Отзывы о товаре

Сертификаты

Обзоры

Статьи о товаре

• Гидравлический съемник подшипников 21 Октября 2013

  Подшипники, шкивы, шестерни и ступицы устанавливаются на валы с натягом, и для их демонтажа необходимо приложить большое усилие, которое может достигать 30-50 тонн. Справиться с этой непростой задачей может специальный гидравлический съемник подшипников, о котором пойдет речь в этой статье.

• «Хрустальные» ВАЗы: «Классика». Ты помнишь, как всё начиналось? 16 Апреля 2013

  Сегодня очередная статья серии ««Хрустальные ВАЗы» или типичные поломки отечественных автомобилей» посвящена «классике»: ВАЗ-2101, 2103, 2104, 2104, 2105, 2106 и 2107. Эти машины уже не один десяток лет колесят по нашим дорогам и, несмотря на все недочеты, о которых расскажем, их популярность по-прежнему высока.

Новости о товаре

• Слесарно-монтажный инструмент 4 Мая 2015

  Слесарно-монтажный инструмент — это категория, в которую входит огромное количество изделий, необходимых для проведения различных ремонтных работ по автомобилю (использование инструмента ремонтом автомобиля не ограничивается).

Цены и наличие товара во всех магазинах и складах обновляются 1 раз в час. При достаточном количестве товара в нужном вам магазине вы можете купить его без предзаказа.

Цена в магазинах — розничная цена товара в торговых залах магазинов без предварительного заказа.

Срок перемещения товара с удаленного склада на склад интернет-магазина.

Представленные данные о запчастях на этой странице несут исключительно информационный характер.

b6f3ff0db1887250be1b959842773781

Добавление в корзину

Код для заказа:

Доступно для заказа:

Кратность для заказа:

Отменить

Товар успешно добавлен в корзину

!

В вашей корзине на сумму

Закрыть

Как заменить подшипник коленвала: советы и пошаговая инструкция

Поломка осевого подшипника коленвала – явление редкое, поскольку при эксплуатации он не подвергается большим нагрузкам. Но когда поменять подшипник коленвала все же понадобится, вам надо узнать обо всех нюансах ремонтных работ. Поговорим о предназначении этой детали и о том, как правильно снимается старая запчасть и устанавливается новая.

Для чего нужен подшипник в коленвале

Осевые шарикоподшипники устанавливаются на задней стороне коленчатого вала и призваны поддерживать и центровать первичный вал КП. Главной нагрузке в процессе вращения коленчатого вала подвергаются вкладыши. Действие же осевых нагрузок на подшипник невелико, потому виновником его поломки может стать или конструктивная неисправность, или естественный износ после длительного пробега автомобиля.

В качестве осевых шарикоподшипников коленчатого вала используются обычные подшипники скольжения либо качения. На некоторых машинах описываемая деталь вообще не ставится, а центрируют и равномерно вращают первичный вал коробки подшипники, установленные в КП.

Замена подшипников коленчатого вала является достаточно непростой технической операцией. Дело даже не в том, что требуется снимать б/у автодеталь и ставить новую, а в том, что придется демонтировать большое количество узлов, чтобы подобраться к шарикоподшипнику. В связи с этим важное значение приобретает правильная диагностика поломки, иначе ремонтные работы пройдут впустую.

Как заменить подшипник коленвала

Нередко замена этой детали не проводится сама по себе – одновременно с ней могут менять, например, выжимной подшипник либо комплект сцепления. Не всякий автомобилист решится из-за подобной мелкой неисправности приступать к сложному и трудозатратному ремонту. Если шелест в двигателе появился недавно, то несколько месяцев еще поездить можно. Но и не затягивайте с ремонтными работами, ведь если подшипник заклинит, то это повредит посадочное место.

Процедура замены детали упростится, если используется следующий инструмент:

• Центрирующая наставка — способствует более легкому введению первичного вала коробки передач в шлицевые отверстия диска сцепления.
• Различные головки и гаечные ключи — требуются, чтобы снять КП и навесное оборудование, которое не позволяет отсоединить коробку от блока двигателя.
• Съемники шарикоподшипников для глухих отверстий.

Для получения доступа к месту ремонта снимите КП или сдвиньте ее подальше. Это же касается навесных устройств, препятствующих извлечению коробки, а также корзины сцепления. Прежде чем снимать последнюю, пометьте маховик. Не забывайте, что установка ведомого диска производится выпуклой стороной к КП.

Как производить выпрессовку подшипника

Сначала необходимо удалить старую деталь, для чего есть несколько способов:

1. Старинный, апробированный вариант, когда используется густая консистентная смазка либо мякиш хлеба. Также нужно взять наставку с таким внешним диаметром, который чуть уступает внутреннему диаметру шарикоподшипника. Смысл способа в том, что мякишек засовывается в сквозное отверстие подшипникового узла и утрамбовывается с помощью молотка и наставки. Инородное тело начинает оказывать давление на шарикоподшипник, и он покидает посадочное место.
2. Применение съемника. Этот метод считается простейшим и самым правильным.
3. Использование крючка и обратного молотка, правда, это будет невозможно сделать, если шарикоподшипник крепко установлен в задней стенке. Если же нет, то зацепите его за внутреннее кольцо и вытащите.

Как сделать запрессовку подшипника

Ремонт не принесет пользы, если монтаж нового подшипника коленвала будет осуществлен с перекосом. Сначала произведите очистку посадочного места от пыли и грязи, потом возьмите моторное масло и слегка обработайте им поверхность. При запрессовке новой запчасти можете использовать наставку, у которой наружный диаметр немножко меньше, нежели диаметр внешнего кольца подшипника. Наставку вы можете получить из старого шарикоподшипника коленвала.

С помощью несильных постукиваний молотка по всей поверхности наставки установите свежую деталь на старое место. Когда вы делали разборку, то должны были запомнить, на какой глубине находился прежний подшипник. Не желательно его забивать, воздействуя на внутреннюю обойму. И помните, как снять подшипник с коленвала, какие элементы для этого демонтируются – все это вы обязательно отыщите в инструкции к вашему автомобилю.

Замена подшипника коленвала. Как поменять подшипник коленчатого вала (как снять передний, задний, игольчатый)

Осевой подшипник коленчатого вала в процессе работы не испытывает чрезмерных нагрузок, поэтому выходит из строя довольно редко. Но если замена подшипника коленвала все-таки потребовалось, следует точно понимать все аспекты планируемого ремонта. Рассмотрим, как снять деталь, а также правила правильной установки новой запчасти.

Предназначение

Осевой подшипник находится на тыльной стороне коленвала и служит для обеспечения центровки и поддержки первичного вала КПП. Основная нагрузка при вращении коленвала идет на коренные и шатунные вкладыши. Поскольку различные осевые усилия действуют на рассматриваемый элемент довольно слабо, выходит он из строя вследствие конструктивного дефекта либо на больших пробегах из-за естественного износа. Осевой подшипник коленвала представляет собой обычный подшипник качения или скольжения. Стоит указать, что на многих авто рассматриваемый конструктивный узел не предусмотрен как таковой, а задача центровки и обеспечения равномерности вращения первичного вала КПП возлагается на подшипники, расположенные в коробке передач.

Признаки неисправности

Замена опорного подшипника первичного вала КПП — довольно сложный технологический процесс. Суть даже не столько в снятии старой детали и установке нового изделия, сколько в необходимости демонтажа множества агрегатов для получения доступа к области ремонта. Именно поэтому важно правильно диагностировать неисправность, чтобы не проделать ремонт понапрасну. К основным признакам, выдающим поломку, относятся:

• шорох или шелест при работе двигателя. Симптом можно с легкостью спутать с износом выжимного. Разница в том, что посторонний шум от изношенного выжимной при нажатии на педаль сцепления и касании лепестков диафрагменной пружины сразу же затухает, тогда как опорный подшипник первичного вала КПП будет еще некоторое время вращаться по инерции, издавая характерные звуки;
• затрудненное перемещение рычага КПП. Поскольку разбитый подшипник коленчатого вала не выполняет свои функции, появляется небольшое биение при вращении первичного вала КПП. Эффект затрудненного переключения может также возникнуть из-за подклинивания, вследствие чего при нажатии на педаль сцепления не происходит полноценного размыкания ведомого диска с маховиком. При этом во время стоянки с заглушенным ДВС могут плохо включаться передачи, так как подшипник коленвала будет «тормозить» первичный вал, не давая косозубым шестерням немного провернуться и войти в зацепление.

