала. И естественно важность этих деталей вполне понятна.

Разумеется после определённого пробега двигателя, даже при самом качественном моторном масле и исправной системе смазки, как коренные так и шатунные вкладыши постепенно изнашиваются и их следует менять ( о замене чуть позже). Об износе вкладышей как правило водителя оповещают стуки и потеря давления масла.

Стуки шатунных и коренных изношенных вкладышей отличаются по звуку и опытный водитель или механик легко может определить какой из вкладышей застучал.

Стук коренных вкладышей обычно металлический, глухого тона. Легко обнаруживается когда мотор работает на холостых оборотах при резкой подаче газа (резком увеличении оборотов коленвала). И частота стуков увеличивается при повышении оборотов коленвала.

Стук шатунных вкладышей резче стука коренных и он так же хорошо прослушивается на холостых оборотах двигателя при резкой подаче газа и резком увеличении оборотов коленвала. А вкладыши какого шатуна изношены и стучат, легко определить отключая по очереди свечи зажигания или форсунки дизельного двигателя (если при отключении какого то цилиндра стук пропадёт, значит именно в этом цилиндре и изношены шатунные вкладыши).

Что касается падения давления масла, то это происходит не только от износа вкладышей, но и по другим причинам, например от износа масляного насоса, или от износа постелей распредвала, ну или от износа сопряжения редукционного клапана.

Поэтому прежде чем менять вкладыши, сначала следует убедиться в точной причине падения давления, возможно причиной падения давления масла являются не вкладыши коренные и шатунные (особенно если они работают без шумов и стуков).

Замена вкладышей коленвала ремонтными.

Как было сказано выше, с ростом общего пробега двигателя, вкладыши постепенно изнашиваются, зазоры между ними и шейками коленвала увеличиваются, появляются шумы (стуки), давление масла падает и требуется замена изношенных вкладышей на новые. Кроме вкладышей постепенно изнашиваются и шейки коленвала, при этом требуется шлифовка коленвала и требуются уже ремонтные вкладыши, которые имеют бóльшую на 0,25 мм толщину.

Обо всём этом (а также о замерах и подборе ремонтных вкладышей, шлифовке шеек и другие нюансы) я уже очень подробно написал в статье «Шлифовка коленвала» вот здесь. Но и в этой статье следует описать основные важные моменты, касающиеся вкладышей коленвала, как коренных, так и шатунных.

Для начала следует сказать, что ремонтные вкладыши для большинства автомобилей и мотоциклов выпускают с увеличенной на 0,25 мм толщиной (0,25; 0,5; 0,75; и 1 мм) и это позволяет для большинства двигателей сделать четыре ремонта. Однако в некоторых случаях, например когда после халатной эксплуатации двигателя появляются прихваты, задиры, глубокие царапины на шейках коленвала, после устранения этих дефектов с помощью шлифовки шеек, иногда приходиться перескакивать через ремонтный размер.

То есть после более глубокой шлифовки шеек коленвала (чтобы избавиться от дефектов на шейках) приходится устанавливать ремонтные вкладыши которые толще не на о,25 мм, а уже на 0,5 мм.

Или бывает наоборот, что при небольшом пробеге мотора и профилактическом ремонте двигателя (например замене поршневых колец) кто то решает заменить и вкладыши, и при нормальном состоянии шеек коленвала, вкладыши заменяют не ремонтными, а всего лишь новыми стандартного размера.

Все эти нюансы и какого размера вкладыши коленвала установить, следует определить замерами шеек кленвала и замерами рабочего зазора между вкладышами и шейками коленвала. Вообще рабочий зазор (который имеет определённые допустимые значения, которых следует придерживаться) и является главной отправной точкой при решении, что делать с двигателем (точнее с коленвалом и вкладышами) при ремонте.

Поэтому после разборки двигателя, первым делом следует осмотреть шейки коленвала и произвести их замеры , а также замеры рабочего зазора между вкладышами и шейками коленвала. Но сначала, при осмотре шеек, убеждаемся в отсутствии на них царапин, рисок, следов прихватов.

Далее следует с помощью микрометра замерить диаметр шеек в двух диаметрально противоположных плоскостях, чтобы выявить овальность шейки и если имеется овальность превышающая допуск, то необходимо обязательно устранить её с помощью шлифовки шеек (о допусках овальности шеек я напишу чуть ниже).

Овальность коренных шеек коленвала можно легко выявить не только с помощью микрометра, но и с помощью индикатора часового типа, при этом уложив коленвал на две призмы (см. фото) и прокручивая его рукой.

Вообще две призмы и индикатор часового типа позволяют полностью проверить коленвал на биение, допуски которого показаны на рисунке слева и которое не должны превышать:

• коренных шеек и посадочной поверхности коленвала под ведущую шестерню масляного насоса — не более 0,03 мм.
• посадочная поверхность на коленвале под маховик — не более 0,4 мм.
• посадочная поверхность коленвала под шкивы и поверхности трения кромок сальников коленвала — не более 0,05 мм.

Все вышеописанные допуски поаказны на рисунке 1.

Ещё (как было сказано выше) необходимо с помощью микрометра измерить диаметры шеек коленвала, как коренных, так и шатунных. И если при замерах выяснится, что износ шеек более чем 0,03 мм (стандартный размер новых шеек ищите в мануале вашего двигателя), а также если на шейках имеются задиры, риски, царапины, то шейки обязательно следует шлифовать до ближайшего ремонтного размера.

Также замеряем микрометром шейки в диаметрально противоположных местах и если при замерах выяснится, что овальность шеек превышает допуск в 0,03 мм, то необходимо избавиться от овальности шеек с помощью их шлифовки до ближайшего ремонтного размера.

Овальность и конусность шатунных и коренных шеек коленвала после их шлифовки не должна превышать 0,005 мм. А смещение осей шатунных шеек от плоскости, проходящей через оси шатунных и коренных шеек, после шлифовки должно быть в пределах ±0,35 мм. — имейте это в виду, забирая свой коленчатый вал из шлифовальной мастерской.

Для проверки выше описанных допусков на грамотную шлифовку, опять же устанавливаем коленчатый вал крайними коренными шейками на две призмы и выставляем коленвал так, чтобы ось шатунной шейки первого цилиндра была в горизонтальной плоскости, проходящей через оси коренных шеек. После этого индикатором часового типа проверяем смещение в вертикальном направлении шатунных шеек второго, третьего и четвёртого цилиндров относительно шатунной шейки первого цилиндра двигателя.

Основные размеры для ремонтной шлифовки коленвала ВАЗ 2108-09

После шлифовки шеек коленчатого вала до ближайшего ремонтного размера, можно устанавливать новые ремонтные вкладыши коленвала.  Для большинства двигателей изготавливают сталеалюминиевые тонкостенные вкладыши. И как правило верхние вкладыши (для отечественных переднеприводных вазовских машин) первой, второй четвёртой и пятой опор имеют канавку на внутренней поверхности, а нижние вкладыши не имеют канавок. А верхние и нижние вкладыши третьей опоры не имеют канавки. Ну и все шатунные вкладыши (как верхние, так и нижние)  не имеют канавок.

Следует помнить, что на вкладышах коленвала нельзя производить никаких подгоночных работ. А если ваши бэушные вкладыши имеют задиры, риски, или отслоения антифрикционного слоя, то разумеется такие вкладыши следует заменить новыми.

Рабочий зазор между вкладышами и шейками коленвала можно проверить расчётом после промерки деталей микрометром. Но гораздо легче проверить зазор с помощью специально предназначенной для этого пластиковой калиброванной проволоки (наподобие рыболовной лески).

Купив проволоку и сняв крышки подшипников скольжения, перед проверкой тщательно очищаем рабочие поверхности вкладышей и шеек коленвала и укладываем кусочек проволоки между проверяемой шейкой и вкладышем.  Далее устанавливаем шатун с крышкой или крышку коренного подшипника скольжения (зависит от того, зазор какой шейки вы проверяете) и затем остаётся затянуть гайки илиболты крепления крышек подшипников.

Гайки шатунных болтов следует затянуть с моментом 51 Н•м (5,2 кгс•м). Ну а болты крышек коренных подшипников следует затянуть с моментом 80,4Н•м (8,2кгс•м). Это данные требуемого момента затяжки для вазовских переднеприводных машин, а для двигателей иномарок и других машин следует уточнить данные в мануале конкретного (вашего) двигателя.

После затяжки вышеописанным моментом, крышка опять снимается, сплющенная проволока изымается и с помощью специальной шкалы, показанной на фото 3 слева (шкала имеется в комплекте с проволокой) проверяется рабочий зазор между вкладышем и шейкой коленвала.

Для большинства двигателей с объёмом не более 1,5 литра номинальный расчётный рабочий зазор должен быть в пределах 0,02 — 0,07 мм для шатунных шеек, и 0,026 — 0,073 мм для коренных шеек коленвала. Однако эти данные советую уточнить в мануале конкретного (вашего) двигателя.

Если зазор меньше предельно допустимого 0,1 мм для шатунных и 0,15 мм для коренных шеек, то можно снова использовать эти вкладыши. Если же замеренный с помощью проволоки рабочий зазор больше предельно допустимого, то вкладыши на этих шейках можно установить стандартные новые. Однако если зазор больше предельно допустимого, то советую промерить на износ шейки, возможно их пора шлифовать. Вообще шейки по любому сперва следует проверить на износ и овальность.

Если же шейки коленвала изношены (допуски были описаны выше) то их следует шлифовать до ближайшего ремонтного размера и вкладыши соответственно устанавливаются новые ремонтные, увеличенной толщины.

Разумеется перед снятием шатунов и крышек (как шатунных, так и коренных), вы пометили где какая деталь стояла и теперь остаётся установить все детали на свои места, но уже с новыми вкладышами (старые изношенные вкладыши разумеется вытащены).

Следует помнить, что шатуны на автомобильных заводах обрабатываются вместе с зажатой крвшкой и поэтому нельзя менять местами крышки и шатуны, а также не рекомендуется менять и крышки коренных подшипников (они тоже обрабатываются совместно с блоком). Поэтому перед разборкой помечаем все детали маркером или чертилкой и при сборке устанавливаем строго на свои места.

вкладыши коленвала — места установки замка

Ещё следует обратить внимание, что в посадочных местах имеются выемки — так называемые замки (они указаны жёлтыми стрелками на фото слева). Эти выемки служат для укладки замков вкладышей и позволяют не ошибиться при сборке и также не допускают проворота вкладышей.

При установке все шейки коленвала и новые вкладыши смазываем новым моторным маслом и устанавливаем на свои места. Ну и останется затянуть все крышки подшипников с требуемым моментом, с помощью динамометрического ключа и можно устанавливать на место другие детали двигателя (о разборке и сборке двигателя я уже писал, например вот тут).

Ну а замену вкладышей наглядно можно посмотреть в видеоролике ниже, на примере автомобиля Форд Транзит.

Надеюсь эта статья о вкладышах коленвала будет полезна начинающим водителям и ремонтникам, а если кому то что-то непонятно, то задавайте вопросы в комментариях, успехов всем.

Вкладыши коленвала: неисправности и подбор новых деталей

Одним из важнейших элементов привычного нам ДВС является коленвал. За счет него энергию от сгорания топлива можно передать смежным элементам и обеспечить вращение колес. Ключевой момент здесь: вал вращается. На первый взгляд ничего особенного, но любой инженер подтвердит, что работа с вращающимися элементами требует особого подхода. Ведь необходимо обеспечить вращение для вибраций, а также нагрева, обусловленного действием сил трения. В этом очень помогают вкладыши коленвала, представляющие собой полукольца с т.н. антифрикционным покрытием. На первый взгляд, очень простая вещь, однако грамотному автолюбителя нужно знать об этих элементах коленвала все. Об устройстве вкладышей, их неисправностях, а также методике замены вы узнаете из материала Avto.pro.

Подробнее о детали

Вкладыши по своей сути – это подшипники скольжения, в которых нуждаются шатуны, вращающие коленвал, и отдельные части самого вала. Вращение обеспечивает сгорающая в цилиндрах двигателя смесь воздуха и топлива. Разумеется, двигатель работает при больших нагрузках и стремится как можно сильнее раскрутить коленчатый вал. Проблема возможного трения деталей здесь стоит особенно остро, причем возникновение т.н. сухого (безмасляного) трения может вывести двигатель из строя очень быстро. Решение простое: обеспечить постоянное наличие тонкой масляной пленки. Выходит, что вкладыши коленчатых валов представляют собой лишь своеобразную защиту, которая поддерживает масляную пленку в местах трения. В идеале из строя по адекватным причинам вкладыши должны выходить. Сразу отметим, что вкладыши коленвала бывают следующие:

• Коренные. Такие вкладыши располагают между самим валом и теми местами, в которых он проходит через корпус двигателя;
• Шатунные. Их устанавливают между шатунами и шейками автомобильного коленвала.

Как уже было указано выше, вкладыши коленвала не похожи на классические роликовые или шариковые подшипники – они выглядят как обычные полукольца. Дело в том, что обычные подшипники не выдержат нагрузок, которые выдает силовой агрегат автомобиля. Лишь в некоторых маломощных моторах установлены подшипники качения, тем временем как наиболее распространенными являются именно подшипники скольжения. Резюмируя, назначение вкладышей коленчатого вала в следующем:

• Обеспечить нормальную передачу сил и моментов, которые возникают при работе силового агрегата;
• Минимизация сил трения, которые возникают в местах контакта коленвала, опор блока цилиндров, а также шатунов;
• Центровка деталей, правильное позиционирование;
• Распределение масла.

Здесь стоит отметить, что со временем геометрия вкладышей меняется. Сильно изношенные детали необходимо менять, но в качестве замены не всегда подходят оригинальные вкладыши, установленные еще на заводе автоконцерна. Рекомендуется установка вкладышей ремонтных размеров, толщина которых больше. Если на старый двигатель установить не ремонтные вкладыши, зазор между деталями будет слишком большим, что может вылиться к появлению стуков и интенсивному износу коленчатого вала.

Как устроены вкладыши коленвала

Конструкция современных подшипников скольжения коленчатого вала составная. Она включает в себя пару металлических полуколец, которые охватывают шейку коленчатого вала и снизу, и сверху. Сами полукольца при этом плоские – иначе бы не удалось создать достаточно небольшой зазор между вкладышем и валом. Кроме того, во вкладышах предусмотрены такие элементы:

• Одно или два отверстия, через которые масло может двигаться к масляному каналу;
• Продольная канавка, если это коренной вкладыш (нижний) или же верхний шатунный;
• Боковые стенки, если вкладыш упорный;
• Фиксирующий замок, выполненный в виде пазов под штифтовое крепление или в виде шипов.

