Типичното правило, което повечето производители на двигатели следват, е, че хлабината на лагера установява вискозитета на маслото, което да се използва в рамките на даден температурен диапазон на маслото. Като цяло, колкото по-стегнат е хлабината на лагера, толкова по-нисък е вискозитетът, който двигателят може да използва, докато по-широките хлабини изискват по-дебело масло. Но има много променливи, които влизат в игра, които си струва да бъдат проучени.
Традиционният стандарт за просвет на лагерите за улични и най-ефективни приложения е 0,001-инчов просвет за всеки един инч от диаметъра на коляновия вал. Така че типичен малък блок на Chevy с диаметър 2 200 инча ще изисква просвет на лагера от 0,0022 инча. Някои добавят още 0,0005-инчов за по-сигурно - правейки това 0,0027-инчов. Този стандарт работи много добре, особено за двигатели, използващи производствени толерантни части, при които може да има незначителни проблеми с необработени или конусни списания или дори малки грешки в измерването.
Този подход не е толкова разговорен, колкото може да изглежда. Има няколко фактори, които допринасят пряко за даден хлабина на лагера. Горните три променливи са товароносимостта, количеството на потока от масло, позволено от клирънса, и локализирана температура на маслото. Тези три се разглеждат най-добре заедно, а не индивидуално, тъй като всеки от тях влияе върху останалите по важни начини.
Товароносимостта на лагера се влияе пряко от хлабината. Тъй като хлабината се затяга, товароносимостта се увеличава. Като обобщено изявление, 0,001-инчовият просвет предлага по-голяма товароносимост от 0,002-инча, като се използва стандартният 2,45-инчов малък блок на основния дневник като пример.
Товароносимостта се увеличава с по-малко хлабина, тъй като разпределя товара върху по-широка носеща повърхност, което увеличава капацитета. Помислете за това, като да носите чифт обувки за сняг, които ви позволяват да ходите по дълбок сняг, без да потъвате. Премахнете обувките и краката ви потъват, защото теглото ви е концентрирано върху по-малка повърхност. Тъй като хлабината на лагера се увеличава, товароносимостта се намалява, тъй като товарът е концентриран в по-малка площ.
Таблица за изчистване на маслото в лагерите
Вискозитет на маслото
Пръчен лагер
Разрешение
Основен лагер
Разрешение
Здравият разум диктува, че хлабината на лагера пряко влияе върху потока на маслото с предсказуеми резултати. Намаляването на хлабината ще увеличи ограничаването на потока и ще намали обема на маслото покрай лагера. Поради този намален поток локализираната температура на лагера ще се увеличи. Ако тази температура надвиши границата на термична стабилност на маслото, маслото ще започне да се окислява и да се разпада, намалявайки способността му за смазване. Скоро ще влезем във вискозитета на маслото, тъй като това играе интегрирана роля в този сценарий.
Така хлабината на лагера се превръща в балансиращ акт между тези три фактора, за да се установи хлабина, която задоволява всички възможно най-ефективно. Ето как беше създаден този 0,001-инчов просвет на един инч диаметър на списанието като най-добрия компромис.
Може би това би било добро място да разгледаме малко по-отблизо как точно се играят тези разрешения за бягане. Използвайки прости кръгли числа, нека започнем с 2,00-инчов прът за прът с 0,0020-инчов хлабина. Това предполага, че ще имаме 0,001 инча отгоре и отдолу на списанието, което е вярно, но само в теоретичен смисъл.
При работещ двигател налягането на цилиндъра се натиска надолу върху буталото, намалявайки тази 0,001-инчова цифра. Натоварен свързващ прът при пиково налягане в цилиндъра ще намали този клирънс на масления филм до едва 0,0002-инча. Със статичен хлабина на лагера от 0,002 инча, което означава, че горната половина на лагера на пръта има просвет от 0,0198 инча. Това е важно, тъй като този по-голям хлабина създава пространство, лесно запълнено с прясно масло за следващото въртене.