Можно ли так ездить?

Часто замену осевого подшипника коленвала совмещают, к примеру, с заменой выжимного или комплекта сцепления. Довольно неприятно лишь из-за такой детали становиться на трудоемкий и сложный ремонт. Если шорох только начался, то еще несколько тысяч километров зачастую можно преодолеть без проблем. Но и затягивать с заменой не стоит, так как заклинивание приведет к повреждению посадочного места на первичном валу КПП. Впоследствии новая запчасть уже не сможет выполнять свою прямую функцию. Поэтому до полного разрушения доводить не стоит. К тому же некоторые методы выпрессовки с помощью подручных средств предполагают целостность обойм и тел качения.

Как заменить

Замена подшипника коленвала пройдет значительно легче, если вы заранее обзаведетесь самым необходимым инструментом:

• набором головок и гаечных ключей, необходимых для снятия КПП и навесного оборудования, мешающего отсоединению коробки передач от блока цилиндров;
• центровочной наставкой, которая впоследствии поможет без труда завести первичный вал КПП в шлицевые пазы нажимного диска;
• съемник глухих подшипников. В магазинах автозапчастей вы без труда найдете простейший съемник для ВАЗ классических моделей. Стоимость его по правде смешная, учитывая, сколько времени и усилий он может вам сэкономить.

Для того чтобы добраться к ремонтной области, необходимо снять либо отодвинуть на достаточное расстояние коробку передач. Разумеется, демонтажу и последующей установке в обратном к снятию порядке поддаются навесные агрегаты, мешающие снятию КПП. Маховик при замене снимать нет необходимости, а вот корзину сцепления демонтировать придется. Перед снятием корзины не забудьте поставить метку на маховике. Помните, что ведомый диск сцепления устанавливается выпуклой частью к КПП.

Выпрессовка

Замена подшипника коленвала начинается с демонтажа старого изделия, для осуществления чего можно воспользоваться несколькими методами:

• использовать съемник – наиболее простой и правильный способ. В большинстве случаев достаточно будет изделия, показанного на фото, так как решение о покупке дорогого универсального специнструмента для одноразовой замены никак нельзя назвать рациональным;
• дедовский метод замены с использованием хлебного мякиша или густой пластичной смазки. Вам потребуется наставка, внешний диаметр которой будет немногим меньше внутреннего диаметра подшипника. Суть метода в том, чтобы закладывать хлебный мякиш во внутреннюю полость подшипника, затрамбовывая его наставкой и молотком. Поскольку деваться мякишу будет некуда, он начнет давить на подшипник, выталкивая его из посадочного места;
• метод с крючком и обратным молотком (если только подшипник не посажен до упора в тыльную стенку). Суть метода в том, чтобы подцепить подшипник за внутреннюю обойму и выдернуть из посадочного места. Принцип работы обратного молотка, а также процесс изготовления инструмента своими руками вы можете посмотреть на видео.

Установка

Замена окажется тщетной, если новый подшипник коленвала будет установлен с перекосом. Поэтому крайне внимательно отнеситесь к запрессовке нового изделия.

Перед установкой очистите посадочное место от грязи и слегка смажьте моторным маслом. Запрессовывать новое изделие можно наставкой, внешний диаметр которой будет немногим меньше диаметра внешней обоймы. В качестве наставки можно использовать старый подшипник коленчатого вала. Легкими настукиваниями молотком по всему периметру наставки запрессуйте подшипник коленвала в посадочное место. Еще на стадии разборки запомните, насколько глубоко был утоплен старый подшипник коленчатого вала. Ни в коем случае не забивайте деталь, прилагая усилие к внутренней обойме. Замена подшипника коленвала, подробное перечисление элементов, которые придется демонтировать, можно найти в руководстве по ремонту и эксплуатации к вашей модели авто.

Подшипник коленчатого вала — обзор

1.4 Алюминиевая серия

Производство подшипников коленчатого вала во всем мире примерно поровну делится между медно-свинцовыми и алюминиевыми сплавами, хотя серия алюминия охватывает более широкий диапазон сплавов и типов двигателей.

Алюминиевые сплавы подшипников коленчатого вала устойчивы к коррозии и поэтому не требуют покрытия для защиты от коррозии. Так, в двигателях легковых автомобилей подшипники с алюминиевой футеровкой без покрытия используются в Европе, США и Японии.

В Европе сетчатый оловянно-алюминиевый сплав AlSn20Cu1, разработанный в Великобритании в конце 1950-х годов, оказался очень успешным и хорошо зарекомендовал себя. Термин «ретикулярный» относится к сети островков олова, соединенных между собой по тригональным границам зерен, распределенных по матрице алюминий – 1% меди. В Японии разработаны производные сетчатого олова – алюминия с добавками сурьмы или кремния, свинца и хрома.

В США с этим сплавом была обнаружена проблема износа, связанная с чистотой поверхности коленчатых валов из чугуна с шаровидным графитом на ранних стадиях их разработки, при этом алюминий-свинец заменил алюминий-олово.Содержание свинца в алюминий-свинце составляет 4-8%, и есть небольшая добавка олова в размере 0,5-1,5%, связанная с фазой свинца.

Сплав также включает 4% кремния, обеспечивающего упомянутую выше полировку коленчатого вала и предотвращающую износ подшипников. Для повышения усталостной прочности в сплав вносятся незначительные добавки меди и магния или марганца.

Ранние версии сплава алюминий – свинец – кремний изготавливались методом непрерывной разливки с низкой скоростью закалки или методом порошковой металлургии.Оба показали плохую микроструктуру, связанную с металлургией системы алюминий-свинец, и, как следствие, неидеальную усталостную прочность. Совсем недавно был разработан процесс непрерывной разливки сплава с высокой скоростью закалки, который приводит к получению гораздо более мелкой фазы свинца. Для увеличения кремниевой фазы до оптимального размера для полирования коленчатого вала была разработана термическая обработка.

В Японии были разработаны сплавы алюминий – олово – кремний с пониженным содержанием олова с 20 до 12% и 2.Вводится 5% кремния и 1,5–2,0% свинца. Было добавлено 0,7–1,0% меди вместе с другими незначительными легирующими добавками для повышения усталостной прочности. Подобные сплавы внедрены в Европе и США. В США процесс литья с высокой скоростью закалки использовался для производства сплава AlSn8Si2,5Pb2 с упрочняющими добавками меди и хрома. В Великобритании были разработаны сплавы AlSn10–12Si4Cu1, причем сплавы подвергаются термообработке на твердый раствор, так что дополнительное упрочнение достигается во время старения в двигателе.

Алюминий-олово-кремний в настоящее время является самым популярным сплавом во всем мире для двигателей легковых автомобилей с коленчатым валом NCI. Он сочетает в себе хорошую усталостную прочность, полировку коленчатого вала и сопротивление заеданию с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что он почти или полностью не содержит свинца.

Алюминий-кремний без покрытия также успешно используется в среднеоборотных судовых двигателях. Однако для более нагруженных подшипников коленчатого вала в высокоскоростных дизельных двигателях требуются более прочные алюминиевые сплавы с покрытием.Первые сплавы с низким содержанием олова AlSn6Ni1Cu1 и AlSn6Si1.5Ni0.5Cu1 все еще используются, но кадмийсодержащие сплавы AlSi4Cd1 и AlCd3Mn1.5Cu1Ni1 были исключены из соображений защиты окружающей среды. Бескадмиевый вариант последнего сплава успешно работает в США вместе с немного более прочным сплавом AlSi5Sn2Cu1Mn1Ni1.

