삶과 같은 기계 설계는 항상 흥미로운 타협입니다. 엔지니어로서 우리는 기브 앤 테이크 원칙에 익숙합니다. 일단 솔루션이 검증되고 신뢰할 수 있게 되면 다른 아이디어나 기술로 결정적인 개선을 찾을 때까지 우리는 그것을 광범위하고 명확하게 사용하는 경향이 있습니다. 예를 들어 쉘 또는 플레인 베어링이라고 하는 플레인 베어링이 있습니다.
부싱이 만들어지는 과정
개념적으로는 크랭크 핀과 커넥팅 로드 사이 또는 메인 저널과 크랭크케이스 사이의 연결에 사용되는 이중 또는 삼중 금속 층이 있는 단순한 금속 하프 쉘입니다. 이러한 유형의 커플링은 여러 모순된 요구 사항을 충족해야 합니다. 우선, 연결 요소(커넥팅 로드와 상대 핀 또는 메인 저널과 크랭크케이스 사이) 사이에 전달되는 교대 하중을 지지할 수 있을 만큼 충분히 강해야 합니다. 연소 또는 저단 변속 조건으로 인해 엔진의 회전 속도가 증가함에 따라 이러한 구성 요소에 가해지는 힘이 크게 증가합니다. 더 전통적인 바이메탈 부싱은 청동과 납이 추가된 더 저항력 있고 값비싼 트라이 메탈 부싱으로 대체되었습니다. 이러한 유형의 부싱은 생산 및 경주용 엔진을 위한 대부분의 모터링 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
왜 청동인가?
청동은 또한 다른 재료보다 더 큰 효율로 결합된 부분에 열을 전달하는 또 다른 매우 중요한 기능을 가지고 있습니다. 예를 들어 시트 또는 밸브 가이드와 모터 헤드 사이의 또 다른 중요하지만 정적 결합에서 발생합니다.
종종 무시되는 플레인 베어링의 또 다른 독특한 특징은 엔진과 윤활 회로에 존재하는 약간의 작은 금속 잔류물을 가두어 유지하는 능력입니다. 철 기반이든 알루미늄이나 티타늄과 같은 경합금에서 파생된 재료를 기반으로 하든 상관없이 부품의 마모로 인해 생성됩니다. 이 품질은 특히 엔진 길들이기의 초기 단계에서 매우 중요합니다. 이는 부싱의 더 부드럽고 변형 가능한 표면이 연삭 및 연마 후에도 여전히 존재하는 거칠기를 흡수할 수 있는 경우입니다. 예를 들어 크랭크축 핀과 커넥팅 로드 또는 크랭크 핀이 있습니다.
오일 필터
엔진 설계 단계에서 오일 필터의 효율성을 정의하는 것이 중요합니다. 목표는 도입 단계에서 이 요소를 엔진 세척 도구로 사용하는 것입니다. 그러나 마모가 안정적이어서 정상 작동 시 엔진 내부에 존재하는 첫 번째 작동 및 안전한 조건에서도 마찬가지입니다. 엔진 내부에 기어박스와 클러치가 있으면 오일 청정도가 나빠질 수 있습니다. 이것은 종종 SBK 자전거에 장착된 것과 같은 생산 또는 경쟁 오토바이 엔진에서 발생합니다. 따라서 부싱에 공급되는 오일의 품질이 달라집니다. 사실, 필터의 불순물 수준이 높거나 일정할 때 필터에서 발생할 수 있는 더 높은 압력 강하는 또한 부싱 자체의 오일 압력 수준을 낮추는 원인이 될 수 있습니다. 이 효과는 부싱과 상대 핀 커플링의 부하 용량을 줄입니다.
변형의 필요성
동시에 부싱 또는 한 쌍의 하프 쉘은 메인 저널의 불완전한 형태와 움직임에 변형 및 적응할 수 있어야 합니다. 그러나 크랭크 핀과 커넥팅 로드 캡의 회전 단계에서도 마찬가지입니다. 엔진 작동의 초기 단계와 엔진이 많은 시간 또는 킬로미터를 주행했을 때 모두 보장되어야 합니다. 그만큼 “조기 수명 베어링” “로 표시부싱 수명의 초기 기간 “, 이 구성 요소의 안정적인 수명을 보장하기 위해 가장 중요하고 필수적입니다. 같은 방식으로, 이미 첫 시동 시 또는 모든 엔진 시동 시 올바른 오일 공급은 두 개의 하프 쉘과 상대 핀 사이의 기름의 최소 두께를 보장하는 데 필수적입니다.
삼중금속층
부싱을 만드는 기본 재료뿐만 아니라 삼중 금속 층의 저항은 강성과 변형성의 적절한 절충안이어야 합니다. 삼중 금속 유형의 부싱 또는 하프 쉘 설계에서 구조는 고강도 스트립에서 파생된 강철로 만들어지며 청동 층과 후속적으로 얇은 니켈 층의 증착이 추가됩니다. . 존재하는 마지막 층은 납과 주석의 합금의 존재를 특징으로 합니다. 이 마지막 층의 대안은 1차 주석 베이스가 있는 Babbitt 금속입니다. 이는 다중 금속 구조라고도 합니다.
니켈
니켈의 존재는 내마모성의 감소를 피하는 제 3 층으로부터 주석의 분리를 피하기 위한 물리적 장벽으로 작용한다. 따라서 특정 작업 기간 후에 표면 저항을 증가시키기 위해 주석을 더 확산시킬 수 있는 이 3분의 1 위에 추가 층을 생각하는 것은 흥미로울 수 있습니다. 특히 고성능 모터의 경우 4층 부싱을 사용하면 내마모성이 15% 증가하는 것으로 추정할 수 있습니다.
(1부 종료: 2부는 10월 21일 금요일 21:00부터 온라인으로 공개됩니다.)
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