Impatto dei cuscinetti del motore sulle prestazioni

Quando hai una moltitudine di parti pesanti e in rapido movimento che lavorano in tandem per produrre quantità folli di potenza, ci sarà un bel po' di stress all'interno di quel motore. Metà della torta sta facendo tutto il possibile per creare una quantità sufficiente di energia. L’altra metà è garantire che l’energia sia supportata e prodotta in modo affidabile. I cuscinetti del motore sono un componente chiave in questo senso.

Il compito dei cuscinetti del motore è prevenire il contatto sgradevole metallo-metallo e proteggere altre parti e pezzi dall'usura durante il normale funzionamento del motore. I cuscinetti devono resistere ad abusi estremi e lavorare per migliorare la durata del motore nel suo complesso.

Detto questo, ci sono molte considerazioni che un costruttore di motori deve fare quando decide il giusto set di cuscinetti motore per le loro particolari applicazioni: resistenza alla fatica, equilibrio del gruppo alternativo, lubrificazione, limiti di giri, calore, incorporabilità e resistenza alla corrosione. - per dirne alcuni.

Con le applicazioni da corsa ad alte prestazioni e la costruzione di motori ad alta potenza che spingono costantemente i limiti, ora più che mai sorgono nuovi problemi a cui è necessario adattarsi. Ad esempio, i computer e i sintonizzatori svolgono ora un ruolo molto più significativo nell’ampliamento delle curve di fasatura del motore, dell’impulso di iniezione e del turbo boost. Non c'è nulla di intrinsecamente sbagliato in questo, ma potenziare eccessivamente i motori e programmarli per funzionare al limite di giri per un tempo costante può eventualmente causare vibrazioni torsionali dell'albero motore (flessione della manovella). Ciò rappresenta quindi un problema per i cuscinetti.

Al giorno d'oggi, un cuscinetto (in un contesto prestazionale) deve essere sia duro che morbido. Mantenere la geometria è della massima importanza, ma deve anche essere malleabile e in grado di adattarsi allo stress e alla flessione. La parte più importante per ridurre al minimo le probabilità di un grippaggio è selezionare il materiale corretto per il cuscinetto.

"Per i motori moderni esistono due famiglie fondamentali di materiali per cuscinetti: a base di rame (noti come tri-metalli) e a base di alluminio (noti come bi-metalli)", afferma Mike Scott della ACL Bearing Company. "Il requisito fondamentale delle leghe per cuscinetti è la tenacità. È la capacità di supportare carichi elevati bilanciati con proprietà morbide e antigrippaggio che consentono al cuscinetto di adattarsi e assorbire condizioni operative gravose."

I tri-metalli sono robusti rivestimenti in lega a base di rame e piombo con un sottile rivestimento di babitt elettrolitico. Questi combinano l'elevata resistenza con le proprietà morbide e tolleranti del rivestimento. La regolazione degli spessori relativi degli strati e della loro metallurgia consente un certo grado di ottimizzazione in modo che per applicazioni con carichi moderati, sia possibile fornire una buona resistenza insieme a eccellenti proprietà antigrippaggio fornendo una soluzione resistente per le ricostruzioni standard, in particolare dove gli standard OE di l'ingegneria e la pulizia non possono essere garantite.

Per le applicazioni ad alte prestazioni, uno strato di rivestimento ad altissima resistenza può essere abbinato a un rivestimento resistente per supportare carichi estremi con l'interazione tra albero e cuscinetto.

I bimetalli sono rivestimenti in lega a base di alluminio-stagno di media resistenza, che hanno capacità complete tali da non richiedere alcuna sovrapposizione. Tuttavia, bilanciare la resistenza e le proprietà antigrippaggio in una singola lega è invariabilmente un compromesso. I bimetalli resistenti tendono ad avere proprietà antigrippanti significativamente ridotte e viceversa. Ciò li rende adatti per applicazioni in cui le condizioni operative sono moderate e prevedibili. Inoltre, questi materiali hanno anche un'eccellente durata. Questi motivi li rendono fortemente favoriti dagli OEM.

Ovviamente, i tri-metalli sono la scelta giusta per tutto ciò che riguarda le prestazioni grazie alle loro maggiori capacità antigrippaggio. Detto questo, esiste una vasta gamma di opzioni diverse tra cui i costruttori possono scegliere quando si tratta di selezionare i cuscinetti appropriati. Molti di loro hanno aggiunto rivestimenti, una tendenza che è cresciuta solo negli ultimi anni.

Nelle applicazioni con prestazioni estreme, è praticamente impossibile controllare i giochi in modo che vi sia una completa separazione tra cuscinetto e albero motore. Carico elevato e velocità elevate implicano un contatto ad alta energia, che a sua volta provoca perdita di potenza e surriscaldamento. Oggi, i cuscinetti sono progettati così bene che il contatto a basso attrito è sostenibile, ma i rivestimenti possono ridurre ulteriormente i livelli di attrito e la perdita di potenza.