Сплавы алюминия, цинка и кремния сопоставимой прочности были разработаны в Японии. Все они покрыты слоем свинца-олова или свинца-олова-меди на тонкой медной прослойке. Медная прослойка предпочтительнее никелевой одним крупным производителем двигателей из соображений защиты от заклинивания.

На другом конце спектра мягкий алюминий-олово, AlSn40, был разработан в Великобритании специально для судовых дизельных двигателей. Совместимость и устойчивость к заклиниванию имеют первостепенное значение в этих больших двигателях, где диаметр коленчатого вала и крестовины подшипников составляет от 400 до 900 мм. Заедание подшипников может привести к взрыву картера, и его следует избегать любой ценой. Этот сплав имеет твердость, сравнимую с твердостью белого металла на основе олова, без потери усталостной прочности при температуре двигателя, связанной с последним.

Каков срок службы подшипников коленчатого вала?

В некоторых случаях обслуживание автомобиля несложно и просто. Просто замените масло и ремни в соответствии с рекомендациями производителя, прислушайтесь к странным звукам и следите за контрольными лампами на приборной панели. Многие части дают нам достаточное предупреждение, прежде чем они откажутся от хорошей борьбы. К сожалению, когда речь идет о подшипниках коленчатого вала, нам не нравится такое понимание.

Подшипники коленчатого вала поддерживают коленчатый вал (один из компонентов, который заставляет двигатель вращаться), что звучит достаточно просто.Однако подшипники коленчатого вала также должны уменьшать трение между вращающимся коленчатым валом и неподвижным блоком двигателя, и именно поэтому они несут большую часть повреждений в течение своего срока службы [источник: Кауфман].

Они обычно изнашиваются из-за других функций двигателя, а не из-за функций самого подшипника, что делает невозможным предсказать, как долго они прослужат или когда выйдут из строя. В идеальных условиях они прослужили бы бесконечно. Однако обычно они состоят из соединений меди и свинца, которые имеют ряд недостатков.Самый важный фактор — это смазка. Пока идет постоянный поток чистого масла, подшипники, как правило, продолжают нормально двигаться. Но если масло грязное или если подача отключена, тогда и начинаются проблемы.

Подшипники коленчатого вала могут изнашиваться из-за:

• чрезмерного нагрева (если масло не обеспечивает достаточного охлаждения)
• давления
• травления или коррозии из-за воздействия химикатов или кислоты в загрязненном масле
• воздействия грязи или мусор в масле, который поцарапает подшипники (в свою очередь, царапает детали двигателя, с которыми они контактируют)
• высыхание из-за утечки масла, закупорки или другой плохой циркуляции (также иногда вызванной неправильным размером или установленными подшипниками)
• металл-на -металлический контакт (в результате высыхания из-за плохого потока масла)

Это обычные условия для двигателя автомобиля, а иногда и признаки других проблем.Внешних индикаторов проблем с подшипником коленчатого вала не так много, но если вы подозреваете, что подача масла может быть нарушена, есть большая вероятность, что внутри может быть преждевременный износ. Если ваш коленчатый вал теряет масло из-за неисправного уплотнения, вы увидите лужу на своем парковочном месте; когда машина работает, вы почувствуете запах горящего масла, капающего на горячий коллектор. Будьте осторожны, потому что оттуда становится только хуже [источник: Аллен].

Так что же происходит, когда подшипники коленчатого вала, наконец, выходят из строя? Если ваш механик говорит вам, что произошел «катастрофический отказ двигателя», он не приукрашивает драматический эффект — это настоящий термин.Когда подшипники коленчатого вала выходят из строя, повышение температуры, давления и контакта металла с металлом может вызвать деформацию коленчатого вала и шатунов, что, в свою очередь, приведет к заклиниванию двигателя. Потребуется полностью разобрать и собрать двигатель (если вы решите оставить машину себе).

Хотя у подшипников нет рекомендованного интервала замены, их замена является стандартной частью ремонта двигателя. Вставлять грязные, поцарапанные, корродированные подшипники обратно в только что отремонтированный двигатель не имеет смысла; старые детали быстро повредят свежие детали.Если у вас все же будут новые подшипники коленчатого вала, на этот раз они могут прослужить немного дольше. Некоторые производители оригинального оборудования (компании, которые поставляют производителям автомобилей необходимые им детали) переходят на алюминиевые подшипники вместо традиционных медно-свинцовых подшипников. Алюминий дешевле и прочнее, а также лучше переносит температуру [источник: AA1Car].

Независимо от того, недавно ли у вашего автомобиля произошел катастрофический отказ двигателя, или вы надеетесь на несколько тысяч миль от вашей протекающей нижней части, продолжайте читать, чтобы получить дополнительную информацию о работе и техническом обслуживании двигателя.

Десять важных фактов о зазоре подшипников двигателя

Зазор подшипников — один из фундаментальных аспектов двигателестроения, который продолжает вызывать споры и разногласия. в самый раз и жалею.

В двигателе критические зазоры в подшипниках, о которых мы говорим, относятся к сети и шатунам; а зазор — это пространство между валом и поверхностью подшипника, заполненное жизненно важной смазывающей подушкой из масла, известной как гидродинамический клин.

И это не большая подушка. Даже если установленный зазор между подшипником и валом составляет всего 0,0015 дюйма, масло вытесняется нагруженными подшипниками. Масляный клин поднимает вал, когда он начинает вращаться, чтобы поддерживать его движение с минимальным трением, но эта масляная пленка может быть всего 0,00002 дюйма.

Не требуется много тепла, неточная обработка или другие факторы, чтобы повлиять на этот критический масляный клин. Зазоры в подшипниках играют важнейшую роль в поддержании оптимального баланса масляного клина, обеспечивая производительность и долговечность двигателя.

В этой истории мы рассмотрим основы допусков подшипников и теории, которые могут помочь вам решить, строить ли двигатель с более узкими или более свободными зазорами. Но независимо от того, что вы решите, гарантировано, что кто-то другой будет иметь собственное мнение по этой теме. По крайней мере, вы будете вооружены фактами, которые помогут принять более обоснованное решение.

Практическое правило
Вообще говоря, зазор подшипника должен составлять 0,001 дюйма на каждый дюйм диаметра шейки. Возьмем для примера традиционный small-block 350. Заводские спецификации включают в себя шейки коренных подшипников диаметром 2,450 дюйма и шейки штока 2,100 дюйма, что означает, что целевой зазор подшипника должен составлять около 0,0024 дюйма (0,0025 — стандартная спецификация) для коренных подшипников и 0,0021 дюйма для подшипников штока. Опять же, в общих чертах, лучше иметь зазор немного больше, чтобы обеспечить оптимальные рабочие характеристики и температуру масла, особенно если двигатель рассчитан на более высокую производительность.

Однако идея о том, что немного больший зазор подшипника лучше для общей производительности двигателя, является еще одной общностью и лежит в основе многовековых дебатов о допусках. Некоторые производители заставят уменьшить зазор подшипников с помощью подшипников увеличенного размера, чтобы добиться преимущества в лошадиных силах, в то время как другие будут поддерживать заводские спецификации и соглашаются с немного большим зазором, чтобы повысить долговечность двигателя.

Свободный или плотный
Преимущества «свободного» зазора подшипника — тот, который находится на верхней стороне рекомендованного диапазона спецификации или даже выше, — это более низкое трение, особенно при запуске, что приводит к более низкой температуре масла .В конечном итоге это может означать более длительный срок службы двигателя. Обратной стороной этого является то, что чрезмерно большие зазоры выталкивают излишки масла со сторон подшипников, что может увеличить непродуваемость и снизить давление масла.

«Тесный» зазор подшипника с меньшим гидродинамическим клином между шейками и поверхностями подшипника также имеет свои преимущества. Он может обеспечить более равномерные и равномерные нагрузки на подшипники, а также более равномерное давление масла на них. Кроме того, для поддержания гидродинамического клина требуется меньше масла, что приводит к снижению нагрузки на масляный насос, что может привести к увеличению мощности.