Сами вкладыши при этом бывают биметаллические или же триметаллические. Самыми простыми и распространенными являются именно биметаллические вкладыши, основой которых является полосы 0,9 – 4,0 миллиметра толщиной из стали и с антифрикционным покрытием, толщина которого составляет 0,25 – 0,40 миллиметра. Как правило, такое покрытие выполнено из мягкого сплава меди, свинца и олова. Реже встречается сплав из меди, алюминия и олова, а также свинца, алюминия, олова и кремния. Как правило, медь и алюминий составляют 75% сплава.

Менее распространенные триметаллические вкладыши коленвала имеют специальный покровный слой очень малой толщины. Он призван защитить вкладыш от коррозии и быстрого износа. Состав сплава почти аналогичен составу для антифрикционного слоя, вот только в нем содержится очень много свинца и довольно мало меди. Кроме того, самые продвинутые и дорогостоящие вкладыши могут иметь дополнительные защитные слои – один с внутренней, а второй с наружной стороны. В составе защитных слоев может встречаться олово и никель. Сразу отметим, что подшипники скольжения имеют иногда имеют весьма занятные исполнения, так как автоконцерны могут создавать вкладыши по-своему, не руководствуясь единым стандартом.

Причины и признаки неисправности

Вкладыши могут выходить из строя по ряду причин. Разумеется, эксплуатационный ресурс вкладышей очень большой, так что автолюбители не так часто сталкиваются с необходимостью их замены. Но если поломка все же случилась, действовать нужно незамедлительно. Рекомендуется сразу обратиться на СТО, где двигатель сможет осмотреть специалист. Однако продлить эксплуатационный ресурс вкладышей автолюбитель может. Вот по каким причинам данные детали могут выходить из строя:

1. Попадание инородных тел;
2. Усталость металла;
3. Износ вследствие проникновения олова;
4. Коррозия поверхности;
5. Грязевая эрозия;
6. Недостаточное смазывание;
7. Эрозия из-за кавитации;
8. Несоостность.

Как видите, причин выхода из строя довольно много. Давайте рассматривать их по порядку. Касательно первой причины: если на рабочую поверхность вкладыша попадают инородные тела или же грязь, дальнейший износ вкладыша происходит ускоренно. Строго рекомендована очистка системы и замена подшипников, если они имеют критический износ. Касательно второй: усталость может быть вызвана как длительной эксплуатацией, так и чрезмерной нагрузкой на деталь. Стоит опасаться как установки низкокачественных вкладышей, так и недогорания топлива в камерах и неправильного тюнинга мотора. Кроме того, имеет смысл проверить форму шейки вала. Касательно третьей: если вкладыш перемещается на своем посадочном месте, в местах, где слой олова значителен, он может изнашиваться намного сильнее. Здесь рекомендован осмотр, очистные работы и корректировка. Касательно четвертой причины: ускоренный износ детали и появление на ней следов коррозии зачастую связано с применением низкокачественного моторного масла. При этом особняком стоит выход вкладышей из строя вследствие грязевой эрозии (пятый пункт списка). На вид все просто: из-за скопления грязи на вкладышах, а в иных случаях и в области вокруг масляных отверстий, детали изнашиваются быстрее. На деле же причин, по которым в системе появляется так много грязи, несколько. Рекомендована замена масла, а также масляных и воздушных фильтров.

Одной из самых частых причин, по которой любые вкладыши приходится менять чаще обычного, кроется в невысоком качестве смазывания (шестой пункт списка). Вследствие возникновения сухого трения вкладыши могут изнашиваться очень сильно. Рекомендуется проверить систему смазывания агрегата, а также убедиться в опор вкладышей и общей целостности вала. Касательно седьмой причины: проверьте, нет ли в моторном масле примесей антифриза от утечки. Также имеет смысл убедиться в правильности зазоров вкладышей. В иных случаях эрозия из-за кавитация может быть вызвана частой детонацией топлива и слишком большой скоростью тока моторного масла в системе. Сам вкладыш при этом будет иметь хорошо заметные точки вымывания. И, наконец, что касается восьмой причины: если вкладыш сильно изнашивается ближе к кромке, нужно проверить правильность расположения осей вкладышей и шейки.

Выявить поломку вкладыша зачастую удается лишь в самый последний момент. Именно по этой причине производители автомобилей рекомендуют периодически проводить диагностику двигателя, менять вкладыши, опционально производить шлифовку шеек коленчатого вала. Если вы слышите глухой металлический стук в районе двигателя, критически высока вероятность того, что его источником является вал с изношенными вкладышами. Как показала практика, стук шатунных вкладышей имеет высокую резкость и очень хорошо прослушивается, если вы удерживаете холостые обороты и затем резко подгазовываете.

Немного о подборе вкладышей

Самостоятельный подбор вкладышей – довольно рисковое дело, так как вероятность выбрать деталь, которая не вполне подходит к коленвалу вашего автомобиля, будет сложно. Дело в том, что потенциальному покупателю важно учитывать не только совместимость запчасти с автомобилем, но еще и состояние некоторых его узлов. В данном случае речь идет об коленчатом вале, который еще и придется отшлифовать. Так что без обращения к эксперту, который разберет двигатель и проведет диагностику, зачастую не обойтись. Вполне вероятно, что придется устанавливать ремонтные вкладыши большой толщины. Такие детали можно искать по следующим параметрам:

• Данные автомобиля;
• VIN-код;
• Код подходящего вкладыша.

Проще всего вести поиски в каталогах интернет-магазинов. Там автолюбитель сможет, к примеру, найти оригинальные вкладыши и, отталкиваясь от них, подобрать ремонтные. Если старые вкладыши просто износились по причине длительной эксплуатации и значительных нагрузок, есть вероятность того, что дефектовка коленчатого вала не потребуется. Из этого следует, что подходящие вкладыши будет подобрать несколько проще.

Если вы хотите выполнить как можно более значительный объем работ самостоятельно, то для начала вам придется определить показатель зазора. Для этого нужен динамометрический ключ и специальная калибровочная проволока. Если зазор большой, это говорит о необходимости расточки вала и дальнейшей установки ремонтных вкладышей. Работу с валом можно доверить исключительно профессионалам. Размер подходящих вкладышей можно определить микрометром. В технических руководствах тоже можно найти полезную для поиска вкладышей информацию.

Вывод

Вкладыши коленчатого вала – простые и, на первый взгляд, невероятно живучие элементы современных двигателей. Практика успела показать, что с необходимостью замены вкладышей за весь период пользования автомобилем приходится сталкиваться один-два раза. Но не стоит думать, что это именно та деталь, которая не должна ломаться. Напротив, вкладыши иногда называют защитными элементами коленчатого вала, так как они одними из первых принимают на себя удар. Если вы столкнулись с необходимостью замены вкладышей, ни в коем случае не медлите. Обратитесь к специалисту по двигателям и доверьте все ему, или же попытайтесь сделать часть работы самостоятельно.

Технология изготовления вкладышей

Вкладыши ДЗВ – надежность, долговечность, прочность

Вкладыш подшипника скольжения является критической деталью двигателя внутреннего сгорания т.е. функционирование двигателя напрямую связано с качеством вкладыша, а отказ в его работе неминуемо приводит к аварийной остановке и дорогостоящему ремонту.

Чаще всего преждевременный выход из строя подшипников скольжения связан с особенностями материалов, из которых он изготовлен. Вкладыши, произведенные разными компаниями-изготовителями, могут внешне выглядеть одинаковыми и иметь размеры, соответствующие чертежу. Однако уровень надежности их работы в двигателе в значительной мере зависит от типа и параметров микроструктуры материалов, из которых они изготовлены.

С середины 70-х годов прошлого века, т.е. в течение почти сорока лет Димитровградский завод производит вкладыши подшипников скольжения для тяжелонагруженных двигателей внутреннего сгорания.

За это время за продукцией завода закрепилась прочная репутация высокого качества и надежности. Такой результат стал возможен только благодаря сочетанию совершенной сиcтемы обеспечения качества с высоким технологическим уровнем производства.

Триметаллические вкладыши ДЗВ производятся по технологии, используемой только ведущими мировыми производителями подшипников скольжения. Ни один другой завод на территории СНГ не обладает подобной технологией.

В чем же преимущество технологии ДЗВ перед другими известными технологиями?

Прежде всего в процессах производства материалов, формирующих триметаллическую структуры вкладыша.

Для того, чтобы разобраться в этих преимуществах, необходимо понять, каковы основные характеристики материала вкладыша, необходимые для его надежной работы.

1.Характеристики материалов подшипников скольжения

Преимущества и недостатки различных подшипниковых материалов проявляются в их влиянии на основные эксплуатационные свойства вкладышей:

• Усталостная прочность — максимальная величина циклической нагрузки, при которой вкладыш может работать неограниченное время без образования трещин усталостного разрушения.

В двигателях внутреннего сгорания энергия горящего топлива превращается в возвратно-поступательное движение поршня, который посредством шатуна вращает коленчатый вал. Работа двигателя происходит циклически: впуск-сжатие-рабочий ход-выпуск. За один цикл (два полных оборота вала ) давление в цилиндре повышается до пикового значения в начальный период рабочего хода и затем падает до уровня, близкого к атмосферному при выпуске.

В соответствии с изменениями давления меняется и нагрузка на подшипники, передаваемая шатуном. Таким образом, материал вкладыша функционирует в условиях циклического (переменного) нагружения.

Известно, что металлы в условиях переменной нагрузки разрушаются при напряжениях, существенно меньших их статического предела прочности. Это явление называется усталостью материала.

Усталостное разрушение рабочего слоя вкладыша – одна из основных причин отказа подшипников. Микроструктура материала, наличие дефектов (пор, микро-трещин) и внутренних напряжения решающим образом влияют на величину его усталостной прочности.

• Износостойкость – способность материала подшипника сопротивляться износу т.е.изменению размеров, формы и массы вследствие трения.

В двигателях внутреннего сгорания подшипники скольжения работают преимущественно в гидродинамическом режиме, при котором поверхности вкладыша и шейки вала разделены масляной пленкой. Масляный слой предотвращает прямой металлический контакт и также способствует более равномерному распределению нагрузки по рабочей поверхность вкладыша.

Однако полностью избежать металлического контакта невозможно. Особенно это касается тяжело нагруженных двигателей, в которых толщина масляной пленки может быть меньше уровня шероховатости трущихся поверхностей. Другой причиной прямого контакта может стать непараллельность поверхностей, вызванная дефектами шлифовки вала или несоосностью.

Износ рабочей поверхности вкладыша может быть также результатом абразивного воздействия чужеродных частиц в масле.

• Анти-фрикционные свойства характеризуют способность материала снижать эффект трения с валом: уменьшать коэффициент трения, сопротивляться схватыванию с материалом вала (задиру), быстро прирабатываться и быть способным поглощать чужеродные включения, находящиеся в масле.

Свинец, будучи очень мягким и пластичным металлом, наилучшим образом сочетает все анти-фрикционные свойства. Именно поэтому анти-фрикционные покрытия три-металлических вкладышей делаются из свинцовистых сплавов.

Итак, материалы вкладыша подшипника скольжения должны обладать высокой усталостной прочностью и износостойкостью. В то же время его поверхность должна быть мягкой для обеспечения необходимого уровня анти-фрикционных свойств.

2.Триметаллический вкладыш

Наилучшим сочетанием всех требуемых характеристик подшипникового материала обладает триметаллический вкладыш на основе свинцовистой бронзы.

Конструкция триметаллического вкладыша представлена на рис.1.

Рис.1 Триметаллический вкладыш

• Стальное основание обеспечивает жесткость, натяг и плотное прилегание вкладыша к поверхности постели, сохраняющиеся при повышенных температурах и под воздействием радиальных и тангенциальных сил.

• Промежуточный слой служит подложкой для анти-фрикционного покрытия. Промежуточный слой, как правило, изготавливается из свинцовистой бронзы и должен обладать анти-фрикционными свойствами, необходимыми для предотвращения задира в местах локального износа анти-фрикционного покрытия. В то же время промежуточный слой должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать циклические нагрузки без риска образования усталостных трещин. Свинец, благодаря своим высоким анти-фрикционным свойствам, является неотъемлемым компонентом бронз, используемых для формирования промежуточного слоя. Содержание свинца в бронзе может доходить до 25%.

• Никелевый подслой толщиной 1-2 микрона наносится на поверхность промежуточного слоя непосредственно перед нанесением анти-фрикционного покрытия. Подслой никеля служит барьером, предотвращающим диффузию олова из материала покрытия в бронзу промежуточного слоя. В отсутствии никелевого диффузионного барьера содержание олова в свинцовистом сплаве покрытия постепенно уменьшится, что может привести к снижению его коррозионной стойкости. Кроме того, никелевый подслой предотвращает образование хрупкого интерметаллического слоя соединения олова и меди на поверхности бронзы.

• Анти-фрикционное покрытие обеспечивает анти-фрикционные свойства: низкий коэффициент трения, задиростойкость, прирабатываемость и способность поглощать твердые включения в масле. Как правило анти-фрикционные покрытия производятся из свинцовистого сплава, легированного оловом и медью. Олово защищает свинцовистый сплав от коррозии в окисленном масле. Медь повышает прочность и износостойкость покрытия.

Только сбалансированность свойств, состава и толщин слоев триметаллического вкладыша гарантирует высокий уровень его эксплуатационных свойств.

1. 3.Технология производства литой сталебронзовой ленты на ДЗВ

Характеристики и особенности сталебронзовой ленты в решающей мере определяют прочность и анти-фрикционные свойства вкладышей, из нее изготовленных.

В ДЗВ сталебронзовая лента производится по технологии непрерывного литья, схематично изображенной на рис.2.

Рис.2 Схема процесса производства литой сталебронзовой ленты (ДЗВ)

В этом процессе стальная полоса вначале обезжиривается и зачищается абразивной лентой. После зачистки полоса подогревается в востановительной атмосфере и входит в зону литья, где бронзовый расплав через специальный питатель поступает на зачищенную поверхность стали. В зоне охлаждения тепло расплава отводится вертикально вниз через стальную полосу.

Направление теплоотвода и его интенсивность исключительно важны для формирования требуемой столбчатой структуры бронзы с кристаллитами перпендикулярными поверхности раздела сталь-бронза.

Фотография типичной микроструктуры литой сталебронзовой ленты ДЗВ представлена на рис.3.

Рис.3 Микроструктура литой сталебронзовой ленты

 (сканирующий электронный микроскоп)

На фото отчетливо видна вертикальная направленность (столбчатость) структуры бронзы, представляющей собой дендритные кристаллиты, между ветвями которых находятся включения свинца.

