Във всички двигатели с вътрешно горене коляновият вал и биелите се въртят в специални лагери - втулки.Прочетете какво е втулка на коляновия вал, какви функции изпълнява, какви видове втулки са и как са подредени, както и правилния избор на нови втулки за ремонт - прочетете статията.
Какво представляват втулките на коляновия вал?
Втулката на коляновия вал е част от коляновия механизъм на двигател с вътрешно горене, плъзгащ лагер, който намалява загубите от триене и заклинване на части в точките на контакт на коляновия вал с леглото на блока на двигателя иколянов валс бутални биели.Използването на плъзгащи лагери се дължи на трудни условия и големи натоварвания, при които търкалящите лагери (съчмени или ролкови) биха работили неефективно и биха имали кратък ресурс.Днес повечето силови агрегати използват втулки и само при някои едно- и двуцилиндрови двигатели с ниска мощност търкалящите лагери се използват като опори на коляновия вал.
Втулките на коляновия вал имат няколко основни функции:
• Намаляване на силите на триене в точката на контакт на коляновия вал, опорите на цилиндровия блок и биелите;
• Предаване на сили и въртящи моменти, възникващи при работа на двигателя - от биелни към колянов вал, от колянов вал към блок на двигателя и др.;
• Правилно разпределение на маслото (образуване на маслен филм) върху повърхностите на триещите се части;
• Правилно подравняване и позициониране на частите една спрямо друга.
Втулките на коляновия вал играят важна роля в работата на силовия агрегат, но в същото време са доста прости по отношение на дизайна.
Видове и характеристики на втулките на коляновия вал
Плъзгащите лагери на коляновия вал са разделени на типове според мястото на монтаж, предназначението и ремонтните размери.
На мястото на монтаж има два вида облицовки:
•Местни;
• Биели.
Основните плъзгащи лагери са монтирани в леглото на коляновия вал в блока на двигателя и покриват основните шийки на коляновия вал, осигурявайки свободното му въртене.Плъзгащите лагери на мотовилката са монтирани в долната глава на мотовилката и покриват шийката на мотовилката на коляновия вал.
Също така вложките се разделят на две групи според предназначението им:
• Конвенционални – осигуряват само намаляване на силите на триене в точките на контакт на частите;
• Заключваща главна - допълнително осигурява фиксация на коляновия вал в леглото, предотвратявайки аксиалното му изместване.
Конвенционалните плъзгащи лагери са плоски полупръстени с тънки стени.Заключващите лагери могат да бъдат направени под формата на упорни полупръстени (които се използват в комплект с плоска втулка) и втулки с яки;Половините пръстени са монтирани в края на двигателя, втулките на яката са монтирани на една или две опори на леглото на коляновия вал.
Втулките на коляновия вал се износват по време на работа и трябва да бъдат заменени, шийките на коляновия вал също са подложени на износване, което води до увеличаване на пролуката между триещите се части.Ако инсталирате нови облицовки със същата дебелина като старите, празнината ще остане твърде голяма, което е изпълнено с удари и още по-интензивно износване.За да се избегне това, се използват втулки с така наречените ремонтни размери - леко увеличена дебелина, която компенсира износването на шийките на коляновия вал.Новите облицовки имат размер 0,00, ремонтните облицовки се произвеждат с увеличаване на дебелината с 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,25, 1,5 mm, такива вложки се обозначават съответно +0,25, +0,5 и т.н.
Дизайнът на втулките на коляновия вал
Плъзгащият лагер на коляновия вал е композитен, съдържа два метални плоски полупръстена, които изцяло покриват шийката на коляновия вал (отгоре и отдолу).В тази част има няколко елемента:
• Отвори (един или два) за преминаване на масло в маслените канали в коляновия вал и биелата;
• Фиксатори под формата на шипове или жлебове за щифтове за фиксиране на лагера в опората на леглото на коляновия вал или в долната глава на биелната;
• Надлъжен жлеб за подаване на масло към отвора (извършва се само на втулката, разположена отстрани на канала - това е долната основна втулка и горната втулка на биелната);
• В упорни втулки - странични стени (шийки) за фиксиране на лагера и ограничаване на аксиалното движение на коляновия вал.
