Подшипники на автомобилях 

Подшипники широко используются в автомобилях и играют важную роль. От двигателя, шасси до электрического узла — все они применяются к подшипникам. Подшипники, используемые в автомобилях, делятся на две категории: подшипники скольжения и подшипники качения.

Подшипники скольжения в основном используются в двигателях. Подшипники скольжения обычно делятся на два типа. Один из них — облицовочный тонкостенный подшипник, имеющий форму черепицы и широко известный как подшипник; другой представляет собой втулку, также известную как медная втулка, имеющую форму полого цилиндра. Тонкостенные подшипники облицовочного типа в основном используются для поддержки коленчатых валов и шатунов двигателей. Втулки в основном используются для поддержки шеек распределительного вала и поршневых пальцев, но также используются в других частях автомобиля, таких как втулки шкворня поворотного кулака шасси, втулки штифта стальной пластины амортизатора, зубчатые втулки и втулки двигателя и т. д. Они играют роль антифрикционных промежуточных материалов.

Коленчатый вал и шатунные подшипники вроде бы имеют простую черепичную конструкцию, но требования к их эксплуатационным характеристикам очень высоки. Хотя смазочное масло системы смазки разделяет контактную поверхность между деталями машины и подшипниками, в последние годы, поскольку двигатель продолжает развиваться в направлении высоких оборотов и наддува, давление масляной пленки на подшипники увеличилось, толщина масляной пленки уменьшилась, рабочая среда подшипников ухудшилась, а требования к материалам и изготовлению подшипников коленчатого вала и шатунов стали все выше. Обычно подшипники имеют двухслойную металлическую форму, а некоторые имеют многослойную форму. Первый слой представляет собой основу из стальной плитки для обеспечения механической прочности, а второй слой представляет собой подшипниковый сплав для обеспечения рабочих характеристик поверхности. Обычно используемый материал, называемый сплавом Бэббита; третий слой основан на двух вышеупомянутых слоях и затем покрыт чрезвычайно тонким сплавом для дальнейшего улучшения рабочих характеристик поверхности.

По сравнению с подшипниковой втулкой рабочее давление втулки распределительного вала относительно низкое. Его материал обычно изготавливается из бронзовой или стальной основы, покрытой сплавом. Втулки из этого материала также широко используются в шкворнях, тормозных колодках, дверных петлях, катушках ремней безопасности и т. д. В автомобилях применяется множество материалов втулок, например маслосодержащие металлические втулки для стартеров и вентиляторов, втулки из полимерных материалов для стальных штифтов и дворников амортизаторов и т. д.

Подшипники качения широко используются в различных механических и электрических узлах автомобилей. В основном на трансмиссии, рулевом механизме, водяном насосе, вентиляторе, сцеплении, дифференциале, передних и задних колесах и приводном валу.

Существует два типа подшипников качения: сферические и роликовые. В зависимости от размера и направления нагрузки они делятся на радиальные и упорные подшипники. Радиальные подшипники подходят для восприятия радиальных (параллельных центральной оси оси) нагрузок, а упорные подшипники подходят для восприятия осевых (параллельных центральной оси оси) нагрузок. Также имеется радиально-упорный подшипник, воспринимающий как радиальные, так и осевые силы. Фактически, почти все подшипники качения теперь могут выдерживать как радиальную, так и поперечную нагрузку при определенных условиях, но они сосредоточены только на одном аспекте или на обоих. Подшипники качения в основном делятся на шариковые, роликовые и игольчатые роликоподшипники, которые размещаются в различных частях автомобиля в соответствии с их различными функциями.

Трансмиссионный вал трансмиссии обычно поддерживается с обоих концов. Поскольку трансмиссионный вал относительно длинный, подшипник с одной стороны обычно используется в качестве подшипника с фиксированной стороной при проектировании. Он воспринимает как радиальные, так и осевые нагрузки и играет роль в фиксации относительного осевого смещения между валом и редуктором. Обычно используются центростремительные упорные шарикоподшипники. Подшипник на другой стороне называется подшипником свободной стороны. Он воспринимает только радиальную нагрузку и может перемещаться относительно оси. Чтобы решить проблему расширения и сжатия вала, вызванную изменениями температуры во время работы трансмиссии и ошибками, возникающими во время установки, можно использовать роликовые подшипники.

Кольца подшипников и тела качения подшипников качения обычно изготавливаются из специальной стали, легированной хромом, высокой чистоты и достаточно высокой твердости. Однако плохая смазка, неправильный выбор и неправильная установка могут привести к неисправностям. Однако даже если подшипник используется в нормальных условиях, поверхность качения внутренних компонентов под воздействием переменных сжимающих напряжений подвергается усталости материала и может даже отслоиться и прийти в негодность. Поэтому подшипник имеет свой срок службы. По информации японской NTN, даже если комплект одинаковых подшипников будет работать в одинаковых условиях, срок их службы будет сильно различаться. Это связано с тем, что сама усталость материала является «дискретной». Поэтому так называемый базовый номинальный срок службы подшипника качения — это общее число оборотов или общее время оборота, при котором 90 % (надежность 90 %) группы идентичных подшипников не будут испытывать усталостного отслаивания при качении при работе в одинаковых условиях. Подшипники подобны шарнирам, и их качество напрямую связано с ходовыми качествами автомобиля.