Поверхность раздела сталь-бронза не имеет дефектов и не содержит свинцовых включений, что гарантирует прочную адгезию слоев стали и бронзы.

Функциональные характеристики литой структуры:

• Столбчатые кристаллиты меди обеспечивают усталостную прочность — сопротивляемость бронзового слоя циклическим нагрузкам, направленным перпендикулярно поверхности вкладыша.
• Свинец, заполняющий пространство между ветвями дендритов, придает бронзе анти-фрикционные свойства, “смазывая” её поверхность при прямом трении с поверхностью вала.
• Прочная адгезия со сталью, сформировавшаяся при температуре литья (выше 1000 °С) предотвращает отслоение бронзового слоя при высоких нагрузках на вкладыш во время его эксплуатации.

Таким образом, структура сталебронзового материала, произведенного по литейной технологии, гарантирует максимально высокую прочность в сочетании с хорошими антифрикционными свойствами.

Кроме ДЗВ, единственного на территории СНГ, только еще четыре ведущих мировых производителей вкладышей подшипников скольжения обладают подобной

Остальные компании используют для получения сталебронзовой ленты альтернативные методы, прежде всего — порошковую технологию.

1. 4.Альтернативные процессы производства сталебронзовой ленты и их недостатки

• Производство сталебронзовой ленты методом спекания

Наиболее распространенной альтернативой литейной технологии является процесс производства сталебронзовой ленты методом порошковой металлургии (спекания).

Этот процесс популярен среди компаний, производящих вкладыши для средненагруженных двигателей.

В процессе производства спеченной бронзы на предварительно обезжиренную и зачищенную поверхность стали насыпается порошок бронзы, после чего лента входит в длинную муфельную печь спекания. В печи создается восстановительная атмосфера, способствующая разложению окисной пленки, покрывающей поверхность частиц порошка.

По выходе из печи лента со спеченной пористой бронзой подвергается компактизации на прокатном стане, после чего процесс спекания и прокатки повторяется.

Как видно на фото (рис.4) микроструктура спеченной бронзы состоит из округлых кристаллитов меди, окруженных свинцом.

Рис.4 Микроструктура спеченной сталебронзовой ленты

(сканирующий электронный микроскоп)

В отличии от литой столбчатой структуры спеченная бронза в меньшей степени способна сопротивляться нагрузкам. Кроме того, спеченная бронза часто содержит незакрытые поры, дополнительно снижающие ее усталостную прочность.

По данным английской фирмы Glacier усталостная прочность спеченной бронзы на 20% ниже, чем у литой. Именно поэтому вкладыши, предназначенные для эксплуатации при экстремально высоких нагрузках (например в дизельных двигателях с непосредственным впрыском топлива), всеми ведущими компаниями в мире изготавливаются только из литой сталебронзовой ленты.

• Производство сталебронзовой ленты методом плакирования

Еще одной альтернативной технологией является процесс получения сталебронзовой ленты методом холодной прокатки (плакирования).

Этот процесс заключается в совместной прокатке двух обезжиренных и зачищенных лент стали и бронзы с обжатием около 60%. Бронзовая лента предварительно плакируется с обеих сторон медной фольгой для обеспечения адгезии со сталью.

После совместной прокатки сталебронзовая лента отжигается в печи в восстановительной атмосфере для снятия внутренних напряжений.

После отжига лента прокатывается на окончательный размер.

На приведенной ниже фотографии представлена микроструктура ленты, полученной методом холодной прокатки.

Рис.5 Микроструктура плакированной сталебронзовой ленты

(сканирующий электронный микроскоп)

Совершенно очевидны два недостатка представленной микроструктуры: дефекты в виде пор в слое медной фольги и очень низкое содержание свинца в бронзе.

Поры несомненно снижают надежность и усталостную прочность вкладышей, изготовленных из такой ленты.

Что касается содержания свинца в бронзе, то оно составляет всего 2.5%, что примерно в 10 раз ниже концентрации, необходимой для надежного функционирования триметаллических вкладышей. Анти-фрикционные свойства такой бронзы очень низки, и при возникновении металлического контакта с материалом вала создаются условия для задира и схватывания.

1. 5.Покрытия триметаллического вкладыша ДЗВ

Основная функция покрытия триметаллического вкладыша заключается в обеспечении антифрикционных свойств в условиях прямого металлического контакта с поверхностью вала.

Покрытие играет роль твердой смазки, снижающей коэффициент трения, обеспечивающей прирабатываемость вкладыша, предотвращающей задир и абсорбирующей чужеродные частицы, циркулирующие с маслом. В этом смысле, чем мягче покрытие, тем в лучшей мере оно выполняет эти функции.

• Гальваническое покрытие из свинцовистого сплава

С точки зрения анти-фрикционных свойств из всех металлов свинец как нельзя лучше подходит в качестве материала покрытия. Однако нельзя забывать, что покрытие должно противостоять ударным нагрузкам и износу, т.е. быть достаточно прочным.

Для повышения твердости и усталостной прочности свинец легируется медью в небольших концентрациях. Покрытие вкладышей ДЗВ содержит 2-3% меди. Другая легирующая добавка — олово (8-12%), подавляюшее коррозию свинцовистого сплава в окисленном масле.

Помимо химического состава, очень важным параметром покрытия является его толщина. С одной стороны, толстое покрытие в большей степени обеспечивает анти-фрикционные свойства. Однако повышение толщины покрытия отрицательно сказывается на величине его усталостной прочности. Оптимальное значение толщины зависит от минимально допустимой величины ударной прочности и уровня анти-фрикционных свойств, требуемых для конкретного вкладыша.

На приведенной ниже диаграмме показано, каким образом определяется оптимальная толщина покрытия для вкладышей ДЗВ, предназначенных для эксплуатации в тяжелонагруженных двигателях КАМАЗ.

Рис.6 Оптимизация толщины гальванического покрытия

Как видно из графика, с ростом толщины покрытия его усталостная прочность падает, а анти-фрикционные свойства улучшаются. Наилучшее сочетание эксплуатационных свойств вкладыша для данного типа двигателей достигается при толщине покрытия 22 мкм. Несоответствие толщины покрытия оптимальной величине снижает надежность и долговечность вкладыша и двигателя вцелом. Слишком тонкое покрытие приводит к преждевременному износу и возможному задиру. Покрытия с толщиной, превышающей оптимальное значение, склонно к разрушению в результате усталости.

Как анти-фрикционное покрытие, так и никелевый подслой наносятся на поверхность вкладышей ДЗВ гальваническим методом на высокопроизводительных автоматических линиях электролитических покрытий.

Таким образом, химический состав и толщина гальванического свинцовистого покрытия вкладышей ДЗВ тщательно сбалансированы, что обеспечивает оптимальное сочетание прочности, износостойкости и анти-фрикционных свойств.

• Покрытие ПВД из сплава алюминий-олово

Последние инженерные разработки в области конструирования двигателей внутреннего сгорания выдвигают новые требования к подшипниковым материалам.

В первую очередь это касается повышения уровня необходимой усталостной прочности.

В современных дизельных двигателях с турбонаддувом и системой топливоподачи типа «Common Rail давление в цилиндрах превышает 200 атм. Соответственно велика и нагрузка на вкладыши, как шатунные, так и коренные. Давление на верхние шатунные и иногда на нижние коренные вкладыши в таких двигателях превышает предел усталостной прочности относительно мягкого покрытия из свинцовистого сплава, составляющий около 60 МПа.

Для двигателей такого типа необходимы вкладыши, имеющие значительно более прочное покрытие с пределом усталостной прочности порядка 120 МПа.

Для создания покрытий такого уровня прочности используется метод напыления из газовой фазы (ПВД). Покрытие ПВД (на западе используется термин sputter/спаттер) наносится отдельными атомами или небольшими кластерами атомов, выбиваемыми положительными ионами аргонной плазмы из материала катода (мишени) в пространстве вакуумной камеры.

Вкладыши с покрытием ПВД изготавливаются только из литой сталебронзовой ленты, поскольку только ее структура обеспечивает необходимый уровень усталостной прочности.

Вначале наносится подслой (диффузионный барьер) из сплава никель-хром, после чего наносится само покрытие, представляющее собой сплав алюминий-олово.

Метод нанесения покрытия позволяет сформировать сплав твердостью порядка 100 НV, что почти на порядок выше твердости гальванического свинцовистого покрытия. Покрытие ПВД содержит 20% олова для придания сплаву анти-фрикционных свойств.

Фрагмент микроструктуры три-металлического вкладыша ДЗВ с покрытием ПВД представлен на рис.7.

Рис.7 Покрытие ПВД на вкладыше ДЗВ

(сканирующий электронный микроскоп)

Микроструктуру покрытия отличает мелкодисперсность, химическая однородность, бездефектность и плотное прилегание к поверхности литой бронзы вкладыша ДЗВ.

Вкладыши ДЗВ на основе литой сталебронзовой ленты с особо прочным покрытием ПВД из сплава алюминий-олово имеют уровень усталостной прочности, необходимый для надежной работы в экстремально нагруженных дизельных двигателях с турбонаддувом и системой топливоподачи типа «Common Rail.

1. 6.Заключение

• Материалы вкладыша подшипника скольжения должны обладать высокой усталостной прочностью и износостойкостью. В то же время его поверхность должна быть мягкой для обеспечения необходимого уровня анти-фрикционных свойств.

• Структура сталебронзового материала, произведенного по литейной технологии ДЗВ, в отличие от альтернативных технологий (спекания и плакирования), гарантирует максимально высокую прочность в сочетании с хорошими антифрикционными свойствами.

• Химический состав и толщина гальванического свинцовистого покрытия вкладышей ДЗВ тщательно сбалансированы, что обеспечивает оптимальное сочетание прочности, износостойкости и анти-фрикционных свойств.

• Вкладыши ДЗВ с покрытием ПВД имеют уровень усталостной прочности, необходимый для надежной работы в экстремально нагруженных дизельных двигателях с турбонаддувом и непосредственным впрыском топлива.

• Производства триметаллических вкладышей ДЗВ находится на технологическом уровне ведущих мировых производителей подшипников скольжения. Ни один другой завод на территории СНГ не обладает подобной технологией. 

Подшипник коленчатого вала — обзор

90

Что такое гильза цилиндра? | Материал гильзы цилиндра | Функция гильзы цилиндра

Что такое гильза цилиндра?

В двигателе стенка цилиндра подвергается воздействию высокой температуры и высокого давления, при этом поршни и поршневые кольца скользят на высокой скорости.В частности, поскольку для двигателей грузовых автомобилей и автобусов требуется длительный срок службы, чугунные цилиндры, обладающие отличными износостойкими свойствами, используются только для деталей цилиндров. Кроме того, в связи с недавней тенденцией к более легким двигателям материалы для блоков двигателей переходят с чугуна на алюминиевые сплавы.

Однако прямолинейное скользящее движение алюминиевых сплавов в качестве поверхностей скольжения для внутреннего цилиндра имеет такие недостатки, как деформация во время работы и износостойкость. По этой причине в большинстве случаев используются чугунные гильзы цилиндров.

Гильзы цилиндров — это гильзы, в которых взаимодействуют поршни двигателя. Срок службы цилиндра между повторными отверстиями зависит от двух основных факторов: истирания и коррозии. Трение зависит от атмосферных условий и эффективности воздушного и масляного фильтров. Пыльный атмосферный воздух более вреден, так как увеличивает трение в цилиндре.

Коррозия цилиндров вызывается едкими продуктами сгорания, которые образуются после сжигания топлива с воздухом.Коррозия усиливается при низких температурах цилиндра из-за кислотосодержащей влаги на стенках цилиндра. Использование отдельных цилиндров или гильз, известных как гильзы цилиндра, увеличивает срок службы цилиндра. Эти гильзы цилиндров изготовлены из высококачественных материалов и подходят к блоку цилиндров.

Вкладыши съемные и могут быть заменены в случае износа или износа. Гильза цилиндра должна иметь хорошую износостойкость и способность удерживать масло для смазки поверхности между стенками и поршневыми кольцами.

Также читайте: Что такое обработка коленчатого вала? | Обработка коленчатого вала | Способ обработки коленчатого вала | Детали обработки коленчатого вала

Материал гильзы цилиндра:

Для гильз цилиндров обычно используется хромоникелевое железо. Используемое хромоникелевое железо включает:

• Углерод 3,5%;
• Марганец 0,6%;
• Фосфор 1,5%;
• Сера 0,05%;
• Силикон 2%;
• Никель 2%; и
• Хром 0.7%.

Для повышения износостойкости гильзы упрочняются путем нагрева до 855–865 ° C в течение 30–40 минут, а затем закалки в масле. Этот вид термообработки увеличивает срок службы гильзы в три раза по сравнению с цилиндрами из серого чугуна или чугуна.

Также читайте: Что такое турбокомпрессор? | Типы турбокомпрессоров | Работа турбокомпрессора

Функция гильзы цилиндра:

Гильзы цилиндров — это центральная рабочая часть поршневого двигателя или насоса, пространство, в котором перемещается поршень.Проблема износа цилиндров значительна и решается за счет использования гильз цилиндров. Гильза цилиндра выполнена в виде стволов из специального сплава, содержащего железо кремния, марганца, никеля и хрома. Они центробежного литья. Гильзы цилиндров теперь устанавливаются на двигатели легковых и грузовых автомобилей. Эти гильзы имеют масляную закалку и обеспечивают гораздо более длительный срок службы двигателя.

№1. Формирование скользящей поверхности

Гильза цилиндра, действуя как внутренняя стенка цилиндров, образует поверхность скольжения для поршневых колец, удерживая смазочный материал внутри.Наиболее важными функциями гильз цилиндров являются отличные характеристики поверхности скольжения и эти важные моменты.

• Высокие противозадирные свойства
• Меньший износ самой гильзы цилиндра
• Меньший износ поршневого кольца партнера
• Низкий расход смазочных материалов

№ 2. Теплообмен

Гильза цилиндра получает тепло сгорания через поршень и поршневые кольца и передает тепло охлаждающей жидкости.

№ 3. Уплотнение для сжатого газа

Гильза цилиндра предотвращает утечку сжатого газа и продуктов сгорания. Все, что нужно, — это гильза цилиндра, которую сложно заменить при высоком давлении и высокой температуре в цилиндре. В двигателе стенка цилиндра подвергается воздействию высокой температуры и высокого давления, а поршни и поршневые кольца скользят с высокой скоростью.

В частности, поскольку для двигателей грузовых автомобилей и автобусов требуется длительный срок службы, чугунные цилиндры, обладающие отличными износостойкими свойствами, используются только для деталей цилиндров.Кроме того, в связи с недавней тенденцией к более легким двигателям материалы для блоков двигателей переходят с чугуна на алюминиевые сплавы.

