We wszystkich silnikach spalinowych wał korbowy i korbowody obracają się w specjalnych łożyskach - tulejach.Przeczytaj, czym jest tuleja wału korbowego, jakie pełni funkcje, jakie są rodzaje tulei i jak są ułożone, a także prawidłowy dobór nowych tulei do naprawy – przeczytaj artykuł.
Co to są tuleje wału korbowego?
Tuleja wału korbowego jest częścią mechanizmu korbowego silnika spalinowego, łożyskiem ślizgowym, które zmniejsza straty tarcia i zakleszczanie się części w punktach styku wału korbowego z łożem bloku silnika orazwał korbowyz korbowodami tłokowymi.Stosowanie łożysk ślizgowych wynika z trudnych warunków i dużych obciążeń, przy których łożyska toczne (kulkowe lub wałeczkowe) pracowałyby nieefektywnie i miałyby krótki zasób.Obecnie większość jednostek napędowych wykorzystuje tuleje i tylko w niektórych jedno- i dwucylindrowych silnikach o małej mocy jako podpory wału korbowego stosuje się łożyska toczne.
Tuleje wału korbowego spełniają kilka podstawowych funkcji:
• Redukcja sił tarcia w miejscu styku wału korbowego, wsporników bloku cylindrów i korbowodów;
• Przenoszenie sił i momentów powstających podczas pracy silnika – z korbowodów na wał korbowy, z wału korbowego na blok silnika itp.;
• Prawidłowe rozprowadzenie oleju (tworzenie filmu olejowego) na powierzchniach trących części;
• Prawidłowe ustawienie i ustawienie części względem siebie.
Tuleje wału korbowego odgrywają ważną rolę w pracy zespołu napędowego, ale jednocześnie są dość proste pod względem konstrukcyjnym.
Rodzaje i charakterystyka tulei wałów korbowych
Łożyska ślizgowe wału korbowego dzielą się na typy ze względu na miejsce montażu, przeznaczenie i wymiary naprawy.
W miejscu montażu występują dwa rodzaje wkładek:
•Rdzenny;
• Korbowody.
Główne łożyska ślizgowe osadzone są w łożu wału korbowego w bloku silnika i pokrywają czopy główne wału korbowego, zapewniając jego swobodny obrót.Łożyska ślizgowe korbowodu są zamontowane w dolnej główce korbowodu i zakrywają czop korbowodu wału korbowego.
Ponadto wkładki dzielą się na dwie grupy ze względu na ich przeznaczenie:
• Konwencjonalne – zapewniają jedynie redukcję sił tarcia w punktach styku części;
• Blokada główna – dodatkowo zapewnia unieruchomienie wału korbowego w łożu, zapobiegając jego przemieszczeniu osiowemu.
Konwencjonalne łożyska ślizgowe to płaskie, cienkościenne półpierścienie.Łożyska blokujące mogą być wykonane w postaci półpierścieni oporowych (które stosuje się w zestawie z tuleją płaską) oraz tulei z kołnierzami;Półpierścienie montowane są na końcu silnika, tuleje kołnierzowe montowane są na jednym lub dwóch wspornikach łoża wału korbowego.
Tuleje wału korbowego zużywają się podczas pracy i należy je wymienić, zużyciu ulegają również czopy wału korbowego, co prowadzi do zwiększenia szczeliny pomiędzy częściami trącymi.Jeśli zainstalujesz nowe wkładki o tej samej grubości co stare, szczelina pozostanie zbyt duża, co jest obarczone stukaniem i jeszcze intensywniejszym zużyciem.Aby tego uniknąć stosuje się tuleje o tzw. wymiarach naprawczych - o nieco zwiększonej grubości, która kompensuje zużycie czopów wału korbowego.Nowe wkładki mają rozmiar 0,00, wkładki naprawcze produkowane są ze wzrostem grubości o 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,25, 1,5 mm, takie wkładki są oznaczone odpowiednio +0,25, +0,5 itd.
Konstrukcja tulei wału korbowego
Łożysko ślizgowe wału korbowego jest kompozytowe i zawiera dwa metalowe płaskie półpierścienie, które całkowicie zakrywają czop wału korbowego (góra i dół).W tej części znajduje się kilka elementów:
• Otwory (jeden lub dwa) do wprowadzania oleju do kanałów olejowych wału korbowego i korbowodu;
• Zamki w postaci kolców lub wpustów na sworznie służące do mocowania łożyska we wsporniku łoża wału korbowego lub w dolnej głowicy korbowodu;
• Podłużny rowek doprowadzenia oleju do otworu (wykonywany tylko na tulei znajdującej się od strony kanału - jest to dolna tuleja główna i górna tuleja korbowodu);
• W tulejach oporowych kołnierza - ścianki boczne (kołnierze) do mocowania łożyska i ograniczania ruchu osiowego wału korbowego.
