柴油機滑動軸承(軸瓦)的結構與功用
2012-02-24 汽車柴油機滑動軸承有連桿襯套、連桿軸承、主軸承和曲軸止推軸承等。
1、連桿軸承和主軸承
連桿軸承和主軸承(圖1)均承受交變載荷和高速摩擦,因此軸承材料必須具有足夠的抗疲勞強度,而且要摩擦小、耐磨損和耐腐蝕。
圖1柴油機軸瓦
連桿軸承和主軸承均由上、下兩片軸瓦對合而成。每一片軸瓦都是由鋼背和減摩合金層或鋼背、減摩合金層和軟鍍層構成,前者稱為二層結構軸瓦,后者稱三層結構軸瓦。鋼背是軸瓦的基體,由1~3mm厚的低碳鋼板制造,以保證有較高的機械強度。在鋼背上澆鑄減摩合金層,減摩合金材料主要有白合金、銅基合金和鋁基合金。白合金也叫巴氏合金,應用較多的錫基白合金減摩性好,但疲勞強度低,耐熱性差,溫度超過100℃硬度和強度均明顯下降,因此常用于負荷不大的汽油機。銅鉛合金的突出優點是承載能力大,抗疲勞強度高,耐熱性好。但磨合性能和耐腐蝕性差。為了改善其磨合性和耐腐蝕性,通常在銅鉛合金表面電鍍一層軟金屬而成三層結構軸瓦,多用于高強化的柴油機。鋁基合金包括鋁銻鎂合金、低錫鋁合金和高錫鋁合金。含錫20%以上的高錫鋁合金軸瓦因為有較好的承載能力、抗疲勞強度和減摩性能而被廣泛地用于汽油機和柴油機。軟鍍層是指在減摩合金層上電鍍一層錫或錫鉛合金,其主要作用是改善軸瓦的磨合性能并作為減摩合金層的保護層。
軸瓦在自由狀態時,兩個結合面外端的距離比軸承孔的直徑大,其差值稱為軸瓦的張開量。在裝配時,軸瓦的圓周過盈變成徑向過盈,對軸承孔產生徑向壓力,使軸瓦緊密貼合在軸承孔內,以保證其良好的承載和導熱能力,提高軸瓦工作的可靠性和延長其使用壽命。
2、曲軸止推軸瓦(片)
汽車行駛時由于踩踏離合器而對曲軸施加軸向推力,使曲軸發生軸向竄動。過大的軸向竄動將影響活塞連桿組的正常工作和破壞正確的配氣定時和柴油機的噴油定時。為了保證曲軸軸向的正確定位,需裝設止推軸承,而且只能在一處設置止推軸承,以保證曲軸受熱膨脹時能自由伸長。曲軸止推軸承有翻邊軸瓦(圖2)、半圓環止推片(3)和止推軸承環3種形式。
止推軸瓦(也稱翻邊軸瓦)是將軸瓦兩側翻邊作為止推面,在止推面上澆鑄減摩合金。軸瓦的止推面與曲軸止推面之間留有0.06~0.25mm的間隙,從而限制了曲軸軸向竄動量。
半圓環止推片一般為四片,上、下各兩片,分別安裝在機體和主軸承蓋上的淺槽中,用定位舌或定位銷定位,防止其轉動。裝配時,需將有減摩合金層的止推面朝向曲軸的止推面,不能裝反。止推軸承環為兩片止推圓環,分別安裝在主軸承蓋的兩側。
圖2柴油機止推瓦
圖3柴油機軸瓦止推片