Однако, как и поверхности скольжения для внутренних цилиндров, прямолинейное скользящее движение алюминиевых сплавов имеет такие недостатки, как деформация во время работы и износостойкость. По этой причине в большинстве случаев используются чугунные гильзы цилиндров.

Также читайте: Что такое центробежный нагнетатель? | Центробежные нагнетатели | Работа центробежного нагнетателя | Основные части центробежного нагнетателя

Типы гильзы цилиндра:

№1.Сухие лайнеры

Сухие гильзы выполнены в виде ствола с фланцем наверху. Фланец удерживает гильзу в блоке цилиндров. Гильза плотно входит в цилиндр. Правильный контакт гильзы с блоком цилиндров важен для эффективного охлаждения гильзы.

Кроме того, давлению газа, силе поршня и ударной нагрузке во время сгорания противодействует общая толщина гильзы и цилиндра. Следовательно, сухие футеровки более тонкие, с толщиной стенки от 1.От 5 мм до 3 мм и в основном используются для ремонта изношенных футеровок. Сухая подкладка не находится в прямом контакте с холодной водой.

№ 2. Мокрый лайнер

Мокрые футеровки называются так, потому что на них попадает холодная вода. Эта гильза имеет вверху фланец, который входит в канавку в блоке цилиндров. Чтобы предотвратить попадание холодной воды в картер, нижний конец мокрой гильзы герметизируется с помощью уплотнительного кольца или кольца набивки. Поскольку мокрый хвостовик должен выдерживать давление, осевую нагрузку и ударную нагрузку газа, толщина стенок вкладыша увеличивается и становится больше, чем у сухого хвостовика.

Обычно толщина стенки мокрой футеровки составляет от 3 до 6 мм. Внешняя поверхность футеровки покрыта алюминием для защиты от коррозии. Мокрые лайнеры охлаждаются лучше, чем сухие. Когда он изнашивается или изнашивается, его можно легко снять.

Также читайте: Молотки и их применение | Части молотка | 51 тип молотов

Сравнение сухой и влажной облицовки:

Мокрая гильза легко заменяется, а сухая гильза требует специального оборудования, поскольку она плотно прилегает к блоку цилиндров.Мокрый лайнер охлаждается именно потому, что он непосредственно контактирует с холодной водой, тогда как сухой лайнер не контактирует напрямую с холодной водой. Следовательно, рабочая температура сухой футеровки выше, чем влажной.

Для мокрой гильзы требуются герметичные соединения, чтобы холодная вода не попадала в картер, тогда как для сухой гильзы такого требования нет. Мокрый лайнер не требует точной обработки снаружи, тогда как сухой лайнер требует точной отделки.Чистовая обработка может быть выполнена на мокрой футеровке перед сборкой, в то время как сухая футеровка требует отделки после сборки.

Понравился пост? Поделитесь этим с вашими друзьями!

Рекомендуемое чтение —

Как поставить вкладыши на коленвал. Гильзы для уборки

Корпус 1.

Вал изношен, ремонт вкладышей не производится. Ситуация вполне типичная для мотоциклов и современных двигателей.

В последнее время все чаще производители выпускают «одноразовые» двигатели, не подлежащие ремонту. Их нельзя разобрать, а только поменять либо целиком, либо «короткий блок» (нижняя часть двигателя без головки блока), и никаких внятных объяснений не дается. Если случай признан гарантийным, проблем нет. А если нет? Получается очень стабильно.

Итак, типичный случай: имеется износ вала и отсутствие ремонта вкладышей.Что делать?

Мы делаем следующее: Начнем с ремонта вкладышей в каталогах запчастей для вторичного рынка — Очень часто можно найти ремонтные вкладыши, которые не поставляются производителями двигателей. В противном случае подбираем вкладыши от другого автомобиля с соответствующей доработкой (перегиб по диаметру, срыв замков, обрезание по ширине, пазы, сверление отверстий и т. Д.) См. Фото 1:

1 — гильзы старые изношенные (образец)

2 — Препарирование (отдельные вставки)

3 — Вставки напуганы и нарезаны на размер

4 — Готовые вставки

В крайнем случае, если нет возможности ничего выбрать, то сварщик не делает.Конечно, само Слово Слово пугает, но если все грамотны, то результат обычно хороший — есть опыт, когда валы выдерживали сотни тысяч километров без поломок. Главное, убедиться, что на заварочном валу нет трещин.

Корпус 2.

Гильза проверила и сломала его посадочное место в блоке цилиндров.

Обычно все это выглядит так:

Отверстия под гильзы и вкладыши валов в блоках цилиндров выполнены с большой точностью, чтобы обеспечить хорошее прилегание вкладыша по всей поверхности.Если просто поменять футеровку в поврежденном отверстии, то рано или поздно (а чаще — сразу) снова проверят. Поэтому посадочные ямы (грядки) под вкладыши необходимо проверить и при необходимости отремонтировать. Очень важно, чтобы при ремонте не «уходила» ось вала, иначе двигатель потом будет просто невозможно собрать — промежуточная шестерня газораспределительного механизма не будет на месте, поршни будут упираться в блок прокладку, не говоря уже о сложностях с подключением КПП.Поэтому подход в каждом конкретном случае разный, но смысл всегда один — необходимо не просто восстановить отверстие в блоке цилиндров, но и сделать так, чтобы это не сказалось на работоспособности блока цилиндров.

Для ремонта монтируется станина отверстия балансировочного вала большего диаметра, изготавливается дополнительная втулка, в которую запрессовывается «родная» втулка, и весь получившийся «бутерброд» вставляется в блок цилиндров.

Если речь идет о коренных вкладышах, то метод ремонта выбирается, исходя из величины повреждений: если отверстия повреждены не сильно (речь идет о сотых долях миллиметра), то можно опустить крышки или поверхность поверхность блока под крышкой, а затем передерните отверстия в исходный размер.

Если станина в блоке цилиндров сильно повреждена, то перед расточкой можно резать поверхность — как по алюминию, так и по чугуну.

Последняя конвективная операция — это хонингование станины, в результате чего мы получаем идеальное совмещение отверстий.

Корпус 3.

Изношены отверстия в головке блока цилиндров под распредвал и шейки распредвалов.

Для головки блока цилиндров не меньше, а может и важнее, чем для блока, добиться, чтобы не «сойти» с оси распредвала, особенно если используются гидротели.Поэтому основной способ ремонта — это растачивание отверстий «в чистом виде» и покрытие шейки распредвалов. Иногда приходится разводить дырки грядкой.

Дело довольно сложное. Здесь придется специально сделать сегменты и отварить их в постель с последующим растачиванием всей грядки. Шейка распредвала приварена и отполирована.

Корпус 4.

Втулки распределительного вала для обработки.

Самый простой случай: втулки устанавливаются на свои места, а затем затягиваются до нужных размеров.

Очень важно добиться совмещения отверстий для подачи масла. Втулка устанавливается с помощью оправки для специального клея.

В двигателе внутреннего сгорания Тысячи деталей. Все они в той или иной степени важны и нужны для слаженной работы сложной системы. Тем не менее, об их эквиваленте говорить нельзя. Коленчатый вал, непосредственно передающий энергию сгорания топлива на ведущие колеса, и все сопряженные с ним детали являются одними из важнейших.

В частности, речь идет о вкладышах коленчатого вала, малых полукольцах, изготовленных из более мягкой стали коленчатого вала, металла, имеющего специальное антифрикционное покрытие. При длительной работе первыми должны выходить из строя вкладыши двигателя, а не шейка коленвала.

Назначение вкладышей коленвала

Вкладыши коленчатого вала, по сути, являются подшипниками скольжения для шатунов вращения коленчатого вала Под действием энергии микрочастиц в камерах сгорания цилиндров ДВС.

В этой системе скорость вращения и нагрузка большие, поэтому необходимо резко снизить трение деталей, иначе двигатель выйдет из строя практически мгновенно. Для уменьшения силы трения все существенные внутренние сопряжения деталей двигателя находятся в так называемом «масляном тумане», в тонкой микронной пленке, которая создается специальной системой смазки двигателя.

Пленка, окутывающая металлические детали, возможна только при достаточно серьезном давлении масла. Между гильзой и коленчатым валом коленчатого вала присутствует такая масляная «прослойка», благодаря которой сила трения резко снижается.Поэтому вкладыши коленвала — защита, позволяющая увеличить срок службы столь важной для двигателя детали.

Типы вкладышей коленвала

Прежде всего, вкладыши ДВС коленчатого вала следует разделить на две группы — коренные и шатунные вкладыши. Вкладыши шатунов, как было сказано выше, находятся между шатунами и коленчатыми валами, а коренные выполняют аналогичную роль, но ставятся между самим коленчатым валом и теми местами, где коленчатый вал проходит через корпус двигателя.

Для каждого двигателя в промышленности изготавливаются вкладыши коленчатого вала (и шатунного, и коренного), отличающиеся друг от друга своим внутренним диаметром. Диаметры ремонтных гильз отличаются друг от друга и, соответственно, от гильз, устанавливаемых на новый двигатель, с шагом 0,25 мм. Таким образом, составляется размерный ряд ремонтных гильз, каждая из которых по диаметру (внутреннему) больше заводского на 0,25; 0,5; 0,75; 1 мм.

Проверить и заменить вставки

Даже при правильной работе смазочной системы и постоянном уходе Со временем эффект трения о гильзы и сам коленчатый вал неизбежен.Это проявляется в том, что на коленчатых валах постепенно образуются неровности, канавки. Масло под давлением свободно проходит через такие «туннели», и масляной пленки образуется не так много, как следовало бы. В результате сила трения увеличивается, а коленчатый вал все больше подвергается износу.

Следовательно, через определенное количество километров пробега (Разное для каждой марки авто) требуется ремонт двигателя, замена гильзы коленвала с обязательной шлифовкой шейки коленвала (устранение неровностей).

Для разных марок автомобилей серия ремонтных размеров может быть разной. Итак, если моделей ВАЗ 4, то для газа — 6, с таким же шагом. Некоторые производители на вкладышах коленчатого вала наносят свой размер. Если, например, на лайнере будет написано «0,25», это значит, что у такого лайнера 1-й ремонтный размер.

Степень шероховатости, которая устраняется растачиванием и шлифовкой, зависит от размера футеровок, которые необходимо будет установить по окончании ремонта. Вполне может быть, что при сильном износе 1-й ремонтный размер нужно будет пропустить, сразу обратившись ко второму.

Одним из способов проверки степени износа вкладышей (кроме прямого измерения их толщины) является использование набора специальных контрольных имплантантов из бумаги или медной фольги. Свойства имеют толщину с шагом 0,025 мм. Установив щуп между вкладышем и шейкой вала, затяните, как и положено, все соединения, а затем попробуйте провернуть коленчатый вал. Выполняется эта операция до тех пор, пока коленчатый вал не будет прокручен с ощутимым усилием. Значение толщины используемого щупа и будет соответствовать величине зазора.

Медные щупы при смазке маслом, а вал поворачивается не более чем на 90 градусов, во избежание повреждения поверхности гильзы.

Работы по осмотру, выбору и замене вкладышей коленвала лучше всего доверить специалистам, разбирающимся в подобном деле и имеющим немалый опыт. В каждом случае возможны индивидуальные особенности и тонкости, которых человек может не заметить. Назовите, что они повлияют на весь результат работы.Будьте мудры — доверьте сложную работу Профессионалу!

Это невероятно важная деталь автомобиля, без которой правильная работа невозможна.

Очень часто в разговорах механиков или опытных водителей можно услышать фразы типа «проверил лайнер» или «двигатель застрял», после чего сразу становится понятно, что имеется в виду авария ДВС, подробнее точнее подшипник опоры колена Точнее шатун и коренные вкладыши.

Пожалуй, такие поломки занимают значительное место среди всех прочих и считаются очень серьезными. Чаще всего в такой поломке автомобилисты находят виновного в лице некачественного масла.

Но профессионалы могут выделить гораздо больше причин выхода из строя этого механизма, большинство из которых совершенно не связано с качеством моторного масла.

Очень важно знать, какие факторы могут стать причиной выхода подшипников из строя, ведь можно добиться такого результата, чтобы в процессе эксплуатации автомобиля избежать хотя бы такой проблемы в двигателе.

Чаще всего шатунные подшипники изготавливаются из олова, меди или свинца, но бывают ситуации, когда материалом для изготовления подшипников становится алюминиевый сплав.

Именно за счет изготовления деталей из последнего материала могут быть достигнуты некоторые положительные результаты, например:

1. Определенная согласованность покровного слоя. Дело в том, что этот материал имеет довольно гладкий и мягкий слой, который постепенно изнашивается, чтобы соответствовать размерам голенища.Правда, стоит отметить некоторую несовместимость описываемого элемента с осью вращения (при беге заметно больше градусов).
2. При установке вкладышей шатунов со склада алюминия стоит отметить большую впитывающую способность их слоя покрытия. Более мелкие частицы указанного слоя покрытия могут поглощаться мельчайшими частицами твердых тел, после чего они уже покрываются мягкой пленкой, благодаря чему предотвращаются не только различные повреждения, но и износ подшипника и шейки вала.
3. Подшипники с такими элементами достаточно стойки для крепления. Любое истирание, надрывы или поверхности поверхности можно объяснить трехфазной сваркой, которая проводилась между поверхностями скольжения в случае разрыва масляной пленки между валом и подшипником.

Свинец, который считается основным компонентом покрытия различных по размеру вкладышей шатунов — это достаточно мягкий металл, который отлично работает в довольно плохой (граничной) смазке при запуске / остановке двигателя.

Недавно исследователи подтвердили тот факт, что наименьшее трение гарантирует, что пленка имеет высокое напряжение сдвига и низкое напряжение сдвига на металле (то есть на слое покрытия). Такой факт подтверждает опыт эксплуатации авто.

Стоит отметить, что до 1996 года подшипники дизельных двигателей, которые не содержали покрытого слоя, при запуске можно было поменять местами или вывернуть.

Верхние пазухи вкладышей шатунов и сами подшипники имеют слой покрытия, устойчивый к коррозии.Это предотвращает коррозию медно-свинцовой части. Если отработанное масло с недостаточно высоким общим щелочным числом или окисленное масло, то может быть достигнуто разрушение свинца, поэтому оно по-прежнему сможет бороться с вредными продуктами сгорания топлива, которые, в общем, также кислая.

Свинец элементов, не имеющих слоя покрытия, характеризуется энергичным растворением, при этом значительно ухудшает прочность своей структуры. Чтобы снизить вероятность коррозии покровного слоя, на производстве свинец сплавляют с оловом, которое устойчиво к действию кислот, а также делает структуру покрытия более прочной.

