生命のような機械設計は、常に興味深い妥協点です。 エンジニアとして、私たちはギブ アンド テイクの原則に精通しています。 解決策が証明されて信頼できるようになると、別のアイデアや技術で決定的な改善が見られるまで、私たちはそれを広く明確に使用する傾向があります。 例としては、シェルまたはプレーン ベアリングと呼ばれる滑り軸受があります。
ブッシングのできるまで
概念的には、クランクピンとコネクティングロッドの間、またはメインジャーナルとクランクケースの間のカップリングに使用される、二重または三重の金属層を備えた単純な金属ハーフシェルです。 このタイプのカップリングは、多くの相反する要件を満たさなければなりません。 まず第一に、連結要素間 (コネクティング ロッドと相対ピン、またはメイン ジャーナルとクランクケースの間) で伝達される交互の負荷をサポートするのに十分な強度がなければなりません。 エンジンの回転速度が上昇するにつれて、燃焼またはダウンシフト状態が原因であるかどうかにかかわらず、これらのコンポーネントにかかる力が大幅に増加します。 より伝統的なバイメタルブッシングは、ブロンズと鉛が追加された、より耐性があり高価なトリメタルブッシングに置き換えられました。 このタイプのブッシングは、生産用エンジンとレーシング エンジンの両方のほとんどのモーター アプリケーションで広く使用されています。
なぜブロンズ？
ブロンズには、他の材料よりも高い効率で結合された部品に熱を伝達するという別の非常に重要な機能もあります。 たとえば、シートまたはバルブガイドとモーターヘッドの間の別の重要な静的カップリングで発生します。
しばしば無視されるすべり軸受のもう 1 つの際立った特徴は、エンジンや潤滑回路に存在する小さな金属残留物を捕捉して保持する能力です。 これらは、鉄ベースであるか、アルミニウムやチタンなどの軽合金から派生した材料に基づいているかに関係なく、部品の摩耗によって作成されます。 この品質は、特にエンジン慣らしの初期段階では非常に重要です。 これは、ブッシングのより柔軟な、またはより変形しやすい表面が、例えばクランクシャフトピンとコネクティングロッドまたはクランクピンの、研削および研磨後にまだ存在する粗さを吸収できる場合です。
オイルフィルター
オイルフィルターの効率を定義することは、エンジンの設計段階で重要です。 目的は、この要素を慣らし運転段階でエンジン フラッシング ツールとして使用することです。 しかし、摩耗が安定しており、通常の動作でエンジン内部に存在する最初の動作および安全な状態でも。 エンジン内にギアボックスとクラッチがあると、オイルの清浄度が低下する可能性があります。 これは、SBK バイクに搭載されているエンジンなど、市販または競技用のオートバイ エンジンでよく発生します。 したがって、それがブッシングにもたらすオイルの品質。 実際、フィルター内の不純物のレベルが高い、または一貫したレベルの場合、フィルターで発生する可能性のある圧力降下が大きくなると、ブッシング自体の油圧レベルも低下する可能性があります。 この効果により、ブッシングおよび関連するピン カップリングの負荷容量が減少します。
変形の必要性
同時に、ブッシングまたはハーフシェルのペアは、メインジャーナルの動きと不完全な形状に変形して適応できなければなりません。 しかし、クランクピンとコネクティングロッドキャップも、同じ回転段階で。 これは、エンジン運転の初期段階と、エンジンの走行時間数または走行距離が長い場合の両方で保証されなければなりません。 の 「初期生命ベアリング」 」と表記ブッシングの寿命の初期」、このコンポーネントの信頼できる寿命を確保するために最も重要かつ不可欠です。 同様に、最初の始動時またはすべてのエンジン始動時にオイルを正しく供給することは、2 つのハーフシェルと関連するピンの間の通路内のオイルの厚さを最小限に抑えるために不可欠です。
トリメタル層
トリメタル層の抵抗と、ブッシングを構成する基材は、剛性と変形性の適切な妥協点でなければなりません。 トリメタルタイプのブッシングまたはハーフシェルの設計では、構造は高強度ストリップから得られた鋼でできており、青銅の層の堆積とそれに続くニッケルの薄層の堆積が追加されています. 存在する最後の層は、鉛とスズの合金の存在によって特徴付けられます。 この最後の層に代わるものは、一次錫ベースのバビット金属です。これはマルチメタル構造とも呼ばれます。
ニッケル
ニッケルの存在は物理的バリアとして機能し、スズが第 3 層から分離するのを防ぎ、耐摩耗性の低下を防ぎます。 したがって、この 3 分の 1 より上に追加の層を考えることは興味深いかもしれません。これは、一定期間の操作の後、時間の経過とともに表面抵抗を増加させるために、さらにスズを拡散させることができます。 特に高性能モーターの場合、4 層ブッシングを使用すると耐摩耗性が 15% 向上すると見積もることができます。
（前編終了：後編は10月21日（金）21:00～オンライン配信予定）
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