Коренные подшипники скольжения — это тяжелонагруженные опорные узлы, предназначенные для базирования и вращения коленчатого вала в блоке цилиндров или картере. Они относятся к классу радиальных гидродинамических опор, от которых напрямую зависит ресурс двигателя.
Конструктивные особенности
Главная техническая задача коренного подшипника — выдерживать высокие циклические нагрузки, возникающие при расширении газов в цилиндрах и движении поршней. Конструктивно узел представляет собой расточенную постель в станине, в которую устанавливаются два сменных антифрикционных полувкладыша. Разъемная форма обусловлена геометрией коленчатого вала, не позволяющей произвести торцевой монтаж.
Согласно машиностроительным стандартам (например, ГОСТ ИСО 4378-1-2001), вкладыши производят на жесткой стальной основе. Поверх нее наносится рабочий антифрикционный слой из баббита с оловом, свинцовистой бронзы или многокомпонентного алюминиевого сплава. Такая структура слоев предотвращает образование задиров на шейке вала в моменты пуска.
Для организации жидкостного трения верхний и нижний полувкладыши часто имеют различную конструкцию. В верхнем элементе обычно фрезеруют масляную канавку и сверлят отверстие для сквозной подачи смазки от главной магистрали. Нижний вкладыш, воспринимающий основной вектор давления от поршня, оставляют гладким для максимальной площади пятна контакта.
Классификация по назначению
С точки зрения назначения коренные опоры разделяют по их функциональной роли в удержании коленчатого вала. Базовая классификация зависит от того, какие векторы сил компенсирует конкретный узел.
|
Тип по назначению
|
Конструктивные особенности
|
Функциональная задача
|
|
Опорные (радиальные)
|
Гладкие полувкладыши без боковых ограничителей. Устанавливаются на большинстве шеек.
|
Воспринимают исключительно поперечные радиальные нагрузки от сил инерции и давления газов.
|
|
Фиксирующие (радиально-упорные)
|
Снабжаются торцевыми буртами либо комплектуются независимыми упорными полукольцами.
|
Жестко позиционируют вал, гася продольные осевые смещения, возникающие, например, при выжиме сцепления.
|
|
Демпфирующие (виброгасящие)
|
Имеют увеличенный масляный зазор или упругую гидравлическую подушку.
|
Применяются в сверхтяжелых судовых машинах для гашения крутильных колебаний и защиты станины.
|
В многоцилиндровом двигателе фиксирующим (радиально-упорным) выступает только один коренной подшипник — чаще всего крайний или центральный. Остальные опоры работают как чистые радиальные направляющие. Это позволяет коленчатому валу свободно удлиняться при естественном термическом расширении металла.
Сферы применения
Коренные опоры скольжения — базовый элемент любого мощного кривошипно-шатунного механизма. Их применение обеспечивает стабильное гидродинамическое центрирование вала при экстремальных оборотах.
Где обычно используются:
- Силовые агрегаты легкового и большегрузного коммерческого транспорта.
- Двигатели тяжелой строительной, сельскохозяйственной и карьерной спецтехники.
- Судовые и тепловозные дизельные установки, работающие в непрерывном цикле.
- Высокопроизводительные поршневые компрессоры нефтехимической и газовой отрасли.
Срок службы этих узлов зависит от стабильного давления в масляной магистрали. Своевременная замена масла и фильтров исключает абразивный износ баббитового слоя, позволяя коренным опорам отрабатывать десятки тысяч моточасов до капитального ремонта.
Технико-коммерческий инженер ГК Индатэк Смирнов А. В.
Вопросы и ответы
- Почему на всех коренных шейках не ставят фиксирующие подшипники с буртами?
- При нагреве во время работы коленчатый вал неизбежно удлиняется. Если зафиксировать его торцевыми буртами на всех опорах, термическое расширение приведет к изгибу вала и заклиниванию двигателя.
- Что такое «проворот» коренного вкладыша?
- Это аварийная ситуация, при которой масляный клин разрушается из-за масляного голодания. В условиях сухого трения вкладыш приваривается к вращающейся шейке вала и срывается со своего посадочного места, разбивая постель в блоке цилиндров.
- Можно ли повторно использовать коренные вкладыши при сборке мотора?
- Нет, вкладыши являются одноразовыми деталями. При любой разборке узла их обязательно меняют на новые (номинального или ремонтного размера), так как они уже подверглись пластической деформации и приработались к конкретной шейке.
