Mechanický design jako život je vždy zajímavým kompromisem. Jako inženýři jsme obeznámeni s principem dávat a brát. Jakmile se řešení osvědčí a stane se spolehlivým, dokud se nenajde rozhodující zlepšení s jinou myšlenkou nebo technologií, máme tendenci jej používat široce a jasně. Příkladem jsou kluzná ložiska nazývaná skořepinová nebo kluzná ložiska.
Jak se vyrábí pouzdro
Koncepčně se jedná o jednoduchou kovovou poloskořepinu s dvojitou nebo trojitou kovovou vrstvou, která se používá ve spojení mezi klikovým čepem a ojnicí nebo mezi hlavním čepem a klikovou skříní. Tento typ spojky musí splňovat řadu protichůdných požadavků. Především musí být dostatečně pevná, aby unesla střídavé zatížení, které se přenáší mezi spojovacími prvky: ojnicí a příslušným čepem nebo mezi hlavním čepem a klikovou skříní. S rostoucími otáčkami motoru, ať už v důsledku spalování nebo podřazování, se síly působící na tyto součásti značně zvyšují. Tradičnější bimetalová pouzdra byla nahrazena odolnějšími a dražšími trimetalickými pouzdry, ke kterým byl přidán bronz a olovo. Tento typ pouzdra je široce používán ve většině motoristických aplikací jak pro výrobní použití, tak pro závodní motory.
Proč bronzová?
Bronz má také další velmi důležitou funkci, a to předávání tepla části, se kterou je spojen, s větší účinností než jiné materiály. Jako například u další důležité, ale statické spojky mezi sedlem nebo vedením ventilu a hlavou motoru.
Dalším charakteristickým rysem kluzného ložiska, který je často opomíjen, je schopnost zachycovat a tudíž zadržovat malé kovové zbytky přítomné v motoru a v mazacím okruhu. Ty vznikají opotřebením dílů, ať už na bázi železa nebo na bázi materiálů odvozených z lehkých slitin, jako je hliník nebo titan. Tato kvalita je velmi důležitá zejména v počáteční fázi záběhu motoru. To je, když měkčí nebo více deformovatelný povrch pouzdra je schopen absorbovat drsnost přetrvávající po broušení a leštění, například čepů klikového hřídele a ojnice nebo čepů kliky.
Olejový filtr
Ve fázi návrhu motoru je důležité definovat účinnost olejového filtru. Cílem je použít tento prvek jako nástroj pro proplachování motoru během fází záběhu. Ale také v prvních provozních a bezpečných podmínkách, kdy je opotřebení stabilní a tedy přítomné uvnitř motoru v normálním provozu. Přítomnost převodovky a spojky uvnitř motoru může zhoršit čistotu oleje. To se často stává u produkčních nebo soutěžních motocyklových motorů, jako jsou motory namontované na motocyklech SBK. Odtud kvalita oleje, který přivádí do pouzder. Vyšší pokles tlaku, ke kterému může na filtru dojít po vysoké nebo stálé hladině nečistot ve filtru, může ve skutečnosti také způsobit pokles hladiny tlaku oleje v samotných pouzdrech. Tento efekt snižuje nosnost v pouzdru a relativní čepové spojce.
Potřeba deformace
Přitom se pouzdro nebo pár poloskořepin musí umět deformovat a přizpůsobit pohybu a nedokonalému tvaru hlavního čepu. Ale také klikového čepu a víka ojnice během fáze otáčení téhož. Musí být zaručena jak v počáteční fázi chodu motoru, tak při vysokém počtu ujetých hodin nebo kilometrů. The „nosný raný život“ označeno jako “počáteční období života pouzdra”, je nejdůležitější a zásadní pro zajištění spolehlivé životnosti této součásti. Stejně tak správný přísun oleje již při prvním startu nebo při všech startech motoru je nezbytný pro zajištění minimální tloušťky oleje v prohlubni mezi dvěma poloskořepinami a příslušným čepem.
Tri-metalická vrstva
Odolnost trimetalické vrstvy, stejně jako základní materiál, ze kterého je pouzdro vyrobeno, musí být tím správným kompromisem tuhosti a deformovatelnosti. V provedení pouzdra nebo poloskořepiny typu trimetal je konstrukce vyrobena z oceli, odvozené z vysokopevnostního pásu, s přidáním depozice vrstvy bronzu a následně tenké vrstvy niklu. . Poslední přítomná vrstva je charakterizována přítomností slitiny olova a cínu. Alternativou k této poslední vrstvě je kov Babbitt s primární cínovou základnou: nazývá se také multikovová struktura.
Nikl
Přítomnost niklu působí jako fyzická bariéra, aby se zabránilo oddělení cínu od třetí vrstvy, čímž se zabrání snížení odolnosti vůči oděru. Mohlo by být proto zajímavé uvažovat o další vrstvě nad touto třetinou, která po určité době provozu může difundovat další cín, aby se časem zvýšila povrchová odolnost. Zejména u vysoce výkonných motorů lze odhadnout 15% zvýšení odolnosti proti oděru při použití 4vrstvých pouzder.
(Konec prvního dílu: druhý bude dostupný online v pátek 21. října od 21:00)
„Jak jsem navrhl svůj sen“ biografie kouzelníka Adriana Neweyho dostupná na Amazonu
