Следуя тенденциям

Стремление сделать автомобиль, отвечающий как тем, так и другим параметрам, приводит к пересмотру конструкции каждого его агрегата, узла и даже ключевых деталей. Так, например, конструкторы современных автомобилей прекрасно понимают, что двигатель должен стать небольшим по размерам, легким, и в то же время его мощность должна даже вырасти по сравнению с используемыми сейчас силовыми агрегатами. Поскольку при этом значительно увеличатся нагрузки, к каждой детали двигателя предъявляют иные требования, что, в свою очередь, вынуждает  моторостроителей разрабатывать новые конструкции, применять другие материалы и технологии производства.

Физики давно сформулировали требования к идеальному подшипнику скольжения, современному ДВС и даже ДВС, работающему в режиме «старт-стоп». Однако, сформулировав, пришли к выводу, что материала, из которого может быть выполнен такой подшипник, в природе не существует.

Судите сами, материал, используемый в подшипниках скольжения (коренных и шатунных вкладышей, втулок малой головки шатуна и распредвала) перспективных двигателей, должен воспринимать гораздо большую статическую и динамическую нагрузку, чем материал традиционных вкладышей и втулок. В то же время он должен быть мягким и податливым на период приработки, а также необходимо обеспечить высокую несущую способность на весь период эксплуатации двигателя. НЕ содержать свинец, который с 2011 г. запрещено использовать в двигателях автомобилей, ставящихся на производство. Быть способным вбирать в себя микроскопические частицы продуктов износа, обладать низким коэффициентом трения, демпфировать ударные нагрузки, не подвергаться усталостным разрушениям и еще многое другое. Для автомобилей, работающих в режиме «старт-стоп», кроме всего прочего, выдерживать кратковременную работу в режиме масляного голодания.

Если такого материала нет, то его следует создать.

За это дело брались многие, но максимально приблизиться к идеалу удалось только, пожалуй, одной компании – производственно-исследовательскому направлению Federal-Mogul, выпускающему продукцию под одним из старейших европейских брендов – Glyco. Причиной успеха считают наличие научно-исследовательского комплекса, обладающего лучшим в своей области оборудованием и специалистами, а также производства с современными технологическими возможностями, подразделения которого действуют во многих странах мира.

Во-первых, специалистами Federal-Mogul были созданы новые уникальные бессвинцовые материалы. Среди них – «умный» материал G-488, в котором относительно мягкий в начале приработки олово-медный сплав сочетается со слоем никеля/олово-никеля. Со временем высокие температуры двигателя рассеивают олово, в результате чего образуется прочный и долговечный слой олово-никеля, продлевающий срок службы двигателя.

Во-вторых, было разработано уникальное полимерное покрытие IROX, сочетающее металлические, неметаллические включения и твердые  смазывающие вещества, заключенные в композитную основу, которое увеличивает срок службы вкладышей и коленчатого вала более чем в пять раз в самых сложных условиях эксплуатации, включая работу в режиме «старт-стоп», а также в гибридных двигателях. Этот материал отличается увеличенной демпфирующей способностью к ударным нагрузкам и износостойкостью в смешанных режимах смазки, что позволяет выдерживать кратковременную работу без смазки. Силовые установки с подшипниками IROX уже сейчас выдерживают более полумиллиона циклов «запуска – останова», и есть надежда, что это число в самом скором времени будет доведено до миллиона.

В-третьих, для создания многослойных вкладышей, каждый слой которых для выполнения возложенных на него функций имеет требуемый состав и структуру, применены передовые технологии нанесения металлов. Примером может являться материал Glyco G-499 Spatter, изготовленный по спаттерной технологии катодного напыления методом осаждения из паровой фазы в вакууме, обеспечивающий соответствие самым жестким требованиям, предъявляемым к двигателям, по несущей способности и сроку эксплуатации. Прочность спаттерных вкладышей в 1,5–2 раза превышает прочность стандартных подшипников скольжения. 

В-четвертых, применены особые конструктивные решения: патентованная форма замка вкладыша, не вносящая возмущений в смазочный слой; маслопроводящие канавки на рабочей поверхности вкладыша, не доходящие до линий разъема, обеспечивающие снижение утечки масла из смазочного слоя, что уменьшает потери на трение; цельноштампованные радиально-упорные вкладыши и многое другое.

Объединение усилий всех направлений позволило создать вкладыши, наиболее полно удовлетворяющие всем современным тенденциям и запросам самых требовательных заказчиков. Перспективные разработки на глазах переходят в моторы, предназначенные для массового выпуска. Высокий технический уровень дал, в свою очередь, возможность поставлять подшипники скольжения на конвейер более чем 70 производителей двигателей для транспортных средств, строительной и сельскохозяйственной техники, а также предложить первичному и вторичному рынку более 2500 наименований подшипников скольжения для порядка 5000 марок автомобильных двигателей.