Wykładzina jest konstrukcją wielowarstwową, której podstawą jest stalowa płyta z powłoką przeciwcierną nałożoną na jej powierzchnię roboczą.To właśnie ta powłoka zapewnia zmniejszenie tarcia i długą żywotność łożyska, jest wykonana z miękkich materiałów i z kolei może być również wielowarstwowa.Ze względu na mniejszą miękkość powłoka tulei pochłania mikroskopijne cząsteczki zużycia wału korbowego, zapobiega zakleszczaniu się części, zacieraniu się itp.
Z założenia tuleje wału korbowego dzielą się na dwie główne grupy:
•Bimetal;
• Trójmetaliczny.
Łożyska bimetaliczne są rozmieszczone najprościej.Oparte są na taśmie stalowej o grubości 0,9-4 mm (w zależności od rodzaju i przeznaczenia części, łożyska główne są grubsze, korbowody cieńsze), na której nałożona jest warstwa przeciwcierna o grubości 0,25- Stosuje się 0,4 mm.smar stały) do 75%, może zawierać także niewielkie ilości niklu, kadmu, cynku i innych metali.
Oprócz głównej powłoki przeciwciernej, tuleje trimetaliczne posiadają warstwę wierzchnią o grubości 0,012-0,025 mm (12-25 µm), która zapewnia właściwości ochronne (zwalcza korozję i nadmierne zużycie warstwy bazowej) oraz poprawia właściwości przeciwcierne właściwości łożyska.Powłoka ta wykonana jest ze stopu ołowiu, cyny i miedzi o zawartości ołowiu 92-100%, cyny do 12% i miedzi nie większej niż 3%.
W łożyskach ślizgowych mogą występować również dodatkowe warstwy:
• Wierzchnią warstwę ochronną cyny stanowi powłoka z czystej cyny o grubości zaledwie 0,5-1 mikrona, która zapewnia ochronę przed korozją, tłuszczem i zanieczyszczeniami podczas transportu, montażu i docierania wykładziny;
• Dolna warstwa ochronna z cyny to ta sama warstwa, którą nałożono na zewnątrz tulei (w stronę wsporników wału korbowego lub do wnętrza głowicy korbowodu);
• Podwarstwa niklu (bariera niklowa, uszczelka) – cienka, nie grubsza niż 1-2 mikronów warstwa niklu pomiędzy główną powłoką przeciwcierną a warstwą powłoki.Warstwa ta zapobiega dyfuzji atomów cyny z warstwy powłoki do warstwy głównej, co zapewnia stałość składu chemicznego głównej powłoki przeciwciernej.W przypadku braku bariery niklowej w powłoce głównej stężenie cyny może wzrosnąć, co prowadzi do negatywnych zmian właściwości łożyska.
Rozważana konstrukcja łożysk ślizgowych nie jest standardem, wielu producentów oferuje własne, unikalne schematy i konstrukcje.Na przykład główny stop przeciwcierny można nakładać na stalową podstawę nie bezpośrednio, ale poprzez dodatkową podwarstwę aluminium lub stopu miedzi, warstwa powłoki może mieć różnorodny skład, w tym bezołowiowy itp.
Zagadnienia doboru i wymiany tulei wału korbowego
Wybierając łożyska ślizgowe, należy zacząć od modelu silnika, zużycia współpracujących części i obecności tulei naprawczych.Z reguły tuleje są produkowane dla jednej gamy modelowej lub nawet jednego modelu silnika, dlatego nie ma możliwości ich wymiany na części z innego silnika (z nielicznymi wyjątkami).Nie można również używać tulei bez uwzględnienia zużycia czopów wału korbowego, w przeciwnym razie naprawa stanie się jeszcze większymi problemami.
Przed wyborem rozmiaru naprawy łożysk należy określić zużycie czopów wału korbowego i innych powiązanych części (łóżek, głowic korbowodów, chociaż są one mniej podatne na zużycie).Zwykle zużycie szyjek następuje nierównomiernie, niektóre zużywają się intensywniej, inne mniej, ale do naprawy kupuje się komplet identycznych wkładek, więc wszystkie szyjki trzeba zeszlifować na ten sam rozmiar.Wybór wartości, do której zeszlifują się czopy wału korbowego, zależy od dostępności łożysk o określonych rozmiarach naprawczych odpowiednich dla tego konkretnego silnika.W przypadku silników o małym przebiegu wybiera się wielkość naprawy +0,25 lub +0,5, w przypadku silników o znacznym przebiegu może być konieczne szlifowanie do wielkości naprawy +1,0, w starych silnikach jeszcze więcej - do +1,5.Dlatego w przypadku nowych silników zwykle produkowane są tuleje o trzech lub czterech rozmiarach naprawy (do +0,75 lub +1,0), a w przypadku starych można znaleźć tuleje do +1,5.
Rozmiar naprawy tulei wału korbowego powinien być taki, aby podczas montażu silnika pomiędzy czopem wału korbowego a powierzchnią łożyska powstała szczelina w zakresie 0,03-0,07 mm.
Przy odpowiednim doborze łożysk ślizgowych wału korbowego silnik nawet przy dużym przebiegu będzie pracował wydajnie i wydajnie w różnych trybach.
Czas publikacji: 22 sierpnia 2023 r