Звучит здорово, правда? Но у более узких зазоров подшипников есть обратная сторона: нагрев. Более тонкая масляная пленка между подшипником и шейкой нагревается быстрее и достигает более высокой температуры, чем двигатель с меньшим зазором. В специализированном гоночном двигателе это не вызывает беспокойства, но для двигателя, который используется ежедневно, это может увеличить износ и упростить вращение подшипника, что полностью испортит вам жизнь.

Как показывает практика, зазор в коренном подшипнике должен быть в пределах 0.0025- и 0,0020 дюйма для большинства уличных и уличных двигателей.

Фактор безопасности
Более свободный зазор подшипника также является фактором безопасности для менее чем идеальных производственных стандартов стандартных двигателей и их обработки и обработки поверхности. Другими словами, в стандартном двигателе, перестроенном в соответствии со стандартными спецификациями, шейки и / или задняя часть тяг или главных тяг могут быть не идеально круглыми. Дополнительный зазор подшипника помогает гарантировать, что все будет продолжать вращаться, как задумано, без чрезмерного трения и тепла, которые в конечном итоге разрушат масляную пленку.

Верно и обратное. Более точно обработанный блок двигателя и вращающиеся компоненты позволяют производителю работать с более жесткими допусками и использовать присущие им преимущества в производительности, поскольку компоненты более точно соответствуют по округлости, и это способствует более равномерной масляной опоре на поверхности подшипника, как обсуждалось выше. Опять же, есть тонкая грань, которую нужно пройти, насколько труднее идти, но более точная обработка дает такую ​​свободу действий.

Не экономьте на обработке
При рассмотрении вопроса о создании двигателя с более жесткими допусками на подшипники основные отверстия и отверстия штока должны быть как можно более круглыми — отклонение не более 0,001 дюйма при восстановлении базового типа и 0,0005 дюйма при восстановлении. двигатель производительности. Выравнивание главного отверстия также очень важно, возможно смещение не более 0,0005 дюйма между соседними отверстиями и всего 0,001 дюйма в целом при использовании обычных трехметаллических подшипников. Этот общий допуск не должен превышать 0.002 дюйма при использовании алюминиевых биметаллических (бессвинцовых) подшипников.

Такая точная обработка не только обеспечивает оптимальный зазор в подшипниках, но и учитывает мелкие, но важные производственные отклонения от самих подшипников. Короче говоря, если вы собираетесь работать с более узкими зазорами, потратьте дополнительное время и деньги, чтобы убедиться, что блок, основные крышки и стержни находятся в максимально правильном положении.

Снижайте нагрузку с помощью сумматоров мощности
Закись азота, наддув и турбонаддув создают огромные нагрузки на двигатель, что приводит к высокому давлению в цилиндрах и, как следствие, гораздо более высоким температурам.Они также обычно сопровождаются резким и немедленным увеличением оборотов двигателя, что может стать проблемой для контроля масла.

Два важных фактора — это нагрев и прогиб коленчатого вала. Нагрев, конечно, происходит из-за более высоких температур, в то время как быстрый рост оборотов двигателя может вызвать изгиб коленчатого вала, что может привести к проблемам с зазором подшипника. При включении сумматора необязательно набирать излишне ослабленные зазоры, но не затягивайте их. Нацельтесь на верхнюю часть нормального диапазона и добавьте 0.0005 дюймов, если результат измерения находится в нижней части диапазона.

А как насчет вязкости масла?
Независимо от своего веса, состав моторных масел сегодня обеспечивает большую несущую способность, чем пару десятилетий назад. Это означает, что они могут распределять эту нагрузку с меньшим давлением на квадратный дюйм. Это означает более низкое трение и тепло, позволяя более легкому маслу (с более низкой вязкостью) достигать того же уровня, что и ранее более вязкое масло в том же двигателе.

Следовательно, меньшее сопротивление масляного насоса и пакета поршневых колец, которое поставляется с более легким маслом, также высвобождает несколько лошадиных сил и позволяет уменьшить зазоры в подшипниках, чем было бы рекомендовано ранее.

Значит ли это, что вы можете просто залить масло 0W30 в свой винтажный 350? Не обязательно. Хотя современные масла обладают большей грузоподъемностью, оригинальному двигателю, не прошедшему ремонт, может потребоваться более густое масло по другим причинам. Но если двигатель был перестроен с более точной обработкой, то да, поэкспериментируйте с более жидкими маслами, чтобы увидеть, что работает лучше всего — просто имейте в виду, что в результате вы, вероятно, увидите более низкое давление масла.

Зазор подшипника в зависимости от давления масла
Давление масла является результатом двух факторов: объема потока масла из насоса и сопротивления потоку масла в двигателе. Более высокое давление возникает из-за большего сопротивления, а более низкое давление — из-за меньшего сопротивления.

Что касается зазоров подшипников и их влияния на давление масла, более свободный зазор снизит сопротивление потоку и снизит давление масла. И наоборот, более узкие зазоры увеличивают сопротивление увеличению давления масла.

Вязкость масла способствует сопротивлению: более жидкие масла уменьшают ее, а более густые масла увеличивают. Вот почему для высокопроизводительных двигателей с более узкими зазорами подшипников более важно и выгодно использовать более жидкие масла, и наоборот, для более низких допусков подшипников и более густых масел.

Также имейте в виду, что большое увеличение давления не означает сильного увеличения потока масла. Давление растет экспоненциально с потоком, поэтому большое увеличение давления приведет лишь к сравнительно небольшому увеличению потока масла.

Значение потока масла
Независимо от зазора, поток масла через подшипники имеет решающее значение для отвода тепла, выделяемого при трении. Когда потока масла недостаточно для отвода тепла, масло будет перегреваться, и тонкая масляная пленка быстро разрушится, что приведет к контакту металла с металлом и, вполне возможно, вскоре после этого произойдет катастрофическое повреждение или заклинивание двигателя.

Даже для легких двигателей, предназначенных для уличных условий эксплуатации, это означает, что масляный насос большого объема является разумным выбором, особенно при работе с более узкими зазорами подшипников и более жидким моторным маслом. Это поможет продвигать масло по двигателю для поддержания оптимальной температуры подшипников.

В двигателях с меньшими зазорами необходим мощный масляный насос, чтобы подшипники не нуждались в смазке, поскольку для них требуется больше масла, чем для двигателя с более узким зазором.

Мифы о гоночных двигателях
Не обманывайтесь рассказами об экстремальных зазорах — узких или неплотных — для гоночных двигателей. Если вы строите двигатель в первую очередь для улицы, с периодическими или даже регулярными взрывами на расстоянии четверти мили, придерживайтесь практических правил, описанных в советах выше. Гоночные двигатели бывают всех форм и созданы для различных особых условий эксплуатации, и городские легенды, которые вы слышали из третьих рук от двоюродного брата парня, который подметал полы в магазине NASCAR, не имеют большого значения, когда дело доходит до построить двигатель для вашего винтажного Chevelle.

На самом деле, будь то двигатель NASCAR, двигатель для дрэг-рейсинга Pro Mod или даже двигатель круговой гусеницы поздней модели, каждый имеет свои собственные параметры; и каждый из них обычно построен со специальными подшипниками, которые используются с очень специфическими маслами, которые часто смешиваются с противоизносными присадками, такими как ZDDP (диалкилдитиофосфат цинка).

Тогда возникает весь вопрос, является ли двигатель безнаддувным или с сумматором мощности. Двигатель NASCAR может работать на сверхтонком масле и иметь более жесткие допуски, в то время как двигатель Top Fuel имеет очень свободные зазоры и очень тяжелое масло, чтобы помочь монстру выжить.

Итог: параметры гоночных двигателей и их конструкции бесконечны, так что не увязните в том, что вы слышали в ночном круизе или в ямах на трассе. Если вы не создаете двигатель Top Fuel или не прыгаете в NASCAR, игнорируйте эти небылицы и придерживайтесь основ.