Кроме того, такие детали характеризуются никелевым барьером. Дело в том, что между ними и слоем покрытия находится довольно тонкий слой никеля, который просто необходим для предотвращения миграции олова в медно-свинцовый элемент из слоя покрытия. Чаще всего это происходит при высоких температурах или под действием времени.

Нецелесообразно заменять вкладыши шатуна на те, которые не имеют никелевого барьера, потому что тогда в их материал может проникнуть слой покрытия из олова, которое в паре с медью может образовывать совершенно нежелательные сплавы.Чтобы избежать необходимости в обязательном нанесении слоя никеля, довольно много производителей наносят слой покрытия из сплава свинца и Индии.

Во избежание стука вкладышей шатунов необходимо использовать только качественные подшипники и следить за их правильной установкой. Важно соблюдать рекомендованные производителем интервалы замены масла. Ни в коем случае в моторное масло не должно попадать топливо или радиатор.

Если вы хотите приобрести вкладыши шатуна, вы легко можете купить их с помощью нашего сайта, достаточно будет лишь разместить объявление, чтобы поставщик сам вас нашел, или напрямую связаться с поставщиком.На нашем портале вы также можете продать качественную запчасть.

Типы повреждений подшипников двигателя

Подшипники двигателя уменьшают трение между вращающейся частью двигателя и неподвижной частью и поддерживают кривошип. Материал подшипника должен быть чрезвычайно прочным из-за напряжений, вызванных взрывами внутри двигателя внутреннего сгорания. Уменьшение трения частично достигается за счет того, что разнородные металлы скользят друг относительно друга с меньшим трением и износом, чем аналогичные материалы.

Рисунок 1: Подшипник из медного сплава с покрытием, залитый обломками чугуна. На врезке показаны мелкие детали выбоин.

Таким образом, материал подшипников из сплава гораздо лучше удерживает стальной коленчатый вал в движении, чем стальной или чугунный подшипник.

Хотя сам материал может придавать подшипнику двигателя некоторые свойства снижения трения, его характеристики улучшаются за счет смазки между подвижной и неподвижной поверхностями. Еще одна задача подшипников — создавать и поддерживать масляную пленку.

Рисунок 2: Баббитовый подшипник, залитый механическим мусором. На врезке показаны микроскопические детали обломков.

Подшипники обычно очень хорошо удерживают движущиеся части в движении; однако, если подшипник выходит из строя, результаты могут быть катастрофическими.

Рисунок 3: Этот алюминиевый подшипник был поврежден заделкой стеклянных шариков. На этой фотографии показан размер повреждений.

Даже когда они выходят из строя, обычно это не ошибка подшипника. Проведя небольшое исследование, специалист по двигателям или техник может обнаружить и устранить одну из буквально десятков причин преждевременного износа или выхода из строя.

Грязь или мусор

Мусор, например грязь или пыль, может вызвать серьезные повреждения поверхности подшипника. Если она находится в системе смазки, грязь обычно оставляет периферийные царапины и часто остается на поверхности подшипника.

Рис. 4: Посторонние частицы в футеровке подшипника могут быть результатом неправильной очистки или невозможности замены фильтра и могут включать дорожную грязь и песок.

Обязательно тщательно промывайте систему смазки перед повторной сборкой двигателя, чтобы избежать повреждения подшипников двигателя.

Грязь также может нанести ущерб, если детали двигателя не полностью очищены. Посторонние частицы, попавшие между задней частью подшипника и корпусом, вызовут приподнятую поверхность подшипника.

Эта небольшая выпуклость может привести к контакту между подшипником и шейкой кривошипа. Всегда следите за тем, чтобы подшипники устанавливались на чистые поверхности.

Недостаточная смазка

Полное отсутствие смазки в картере обычно приводит к заклиниванию подшипника и полному выходу из строя двигателя.Но эксперты говорят, что более частая проблема со смазкой — это просто недостаточное смазывание. Отсутствие надлежащей масляной пленки приведет к контакту металла с металлом, иногда только с одним подшипником или часто с несколькими из них.

Рисунок 5: Смазка жизненно необходима. Это показывает результат сухого старта. Подшипники слева от масляного насоса подвержены наибольшему износу.

Когда подшипник поврежден из-за масляного голодания, вы обнаружите очень блестящую поверхность и следы протирания.

Помните, что разрыв масляной пленки на подшипниках можно увидеть по-разному.Проверьте такие вещи, как заблокированные масляные каналы, неисправный масляный насос, неправильный выбор или установка подшипников, неисправности масляных уплотнений, разбавление топлива (часто вызванное выбросом топлива и воздуха через поршневые кольца) или пенообразование или аэрация, вызванные, по иронии судьбы, переполненный коленвал.

Разборка

Иногда сбои являются результатом простых ошибок установки. Например, если половина подшипника без отверстия для масла неправильно помещена в положение, в котором отверстие необходимо, эта цапфа не будет смазываться.

Рис. 6. Низкая подача масла или масляное голодание — это не просто плохо, это плохо работает внутри двигателя.

Также могут наблюдаться другие типы ошибок сборки. Если шатун или крышка коренного подшипника установлены в неправильном положении или подшипник не установлен на место надежно, смазки будет недостаточно, что приведет к поломке.

Тщательные процедуры установки, конечно, важны во всех аспектах двигателестроения — неосторожные ошибки всегда обходятся дорого.

Разрушение подшипника

Термин «раздавливание» относится к внешней силе, создаваемой частью подшипника, которая выступает над отверстием корпуса, когда половины подшипника устанавливаются на место.Этот «дополнительный» материал плотно прижимает наружный диаметр подшипников к отверстию корпуса, когда узел затягивается в соответствии со спецификацией.

За счет увеличения поверхностного контакта между подшипником и отверстием корпуса шатуна раздавливание сводит к минимуму перемещение подшипника, помогает компенсировать деформацию отверстия и способствует теплопередаче.

Рисунок 7: Слишком богатая смесь или прорыв через поршневое кольцо могут привести к разбавлению масла. Этот ущерб можно увидеть здесь.

Проще говоря, раздавливание подшипника — это то, что удерживает подшипник на месте.Думайте об этом как о том, как положить 10 фунтов чего-то в пятифунтовую сумку. Хвостовик или фиксатор на кожухе, который подходит к седлу, предназначен только для фиксации подшипника во время сборки.

Если сжатие правильное, слегка эллиптические вкладыши подшипников образуют идеальный круг, когда они затягиваются на место. Таким образом, коленчатый вал правильно вращается.

Однако, когда происходит чрезмерное сжатие, дополнительная сжимающая сила заставляет подшипник выпирать внутрь на линиях разъема, вызывая боковой защемление.

Чрезмерное раздавливание может быть результатом попытки снизить расход масла путем опрессовки крышки подшипника, слишком плотной сборки крышек подшипника путем чрезмерного затягивания крепежных деталей или, в некоторых случаях, использования слишком малого количества регулировочных шайб.

Недостаточное сжатие, с другой стороны, приведет к тому, что подшипники не будут надежно удерживаться в отверстии и будут свободно перемещаться вперед и назад внутри корпуса.

Рисунок 8: Чрезмерный износ, наблюдаемый возле линий разъема верхнего и нижнего вкладышей, был вызван смещением крышки подшипника.Это приводит к контакту металла с металлом и износу, вызывающему чрезмерное давление.

Поскольку контакт между задней частью подшипника и отверстием корпуса необходим для охлаждения, это условие означает, что отвод тепла от подшипника затруднен, что приводит к перегреву и износу поверхности подшипника.

Недостаточное сжатие может быть вызвано неправильной попыткой добиться лучшего прилегания путем опиливания разделяющих поверхностей, грязью или заусенцами, удерживающими крышки подшипников открытыми, неправильным затягиванием крепежных деталей во время установки, неправильным размером отверстия в корпусе или (при необходимости) использованием слишком много регулировочных шайб в процессе сборки.

Рисунок 9: Скругление происходит, если радиус скругления в углу каждой шейки кривошипа больше необходимого. В этом случае края подшипника могут скользить по этим галтелям, а не аккуратно вставляться между ними.

Другие ключи к выходу из строя подшипников

— На задней части подшипника будут видны блестящие участки из-за его трения взад и вперед. В некоторых случаях обесцвечивание можно увидеть там, где масло пробилось между двумя поверхностями и сгорело.

— Перегрузка может быть вызвана ошибкой оператора транспортного средства.Чрезмерный холостой ход может привести к образованию масляной пленки, которая не сможет выдержать необходимую нагрузку.

— Буксировка двигателя может деформировать картер и / или коленчатый вал, что может повлиять на шатун и / или коренные подшипники.

— Горячая штанга или чрезмерные нагрузки могут аналогичным образом повлиять на подшипники. Всегда следует соблюдать настройку двигателя и условия эксплуатации и выбирать подходящие материалы подшипников для конкретного применения.

У автомобиля с утечкой масла есть свои проблемы. Но некоторые владельцы транспортных средств, у которых есть легковые или грузовые автомобили, в которых нет утечек масла, находятся в еще более потенциально серьезной ситуации.По крайней мере, утечка дает вам знать, что ему время от времени нужно добавлять масло, при этом свежее масло поддерживает его уровни.

Двигатель, который кажется герметичным, можно не заметить, но по прошествии определенного времени масло начинает разлагаться. Кислоты в масле разрушают поверхность подшипника.

Правильный выбор подшипников будет иметь большое значение для создания успешного двигателя. И проверка зазоров подшипников в сборе, чтобы убедиться, что подшипники не слишком затянуты или не слишком ослаблены, всегда должна выполняться в качестве окончательной проверки, чтобы убедиться, что масляные зазоры находятся в пределах желаемого диапазона для двигателя.

Рис. 10: Когда происходит чрезмерное сжатие, дополнительная сжимающая сила заставляет подшипник выпирать внутрь на линиях разъема, вызывая боковой защемление.

Внимание к процессам обработки и выбора материала на передней части должно помочь снизить вероятность выхода подшипников из строя в будущем. Но если произойдет таинственная неисправность подшипника, вы легко сможете найти причину.

Инженерное обучение

ЛИСТ НАЗНАЧЕНИЯ

КОНСТРУКЦИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Номер присвоения 2.2

ВВЕДЕНИЕ

— Конструкция дизельного двигателя будет охватывать все компоненты двигателя и
их взаимодействие как основа для глубокого понимания
проектирование и эксплуатация аварийных дизель-генераторов. На протяжении
в уроке будет сделана ссылка на конкретный дизайн
компоненты, найденные на Fairbanks Morse 38ND8-1 / 8 (CGN) и
Дизели General Motors 16-645E5N LL (CVN).

ТЕМА УРОКА ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

Терминал Цель:

—2.0 Наблюдать за работой и обслуживанием CVN и CGN
аварийные дизель-генераторы. (JTI: B)

Обеспечивающие цели:

—2.3 Опишите конструкцию следующего дизельного двигателя
компонентов:

а. Коленчатый вал в сборе

б. Блок цилиндров

г. Головка блока цилиндров в сборе

г. Поршень в сборе

2.4 Опишите функции следующих
Компоненты дизельного двигателя:

а.Коленчатый вал в сборе

б. Блок цилиндров

г. Головка блока цилиндров в сборе

г. Поршень в сборе

2.5 Опишите работу следующих
Компоненты дизельного двигателя:

а. Коленчатый вал в сборе

б. Блок цилиндров

г. Головка блока цилиндров в сборе

г. Поршень в сборе

НАЗНАЧЕНИЕ НА ИССЛЕДОВАНИЕ

1.Прочтите информационный лист 2.2

2. Набросайте информационный лист 2.2 с помощью
вспомогательные цели для урока 2.2 в качестве руководства.

3. Ответьте на учебные вопросы.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ

1. Как масло охлаждает нижнюю часть
поршень?

2. Какие два типа смазочного масла?
отстойники?

3. Каковы три различных типа
гильзы цилиндров?

4. Как устроены выпускной и впускной клапаны
работать?

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЛИСТ

КОНСТРУКЦИЯ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Информационный лист № 2.2

ВВЕДЕНИЕ

— — Конструкция дизельного двигателя будет охватывать все компоненты двигателя и
их взаимодействие как основа для глубокого понимания
проектирование и эксплуатация аварийных дизель-генераторов. На протяжении
в уроке будет сделана ссылка на конкретный дизайн
компоненты, найденные на Fairbanks Morse 38ND8-1 / 8 (CGN) и
Дизели General Motors 16-645E5N LL (CVN).

ССЫЛКИ

(a) NAVEDTRA 10539, инженер 3

(б) NAVEDTRA 12149, инженер 2

ИНФОРМАЦИЯ

.И CVN, и CGN используют дизельные двигатели.
широко. Основное применение дизелей — для
Аварийные дизельные генераторы (ЭДГ). Дизели
также можно найти на всех небольших лодках на
доска. Хотя маршевые дизели
найденные в маленьких лодках намного меньше
чем бегемоты, использованные в EDG, они
по-прежнему действуют по тому же основному принципу и
имеют много одинаковых частей.

. CVN — 4 двигателя General Motors 16-645E5N LL.
питание 4 генераторов по 2000 кВт. Два двигателя находятся в
носовая часть корабля и две находятся в кормовой части.Все
EDG работают на JP-5. Дизели эксплуатируются и
обслуживается подразделением РА, состоящим из инженеров.

. CGN — Есть 2 двигателя Fairbanks Morse 38ND8-1 / 8
питание 2 генераторов по 1000 кВт. Один в передней части
корабля, а другой находится в кормовой части. Оба
EDG работают на JP-5. Дизели эксплуатируются и
обслуживается подразделением, состоящим из инженеров.

. Рама двигателя — вмещает все движущееся
части дизельного двигателя Двигатель
рама обеспечивает монтажные поверхности для
аксессуары, хранилище для смазочного масла,
каналы для смазочного масла, воды рубашки охлаждения, воздуха и
мазут, а также обеспечивает монтаж
поверхность для топлива, воздуха, смазочного масла и рубашка
водоводы.

. Блок цилиндров — Блок цилиндров является частью
рама, которая поддерживает гильзы и головки цилиндров и
иногда буду включать картер. Блок цилиндров
поддерживает коленчатый вал, распределительный вал и каналы для смазки
масло, топливо, воздух и водяное охлаждение рубашки, или эти каналы
будет прикреплен к блоку.

-. Блочная конструкция — используется для большинства небольших высокоскоростных
дизельные двигатели, где блоки представляют собой цельнолитую конструкцию для
включить блок-картер. Вода в рубашке, смазочное масло и воздушные каналы
отлиты за одно целое с блоком двигателя.Большинство двигателей En-bloc
используйте масляный поддон для хранения смазочного масла. Эти типы будут
встречается в небольших лодках.

