Шатунный подшипник: устройство, назначение, технические характеристики, особенности эксплуатации и ремонта

Статьи

Шатунный подшипник: устройство, назначение, технические характеристики, особенности эксплуатации и ремонта

Двигатель внутреннего сгорания работает за счет вращения коленчатого вала. Он вращается под действием шатунов, которые передают на коленчатый вал усилия от поступательных движений поршней в цилиндрах. Для того чтобы шатуны работали совместно с коленчатым валом, используется шатунный подшипник. Это подшипник скольжения в виде двух полуколец. Обеспечивает возможность вращения коленчатого вала и длительную работу двигателя. Давайте подробнее рассмотрим эту деталь.

Шатунный подшипник: устройство, назначение, технические характеристики, особенности эксплуатации и ремонта

Общее описание

Подшипник шатуна (также известный как втулка) представляет собой подшипник скольжения. Он установлен в нижней головке шатуна и закрывает шейку коленчатого вала. Деталь состоит из двух стальных полуколец со специальным покрытием, снижающим трение. Полукольца имеют канавки для смазки, а одно полукольцо имеет отверстие для подачи масла.

Шатунный подшипник не имеет прямого контакта с шейкой коленчатого вала. Детали трутся особым гидродинамическим образом за счет масляной пленки, образующейся в пространстве между шейкой вала и подшипником.

Условия работы вкладышей двигателя

За счет образования масляной пленки предотвращается локальная концентрация зарядов. Но если создать определенные условия, то нормальный гидродинамический режим подшипника изменится на смешанный. Это может произойти, если в двигателе недостаточно давления масла, узел испытывает большие нагрузки, вязкость масла низкая, смазка перегревается и увеличивается шероховатость на валу и поверхности подшипника. Также смешанный режим может возникать из-за грязного масла, деформации подшипников и геометрических дефектов.

Шатунный подшипник: устройство, назначение, технические характеристики, особенности эксплуатации и ремонта

В этом смешанном режиме шатунный подшипник может контактировать с поверхностью шейки коленчатого вала, что может привести к задирам, повышенному износу и спеканию вала с подшипником.

Материалы и их характеристики

Материалы для изготовления этих деталей должны обладать многими характеристиками и свойствами, которые иногда противоречат друг другу. В целом материал определяет надежность и качество подшипника. Разница между различными моделями заключается в материале и антифрикционном покрытии.

Читайте также:  Валдай NEXT

Поэтому материал должен обладать достаточной устойчивостью к усталости: это максимальные циклические нагрузки, которые может выдержать элемент в течение неограниченного количества циклов. При превышении этой нагрузки начнут появляться трещины из-за усталости металла.

Еще одним важным свойством является устойчивость материала к схватыванию. Это способность материала коренных и шатунных подшипников сопротивляться спеканию с металлом вала при прямом контакте.

Износостойкостью называют свойство материала сохранять свои геометрические размеры, несмотря на присутствие в смазке абразивов, а также при условии прямого контакта с коленчатым валом. Материал должен быть работоспособен. Это означает, что подшипник должен компенсировать незначительные дефекты коленчатого вала и седла шатуна за счет локального износа или деформации. Материал должен обладать способностью улавливать абразив и грязь, циркулирующие в масле. Еще одно важное качество – устойчивость к коррозии.

Шатунный подшипник: устройство, назначение, технические характеристики, особенности эксплуатации и ремонта

Долгая, надежная работа шатунных подшипников двигателя достигается только сочетанием высокопрочных материалов с гладкостью специалистов. Подкладка должна быть мягкой и жесткой одновременно. Это может показаться парадоксальным, но современные продукты сочетают в себе все эти черты.

Устройство подшипника

На самом деле материал, из которого изготовлены эти детали, гораздо важнее геометрических характеристик. Подшипник скольжения состоит из нескольких слоев. Различают биметаллические элементы и триметаллические элементы.

Биметаллический вкладыш

Полуподшипники шатуна изготовлены из стальной основы. Сталь обеспечивает деталям необходимую жесткость, а также герметичность.

Затем идет второй слой – антифрикционное покрытие. Он достаточно толстый: толщина составляет 0,3 миллиметра. Толщина этого слоя очень важна для подшипника. Его можно прокатывать даже при больших дефектах вала. Подшипник обладает высокими поглощающими свойствами. В состав антифрикционного слоя входит шесть-двадцать процентов олова, а также два-четыре процента кремния. Сплав также может содержать такие элементы, как никель, медь, марганец, ванадий.

Читайте также:  АвтоВАЗ не будет делать бюджетные LADA

Триметаллический вкладыш

Здесь, помимо стальной основы, присутствует еще и медная прослойка: кроме меди в ней содержится до 25 % свинца и до 5 % олова. Антифрикционное покрытие изготовлено из сплава на основе олова и свинца. Покрытие не толстое, около 20 микрон. Такая толщина обеспечивает усталостную прочность, но снижаются антифрикционные свойства. Также между основным и промежуточным слоями покрытие покрыто никелем; толщина не превышает 2 мкм.

Шатунный подшипник: устройство, назначение, технические характеристики, особенности эксплуатации и ремонта

Особенности эксплуатации

В процессе эксплуатации изнашивается шатунный подшипник, и это первая причина, по которой его меняют. Как бы ни старался автовладелец уберечь эти предметы, законы физики берут свое и этого не избежать. Антифрикционный слой стирается, коленчатый вал имеет свободный ход, снижается давление масла и количество смазки. В результате из-за повышенного трения возникают поломки.

Шатунный подшипник: устройство, назначение, технические характеристики, особенности эксплуатации и ремонта

Другая ситуация – поворот вкладышей. Это тоже повод для замены. Вкладыш просто приклеен к шейке коленвала. Двигатель останавливается. Среди причин – густая смазка с большим количеством остатков, недостаток масла, несоблюдение моментов затяжки шатунных подшипников.

Заключение

Как видите, вкладыши — это мелкие детали, но очень важные для безотказной работы двигателя. Без них двигатель просто бы не работал. Это технологичные изделия, способные выдерживать большие нагрузки, высокие температуры и запредельные скорости. И именно из-за наличия покрытий в двигателе нужно чаще менять масло — грязь убивает подшипники. Сами элементы не так уж и дороги, но для их замены необходимо полностью разбирать двигатель. Работа эта непростая, требует знаний, опыта и много времени.

Василий Штормин
Главный редактор , wekauto.ru
Знаю что такое авто от А до Я. Люблю интересоваться гонками, конструкцией автомобилей, ремонтом. Знакомые советовали поделиться своими знаниями в интернете. Давайте вместе окунемся в мир авто и всего, что с ним связано.
Читайте также:  Toyota и Subaru показали «спортивные» версии электрокроссовера
Оцените статью
WekAuto.ru
Добавить комментарий