Сочетание и подгонка для оптимальных зазоров
Вообще говоря, если вы хотите немного ослабить, вычтите 0,0005 дюйма, а если вы хотите уменьшить зазор, добавьте 0,0005 дюйма. Дело в том, что подшипники обычно не продаются в таких количествах. Предлагаются в стандартном размере, на 0 меньше.001 дюйм или больше на 0,001 дюйма. Вы используете подшипник меньшего размера, чтобы ослабить зазор, и подшипник увеличенного размера, чтобы его затянуть.

Начните со стандартных подшипников и, если вы обнаружите, что требуется регулировка зазора, двигайтесь вверх или вниз по мере необходимости. А поскольку разница в 0,001 дюйма может быть больше, чем хотелось бы, вы можете комбинировать комплекты подшипников для достижения желаемой регулировки 0,0005 дюйма. Просто смешайте одну из половинок вкладыша стандартного подшипника с половиной вкладыша подшипника большего или меньшего размера.Да, для этого требуется покупка двух комплектов подшипников, но это цена, которую нужно заплатить за оптимизацию зазора.

Еще одна вещь: при смешивании подшипников убедитесь, что все половинки гильзы выровнены. Это означает, что установите все стандартные половины со стороны блока, а все половинки меньшего размера со стороны крышки или наоборот. Не имеет значения, на какой стороне они расположены, только то, что одинаковые размеры находятся на одной стороне компонентов. CHP

Фотография Барри Ключика

Роликовый подшипник коленчатого вала | Симпозиум Schaeffler 2018

Роликовые валы

Новые разработки в области роликовых коленчатых валов

И.Введение

Двигатель внутреннего сгорания продолжает оставаться ключевым игроком в будущем, поэтому проблемы, с которыми в настоящее время сталкивается этот двигатель, не исчезнут в ближайшее время. Более конкретно, для того, чтобы уменьшить выбросы CO₂, важно, чтобы потери на трение были минимизированы, насколько это возможно, и выполнение этого остается важной мерой для оптимизации двигателя внутреннего сгорания. Одной из конструктивных мер, которые были предприняты для этого, является концепция уменьшения габаритов, которая включает уменьшение рабочего объема двигателя для повышения его эффективности работы.Однако эта мера в конечном итоге увеличивает нагрузку на подшипники. Функции запуска / остановки, которые автоматически отключают двигатель внутреннего сгорания, когда он больше не нужен (например, на светофоре), и перезапускают его, когда водитель хочет начать движение, также увеличивают уровень трения в подшипниках скольжения двигателей. В гибридных установках P0 стартер-генератор интегрирован в ременную передачу вспомогательных агрегатов. Этот узел помогает, например, двигателю внутреннего сгорания. при старте и «плавании».Возникающие в результате усилия ремня, которые могут быть значительно выше, в сочетании с частыми запусками, еще больше увеличивают нагрузку на первый коренной подшипник. Это приводит к более высокому контактному трению и возможному риску износа подшипников скольжения, используемых сегодня в двигателях.

Эти условия делают более привлекательным использование подшипников качения вместо подшипников скольжения в двигателе [1] — подход, который компания Schaeffler уже заложила в основу, выполнив комплексные предварительные разработки и проведя испытания в различных областях применения.Одно из направлений развития включает новые подходы, которые требуют подшипников качения для коленчатых валов двигателей легковых автомобилей. С этой целью Schaeffler сотрудничал с Ford в рамках проекта разработки, чтобы детально изучить требования к подшипникам качения коленчатого вала и вытекающие из этого преимущества для 1,0-литрового трехцилиндрового бензинового двигателя.

II. Трибология в двигателе внутреннего сгорания

Гидродинамические подшипники используются в двигателях внутреннего сгорания во многих местах.Их коэффициент трения и, следовательно, общий уровень трения зависят от относительной скорости, нагрузки и вязкости в зоне смазываемого контакта. Как показывает кривая Стрибека на Рисунке 1, гидродинамический подшипник во время работы проходит через три окна статического или граничного трения, смешанного трения и вязкого трения. Эти три состояния трения характеризуются разными физическими законами, и все они могут быть оптимизированы индивидуально.

Рисунок 1 Кривая Стрибека с трением покоя, смешанным трением и вязким трением

Ключевые влияющие параметры:

• Статическое / граничное трение: шероховатость поверхности, поверхностные добавки и покрытия

• Смешанное трение: шероховатость поверхности, добавки (поверхность и вязкость), покрытия и геометрия контактной зоны со смазкой

• Вязкое трение: вязкость масла, рабочая температура, присадки (скорость сдвига или вязкость), геометрия смазываемой зоны контакта и объем масла.

Таким образом, одним из способов снижения потерь на трение является использование смазочных материалов с низкой вязкостью. Сегодня доступны даже масла марок 0W16, 0W12 и 0W8 (SAE J300) [2]. Хотя эти масла с чрезвычайно низкой вязкостью снижают потери на сдвиг и, следовательно, потери мощности, уровни полусухого трения увеличиваются во время работы двигателя. Трибологические разработки сосредоточены на этом эффекте, противодействуя износу и обращаясь к более высоким уровням полусухого трения, чтобы минимизировать потери на трение. Возможные корректирующие действия включают нанесение поверхностных покрытий, снижающих износ и трение, предварительную приработку (контуры, шероховатость) и использование смазочных материалов с высоким содержанием присадок.

Более общие конструктивные меры по снижению трения заключаются в оптимизации движущейся массы при одновременном снижении действующих сил и изменении типа контакта с подшипников скольжения на опоры подшипников качения. На рисунке 2 показаны основные различия между цилиндрическим роликоподшипником и подшипником скольжения, которые используются в блоке цилиндров трехцилиндрового испытательного двигателя. Коэффициент трения соответствующего подшипника отображается над радиальной нагрузкой. Вы можете ясно видеть, что коэффициент трения подшипника качения ниже, чем у подшипника скольжения во всех точках нагружения, и снижается еще больше по мере увеличения нагрузки.

Рисунок 2 Сравнение трения между цилиндрическим роликоподшипником и подшипником скольжения

III. Подшипники качения двигателя внутреннего сгорания

Сегодня подшипники качения в двигателях внутреннего сгорания можно найти в ремнях и натяжных шкивах вспомогательных приводов, подшипниках водяных насосов, кулачковых и балансирных валах, турбонагнетателях и роликовом толкателе (рис. 3).Подшипники скольжения по-прежнему широко используются в коленчатых валах двигателей легковых и грузовых автомобилей, несмотря на то, что подшипники качения успешно используются в двигателях мотоциклов, снегоходов, подвесных моторов и гидроциклов. Коленчатые валы с подшипниками качения фактически использовались в двигателях легковых автомобилей, авиадвигателях и танках вплоть до 1950-х годов, после чего на смену пришли подшипники скольжения. Причины этого изменения заключаются в том, что узлы подшипников скольжения для коленчатых валов чрезвычайно экономичны, просты в установке и надежны.Производители оригинального оборудования и подшипников скольжения обладают огромным опытом в поведении подшипников в динамических условиях в том, что касается трения, износа и подачи масла. Подшипники качения также сложнее установить на коленчатый вал. В прошлом, например, иногда использовались встроенные коленчатые валы. Однако эта концепция является слишком дорогостоящей с точки зрения производства и сборки из-за того, что в настоящее время применяется крупносерийное производство. Последние несколько лет компания Schaeffler интенсивно работала над определением преимуществ и недостатков различных конструкций и разработала технические решения, такие как разъемные наружные кольца и сепараторы в сочетании с дорожками качения подшипников качения, установленными непосредственно на коленчатом валу.