-. Сварная конструкция из листовой стали (Фэрбенкс Морзе
38ND8-1 / 8 и GM 16-645E5N LL) — Используется для больших основных
двигатели и дизель-генераторы как этот метод
конструкция помогает снизить вес двигателя. Сварная стальная пластина
конструкция состоит из стальных пластин, приваренных к литым поковкам в
области напряжения, такие как коренные подшипники или шатунные подшипники.
Каналы для смазочного масла, воды в рубашке, топлива и воздуха будут закрыты.
прикрепленные линии и / или будут образованы стальными пластинами.

. Отстойники — отстойники используются как масляный резервуар для смазки.
масло на большие дизельные двигатели. Они также являются базой для
крепление блока цилиндров. В отстойниках обычно есть
тип отверстия, называемый крышкой картера, для доступа к
коленчатый вал и подшипники. Есть два типа отстойников:

-. Мокрый картер — (найден на Fairbanks Morse и GM) Масло
Резервуар входит в состав картера и основания. Нефть вернется в
поддон самотеком после того, как он смазал различные части
дизельного двигателя.В системах этого типа нагнетательный насос
забирает масло непосредственно из поддона и рециркулирует масло через
фильтрующее оборудование и дизельный двигатель.

-. Сухой картер — масло перекачивается из поддона-уловителя под
картер насосом для удаления смазочного масла и хранится в
отдельный резервуар, расположенный под плитами палубы. Отстойник также может
включить сетчатый фильтр и фильтр. Промывочный насос сохранит
поддон-уловитель (сухой картер) опорожняется при работающем двигателе.
Масло забирается из отдельного поддона / бака и циркулирует.
через двигатель с помощью прикрепленного к нему нагнетательного насоса с шестеренчатым приводом.Затем масло под действием силы тяжести вернется в поддон.

. Торцевые пластины — используются на каждом конце блока для добавления
прочность и жесткость блока. Торцевые пластины также могут быть
используется для монтажных поверхностей для шестерен, используемых для привода
распредвалы и аксессуары. (см. рис. 2.2-1)

. Крышки торцевой пластины — Эти крышки обеспечивают
монтажная поверхность для шестеренчатых насосов.

. Система откачки картера — Самые большие дизельные двигатели
используйте такую ​​выхлопную систему картера, которая сохранит
картер под небольшим вакуумом.Основная цель
вакуум предназначен для предотвращения утечки масла. Второстепенная цель
заключается в удалении взрывоопасных паров, которые могут накапливаться в
картер. Их четыре типа картера.
системы эвакуации:

-. Система эдуктора воздуха — используется на КУАП, где эдуктор
используется для создания вакуума в картере. Эжектор воздуха
питание по воздуху от турбонагнетателя.

-. Система нагнетания (Фэрбенкс Морс) — Некоторые 2-х тактные
циклов использования продувочного нагнетателя воздуха для создания вакуума на
картер.

-. Система Turbo (16-645E5N LL) — 4-тактные двигатели
используйте всасываемый воздух, чтобы создать разрежение в картере.

-. Вакуумный насос картера с приводом от двигателя — Используется на Colt-
Pielstick и некоторые двигатели ALCO, в которые всасывает вакуумный насос.
пар из картера через маслоотделитель. Это позволяет
пригодное масло для возврата в поддон двигателя и чистый воздух для подачи
атмосфера.

-. В большинстве систем используется какой-либо тип отделения масла.
Система, предотвращающая вытягивание масла из картера.

. Крышки — крышки используются для закрытия отверстий и
закрывать движущиеся части, такие как клапанные крышки, которые закрывают
головка и клапаны, а также крышки воздушных коробок, закрывающие воздушные коробки.

-. Некоторые крышки на картере будут использованы для взрыва.
доказательство крышки. В случае взрыва картера крышка откроется.
откройте, чтобы сбросить давление, затем снова установите под пружину
давление. Это предотвращает повторное попадание кислорода в картер.
что может вызвать еще один взрыв или пожар.

) Ни одна крышка не может быть снята в течение как минимум 30 минут после любого типа
подозрение на взрыв картера.

) Когда вы удаляете, необходимо уведомить CHENG или Reactor Officer.
любая крышка после предполагаемого взрыва картера (включая масляный щуп,
также).

) По процедуре, противопожарное оборудование должно быть разобрано и
укомплектован на случай возгорания.

-. В ключевых точках инспекций предусмотрены смотровые крышки.

) Крышки воздушной коробки снимаются для осмотра воздушной коробки, поршневых колец,
поршни, впускные каналы и гильзы цилиндров от грязи, масла, царапин и износа.

) Крышки картера снимаются для проверки
коленчатый вал, шатуны и подшипники от царапин и износа.

) Крышки клапанов снимаются для проверки клапанов, форсунок,
и топливные перемычки.

. Гильза цилиндра — гильза цилиндра является сменным отверстием.
в котором едет поршень. Эти съемные вкладыши обеспечивают
способ замены отверстия без расточки или замены
блок.Есть два основных типа лайнеров:

-. Вкладыши сухого типа используются с блоками, в которые встроена вода.
куртки (небольшие дизельные двигатели), куда никогда не поступает охлаждающая вода
контакт с лайнером. Этот тип будет свободно подходить к
Блок двигателя.

-. Есть два типа мокрых лайнеров:

) Обычная мокрая футеровка — Водяная рубашка или каналы для охлаждающей воды
образуются блоком двигателя и самим гильзой. Резиновые уплотнительные кольца на
оба конца лайнера будут обеспечивать уплотнение, необходимое для охлаждения
водные ходы.

) Вкладыши мокрого типа с водяной рубашкой (Fairbanks Morse и 16-645E5N
LL) — лайнеры данной конструкции имеют собственную рубашку охлаждающей воды.
литой или запрессованной посадкой на лайнер. (см. рис. 2.2-2)

-. Проблемные зоны гильзы цилиндра

) Трещины, сломанные и деформированные гильзы вызваны перегревом,
коррозия и неправильная установка. Это может привести к повреждению
поршень. На стенках лайнера часто образуются горячие точки из-за неэффективного
куртка водоочистки.

) Задиры, царапины и / или ускоренный износ вызваны плохим
смазка, грязь в масле или всасываемом воздухе.

) Гребни в верхней части гильзы образуются из-за нормального износа и
следует удалить.

. Головки цилиндров (GM 16-645E5N LL) — Крышка верхней части
цилиндр, закрывающий пространство сгорания. Им скучно
с проходками под топливные форсунки и клапаны. Крабовый болт
гайки, контактирующие с головкой блока цилиндров, надежно удерживают ее
Держатель головки блока цилиндров в картере.Голова
крепится к гильзе цилиндра восемью равномерно расположенными шпильками
и гайки, а узел прочно держится в картере,
крабами.

-. Правильная установка головки блока цилиндров обеспечивается
совмещение патрубка для слива воды и его ответного отверстия в
картер. В блок-картер встроены сифонные трубки на
второй цилиндр спереди на левом берегу, а второй
цилиндр сзади на правом берегу для откачивания воды
выпускной коллектор при сливах воды из двигателя.В
Головка блока цилиндров изготовлена ​​из высокопрочного сплава чугуна, имеющего
литые каналы специальной конструкции для воды и выхлопных газов. Пробурено
отверстия для воды в нижней части головки блока цилиндров соответствуют воде
сливные отверстия в лайнере. Выхлопные каналы в цилиндре
Головка совпадает с ответными локтями в картере, которые проводят
выхлопные газы через водяной коллектор к выхлопу
многообразие.

-. В центре ГБЦ расположен колодец для
применение насос-форсунки.Для обеспечения правильного позиционирования
инжектор в головке, ответное отверстие для установочного штифта на
инжектор расположен в головке. Коромысла, выпускные клапаны,
клапанные перемычки, направляющие клапана, стопорная защелка, топливная форсунка и
другие сопутствующие элементы будут составлять полную головку блока цилиндров.
сборка.

— Продувочные клапаны используются для:

) Предпусковой осмотр — Двигатель переворачивается вместе с топливной рамой.
отключен. Ищите воду или смазочное масло, выходящее из продувки.
клапаны.Возможно, это указывает на плохую гильзу или головку цилиндра.

) Показания анализа тенденций — это делается путем подключения Kiene
индикатор к продувочному клапану при работающем двигателе, чтобы вы могли
снимите показания компрессии.

-. Проблемные зоны ГБЦ

) Трещины в головках блока цилиндров могут появиться где угодно, но они будут
обычно возникают на тонких участках головы (между клапанами и
инжектор), где возникает большая нагрузка.Перегрев, добавление
холодная вода для горячих двигателей и неправильная затяжка являются наиболее распространенными
повод для взлома головы.

) Искажение — искажение может быть вызвано неправильным затягиванием
головки блока цилиндров или перегретые двигатели.

) Горение или коррозия могут быть вызваны выдуванием прокладки головки блока цилиндров или
неправильная установка головки.

. Подушки двигателя — Маленькие лодки и некоторые небольшие генераторы
часто устанавливаются на виброопоры (обычно резиновые).Большинство крупных дизельных двигателей устанавливаются непосредственно на судах.
корпус.

.Подвижные детали дизельного двигателя.
Подвижные части дизельного двигателя
обеспечить управление элементами
необходим для горения и
преобразование горения в механическое
валовая энергия. Основные движущиеся компоненты
коленчатый вал, поршневой узел,
шатун, распредвал, клапаны, рабочие
шестерня, маховик, гаситель колебаний и
различные шестерни.

. Коленчатый вал — самый большой и важный из всех
движущиеся компоненты.Коленчатый вал преобразует
возвратно-поступательное движение поршня и шатуна на
вращательное движение, которое можно использовать для привода генераторов,
редукторы и т. д. (см. рис. 2.2-3)

-. Фэрбенкс Морс — Верхний и нижний коленчатые валы
предназначен для передачи энергии, производимой в цилиндрах, на
шестерни вертикального привода и муфта коленчатого вала. Подшипники упорные
рядом с вертикальными ведущими шестернями и коренными подшипниками скольжения
на каждом поперечном вертикальном элементе блока цилиндров.Опорные поверхности с прецизионной обработкой предназначены для основных
и шатунные подшипники.

-. Звездочка коленчатого вала цепного привода ГРМ находится
закреплен на верхнем коленчатом валу со стороны управления. Воздух
распределительный вал пускового распределителя также прикреплен к управляющему концу
верхний коленвал. На приводной стороне шестерня привода нагнетателя
с ключом и также удерживается прижимной пластиной к верхнему
коленчатый вал. Гибкая приводная шестерня насоса для привода
Губернатор и насосы прикреплены к нижнему коленчатому валу
на контрольном конце.

-. На приводной стороне полумуфты гибкой муфты коленчатого вала
крепится установленными болтами к фланцу коленчатого вала. Этот
гибкая муфта передает мощность, развиваемую двигателем, на
генератор. Коленчатые валы просверлены для смазки (Фэрбенкс
Морзе.) Они получают масло из главной галереи смазочного масла через
линия перемычки. Масло проходит через коренной подшипник, затем попадает в
шатунный подшипник, затем через просверленный проход в
шатун для смазки поршневого пальца.Затем масло проходит
вокруг поршневого пальца и распыляется на нижнюю часть поршня
корона, чтобы помочь в охлаждении. Масло самотеком стекает обратно в поддон.

-. GM 16-645E5N LL — Коленвал капельной ковки
материал из углеродистой стали с индукционной закалкой втулки и шатунной шейки
журналы. В 16-цилиндровых двигателях коленчатый вал состоит из
две секции, фланцы которых соединены болтами. Основной подшипник
шейки имеют диаметр 7-1 / 2 дюйма и шатунные шейки 6-1 / 2 дюйма. Два
Половинки коленчатого вала соединены фланцевым соединением.Предусмотрены противовесы, обеспечивающие стабильную работу и все
коленчатые валы динамически сбалансированы.

. Шатуны — Шатуны (шатуны) служат
как связующее звено между коленчатым валом и поршнем. Шатуны
иметь глаз на одном конце, а другой конец расщеплен
(соединяется с коленчатым валом). На каждом конце будет какой-то тип
несущая поверхность. На шатунах используются два типа шатунов.
большинство дизельных двигателей ВМФ. (см. рис. 2.2-4)

-. Обычный — используется на поршне с противоположным расположением (Фэрбенкс Морс), в
линейные и V-образные двигатели (при смещении).Они будут пробурены для
смазочное масло для прохождения.

. Поршневые пальцы (штифты) — используются для соединения
поршень к шатуну. Обычно они полые, чтобы
обеспечивают максимальную прочность при уменьшенном весе.

-. Три типа поршневых пальцев

) Полностью плавающий — Удерживается фиксаторами поршневого пальца в поршне

) Полуплавающие — Свободно подходят к выступу поршня и фиксируются
на шатуне

) Стационарные пальцы — запрессовываются в бобышку поршня и
плавать или двигаться на шатуне

.Поршень в сборе — Поглощает давление
от горения и передает его
шатун. В большинстве дизельных двигателей используется
Тип ствола поршневой.

. Ствол типа поршневой конструкции

-. Заводная головка — это головка или верхняя часть поршня, которая получит
все тепло сгорания. Коронка слегка сужается к
учитывайте расширение, вызванное теплом сгорания. В
нижняя сторона короны часто ребристая, чтобы обеспечить дополнительную прочность
и увеличить площадь охлаждения. Верх может иметь разные
конструкции для турбулентности или чтобы учесть выступы в
камера сгорания.

-. Ствол (юбка) получает боковую тягу от
коленчатого вала и удерживает поршень в правильном положении в
цилиндр. Юбка также имеет канавки для всех
поршневые кольца.

-. Кольцевые канавки и пазы будут удерживать и правильно размещать
поршневые кольца по юбке поршня. Некоторые земли для
маслосъемные кольца имеют сливные отверстия внутри поршня.

-. Бобышка поршня — это усиленная область, в которой поршень
штифт подходит для соединения шатуна и поршня
все вместе.

-. Фэрбенкс Морс имеет поршневой тип ствола.

. Нетрадиционный поршень — какой-то дизельный двигатель
производители разработали поршни с разными
методы охлаждения, помогающие уменьшить вес поршня.

-. Камеры охлаждения — некоторые поршни могут иметь систему охлаждения.
камера, которая удерживает масло под днищем поршня или циркулирует масло
под днищем поршня или циркулирует масло за поршневыми кольцами.
Некоторые охлаждающие камеры имеют ребра для облегчения охлаждения.

-.Состав — Для снижения веса и сохранения прочности,
В поршнях ALCO используется чугунная головка, прикрепленная болтами к алюминиевому стволу.