Това води директно до стойността на дебелината на филма, която се създава чрез комбинация от вискозитета на маслото, скоростта на лагера и товара. Вискозитетът на маслото предсказуемо се променя в зависимост от температурата, докато скоростта на лагера се определя от комбинацията от диаметъра на цилиндъра и оборотите на двигателя и натоварването зависи, разбира се, от приложението. Всички тези фактори играят роля в установяването на дебелината на масления филм. Говорихме с Lake Speed, Jr., с Driven Racing Oil, който използва тези три фактора (и повече), за да извърши тест за дебелина и стабилност на филма с различни масла и лагери в Shaver Racing Engines в Торанс, Калифорния.
Неговият тест беше насочен главно към оценка на лагерите с покритие, но също така разглеждаше способността на маслото да поддържа дадената дебелина на филма при екстремни температури. Общопризнато е, че синтетиката върши много по-добра работа за смазване и защита на компонентите на двигателя в сравнение с конвенционалните масла при повишени температури на маслото. Тестът на Speed сравнява синтетично управлявано масло с конвенционално управлявано масло със същия вискозитет и пакети с добавки. Визуалната оценка на лагерите заедно с анализ на използвано масло (UOA) разкрива радикално намален физически контакт между коляновия вал и главния и пръчковия лагери със синтетичното масло. Това предлага конкретни доказателства, че по-висококачественият синтетик предлага реални предимства, особено при двигатели с голяма мощност, където топлината е фактор.
По ирония на съдбата, тестът на Speed използва лек, 400 к.с. 383ci Chevy с малък блок при ниски скорости, което може да навреди на лагерите поради екстремното натоварване. Ето защо задвижването на двигател с ниска скорост не е добра идея, тъй като натоварванията се увеличават драстично. Качеството на маслото изигра голяма роля за поддържането на правилната смазваща бариера между лагерите и манивелата. Според Speed „Днешните масла имат много по-голяма товароносимост, отколкото по-старите масла.“ Този по-голям капацитет разпределя товара върху по-голяма площ, което подобрява общия капацитет и избягва фрактури, които могат да възникнат в лагерите поради прекомерно натоварване.
Всички тези фактори играят ролята на крайните решения около хлабината на лагера и вискозитета. Ако всичко, което правим, е да преминем към алуминиев свързващ прът например, това трябва да изисква увеличаване на хлабината на лагера, ако не поради друга причина, защото алуминият предлага линейна скорост на разширение, която е приблизително два пъти по-голяма от тази на стоманата или чугуна. Това също ще окаже пряко влияние върху хлабините. Това обаче трябва да бъде внимателно обмислено. Като пример може да си помислите, че изцяло алуминиев двигател ще изисква много по-различен хлабина на основния лагер в сравнение с изцяло желязната версия.
Разглеждайки това малко по-близо, най-ефективните алуминиеви блокове Chevy с малък блок имат стоманени главни капачки. Така че сега имаме алуминиев блок със стоманени главни капачки и решението е дали това гарантира промяна в хлабината на главния лагер. Ако смятаме, че цялото натоварване ще бъде приложено към стоманената страна на главната капачка на двигателя, намаляването на хлабината на главния лагер, за да се отчете допълнителният растеж на алуминиевия блок, не е задължително добро решение. По-строгите хлабини също изискват много внимателно стартиране при студено време и процедури за загряване, тъй като алуминият също ще се свива с двойно по-голяма скорост от желязото или стоманата. Повечето производители на двигатели, с които говорихме, заявиха, че не правят големи промени в клирънса при изграждането на двигател от алуминиев блок.
Докато лагерите се нуждаят от твърд маслен филм, за да се предпазят от износване, има множество фактори, които влизат в действие, за да създадат идеалната комбинация от товароносимост и дебит на маслото, като същевременно минимизират температурата на маслото. Това изисква внимателен баланс на хлабини, вискозитет на маслото и контрол на температурата, за да се избегнат проблеми. Добрата новина е, че качеството на маслото продължава да се подобрява, тази термична стабилност ще продължи да се стреми към по-леко масло и по-строги хлабини с потенциални подобрения както в издръжливостта, така и в мощността.
Зазор на задвижвания лагер срещу вискозитет на маслото