Подшипники скольжения MAHLE: прочные детали с долгим сроком службы

Большое число известных производителей двигателей занимаются разработкой и тестированием своих агрегатов в сотрудничестве с компанией MAHLE, и обращаются к нашему опыту по производству подшипников скольжения, накопленному на протяжении многих десятилетий. Эти подшипники используются, например, в осях коромысла, распредвалах, шатунах, коленвалах и балансировочных валах двигателей внутреннего сгорания. MAHLE постоянно занимается разработкой новых материалов и производственных технологий, выпуская вкладыши и регулировочные шайбы диаметром от 27 до 140 мм, а также подшипниковые втулки диаметром от 6 до 105 мм. На качество наших изделий могут положиться как автопроизводители, так и рынок послепродажного обслуживания.

Наши подшипники скольжения выдерживают самые высокие нагрузки

Двигатели внутреннего сгорания подвержены процессу постоянной оптимизации, и их КПД постоянно повышается. Давления цикла, намного превышающие величину 200 бар, сейчас уже не редкость в дизельных двигателях. В дизельных агрегатах с прямым впрыском давление на поверхность подшипников достигает величин вплоть до 120 Н/мм.2Одновременно с этим уменьшаются размеры подшипников, а вместе с этим — и габариты мест их установки. Кроме того, в двигателях новой конструкции постоянно увеличиваются интервалы замены масла. Это создает дополнительную нагрузку на подшипники, ведь они должны захватывать даже мельчайшие продукты истирания из моторного масла. Поэтому традиционные конструкционные материалы с новыми требованиями не справляются. Современные двигатели требуют от материала вкладышей значительно более высокого предела выносливости с пониженной степенью износа, особенно в зонах смешанного трения. Кроме того, материал должен обладать хорошей коррозионной устойчивостью даже в условиях высоких температур.

Материал, из которого изготовлены подшипники скольжения

Конструкционные материалы: только лучшее для безопасности человека, двигателя и окружающей среды

Прочность, хорошая посадка, хорошие характеристики работы — все это требования, которые, с точки зрения свойств конструкционных материалов, противоречат друг другу. Решение: многослойные подшипники, в которых каждый слой выполняет определенную задачу.

Принципиально существует три типа конструкции подшипника: выполненные из одного металла массивные подшипники, биметаллические подшипники из двух конструкционных материалов и триметаллические подшипники, которые — как это уже следует из названия — выполнены из комбинации трех металлов. Изготовленные из нескольких материалов подшипники почти всегда состоят из высокопрочной стальной основы, на которую наносится несколько различных подшипниковых сплавов. Материалы подбираются так, чтобы их положительные свойства дополняли друг друга, и эта комбинация оптимально бы подходила для конкретных условий эксплуатации. Поэтому ключевое значение имеет научно-исследовательская работа по разработке новых конструкционных материалов. Кроме того, на все характеристики подшипника большое влияние оказывает конструкция и толщина наносимых слоев металла. Многолетний опыт позволил компании MAHLE разработать ряд различных высококачественных сплавов (в том числе на основе алюминия и бронзы).


Массивные вкладыши
Выполнены из одного подшипникового металла, изготовленного на основе специальных сплавов.


Биметаллические вкладыши
Стальная основа в комбинации с промежуточным слоем и слоем подшипникового металла — для мало- и средненагруженных двигателей.


Триметаллические вкладыши
Их конструкция включает в себя стальную основу, слой заливки, предохранительный слой и слой скольжения (подшипники с напыленным слоем обладают специальным покрытием) — такие подшипники используются в двигателях с наддувом.


Знакомьтесь: подшипники с напыленным слоем — подшипники с экстремальной прочностью

На протяжении вот уже нескольких лет в мощных дизельных и бензиновых двигателях используются специальные подшипники с напыленным слоем. Что представляет собой технология ионно-плазменного напыления?

В процессе ионно-плазменного напыления вкладыши, состоящие из стальной основы, слоя заливки и предохранительного слоя, помещаются в автомат вакуумного плазменного напыления. С помощью катодного распыления на вкладыши наносится материал слоя скольжения. В результате этого вкладыши получают экстремально прочный и устойчивый к износу слой скольжения.

1 Катод
2 Подача аргона (плазменный газ)
3 Ионный поток
4 Поток атомов материала (дисперсия)
5 Плазма
6 Вкладыши
7 Вакуумный насос
8 Подвод электроэнергии

В вакуумной емкости с небольшим количеством инертного газа расположены положительно заряженный анод, отрицательно заряженный катод с металлическим покрытием, а также обрабатываемый триметаллический подшипник. Между анодом и катодом возникает высокое напряжение. Поток электронов направляется с ускорением от катода к аноду и ионизирует атомы инертного газа. Атомы инертного газа, имеющие теперь положительный заряд, перемещаются к катоду и выбивают атомы из металлического покрытия, окружающего катод. При этом происходит высвобождение вторичных электронов, которые, в свою очередь, вновь ионизируют атомы инертного газа. Так возникает своеобразный «коктейль» из свободных электронов, положительно заряженных ионов и нейтральных частей инертного газа, иными словами, — стационарная плазма. «Вырванные» из металлического покрытия катода нейтральные атомы осаждаются на слое скольжения подшипника, образуя тонкое и необычайно прочное покрытие. Благодаря маленькому размеру частиц металла возникающее покрытие отличается солидной твердостью, высоким пределом прочности на разрыв и великолепными износостойкими свойствами.

Чрезвычайная прочность такого покрытия препятствует впитыванию частиц, загрязняющих моторное масло. Поэтому обработанный методом ионно-плазменного напыления вкладыш всегда комбинируют с более «мягким» триметаллическим подшипником. Он улавливает частицы загрязнений своим гальваническим слоем заливки, оберегая двигатель автомобиля. Все части подшипника, которые были обработаны методом ионно-плазменного напыления, носят маркировку «SPUTTER». Это помогает избежать ошибок при монтаже, т.к. правильное положение обработанного методом ионно-плазменного напыления вкладыша имеет решающее значение для надежной работы и срока службы подшипника.

Подшипник MAHLE с напыленным слоем с маркировкой

Мощная научно-исследовательская работа для автомастерских — мы заботимся о качестве и надежности наших продуктов

Инновационная разработка: полимерное покрытие

Хотя вкладыши и регулировочные шайбы с полимерным покрытием и не являются самой последней разработкой, но, тем не менее, они создаются с использованием самых последних технологий и отличаются такой устойчивостью к износу, которая в 15 раз выше, чем в деталях без такого покрытия. Вкладыши с полимерным покрытием используются, прежде всего, в таких системах, которые призваны сократить выбросы CO2: в гибридных агрегатах, системах «старт-стоп», режимах движения по инерции или при использовании турбонаддува. Это объясняется тем, что полимерное покрытие приводит к сокращению износа компонентов внутри двигателя, а как раз такой отрицательной характеристикой и обладают названные выше технологии.

Полимерное покрытие имеет равномерно распределенные по поверхности металлические частицы, вкрапленные в направлении движения. Такой тип покрытия компания MAHLE использует для обработки поверхностей из алюминиевого субстрата, отлитых или спекшихся расплавов на основе бронзы или напыленных ионно-плазменным методом слоев композитных материалов из алюминия и олова. Так возникают вкладыши и регулировочные шайбы, которые отлично справляются также с небольшими масляными насосами и низковязкими моторными маслами.

+

Вкладыши с полимерным покрытием