. Поршень цапфы (16-645E5N LL) — Корона и юбка
ездить на носителе, поэтому поршень может вращаться на носителе
упорная шайба и удерживается стопорным кольцом. Наиболее
Поршни цапфового типа охлаждаются насосами охлаждения поршней.

. Поршневые кольца — Поршневые кольца в дизельных двигателях очень
важен для эффективности двигателя. Они обслуживают трех
функции: герметизация камеры сгорания, контроль смазки
стенок цилиндра и передачи тепла.Есть два
типы поршневых колец, классифицируемые по назначению, которое они
служат: компрессия и контроль масла.

-. Компрессионные кольца — служат двум целям: они герметизируют
пространство сгорания и передают тепло от поршня к
втулка цилиндра.

) Большинство из них изготовлено из чугуна, а некоторые могут иметь специальную бронзу.
вставка для уплотнения по мере износа колец.

) Концевые разрезы могут быть разными, некоторые могут быть квадратными, внахлест или диагональными разрезами.

) Количество колец зависит от конструкции двигателя.

) Установка компрессионного кольца

-) Перед установкой всегда проверяйте зазор между торцами.

— ) Кольца должны быть смещены на 180 вне линии с выступом поршня.

-. Кольца контроля масла — служат двум целям. Они контролируют
смазочные материалы, используемые для смазывания стенок гильз цилиндров и предотвращающие
попадание избыточного масла в камеру сгорания.Они также будут
передают тепло от поршня к гильзе цилиндра.

) Они будут изготовлены из того же материала, что и компрессионные кольца, но
может быть целых три штуки.

) Количество колец и расположение колец зависит от каждого
конструкция двигателя.

) Важно, чтобы скошенная кромка маслосъемных колец была
установлен правильно, краем вниз.

-.Общие проблемы с поршневыми кольцами

) Обрыв кольца чаще всего вызван неправильной установкой или
неправильная посадка.

) Кольца заедания чаще всего возникают при работе вне
параметр (без нагрузки).

) Чрезмерный износ поршневых колец вызван однотипными
проблемы, возникающие из-за износа цилиндра, грязного масла или всасываемого воздуха, и
неправильная рабочая температура.

. GM 16-645E5N LL описание

-.Состоит из поршня из чугунного сплава, четырех компрессионных колец,
и два маслосъемных кольца. Используется поршневой держатель цапфового типа.
с поршневым узлом, чтобы поршень мог вращаться или плавать
во время работы двигателя. Перевозчик удерживается на позиции в
поршень стопорным кольцом внутри поршня. Полированный
поршневой палец установлен в держателе в контакте с подшипником
вставки, и узел прикручивается к верхнему концу
шатун.

-. Внутренние части поршня смазываются и охлаждаются.
масляным охлаждением поршня.Охлаждающее масло направляется через просверленное отверстие.
проход в держателе поршня, циркулирует вокруг днища поршня
области, а затем стекает через два отверстия в держателе, расположенном в
конус.

-. Поршни подвергаются фосфатной обработке, чтобы облегчить работу юбки.
смазка при работе двигателя. Этот процесс вытравливает
поверхность и образует неметаллическую, абсорбирующую масло, антифрикционную
покрытие, которое способствует быстрому приработке и сокращает последующие
носить.

-. Поршневой палец изготовлен из стального сплава, с
внешняя поверхность науглерожена, отшлифована, притерта и отполирована до
зеркальная отделка.Штифт устанавливается в верхней части соединительного
шток и колеблется в подшипниковых вкладышах держателя. Два
болты проходят через верхний конец шатуна и
ввинтить в поршневой палец.

. Fairbanks Morse 38ND8-1 / 8 описание

-. Поршни имеют три компрессионных кольца, один маслосъемник и
одно маслосливное кольцо. Поршневой палец поддерживается поршнем.
вставлять. Смазочное масло течет через шток вокруг
наружный паз во втулке шатуна в поршень
корона, откуда она разряжена.Втулка шатуна
вдавливается в ушко шатуна. Нижняя соединительная
стержни на четыре дюйма длиннее, чем верхние шатуны. В
болты устанавливаются через стержень сначала на верхний коленчатый вал,
и сначала через крышку на нижнем коленчатом валу.

-. Каждый шатун прикреплен к коленчатому валу с помощью
вкладыши подшипников. Вкладыши подшипников изготовлены из литого алюминия.
и скрепляются вместе как одно целое. Одна половина оболочки
вставляется в крышку шатуна, а другая половина вставляется в
шатун.

.Распределительный вал — вал с эксцентриком.
выступы, приводимые коленчатым валом в
контролировать работу форсунки и клапана через
узел коромысла. (см. рис. 2.2-5)

. Распределительные валы обычно представляют собой цельнокованую конструкцию, кованые.
низкоуглеродистый стальной сплав. Кулачки карбонизированы для
твердость.

. Кулачки на распредвале состоят из бока и носка.

. Общие проблемы распредвалов

-. Основная проблема — износ кулачков из-за отсутствия смазочного масла.
или неправильная смазка.

-. Распредвалы могут сломаться, но это не обычное явление.
вхождение.

. Приводной механизм — Приводной механизм (клапан
и инжектор) предназначены для преобразования вращательного движения
распредвала на возвратно-поступательное движение, чтобы открывать и закрывать
клапаны и управляют форсунками. Механизмы, которые будут
управлять клапанами и форсунками состоят из толкателей, нажимать
штоки, коромысла и мосты клапанов. (см. рис. 2.2-6)

-. Последователи кулачка — Большинство кулачковых подписчиков относятся к рокерскому типу.
и ездить на распределительном валу, где они передают действие
кулачок к толкателю.

-. Толкатель — полая трубка, которая служит связующим звеном между
ведомый и коромысло.

-. Коромысло — передает движение толкателя на
клапаны и форсунки. Они из литой или штампованной стали.
конструкции и ездить на втулке.

-. Клапанный мост — используется как связующее звено между двумя клапанами, поэтому
что они могут управляться одновременно одним и тем же рокером
рука.

. Клапаны — используются для регулирования потока выхлопных газов.
и всасываемый воздух на 4-тактных дизелях и поток
выхлопные газы двухтактных дизельных двигателей (двигатели простого действия).Они также герметизируют пространство сгорания.
во время эволюции мощности и сжатия. Клапаны
закрываются за счет натяжения пружины и открываются распредвалом и
коромысла в сборе.

-. Конструкция — Впускные клапаны изготовлены из низкоуглеродистой стали,
в то время как выпускные клапаны используют хромистую сталь или сталь с высоким
никелевый сплав.

-. Клапаны обычно имеют угол от 35 до 45
лица.

. Направляющие клапана — сменные втулки в головке, в которой
клапаны ездят.

.Седла клапанов — сменные вставки, усаженные до
влезть в головку блока цилиндров. Большинство седел клапанов отшлифованы
1/2 меньше клапана, чтобы учесть расширение.

. Пружины клапана — удерживают клапан плотно закрытым. Они
должен быть достаточно прочным, чтобы быстро закрыть клапан и сохранить
он закрыт.

Держатели клапана — Зафиксируйте шток клапана, чтобы
клапан на месте. Хранители и клапаны должны быть
заменен как единое целое.

. Маховики — изготовлены из чугуна с достаточным
вес для ограничения колебаний скорости.Магазин маховика
поднимает энергию во время энергетического события и возвращает ее во время
остальные события. При этом маховик:

-. Сохраняет изменение скорости в желаемых пределах при всех нагрузках

-. Ограничивает увеличение и уменьшение скорости во время
резкие изменения нагрузки

-. Помогает заставить поршень пройти сжатие
событие при работе на малых оборотах или холостом ходу

-. Обеспечивает рычаги или механическое преимущество для
пусковой двигатель через коронную шестерню для пуска двигателя

.Запирающая шестерня дизельного двигателя — Запорная шестерня установлена
вручную переворачивать двигатель для осмотра, ремонта,
синхронизации и проверка дизельного двигателя на свободу
движение до старта.

. Гасители колебаний — не всегда можно сделать
коленчатый вал настолько жесткий, что резонирует с некоторыми из
гармоники более высокого порядка собственной частоты не будут
происходят в рабочем диапазоне. Поэтому коленчатые валы
оснащены гасителями вибрации для предотвращения
опасная вибрация.Обычно они прикреплены
к коленчатому валу на конце, противоположном маховику. В
гасители вибрации обычно имеют вязкий наполнитель или
гидравлический лопаточный тип колеса.

. Шестерни — используются для синхронизации двигателя между
коленчатый вал, распределительный вал и для привода различных двигателей
аксессуары (насосы, воздуходувки, балансирный вал и др.)

-. Большинство шестерен, используемых в дизельных двигателях, изготовлены из чугуна и
бывают прямозубые или спиральные.

-. Шестерни обычно смазываются либо распылительными форсунками, либо
смазка разбрызгиванием, или в некоторых случаях смазочное масло возвращается в
картер может смазывать шестерни.

. Подшипники дизельного двигателя

.

. Подшипник — это обработанная деталь, которая передает силы
нагрузок от движущихся частей к неподвижным частям.

-. Два основных типа подшипников — это подшипники вращения.
и подшипники возвратно-поступательного движения.

-. Подшипники и втулки вращательного движения могут быть
опорный подшипник, упорный подшипник или их комбинация.

) Опорные подшипники обеспечивают опору перпендикулярно оси вращения.

) Упорные подшипники обеспечивают опору вдоль оси вращения.

) Некоторые подшипники выдерживают обе нагрузки.

-. Конструкция подшипника — подшипники дизельного двигателя работают в
менее чем благоприятные условия, такие как колеблющаяся нагрузка, высокая смазка
температура масла, загрязнение смазочного масла и изменение вязкости.
Следовательно, подшипники должны быть сконструированы со следующими
характеристики:

) Хорошая заделка

) Высокая усталостная прочность

) Хорошая совместимость

) Хорошая связь между слоями

.Втулки — обычно используются в дизельных двигателях для вращения
движение, такое как коленчатые и распределительные валы, или возвратно-поступательное движение
движение, такое как поршневые пальцы и втулки коромысел. Наиболее
втулки изготавливаются из бронзы или бронзы с баббитом
оболочка.

-. Шатун и коренные подшипники

) Они собраны пополам для облегчения установки. Подшипники
в современных дизелях используются подшипники прецизионного типа, которые не нуждаются в
установлен на вал. Обычно они имеют канавки для смазки.

) Материал подшипников, используемый в современных дизелях, обычно один из
четыре типа материала.

-) Задняя часть из бронзы или стали Satco — Задняя часть из стали или бронзы и
Опорная поверхность — Satco (99% свинца и 1% олова).

—) Трехметаллический подшипник — будет иметь стальную заднюю часть, промежуточный слой из бронзы и
лицевая сторона будет изготовлена ​​из баббита на основе свинца и олова

— ) Медный свинец — Если у них есть спинка, она обычно будет сделана из стали, олова или
покрытие из индия для предотвращения коррозии.

—) Алюминиевый сплав — Если у них есть задняя часть, они будут из стали с
опорная поверхность с содержанием олова 6%.

) Установка подшипника — Важно, чтобы подшипники были установлены
правильно (сверху и снизу). Также важно сохранить подшипники.
чистым и хорошо смазанным перед установкой. Крышки подшипников должны быть
затянут должным образом, чтобы обеспечить надлежащую затяжку.

) Проблемы с подшипниками — Подшипники, за которыми правильно ухаживают, прослужат долго.
почти бесконечно.Самый большой враг любого подшипника двигателя — это грязь и
некачественная смазка. Если дизельный двигатель имеет хорошее качество смазочного масла
программа управления и работает в пределах заданных параметров двигателя
(температуры и давления) подшипники прослужат бесконечно.

) Показания прогиба коленчатого вала — Показания прогиба
отличный метод определения двигателя для центровки и главного
износ подшипников. Показания прогиба следует снимать согласно запланированному
система технического обслуживания, когда проводится дизельный осмотр, когда
подозрение на наличие проблемы при приземлении на мель или столкновении, а также после периода постановки в сухой док.

Бензиновый двигатель | Британника

Полная статья

Бензиновый двигатель , любой из класса двигателей внутреннего сгорания, которые вырабатывают энергию за счет сжигания летучего жидкого топлива (бензина или бензиновой смеси, такой как этанол) с воспламенением, инициируемым электрической искрой. Бензиновые двигатели могут быть построены для удовлетворения требований практически любого возможного применения в силовых установках, наиболее важными из которых являются легковые автомобили, малые грузовики и автобусы, самолеты авиации общего назначения, подвесные и малые внутренние морские агрегаты, стационарные насосные агрегаты среднего размера, осветительные установки и т. Д. станки и электроинструменты.Четырехтактные бензиновые двигатели используются в подавляющем большинстве автомобилей, легких грузовиков, средних и больших мотоциклов и газонокосилок. Двухтактные бензиновые двигатели встречаются реже, но они используются для небольших подвесных судовых двигателей и во многих портативных инструментах для озеленения, таких как цепные пилы, кусторезы и воздуходувки.

Типы двигателей

Бензиновые двигатели можно сгруппировать в несколько типов в зависимости от нескольких критериев, включая их применение, метод управления подачей топлива, зажигание, расположение поршня и цилиндра или ротора, количество ходов за цикл, систему охлаждения, а также тип и расположение клапана.В этом разделе они описаны в контексте двух основных типов двигателей: поршневых двигателей и роторных двигателей. В поршневом двигателе давление, создаваемое при сгорании бензина, создает силу на головке поршня, которая перемещает цилиндр по длине возвратно-поступательным или возвратно-поступательным движением. Эта сила отталкивает поршень от головки цилиндра и выполняет работу. Роторный двигатель, также называемый двигателем Ванкеля, не имеет обычных цилиндров, оснащенных возвратно-поступательными поршнями.Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, заставляя ротор вращаться и, таким образом, выполнять работу.

бензиновые двигатели

Типы бензиновых двигателей включают (A) двигатели с оппозитными поршнями, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Большинство бензиновых двигателей относятся к поршнево-поршневым двигателям возвратно-поступательного действия. Основные компоненты поршнево-цилиндрового двигателя показаны на рисунке. Почти все двигатели этого типа работают по четырехтактному или двухтактному циклу.