Рис. 3 Использование подшипников качения вместо подшипников скольжения доказало свою эффективность в различных областях применения [1]

Возможность сокращения выбросов CO₂ является одной из причин, по которой Schaeffler тщательно исследует возможность интеграции подшипников качения коленчатого вала в двигатели легковых автомобилей. Другая причина связана с их лучшей производительностью во время последовательностей пуска / останова, а также в условиях низкой скорости и высокой нагрузки.Как показывают результаты исследований производителей оригинального оборудования и Schaeffler, недостаточно просто заменить хорошо зарекомендовавшие себя конструкции подшипников скольжения на подшипники качения без внесения изменений в конструкцию двигателя. Скорее, подшипники скольжения и качения должны рассматриваться и оптимизироваться в контексте двигателя в целом, чтобы максимально использовать потенциал подшипников качения для снижения выбросов CO₂ без внесения каких-либо недостатков, таких как повышенный уровень шума.

Вот почему Schaeffler совместно с Ford в рамках исследовательского проекта проанализировали свойства и характеристики использования узла опоры подшипника качения коленчатого вала на 1.0-литровый трехцилиндровый бензиновый двигатель [3]. Цели включали не только количественную оценку характеристик ШВХ, но и определение того, какой экономии фактически можно добиться в различных рабочих точках на карте характеристик двигателя. Вообще говоря, трехцилиндровый двигатель — очень сложная отправная точка для использования подшипников качения. В агрегате всего четыре коренных подшипника коленчатого вала, поэтому возникает вопрос, зачем вообще здесь нужны подшипники качения. С самого начала наблюдались и оценивались все возможные комбинации, от полного подшипникового узла качения до гибридных конфигураций, включающих как подшипники качения, так и подшипники скольжения.При оценке также учитывались такие критерии, как усилия при сборке и подача масла на шатун и оставшиеся основные подшипники скольжения.

IV. Метод разработки

Чтобы определить, какой подход приводит к наилучшему решению, в период разработки необходимо выполнить параметры для снижения трения и износа в соответствующем положении подшипника, а также сложные процедуры моделирования и тестирования. Требуемые большие затраты на моделирование и, как следствие, длительное время расчета приводят к противоречивым целям достижения значимого и практического уровня детализации при одновременном определении необходимых ограничений системы.С одной стороны, корреляции в точке опоры необходимо понимать как можно точнее, чтобы получить приемлемые результаты. С другой стороны, ограничения всей системы (работа, периферия, электрификация, система пуска / останова, топливо) сильно влияют на результат и должны быть приняты во внимание. К этому добавляется тот факт, что не только дизайн, но и производственные аспекты играют роль (например, прецизионная обработка формы подшипника для предварительной обработки рисунка приработки).

Метод разработки, применяемый для анализа опор подшипников качения на коленчатом валу, согласован с целями исследования (рис. 4).При проектировании положения подшипников качения коленчатого вала все соответствующие параметры учитываются и определяются путем объединения модели моделирования нескольких тел (модель MBS), расчета эластогидродинамических свойств смазки и сопоставления результатов, полученных с помощью программного обеспечения для моделирования подшипников BEARINX, разработанного Schaeffler. К ним относятся следующие:

• Силы инерции и вращения первого и второго порядка

• Полностью эластичная динамика коленчатого вала

• Реалистичные моменты реакции и силы подшипников качения и скольжения

• Взаимодействие между прогибом коленчатого вала и реактивными моментами подшипников

• Взаимодействие подшипников качения и скольжения.

Рис. 4 Автономный процесс разработки подшипников коленчатого вала [1]

BEARINX может также провести тщательный анализ самого подшипника. Программное обеспечение может количественно оценить результаты для следующего:

• Реалистичное распределение нагрузки внутри подшипника

• Смещение и наклон

• Профиль ролика и внутреннего кольца

• Краевое напряжение

• Расчетный срок службы i.a.w. ISO / TS 16281.

Процесс разработки начинается с выбора подшипника качения, технические характеристики которого делают его в целом хорошо подходящим для данной области применения. Затем BEARINX используется для создания карты нелинейной жесткости подшипника, которая служит основой для определения реакции подшипникового узла на силы смещения и отклонения. BEARINX также можно использовать для выполнения подробного анализа подшипников качения, поскольку при моделировании учитывается контактное давление на каждом элементе качения.Карта жесткости подшипника интегрирована в полностью эластичную модель двигателя MBS, созданную Schaeffler. С этой целью партнер по проекту предоставил все соответствующие компоненты двигателя в виде данных САПР (автоматизированного проектирования) и помог в моделировании реалистичных ограничений, таких как допуски, данные о материалах и рабочих условиях, путем определения соответствующих кривых давления газа.

Во время моделирования двигатель виртуально работает в течение нескольких циклов испытаний в соответствии с кривой давления газа.Циклы испытаний отражают рабочие состояния нагрузки, скорости и температуры, которые важны, когда речь идет о сроке службы, потреблении и характеристиках шума в воздухе. Полученные спектры нагрузок на подшипник показывают, как часто и как долго были приложены нагрузки. Поскольку компания Schaeffler имеет большой опыт в разработке подшипников качения, она может учитывать влияющие силы, такие как деформация, которые возникают во время сборки и эксплуатации. В рамках последовательности расчетов программное обеспечение MBS CABA3D от Schaeffler позволяет проводить подробный анализ динамических процессов, происходящих внутри подшипника качения.Это, в свою очередь, позволяет определять динамические движения компонентов подшипника, силы, действующие между ними, и возникающее трение. Если после оценки результатов тестирования инженеры пришли к выводу, что в процессе оптимизации требуется дополнительный итерационный цикл, они пересчитывают пересмотренный проект с использованием обновленных входных данных. В этой оценке учитываются потери на трение, срок службы и уровень шума системы.

В.Проверка

Для разработки работающего метода проектирования требуется процесс валидации. В этом методе предыдущая производственная конфигурация двигателя была проверена в соответствии с имеющимися измеренными данными о динамическом отклике коленчатого вала, процентах потерь на трение и корпусном шуме. Также были интегрированы проверенные модели деталей для подшипников качения, используемых Schaeffler. Комбинация проверенной базовой и частичной модели позволяет спроектировать — в виртуальной среде — систему, которая еще не была построена.Сравнение виртуальных и фактических результатов помогает предсказать характеристики трения и влияние изменений в системе на такие переменные, как срок службы и корпусный шум.

Для проверки метода моделирования динамики коленчатого вала двигатели с обычными подшипниками скольжения были изъяты из серийного производства и проанализированы на испытательном стенде двигателей, работающем при различных оборотах двигателя. Schaeffler также выполнил серию расчетов, используя метод моделирования, изображенный на рисунке 4.

В ходе применения метода были определены идентичные геометрические размеры и ограничения для обоих аналитических подходов. Вообще говоря, этот метод одинаково хорошо подходит для расчета подшипников скольжения и качения, так что подшипники скольжения серийного двигателя можно моделировать без внесения каких-либо фундаментальных изменений. Циклическая неравномерность коленчатого вала на маховике и на вспомогательной стороне служила эталонным параметром для сравнения результатов измерения и моделирования.Как показано на Рисунке 5 для условий полной нагрузки при 6000 об / мин, результаты, полученные на испытательном стенде, почти полностью совпадают с виртуальными результатами во всем диапазоне скоростей. Разрешенная скорость вращения коленчатого вала очень хорошо предсказывается имитационной моделью с обеих сторон коленчатого вала. Это относится к кривой как функции угла поворота коленчатого вала, а также к амплитуде кривой.

Рис. 5 Сравнение физического двигателя и модели двигателя показывает точное соответствие разрешенной скорости вращения коленчатого вала [3]

Имитационная модель была дополнительно подтверждена путем проведения испытаний в условиях полной нагрузки, в результате чего ременной шкив вспомогательного привода был оборудован демпфером крутильных колебаний и без него в отдельных испытательных запусках (например.г. при 4000 об / мин на Рисунке 6). В этих сценариях имитационная модель также смогла доказать свою точность при расчете динамики коленчатого вала до такой степени, что ее можно рассматривать как формально подтвержденную для количественной оценки динамического отклика коленчатого вала. На рисунке 6 также показаны эффекты демпфера крутильных колебаний в системе двигателя в качестве дополнительного результата проверки. На схеме слева — с установленным демпфером — вы можете увидеть значительно уменьшенную циклическую неравномерность коленчатого вала по сравнению со схемой справа — без демпфера.

