Thiết kế máy móc như cuộc sống luôn là một sự thỏa hiệp thú vị. Là kỹ sư, chúng tôi quen thuộc với nguyên tắc cho và nhận. Một khi một giải pháp được chứng minh và trở nên đáng tin cậy, cho đến khi tìm thấy một cải tiến quyết định với một ý tưởng hoặc công nghệ khác, chúng ta có xu hướng sử dụng nó một cách rộng rãi và rõ ràng. Một ví dụ là vòng bi trơn được gọi là vỏ hoặc vòng bi trơn.
Làm thế nào ống lót được thực hiện
Về mặt khái niệm, nó là một nửa vỏ kim loại đơn giản, có lớp kim loại kép hoặc ba, được sử dụng để ghép nối giữa chốt quay và thanh nối hoặc giữa tạp chí chính và cacte. Loại khớp nối này phải thỏa mãn một số yêu cầu trái ngược nhau. Trước hết, nó phải đủ mạnh để hỗ trợ các tải luân phiên được chuyển giữa các phần tử ghép nối: thanh nối và chốt tương đối hoặc giữa tạp chí chính và cacte. Khi tốc độ quay của động cơ tăng lên, cho dù do điều kiện đốt cháy hay sang số, lực tác dụng lên các bộ phận này cũng tăng lên rất nhiều. Các ống lót hai kim loại truyền thống hơn đã được thay thế bằng các ống lót ba kim loại bền hơn và đắt tiền hơn mà đồng và chì đã được thêm vào. Loại ống lót này được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các ứng dụng động cơ cho cả mục đích sản xuất và động cơ xe đua.
Tại sao lại là đồ đồng?
Đồ đồng còn có một chức năng rất quan trọng khác là truyền nhiệt cho bộ phận mà nó ghép với hiệu suất cao hơn so với các chất liệu khác. Ví dụ như xảy ra trong một khớp nối tĩnh nhưng quan trọng khác giữa yên xe hoặc thanh dẫn hướng van và đầu động cơ.
Một tính năng đặc biệt khác của ổ trục trơn, thường bị bỏ qua, là khả năng bẫy và do đó giữ lại một số cặn kim loại nhỏ có trong động cơ và trong mạch bôi trơn. Chúng được tạo ra do sự mài mòn của các bộ phận, cho dù chúng được làm từ sắt hoặc dựa trên các vật liệu có nguồn gốc từ hợp kim nhẹ như nhôm hoặc titan. Chất lượng này rất quan trọng, đặc biệt là trong giai đoạn đầu của động cơ nổ máy. Đó là khi bề mặt mềm hơn hoặc dễ biến dạng hơn của ống lót có thể hấp thụ độ nhám vẫn còn tồn tại sau khi mài và đánh bóng, ví dụ như các chốt trục khuỷu và thanh truyền hoặc chốt tay quay.
Bộ lọc dầu
Điều quan trọng trong giai đoạn thiết kế động cơ là xác định hiệu quả của bộ lọc dầu. Mục tiêu là sử dụng phần tử này như một công cụ xả động cơ trong giai đoạn chạy. Nhưng cũng trong điều kiện vận hành và an toàn đầu tiên khi độ mòn ổn định và do đó hiện diện bên trong động cơ hoạt động bình thường. Sự hiện diện của hộp số và ly hợp bên trong động cơ có thể làm cho độ sạch của dầu trở nên tồi tệ hơn. Điều này thường xảy ra trong các động cơ xe máy sản xuất hoặc cạnh tranh chẳng hạn như động cơ gắn trên xe đạp SBK. Do đó chất lượng của dầu mà nó mang lại cho ống lót. Trên thực tế, sự sụt giảm áp suất cao hơn có thể xảy ra trên bộ lọc sau khi mức độ tạp chất cao hoặc nhất quán trong bộ lọc cũng có thể làm giảm mức áp suất dầu trong ống lót. Tác động này làm giảm khả năng chịu tải trong ống lót và khớp nối chốt tương đối.
Cần biến dạng
Đồng thời, ống lót hoặc cặp nửa vỏ phải có khả năng biến dạng và thích ứng với chuyển động và hình dạng không hoàn hảo của tạp chí chính. Nhưng cũng của chốt tay quay và của nắp thanh kết nối, trong giai đoạn quay của giống nhau. Nó phải được đảm bảo cả trong giai đoạn đầu hoạt động của động cơ và khi động cơ có số giờ hoặc số km đã đi cao. Các “Đầu đời” được chỉ định là “thời kỳ đầu của vòng đời của ống lót “, là điều cần thiết và quan trọng nhất để đảm bảo tuổi thọ đáng tin cậy của linh kiện này. Tương tự như vậy, việc cung cấp dầu đúng cách, ngay từ lần khởi động đầu tiên hoặc lúc khởi động động cơ, là điều cần thiết để đảm bảo độ dày tối thiểu của dầu trong phần thịt giữa hai nửa vỏ và chốt tương đối.
Lớp ba kim loại
Điện trở của lớp ba kim loại, cũng như vật liệu cơ bản mà ống lót được tạo ra, phải là sự thỏa hiệp thích hợp của độ cứng và khả năng biến dạng. Trong thiết kế của một ống lót hoặc một nửa vỏ của loại ba kim loại, cấu trúc được làm bằng thép, có nguồn gốc từ dải cường độ cao, với sự lắng đọng của một lớp đồng và sau đó là một lớp niken mỏng. . Lớp cuối cùng hiện diện được đặc trưng bởi sự hiện diện của hợp kim của chì và thiếc. Các chất thay thế cho lớp cuối cùng này là kim loại Babbitt với cơ sở là thiếc chính: nó còn được gọi là cấu trúc đa kim loại.
Niken
Sự hiện diện của niken hoạt động như một rào cản vật lý để tránh sự tách biệt của thiếc khỏi lớp thứ ba, tránh làm giảm khả năng chống mài mòn. Do đó, có thể thú vị khi nghĩ đến một lớp bổ sung bên trên lớp thứ ba này, sau một thời gian hoạt động nhất định, có thể khuếch tán thêm thiếc để tăng sức đề kháng bề mặt theo thời gian. Có thể ước tính, đặc biệt đối với động cơ hiệu suất cao, khả năng chống mài mòn tăng 15% khi sử dụng ống lót 4 lớp.
(Kết thúc phần đầu tiên: phần thứ hai sẽ được phát trực tuyến vào thứ Sáu ngày 21 tháng 10 từ 21h00)
“Cách tôi thiết kế giấc mơ của mình” tiểu sử của ảo thuật gia Adrian Newey có trên Amazon
