Mekaaninen suunnittelu, kuten elämä, on aina mielenkiintoinen kompromissi. Insinööreinä tunnemme anna ja ota -periaatteen. Kun ratkaisu on todistettu ja siitä tulee luotettava, kunnes ratkaiseva parannus löydetään toisella idealla tai tekniikalla, meillä on tapana käyttää sitä laajasti ja selkeästi. Esimerkkinä ovat liukulaakerit, joita kutsutaan kuori- tai liukulaakeriksi.
Kuinka holkki tehdään
Käsitteellisesti se on yksinkertainen metallinen puolikuori, jossa on kaksi- tai kolminkertainen metallikerros, jota käytetään kampitapin ja kiertokangen tai päätapin ja kampikammion välisessä kytkennässä. Tämän tyyppisen kytkimen on täytettävä useita ristiriitaisia vaatimuksia. Ensinnäkin sen on oltava riittävän vahva kestämään kytkinelementtien: kiertokangen ja vastaavan tapin tai päätapin ja kampikammion välillä siirtyvät vaihtuvat kuormat. Kun moottorin pyörimisnopeus kasvaa, joko palamisesta tai pienemmistä vaihteista johtuen, näihin komponentteihin kohdistuvat voimat kasvavat huomattavasti. Perinteisemmät bimetalliholkit on korvattu kestävämmillä ja kalliimmilla kolmimetalliholkeilla, joihin on lisätty pronssia ja lyijyä. Tämän tyyppistä holkkia käytetään laajalti useimmissa moottoriajoneuvoissa sekä tuotanto- että kilpamoottoreissa.
Miksi pronssia?
Pronssilla on myös toinen erittäin tärkeä tehtävä, joka on siirtää lämpöä siihen osaan, johon se yhdistetään tehokkaammin kuin muut materiaalit. Kuten esimerkiksi tapahtuu toisessa tärkeässä, mutta staattisessa liitoksessa istukan tai venttiiliohjaimen ja moottorin pään välillä.
Toinen liukulaakerin erottuva piirre, joka usein jätetään huomiotta, on kyky jäädä kiinni ja siksi pitää sisällään joitain pieniä metallijäämiä moottorissa ja voitelupiirissä. Ne syntyvät osien kulumisesta riippumatta siitä, ovatko ne rautapohjaisia tai kevyistä seoksista, kuten alumiinista tai titaanista, johdettuja materiaaleja. Tämä laatu on erittäin tärkeä etenkin moottorin sisäänajon alkuvaiheessa. Tällöin läpiviennin pehmeämpi tai muotoaan muuttavampi pinta pystyy absorboimaan hionnan ja kiillotuksen jälkeen vielä olemassa olevia karheuksia, esimerkiksi kampiakselin tappeja ja kiertokangen tai kammen tappeja.
Öljynsuodatin
Moottorin suunnitteluvaiheessa on tärkeää määritellä öljynsuodattimen hyötysuhde. Tavoitteena on käyttää tätä elementtiä moottorin huuhtelutyökaluna sisäänajovaiheiden aikana. Mutta myös ensimmäisissä käyttö- ja turvallisissa olosuhteissa, kun kuluminen on vakaata ja siksi sitä esiintyy moottorin sisällä normaalikäytössä. Vaihteiston ja kytkimen läsnäolo moottorin sisällä voi huonontaa öljyn puhtautta. Tämä tapahtuu usein tuotanto- tai kilpailumoottoripyörien moottoreissa, kuten sellaisissa, jotka on asennettu SBK-pyöriin. Tästä johtuu sen öljyn laatu, jonka se tuo holkkeihin. Itse asiassa korkeampi painehäviö, joka voi tapahtua suodattimessa korkean tai tasaisen epäpuhtaustason seurauksena suodattimessa, voi myös aiheuttaa öljynpainetason laskun itse holkeissa. Tämä vaikutus vähentää kuormituskykyä holkissa ja suhteellisessa tappikytkimessä.
Muodonmuutostarve
Samanaikaisesti holkin tai puolikuoren parin on kyettävä muotoutumaan ja mukautumaan päätapin liikkeeseen ja epätäydelliseen muotoon. Mutta myös kammen tapin ja kiertokangen kannen pyörimisvaiheessa. Se on taattava sekä moottorin käytön alkuvaiheessa että silloin, kun moottorilla on paljon ajettuja tunteja tai kilometrejä. The “varhaista elämää kantava” merkitty “pensaan elämän alkuvaihe”, on tärkein ja olennaisin tämän osan luotettavan käyttöiän varmistamiseksi. Samoin oikea öljynsyöttö jo ensimmäisessä käynnistyksessä tai kaikissa moottorin käynnistyksissä on välttämätöntä, jotta varmistetaan öljyn minimipaksuus kahden kuoren puolikkaan ja vastaavan tapin välissä.
Kolmimetallinen kerros
Kolmimetallikerroksen kestävyyden, samoin kuin pohjamateriaalin, josta holkki valmistetaan, tulee olla oikea kompromissi jäykkyyden ja muodonmuutosten suhteen. Kolmimetallityyppisen holkin tai puolikuoren suunnittelussa rakenne on valmistettu teräksestä, joka on saatu erittäin lujasta nauhasta, johon on lisätty pronssikerros ja sen jälkeen ohut kerros nikkeliä . Viimeiselle läsnä olevalle kerrokselle on ominaista lyijyn ja tinan seoksen läsnäolo. Vaihtoehtona tälle viimeiselle kerrokselle on Babbitt-metalli ensisijaisella tinapohjalla: sitä kutsutaan myös monimetallirakenteeksi.
Nikkeli
Nikkelin läsnäolo toimii fyysisenä esteenä, joka estää tinan irtoamisen kolmannesta kerroksesta, mikä estää kulutuksenkestävyyden heikkenemisen. Siksi voisi olla mielenkiintoista ajatella lisäkerrosta tämän kolmanneksen yläpuolelle, joka voi tietyn käyttöajan jälkeen levittää lisää tinaa lisätäkseen pinnan kestävyyttä ajan myötä. Erityisesti korkean suorituskyvyn moottoreilla voitaisiin arvioida, että kulutuskestävyys kasvaa 15 % käyttämällä 4-kerroksisia holkkeja.
(Ensimmäisen osan loppu: toinen on katsottavissa verkossa perjantaina 21. lokakuuta klo 21:00 alkaen)
“Kuinka suunnittelin unelmani” taikuri Adrian Neweyn elämäkerta saatavilla Amazonissa