Рис. 6 Измерения и расчеты модели двигателя показали высокий уровень соответствия как с гасителем колебаний, так и без него [1]

Основным аспектом валидации являются потери на трение в двигателе. Одним из методов, который был разработан для проведения такого типа анализа, является так называемый метод разборки, который включает поэтапный демонтаж отдельных узлов двигателя. Сравнительное измерение с соответствующими компонентами и без них показывает их фрикционное воздействие, но не полностью учитывает взаимное взаимодействие между компонентами.Как показано на рисунке 7, процент трения отдельных узлов сильно различается в зависимости от рабочей скорости и нагрузки двигателя. В целом, однако, поршень и шатун преобладают на всех скоростях, за ними следуют подшипники и уплотнения коленчатого вала, а также масляный насос и балансирный вал. На рисунке 7 (справа) подробно показаны проценты трения при 4000 об / мин. Система, состоящая из подшипников и уплотнений коленчатого вала, составляет 18% от общего трения на этой скорости. Это значение колеблется от 10 до 20% в диапазоне оборотов двигателя от 1000 до 6000 об / мин.Этому трению способствуют два уплотнения коленчатого вала с усилием 0,25 Нм каждое, что является относительно низким уровнем трения, который остается постоянным на всех оборотах двигателя.

Рис. 7 Процент трения с использованием раздельного измерения [1]

На рис. 8 показаны результаты измерений и расчетов в разрезе. Значения стержней отдельных узлов были взяты из упражнения по моделированию для коренного подшипника коленчатого вала, а также измеренные процентные значения, и в сочетании дают значение, которое почти точно совпадает с измеренным уровнем трения (красная пунктирная линия на рисунке 8).Это относится к двигателю в целом с двигателем (слева) и отдельному анализу привода коленчатого вала (справа). На этом процедура проверки модели разработки завершается, и меры по оптимизации подшипников коленчатого вала испытательного двигателя могут быть эффективно изучены на виртуальном уровне.

Рисунок 8 Сравнение измеренных и рассчитанных значений трения [1]

VI. Потенциал снижения трения

Применение проверенного метода вычислений для всего двигателя и его подсистем позволяет делать квалифицированные утверждения, которые были бы невозможны только путем проведения измерений.Моделирование можно рассматривать как аналитический инструмент для интерпретации результатов измерений и нахождения взаимодействий внутри и между исследуемыми системами. Три диаграммы на рисунке 9 (слева) показывают процент трения четырех подшипников скольжения коленчатого вала в базовом двигателе по отношению к общему трению коленчатого вала. На первой диаграмме показаны результаты измерений испытательного стенда без вспомогательного привода. Таким образом, на все четыре подшипника приходится примерно одинаковый процент общего трения.Этот однородный разброс смещается, когда также учитывается нагрузка от привода вспомогательных агрегатов. Вторая диаграмма суммирует результаты виртуального анализа модели двигателя. Вы можете легко увидеть, что процент трения для первого подшипника коленчатого вала значительно увеличивается по сравнению с тремя другими подшипниками. Это явление может быть связано с изгибающими нагрузками, действующими на коленчатый вал через приводной ремень ГРМ и вспомогательные приводы. Нагрузки подшипников снова смещаются, когда учитываются газовые силы во время работы двигателя (третья диаграмма).Эта диаграмма показывает ярко выраженную зависимость от частоты вращения двигателя.

На рис. 10 показан потенциал снижения потерь на трение в виде разницы между двигателем с подшипником скольжения (синяя линия) и системой с одним подшипником качения в качестве первого основного подшипника. Первый подшипник коленчатого вала теперь также имеет самый низкий процент от общего трения в подшипниках коленчатого вала во время работы двигателя на холостом ходу в условиях полной нагрузки. Подшипник качения также демонстрирует динамические преимущества, особенно в условиях низкой скорости и высоких нагрузок.

Рис. 9 Процент трения четырех коренных подшипников коленчатого вала и виртуальные взаимные эффекты [1]

Рис. 10 Возможность снижения трения с помощью подшипников качения [1]

Эти результаты послужили основой для создания прототипа двигателя, который имеет подшипник качения вместо подшипника скольжения только для первого подшипника коленчатого вала. С этой целью была проведена оптимизационная мера в несколько итерационных шагов с применением вышеупомянутого метода разработки.Первоначальный подшипник качения с внешним и внутренним диаметром 72 мм и 35 мм был оптимизирован и адаптирован для конкретного применения в двигателе (Рисунок 11). В результате подшипник качения требует на 7 процентов меньше места в картере и имеет на 14 процентов больший диаметр коленчатого вала. К этому следует добавить значительно более длительный срок службы и меньшие потери на трение, чем у подшипникового узла большего размера.

Рисунок 11 Подшипник качения оптимальной конструкции для первого коренного подшипника коленчатого вала в 1.0-литровый трехцилиндровый двигатель [1]

Это было также подтверждено сравнением общих потерь на трение, измеренных как в базовом (полностью простой), так и в прототипе (1-я прокатка) двигателя. Для этого двигатель был измерен при разных температурах и скоростях и показал меньшие потери. Выгоды, рассчитанные при моделировании, также можно проверить с помощью обширных измерений. По всей проанализированной карте характеристик двигателя подшипник качения показал существенные преимущества по сравнению с подшипником скольжения.Этот эффект особенно ярко проявляется в условиях высоких нагрузок и низких скоростей.

Рисунок 12 показывает потенциал первого подшипника коленчатого вала в качестве подшипника качения вместо подшипника скольжения на карте расхода при установке на Ford Focus с 1,0-литровым испытательным двигателем EcoBoost. Во всемирном согласованном испытательном цикле легковых автомобилей (WLTC) более низкие уровни трения соответствуют снижению расхода топлива на 1,1%. Однако, когда эта концепция применяется к другим приложениям, необходимо отметить, что потенциал экономии топлива в значительной степени зависит от привода вспомогательных агрегатов и нагрузок давления газа, которые действуют на подшипник коленчатого вала.Это прогнозируемое снижение расхода топлива было подтверждено тестом, проведенным Ford на кривых минимального и максимального сопротивления при работающем двигателе, с уменьшением расхода топлива на 0,9–1,2%.

Рис. 12 Уменьшение трения, связанное с первым подшипником коленчатого вала, установленным в качестве подшипника качения, в среднем снижает расход топлива на 1,1% в WLTC [1]

VII.NVH поведение

Ключевыми критериями проектирования подшипников качения коленчатого вала являются не только пониженный уровень трения и достаточный срок службы, но и характеристики NVH, которые также были тщательно исследованы. Наиболее важным критерием обеспечения хороших характеристик шумоизоляции является скорость двигателя на поверхности, которая является основной причиной воздушного и корпусного шума. Чтобы определить, изменились ли частоты возбуждения колебательной системы, и если да, то в какой степени был измерен воздушный и корпусной шум на обоих двигателях (т.е. с подшипниками скольжения, а затем с подшипниками качения). На Рисунке 13 (вверху) приведены результаты для структурного шума. При сравнении результатов не удалось определить никаких существенных отклонений. Даже когда речь идет о воздушном шуме (рис. 13, внизу), значения для каждого двигателя более или менее одинаковы. Таким образом, результаты измерений заключаются в том, что характеристики NVH двигателя с подшипниками качения сравнимы с характеристиками двигателя с подшипниками скольжения. Этот результат также совпадает с уровнями шума, субъективно воспринимаемыми тестировщиками, которых попросили высказать свои акустические впечатления в рамках заключительной последовательности тестирования.

