Подшипники в общем случае предназначены для фиксации вала относительно корпуса узла, позволяющей вращение или продольное перемещение с минимальным трением. Если такое крепление выполнить разъёмным, состоящим из крышки с болтами и опоры в корпусе, то говорят о бугельном подвесе вала. Часто саму крышку называют бугелем, что не совсем точно, но общепринято.
Лучше считать бугелем всю подшипниковую конструкцию фиксации вала с разъёмом на шпильках или болтах, обеспечивающим удобный доступ к подшипнику при сборке, настройке и ремонте.
Общая информация о двигателях внутреннего сгорания
Наиболее распространены ДВС поршневого типа, они применены в подавляющей массе автомобилей самого разного назначения. Источником энергии служит жидкое топливо – бензин или дизель.
Оно впрыскивается в воздушный поток или непосредственно в цилиндр, качественно перемешивается с кислородом, после чего воспламеняется электрической искрой или высокой температурой быстрого сжатия.
Прочитай: Причины потери мощности двигателя
Образовавшийся газ высокого давления воздействует на днище поршня, заставляя его двигаться в направлении коленчатого вала.
Усилие передаётся через шатун на шейку коленвала, за счёт кривошипной конструкции вал приходит во вращение, создавая крутящий момент.
Данный процесс обладает ярко выраженным пульсирующим характером нагрузки на нижнюю головку шатуна, а также на шейки коленчатого вала, поскольку на выходе имеются маховик и трансмиссия, сглаживающие момент двигателя.
Фактически это удары с полной энергетикой мотора, что предъявляет высокие требования к подшипникам кривошипно-шатунного механизма, преобразующего возвратно-поступательное движение во вращательное.
Определение понятия «бугель» в контексте двигателей
Как в нижней головке шатуна, так и на коренных шейках коленвала устанавливаются подшипники скольжения.
Они образованы несколькими деталями и поверхностями:
- так называемые постели, проточенные в шатунах и нижней части блока цилиндров, иногда в отдельной плите;
- вкладыши из антифрикционного материала, работающие под давлением масла из общей магистрали, на которые опираются все шейки коленвала;
- крышки, закрывающие подшипники, они образуют круглое отверстие нужного диаметра, равного сумме диаметров шеек, удвоенной толщины вкладышей и зазора на расчётную толщину масляной плёнки.
Подобный разъёмный подвес вала принято называть бугельным. Часто бугелем для простоты называют только крышку, что не совсем верно, но общепринято.
Бугели встречаются в автомобиле не только в подшипниках коленвала, но также и во многих других местах, где опора подшипника по технологическим соображениям должна быть разъёмной.
Роль бугеля в работе двигателя
Подшипник скольжения всегда нуждается в обильной и надёжной смазке. Они не могут работать с сухим или полужидкостным трением даже со специальными антифрикционными вкладышами.
Вторая особенность – несколько стоящих в ряд подшипников при сборке или ремонте должны ставиться и сниматься. Отсюда и бугельная конструкция с двумя крепёжными болтами на каждую крышку.
Процесс работы
При сборке сначала в постель укладывается один вкладыш с замком, предотвращающим проворот. Затем ставится вал, накрывается вторым аналогичным вкладышем и закрывается крышкой.
Это надо знать: Как определить масложор в двигателе за 5 минут
Болты затягиваются установленным моментом. Если все размеры выдержаны, то в зазор через предусмотренные сверления при работе мотора нагнетается масло, вал «всплывает», трения металла по металлу практически нет.
Шатунные шейки работают аналогично.
Влияние бугеля на эффективность работы мотора
Важно обеспечить минимальное трение, от этого зависят потери двигателя. Нагрев также крайне нежелателен, вкладыши расплавятся, провернутся, двигатель заклинит.
Малые зазоры при неизбежном нагреве могут вызвать выдавливание масла под нагрузкой, быстрое разрушение и клин. Большие – ослабят давление в магистрали, вызовут шум и стуки. Точность обеспечивается на уровне сотых долей миллиметра.
В последнее время для ещё большей точности применяется «ломаная» конструкция бугелей.
Крышки шатунных вкладышей изготавливаются без разъёма, постели протачиваются в размер, после чего по специальной технологии бугель отламывается. Стык становится минимальным и уникальным на линии разлома.
Возможные поломки
Проблемы начинаются по мере износа. Растут зазоры, начинается масляное голодание, стуки и перегревы. Заканчивается всё проворотом изношенных вкладышей, портятся и постели.
При ремонте используется напыление металла с протачиванием в исходный размер или замена блока с валом и поршневой группой в сборе (шорт-блок).
Тот же исход произойдёт гораздо быстрее при нехватке масла или его низком качестве (брак, деградация, загрязнения). Владелец должен вовремя отреагировать на падение давления в системе.
Как определить неисправность и что с ней делать
Основной симптом проблем с бугельными подшипниками – глухие стуки при работе. В слитом масле обнаруживается стружка от валов и вкладышей. Давление резко падает.
Дальше ездить нельзя, мотор заклинит, стоимость ремонта превысит приемлемый предел.
Решение вопроса одно – капитальный ремонт двигателя с заменой вкладышей, реставрацией коленчатого вала, шлифовкой в ремонтный размер.
На ранних стадиях можно обойтись полировкой шеек и установкой вкладышей номинального размера.
