Влияние подшипников двигателя на производительность

May 06, 2023

Когда у вас есть множество тяжелых, быстро движущихся частей, работающих в тандеме и производящих безумное количество лошадиных сил, внутри этого двигателя будет возникать значительная нагрузка. Половина пирога — сделать все возможное, чтобы создать достаточное количество энергии. Другая половина – обеспечение того, чтобы электроэнергия поддерживалась и производилась надежно. Подшипники двигателя являются ключевым компонентом в этом отношении.

Задача подшипников двигателя — предотвращать неприятный контакт металла с металлом и защищать другие детали и детали от износа во время регулярной работы двигателя. Подшипники должны выдерживать экстремальные нагрузки и повышать долговечность двигателя в целом.

При этом изготовитель двигателя должен учитывать множество факторов при выборе правильного набора подшипников двигателя для конкретного применения — усталостная прочность, баланс поршневого узла, смазка, пределы оборотов, нагрев, встраиваемость и коррозионная стойкость. - назвать несколько.

Поскольку гоночные приложения и создание мощных двигателей постоянно расширяют границы возможного, сейчас, как никогда, возникают новые проблемы, к которым необходимо адаптироваться. Например, компьютеры и тюнеры теперь играют гораздо более важную роль в расширении кривых синхронизации двигателя, импульса впрыска и турбонаддува. В этом нет ничего плохого, но чрезмерное форсирование двигателей и программирование их на работу на предельных оборотах в течение определенного времени может в конечном итоге вызвать крутильную вибрацию коленчатого вала (прогиб кривошипа). Это создает проблемы для подшипников.

В настоящее время подшипник (в эксплуатационных условиях) должен быть одновременно твердым и мягким. Сохранение геометрии имеет первостепенное значение, но оно также должно быть податливым и способным приспосабливаться к нагрузкам и изгибам. Наиболее важной частью минимизации вероятности заклинивания является выбор правильного материала подшипника.

«Для современных двигателей существует два основных семейства материалов подшипников — на основе меди (известных как триметаллы) и на основе алюминия (известных как биметаллы)», — говорит Майк Скотт из ACL Bearing Company. «Основным требованием к подшипниковым сплавам является прочность. Это способность выдерживать высокие нагрузки, сбалансированная мягкими противозадирными свойствами, которые позволяют подшипнику адаптироваться к суровым условиям эксплуатации и выдерживать их».

Три-металлы представляют собой прочные футеровки из сплавов на основе меди и свинца с тонким слоем гальванического баббита. Они сочетают в себе высокую прочность с мягкими и щадящими свойствами верхнего слоя. Регулировка относительной толщины слоев и их металлургии позволяет добиться некоторой оптимизации, так что при умеренных нагрузках может быть обеспечена хорошая прочность наряду с отличными противозадирными свойствами, что обеспечивает надежное решение для стандартных ремонтов, особенно там, где стандарты оригинального оборудования инженерные решения и чистота не могут быть гарантированы.

Для высокопроизводительных применений очень высокопрочный слой футеровки может сочетаться с прочным верхним слоем, чтобы выдерживать экстремальные нагрузки при взаимодействии вала и подшипника.

Биметаллы представляют собой накладки из сплава алюминия и олова средней прочности, которые обладают универсальными свойствами и не требуют наложения. Однако баланс между прочностью и противозадирными свойствами в одном сплаве всегда является компромиссом. Прочные биметаллы, как правило, имеют значительно худшие противозадирные свойства, и наоборот. Это делает их подходящими для применений, где условия эксплуатации умеренные и предсказуемые. Кроме того, эти материалы также обладают превосходной долговечностью. Эти причины делают их очень популярными среди OEM-производителей.

Очевидно, что триметаллы идеально подходят для всего, что связано с производительностью, из-за их повышенных противозадирных способностей. При этом у строителей есть широкий выбор различных вариантов выбора подходящих подшипников. Многие из них добавили покрытия, и эта тенденция за последние несколько лет только усилилась.

В приложениях с экстремальными эксплуатационными характеристиками контроль зазоров, обеспечивающий полное разделение подшипника и коленчатого вала, практически невозможен. Высокая нагрузка и высокие скорости означают контакт с высокой энергией, что, в свою очередь, приводит к потере мощности и перегреву. Сегодня подшипники спроектированы настолько хорошо, что контакт с низким коэффициентом трения является устойчивым, но покрытия могут еще больше снизить уровень трения и потери мощности.