Рис. 13 Субъективный анализ показал, что не было заметной разницы в характеристиках NVH между двигателем с подшипниками качения и скольжения [1]

VIII. P0 гибридизация

На дополнительном этапе Schaeffler исследовал влияние установки гибридизации P0 в сборе стартер-генератор на нагрузки подшипников коленчатого вала.Более высокие растягивающие усилия и, как следствие, изменение направления нагрузки приводят к дополнительному изгибающему напряжению на коленчатом валу и, таким образом, к увеличению нагрузок на подшипники. На рисунке 13 (справа) показана результирующая нагрузка на основной подшипник стандартного FEAD (переднего привода вспомогательных агрегатов) по сравнению с увеличенной нагрузкой на подшипник первого коренного подшипника в двигателе внутреннего сгорания с гибридизацией P0. Существенно более высокое краевое давление — в основном давление твердого тела — указывает на повышенный риск износа подшипников скольжения.Таким образом, это применение предназначено для подшипника качения на коленчатом валу для повышения прочности и снижения уровня трения.

Еще одно преимущество реализуется, когда двигатель запускается при высокой нагрузке на ремень, как показано на рисунке 15 для последовательности запуска при частоте вращения до 1000 об / мин и температуре 90 ° C. На крутящий момент, который должен выдать стартер в это время — примерно 30 Нм — сильно влияет инерция массы. Однако существенное преимущество может быть получено, когда необходимый момент отрыва снижается в 10 раз.Это преимущество становится еще более заметным при более низких температурах.

Рис. 14 Нагрузка, оказываемая на первый коренной подшипник коленчатого вала, может быть очень высокой, особенно на гибриде P0, что означает, что опора подшипника качения может значительно снизить расход топлива [1]

Рис. 15 Последовательность запуска гибридного приложения P0 по сравнению с подшипником скольжения и подшипником качения в сборе [1]

IX.Заключение и прогноз

Schaeffler в сотрудничестве с Ford исследовал 1,0-литровый двигатель EcoBoost, первый подшипник коленчатого вала которого был заменен на подшипник качения с подшипника скольжения. Был применен проверенный метод с использованием имитационных моделей и измерений, разработанный Schaeffler. Как стало очевидно в ходе исследовательского проекта, подшипник качения необходимо настроить в соответствии с условиями эксплуатации соответствующего двигателя, чтобы полностью использовать его потенциал оптимизации.Предполагалось, что двигатель с подшипниками качения будет потреблять на 1,1% меньше топлива, что было подтверждено измерениями, без ухудшения исходных характеристик NVH. Чтобы противодействовать любым отклонениям NVH, которые могут возникнуть в будущем проекте разработки, Schaeffler в настоящее время работает над рядом активных и пассивных мер, которые позволят решить эту проблему в достаточной степени.

Применение подшипников качения на коленчатых валах двигателей внутреннего сгорания, особенно в гибридных системах P0, имеет огромный потенциал для снижения уровней трения и повышения долговечности подшипников коленчатого вала.Кроме того, Schaeffler интенсивно исследует преимущества подшипников качения коленчатого вала в других концепциях двигателей, например в двигателях с четырьмя цилиндрами.

Литература

[1] Schlerege, F .; Хаген, Н .: Подшипники качения коленчатого вала — метод, применение и анализ. Конференция R&D Automotive, 2017

[2] Лютер, Р .: «Смазочные материалы должны быть разносторонними». В: МТЗ 76 (2015).7-8

[3] Schlerege, F .; Hagen, N .; Моравиц, У .: Оценка коленчатого вала подшипника качения. Публикация VDI, 2016

— Двигатель

Комплекты подшипников и уплотнений коленчатого вала

В наличии

Специальная деталь автомобиля

• Прецизионные подшипники кривошипа Koyo®
• Двухкромочные уплотнения с поверхностью контакта из ПТФЭ выдерживают сухой пуск с меньшим износом пальца коленчатого вала

Продукт: Комплекты подшипников и уплотнений коленчатого вала

Прогнозирование мгновенного износа подшипников коленчатого вала бензинового двигателя в начале цикла запуска при реальном зажигании

Это исследование износа подшипников скольжения двигателя основано на методе моделирования с использованием условий запуска двигателя.Это исследование представляет собой попытку спрогнозировать потенциальные области, в которых может возникнуть след износа на подшипниках коленчатого вала, и оценить мгновенный объем износа для подшипников, работающих с переменной угловой скоростью вала в начале реального цикла запуска зажигания. Области потенциального износа обнаруживаются путем нахождения минимальной толщины масляной пленки при каждом угле поворота коленчатого вала (CA), существующем ниже наибольшего рубцового износа толщины масляной пленки (MOFTSW), полученного с помощью концепции средней шероховатости поверхности по средней линии (cla = Rₐ).Результаты моделирования дают более четкое представление о том, когда и где может появиться след износа в подшипниках скольжения в условиях запуска зажигания.

• URL записи:
• Наличие:
• Дополнительные примечания:
  • Реферат перепечатан с разрешения SAE International.
• Авторов:
• Дата публикации: 2020-3-26

Язык

Информация для СМИ

Предмет / указатель

Информация для подачи

• Регистрационный номер: 01740722
• Тип записи: Публикация
• Исходное агентство: SAE International
• Номера отчетов / статей: 04-13-01-0006
• Файлы: TRIS, SAE
• Дата создания: 4 мая 2020 15:06

Подшипник коленчатого вала двигателя SKF — Kartsport North America

Политика возврата

——

Возврат

Наша политика действует 30 дней.Если с момента покупки прошло 30 дней, к сожалению, мы не сможем предложить вам возврат или обмен.

Чтобы иметь право на возврат, ваш товар должен быть неиспользованным и в том же состоянии, в котором вы его получили. Он также должен быть в оригинальной упаковке.

Шины, двигатели и карты не подлежат возврату и не подлежат возврату.

Для завершения возврата нам потребуется квитанция или подтверждение покупки.

Не отправляйте товар обратно производителю.

Существуют определенные ситуации, когда предоставляется только частичное возмещение (если применимо)

Любой предмет не в исходном состоянии, поврежден или отсутствует часть по причинам, не связанным с нашей ошибкой

Любой предмет, возвращенный более чем через 30 дней после доставка

Возврат (если применимо)

Как только ваш возврат будет получен и проверен, мы отправим вам электронное письмо, чтобы уведомить вас о том, что мы получили ваш возвращенный товар.Мы также сообщим вам об утверждении или отклонении вашего возмещения.

Если вы одобрены, то ваш возврат будет обработан, и кредит будет автоматически зачислен на вашу кредитную карту или исходный способ оплаты в течение определенного количества дней.

Просроченный или отсутствующий возврат средств (если применимо)

Если вы еще не получили возмещение, сначала проверьте свой банковский счет еще раз.

Затем обратитесь в компанию, обслуживающую вашу кредитную карту, может пройти некоторое время, прежде чем ваш возврат будет официально объявлен.

Затем обратитесь в свой банк. Перед отправкой возврата часто требуется некоторое время на обработку.

Если вы сделали все это, но еще не получили возмещение, свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Предметы со скидкой (если применимо)

Возврату подлежат только товары по обычной цене, к сожалению, товары со скидкой не подлежат возврату.

Обмен (если применимо)

Мы заменяем товары только в том случае, если они неисправны или повреждены. Если вам нужно обменять его на такой же товар, отправьте нам письмо по адресу info @ kartsportnorthamerica.com и отправьте свой товар по адресу: 130-C MOTORPLEX DR MOORESVILLE North Carolina, США 28115.

Подарки

Если товар был отмечен как подарок при покупке и доставке непосредственно вам, вы получите подарочный кредит на сумму ваше возвращение. После получения возвращенного товара вам будет отправлен подарочный сертификат.

Если товар не был помечен как подарок при покупке или если даритель получил заказ, чтобы передать его вам позже, мы отправим дарителю возмещение, и он узнает о вашем возврате.

Отгрузка

Чтобы вернуть товар, отправьте его по адресу: 130-C MOTORPLEX DR MOORESVILLE North Carolina, США 28115

Вы должны сами оплатить транспортные расходы при возврате товара. Стоимость доставки не возвращается. Если вы получите возмещение, стоимость обратной доставки будет вычтена из вашего возмещения.

В зависимости от того, где вы живете, время, необходимое для того, чтобы обмененный товар был доставлен вам, может варьироваться.