Обшивката е многослойна структура, чиято основа е стоманена плоча с антифрикционно покритие, нанесено върху работната й повърхност.Именно това покритие осигурява намаляване на триенето и дълъг експлоатационен живот на лагера, изработено е от меки материали и от своя страна може да бъде и многопластово.Поради по-ниската си мекота, покритието на втулката абсорбира микроскопични частици от износване на коляновия вал, предотвратява заклинване на части, надраскване и др.
По дизайн втулките на коляновия вал са разделени на две основни групи:
•Биметал;
• Триметални.
Биметалните лагери са подредени най-просто.Те се основават на стоманена лента с дебелина 0,9-4 mm (в зависимост от вида и предназначението на детайла, основните лагери са по-дебели, биелите са по-тънки), върху която е положен антифрикционен слой с дебелина 0,25- Нанася се 0,4 мм.твърда смазка) до 75%, може също да съдържа малки количества никел, кадмий, цинк и други метали.
В допълнение към основното антифрикционно покритие, триметалните облицовки имат покривен слой с дебелина 0,012-0,025 mm (12-25 μm), който осигурява защитни свойства (бори се с корозията и прекомерното износване на основния слой) и подобрява антифрикционните свойства качества на лагера.Това покритие е направено от оловно-калаено-медна сплав със съдържание на олово 92-100%, калай до 12% и мед не повече от 3%.
Освен това в плъзгащите лагери могат да присъстват допълнителни слоеве:
• Горният защитен слой от калай е покритие от чист калай с дебелина само 0,5-1 микрона, което осигурява защита от корозия, мазнини и замърсяване по време на транспортиране, монтаж и разработка на обшивката;
• Долният защитен слой от калай е същият слой, нанесен от външната страна на втулката (с лице към опорите на коляновия вал или към вътрешната страна на главата на мотовилката);
• Никелов подслой (никелова бариера, уплътнение) - тънък, не повече от 1-2 микрона слой никел между основното антифрикционно покритие и покриващия слой.Този слой предотвратява дифузията на калаени атоми от покриващия слой в основния, което осигурява постоянството на химичния състав на основното антифрикционно покритие.При липса на никелова бариера в основното покритие, концентрацията на калай може да се увеличи, което води до негативни промени в характеристиките на лагера.
Разглежданата структура на плъзгащите лагери не е стандартна, много производители предлагат свои собствени уникални схеми и дизайни.Например, основната антифрикционна сплав може да се нанесе върху стоманената основа не директно, а чрез допълнителен подслой от алуминиева или медна сплав, покриващият слой може да има различни състави, включително безоловен и др.
Въпроси за избор и подмяна на втулки на коляновия вал
При избора на плъзгащи лагери е необходимо да се започне от модела на двигателя, износването на свързващите части и наличието на ремонтни втулки.По правило облицовките се правят за една моделна гама или дори за един модел двигател, така че е невъзможно да се заменят с части от друг двигател (с редки изключения).Също така не можете да използвате облицовки, без да вземете предвид износването на шийките на коляновия вал, в противен случай ремонтът ще се превърне в още по-големи проблеми.
Преди да изберете ремонтния размер на лагерите, е необходимо да определите износването на шийките на коляновия вал и други свързани части (легла, глави на свързващи пръти, въпреки че те са по-малко податливи на износване).Обикновено износването на шийките става неравномерно, някои от тях се износват по-интензивно, други по-малко, но за ремонт се купува комплект идентични втулки, така че всички гърловини трябва да бъдат шлифовани до еднакъв размер.Изборът на стойността, до която ще се смила шийката на коляновия вал, зависи от наличието на лагери с определени ремонтни размери, подходящи за този конкретен двигател.За двигатели с малък пробег се избират ремонтни размери +0,25 или +0,5, за двигатели със значителен пробег може да се наложи шлайфане до ремонтен размер +1,0, при стари двигатели дори повече - до +1,5.Следователно за нови двигатели обикновено се произвеждат облицовки от три или четири ремонтни размера (до +0,75 или +1,0), а за стари могат да се намерят облицовки до +1,5.
Ремонтният размер на втулките на коляновия вал трябва да бъде такъв, че при сглобяване на двигателя между шийката на коляновия вал и опорната повърхност да има празнина в диапазона от 0,03-0,07 mm.
С правилния избор на плъзгащи лагери за коляновия вал, двигателят, дори и с голям пробег, ще работи ефективно и ефективно в различни режими.
Време на публикуване: 22 август 2023 г