Типовая схема поршневой цилиндр бензинового двигателя.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Четырехтактный цикл

Из различных методов восстановления энергии процесса сгорания наиболее важным до сих пор был четырехтактный цикл, концепция, впервые разработанная в конце 19 века. Четырехтактный цикл показан на рисунке. При открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такте впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха втягивается в цилиндр за счет создаваемого таким образом частичного вакуума.Смесь сжимается, когда поршень поднимается на такте сжатия при закрытых обоих клапанах. По мере приближения к концу хода заряд воспламеняется электрической искрой. Затем следует рабочий ход, когда оба клапана все еще закрыты, а давление газа обусловлено расширением сгоревшего газа, давящим на головку или головку поршня. Во время такта выпуска восходящий поршень выталкивает отработавшие продукты сгорания через открытый выпускной клапан. Затем цикл повторяется. Таким образом, каждый цикл требует четырех тактов поршня — впуска, сжатия, мощности и выпуска — и двух оборотов коленчатого вала.

Двигатель внутреннего сгорания: четырехтактный цикл

Двигатель внутреннего сгорания имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание (мощность) и выпуск. Когда поршень перемещается во время каждого хода, он поворачивает коленчатый вал.

Encyclopædia Britannica, Inc.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

Недостатком четырехтактного цикла является то, что завершается только половина тактов мощности по сравнению с двухтактным циклом ( см. Ниже ), и только половину такой мощности можно ожидать от двигателя данного размера при заданная рабочая скорость.Однако четырехтактный цикл обеспечивает более эффективную очистку выхлопных газов (продувку) и повторную загрузку цилиндров, уменьшая потерю свежего заряда в выхлопе.

Конструкция и компоненты двигателя

Конструкция и компоненты двигателя

Двигатель построен
из разных частей. Эти части: нижняя часть, верхняя часть, передняя часть, масляный поддон,
клапанная крышка и передняя крышка.

Нижний конец (короткий блок): Нижний конец включает блок цилиндров со всеми
установленных его внутренних частей.Поршни, шатуны, коленчатый вал и подшипник
будет в блоке. Термин короткий блок часто используется для обозначения того же самого.
вещь как нижний конец.

Длинный блок : технический термин, относящийся к короткому блоку.
с установленными головками. Такие детали, как клапанные крышки, передняя крышка, маховик,
крепления и т.п. не входят в длинный блок

Открытый блок : представляет собой блок цилиндров со снятыми всеми частями. Там
не было бы поршней, шатунов, коленвала или других деталей в блоке.

Конструкция нижнего (нижнего) конца

Дека блока цилиндров:
плоская обработанная поверхность головки блока цилиндров. Просверливаются отверстия под болты и
врезался в колоду для тепловых болтов. Проходы для охлаждающей жидкости и масла позволяют перекачивать жидкости
через блок, прокладку головки и головки блока цилиндров.

Цилиндры (стенки цилиндров):
в блоке цилиндров выточены большие отверстия для поршней. Неотъемлемую
цилиндр является частью блока.

Гильзы блока цилиндров
(вкладыши): — это отдельная деталь, запрессованная в блок. Есть два основных
типы гильз цилиндров: сухие гильзы и мокрые гильзы.

Диаметр цилиндра:
В блоке есть несколько отверстий, отверстия подъемника, отверстия под кулачок, основное отверстие.

Колпачки основные: они есть
промокните до дна блока цилиндров и сделайте половину основного отверстия.
Большие основные болты крышки ввинчиваются в отверстия в блоке, чтобы прикрепить крышки к
блок

Коренные подшипники:
защелкивается в блоке цилиндров и основных крышках, чтобы обеспечить рабочую поверхность
за коренные шейки коленчатого вала.

Коленчатый вал: Это
преобразует возвратно-поступательное движение поршней во вращательное движение. Коленчатый вал
входит в основную расточку блока. Коленчатый вал имеет масло для коленчатого вала.
проходов, противовесов, фланца коленчатого вала с направляющей опорой в
центр для поддержки первичного вала механической коробки передач и масла коленчатого вала
уплотнения.

Коренные шейки кривошипа:
представляют собой прецизионно обработанные и полированные поверхности, которые опираются на основные подшипники.

Цапфы шатуна:
также термины шатунные шейки — это также обработанные и полированные поверхности, но они предназначены для
шатунные подшипники.

Маховик: большой
стальной диск установлен на заднем фланце коленчатого вала. Маховик имеет
большой зубчатый венец, позволяющий запускать двигатель.

Шатун:
крепит поршень к коленчатому валу.

Крышка шатуна:
болты к нижней части корпуса шатуна.Его можно удалить на
разборка двигателя.

Подшипники шатуна:
избавиться от шейки шатуна коленчатого вала.

Палец поршня: позволяет
поршень качаться на шатуне. Штифт проходит через отверстие в
поршень и малый конец шатуна.

Поршни: передач
давление сгорания на шатун и коленчатый вал. Это должно
удерживайте поршневые кольца и поршневой палец во время работы в цилиндре.

Кольца поршневые:
В автомобильных поршнях обычно используются три кольца — два компрессионных кольца и одно масляное.
звенеть.

Балансирные валы: ар
используется в некоторых двигателях для уменьшения вибрации. Эти противовесные валы
обычно устанавливаются на левой и правой стороне блока цилиндров и приводятся в движение
ремнем или цепочкой.

Конструкция верхнего (верхнего) конца

* Головка блока цилиндров:
болтами к деке блока и закрывает верхнюю часть цилиндров.Предстоящий
прокладка герметизирует поверхность блока и головки, предотвращая попадание масла, охлаждающей жидкости и давления
утечка.

* Головка блока цилиндров голая:
представляет собой отливку головки со всеми ее частями (клапаны, держатели, фиксаторы, пружины,
сальники и коромысла) сняты. Головка блока цилиндров состоит из сгорания
камеры, впускные каналы, выпускные отверстия, масляные каналы, водяные рубашки, впускные
палуба, вытяжная дека и отверстия для дюбелей.

* Направляющие клапана: шт.
небольшие отверстия, проделанные через верхнюю часть головки, проделайте во впускном отверстии и
выхлопные отверстия.Двумя основными типами направляющих клапана являются интегральные и
вдавлен.

* Седла клапана: сот
круглые обработанные поверхности в отверстиях портов в камеры сгорания. В
седла клапана могут быть частью головки или отдельным запрессованным компонентом.

* Клапаны: открытые и
близко к регулируемому потоку в камеру сгорания и из нее.
* Уплотнения клапана: предотвращают попадание масла в отверстия головки цилиндров через
направляющие клапана.

* Пружина клапана в сборе:
используется для закрытия клапана. Он в основном состоит из пружины клапана, фиксатора,
и два сторожа.

* Распредвал: открывает
клапаны двигателя в нужное время во время каждого хода.

* Шестерня распределительного вала: a
Распредвал иногда имеет приводную шестерню для работы распределителя и масляного насоса.

* Эксцентрик распределительного вала:
Эксцентрик (овал) может быть обработан на распредвале для механической (двигательной
ведомый) бензонасос.

* Подшипники распредвала:
обычно представляют собой неразъемные вставки, запрессованные в блок ГБЦ.

* Подъемники клапана: также
называемые толкатели, ездят на кулачках и передают движение остальной части
клапанный механизм.

* Толкатели: передача
движение между подъемниками и коромыслами. Они нужны, когда
распредвал расположен в блоке цилиндров

* Коромысла: может быть
используется для передачи движения от толкателей к клапанам.Их можно использовать в
двигатели OHC и OHV. В любом двигателе коромысла устанавливаются поверх
ГБЦ различными методами; вал коромысла, шпилька коромысла или коромысло
пьедестал. Есть два типа коромысел; регулируемые коромысла и
нерегулируемые коромысла. Регулируемые коромысла позволяют менять
зазор клапанного механизма. Нерегулируемые коромысла не позволяют изменить
клапанный зазор. Они используются только с некоторыми гидравлическими подъемниками.

* с соленоидным управлением
коромысла: используются на двигателях переменного рабочего объема.Соленоиды
может быть включен или выключен для деактивации или активации некоторых клапанов двигателя.

* Переменная синхронизация клапана:
изменять фазы газораспределения при изменении частоты вращения двигателя. Это сделано для оптимизации движка
мощность и эффективность на всех рабочих скоростях.

Конструкция передней части

Механизм привода распредвала также
называется механизмом газораспределения, должен поворачивать распределительный вал и удерживать его синхронно с
коленчатый вал двигателя и поршни.Иногда он также должен питать другие устройства.
(балансирный вал, масляный насос, распределитель и т. д.) Различают три основных типа
приводы распредвалов: зубчатая, цепная, ременная.

Зубчатая передача: ГРМ
шестерни — это две косозубые шестерни на передней части двигателя, которые приводят в действие двигатель.
распредвал.

Цепь привода ГРМ и два
звездочки: цепь привода ГРМ передает мощность от звездочек кривошипа к
кулачковые звездочки. Шпонка коленвала используется для блокировки звездочки коленчатого вала.
к валу.Шпонка распределительного вала или штифт используется для фиксации распредвала.
звездочку на кулачке и гарантирует, что звездочка не вращается на кулачке.
распредвал и выходят не вовремя. Натяжитель цепи может использоваться для
чрезмерное провисание по мере износа цепи и звездочек. Направляющая цепи может быть
необходимо для предотвращения ударов цепи. Допускается использование вспомогательной цепи и звездочек
для привода масляного насоса двигателя, балансирных валов и других узлов двигателя. Масло
slinger помогает распылять масло на цепь привода ГРМ для предотвращения износа. Двигатель
передняя крышка , также называемая крышкой цепи привода ГРМ или крышкой шестерни ГРМ, является металлической
корпус, который крепится болтами к передней части двигателя. Он охватывает цепь привода ГРМ или
шестерни, чтобы масло не разбрызгивалось. Крышка удерживает сальник коленвала.

Ремень ГРМ: Зубья
Топор сформирован внутри пояса. Они сцепляются с зубами снаружи
кривошипа и звездочек кулачка. Звездочка ремня обычно имеет квадратную форму.
зубы. Натяжитель ремня ГРМ — колесо, которое удерживает ремень ГРМ в натянутом состоянии.
на его звездочки.Датчик ремня ГРМ обнаруживает чрезмерное натяжение натяжителя
растяжение и износ ремня ГРМ. Когда датчик обнаруживает ремень
растяжение, индикатор возможного выхода ремня из строя, сигнализирует ЭБУ. ЭБУ может
затем включите приборную панель, чтобы предупредить водителя о проблеме. Вспомогательный
ременная звездочка , также называемая промежуточной звездочкой, может использоваться для работы
масляный насос, водяной насос, распределитель и т. д. Ремень ГРМ просто удлиняется
вокруг этой дополнительной звездочки.Крышка ремня ГРМ — это просто лист металла или
пластиковый кожух вокруг ремня привода кулачка.

* Шкивы коленчатого вала:
необходимы для работы генератора, насоса гидроусилителя руля, кондиционера
компрессор, насос нагнетания воздуха и другие устройства.

* Балансные валы двигателя:
привязаны к коленчатому или распределительному валу. Балансирный вал имеет грузы.
которые вращаются в направлении, противоположном вращению коленчатого вала. Это отменяет
крутильные колебания, создаваемые коленчатым валом, обеспечивающие более плавный двигатель
праздный.

* Коллекторы впускные : есть
отливка из металла или пластмассы, которая крепится болтами и закрывает впускные отверстия
на головке блока цилиндров.

Болты крепления выпускного коллектора к
головку блока цилиндров, над выпускными отверстиями. Крышка клапана также называется крышкой коромысла или
Крышка кулачка на двигателях OHC представляет собой тонкий кожух над головкой блока цилиндров.
Он просто предотвращает вытекание масляной струи из клапанного механизма из двигателя. Крышка
уплотняется прокладкой или герметиком.

Прокладки двигателя предотвращают
давление, утечка масла, охлаждающей жидкости и воздуха между компонентами двигателя. Они есть;
прокладка ГБЦ, прокладка клапанной крышки, прокладка масляного поддона, прокладка передней крышки,
Прокладки корпуса термостата, прокладки впускного и выпускного коллектора и т. д.

Поддон и поддон масляный

Масляный поддон, обычно изготовленный из
тонкий лист металла или алюминия, болты к нижней части блока цилиндров. Это
вмещает дополнительный запас масла для системы смазки.Масляный поддон установлен
с резьбовой пробкой сливного отверстия для замены масла. Отстойник — это самая нижняя часть
масляный поддон, в котором собирается масло.

Двигатели одно- и многоцилиндровые

Соотношение мощность / масса:

Мощность двигателя изменяется как
площадь отверстия (то есть с площадью поршня), но масса изменяется как
куб канала ствола (то есть с объемом использованного материала). Увеличение
мощность за счет использования большого цилиндра, следовательно, приводит к низкому соотношению мощности и веса,
тогда как увеличение количества цилиндров сохраняет мощность и вес в
такие же пропорции.

Интервал и крутящий момент
колебание:

Поскольку все цилиндры должны
зажигание за два оборота четырехтактного коленчатого вала, интервалы зажигания
7200 разделить на количество цилиндров. Эффективный рабочий ход занимает
около 1350. С. одноцилиндровый, масса большого маховика требуется для
поглощают колебания крутящего момента и обеспечивают энергией коленчатый вал. Как число
цилиндров увеличивается, крутящий момент становится более плавным, и требуется меньший вес маховика,
помощь ускорению.

Охлаждение:

Большие цилиндры имеют длинные
тепловые пути, например, от центра поршня. Необходимы многоцилиндровые агрегаты
для большой мощности, чтобы избежать проблем со смазкой и детонацией из-за
перегрев.

Уравновешивающие и инерционные нагрузки:

Одноцилиндровый агрегат может
только при неправильной балансировке, и вибрация будет возникать при определенных оборотах двигателя.
Рядные четырехцилиндровые агрегаты имеют небольшие вторичные дисбалансные силы, в то время как
горизонтально противоположный; шестицилиндровые и восьмицилиндровые агрегаты могут иметь полностью
удовлетворительный баланс.Уменьшенная возвратно-поступательная масса многоцилиндрового двигателя.
двигатель позволяет более высокие частоты вращения коленчатого вала без проблем с силой инерции.

Обычный автомобильный двигатель:

Часть преимуществ
традиционный опыт работы с этим типом агрегатов: четырехтактный, четырехцилиндровый,
рядный двигатель с водяным охлаждением имеет неотъемлемые преимущества.

* Двухтактный агрегат
имеет недопустимый расход топлива.

* Экономичность с воспламенением от сжатия
(CI) компенсируется меньшей мощностью и

ускорение, с увеличенным
стоимость, шум, вес и (для некоторых) более неприемлемое топливо.

* Двухцилиндровый двигатель
имеют большие колебания крутящего момента, а

* Шесть цилиндров единиц
являются ненужным расходом при емкости 2-2,5 л.

* V4 и по горизонтали
четыре противостоящих (HO4) дороже и имеют много комплектующих
по сравнению с линейной компоновкой, а H04 имеет более сложные коллекторы

и устройства охлаждения.