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Apr 29, 2023

Materiais e seleção de mancais do motor

Uma coisa que todos os construtores de motores e até mesmo os que não são construtores de motores sabem é que

Uma coisa que todos os construtores de motores e até mesmo os que não são construtores de motores sabem é que o contato de metal com metal não é bom. É tão ruim que os construtores de motores farão de tudo para evitar que isso aconteça. Fabricantes de rolamentos e empresas de revestimento também trabalham arduamente para garantir que seus produtos resistam a abusos extremos sem destruir componentes caros.

Os casquilhos dos rolamentos são projetados para proteger os componentes críticos com os quais eles interagem, como a manivela e as hastes, mas há mais em seu desempenho do que as pessoas pensam.

Os principais fabricantes de motores que instalam rolamentos para ganhar a vida sabem uma ou duas coisas sobre como tirar o máximo proveito deles. Um construtor diz que segue as configurações de folga recomendadas para os mancais do meio, mas os munhões na parte de trás ele abre um pouco mais a folga para evitar que agarre a extremidade da manivela enquanto se move.

O virabrequim é a parte móvel mais pesada do motor e, portanto, pode-se presumir que ele não dobra ou flexiona, mas as pressões de combustão e as demandas do sistema de transmissão significam que o virabrequim está continuamente sob tensão até o limite, especialmente em aplicações de corrida.

Escolher o rolamento adequado para sua aplicação é fundamental para o desempenho e a durabilidade da construção do motor, porque o rolamento desempenha um papel vital no suporte do virabrequim, o que também influencia a vida útil do motor. A última coisa que um construtor de motores deseja é ter fadiga do rolamento e isso permite que lascas de metal entrem no sistema de lubrificação.

Os fabricantes de rolamentos dizem que a folga é sempre uma preocupação e que, para a maioria das aplicações, você deve usar as especificações de folga recomendadas. Em aplicações de estoque, as folgas são importantes, mas as necessidades de material são atendidas pelos fabricantes de rolamentos quando especificam uma aplicação. No entanto, se você estiver atualizando de alguma forma, tentando obter mais potência, talvez seja necessário ir para materiais mais robustos em comparação com o que saiu desse aplicativo se fosse um motor de carro de passeio padrão.

Se você deseja extrair mais energia, os rolamentos de cobre/chumbo são os mais fortes. Embora os engenheiros de rolamentos digam que estão preocupados principalmente com a carga unitária do rolamento, em oposição aos números de potência para avaliar a resistência de um rolamento ou material específico, são mais ou menos as pressões do cilindro que determinam as necessidades do rolamento. As pressões do cilindro que atingem 9.000 psi são consideradas o limite para o alumínio, de acordo com nossos especialistas em rolamentos, e qualquer coisa além disso, você precisa examinar o trimetal.

Para aplicações de estoque, os OEMs há muito tempo mudaram para rolamentos bimetálicos de alumínio porque eles são baratos de produzir e podem durar milhares de quilômetros a mais do que os rolamentos trimetálicos típicos. Hoje, espera-se que os motores de produção em estoque durem 200.000 milhas ou mais, portanto, um rolamento de alumínio faz mais sentido para essas aplicações.

Mas, do lado do desempenho, os rolamentos trimetálicos ainda são os reis por causa de sua capacidade de carga e conformabilidade. Esses rolamentos precisam ser duráveis, mas ainda ser capazes de controlar o filme de óleo quando o virabrequim é torcido.

Os rolamentos de alumínio podem durar muito mais em aplicações de carga leve por causa da capacidade de desgaste e da dureza do composto de silício que poli o virabrequim e limpa quaisquer nós ou detritos do caminho ou os libera. Mas há uma grande diferença nas taxas de desgaste dos mancais trimetálicos de cobre/chumbo e dos mancais bimetálicos de alumínio.

Os rolamentos precisam andar na corda bamba porque, por um lado, você precisa de materiais de alta resistência para durabilidade, capacidade de carga e desgaste, mas, por outro lado, você precisa de materiais macios para conformabilidade quando as coisas estão desalinhadas. A embutibilidade é uma característica de fase suave, bem como as propriedades de deslizamento. Assim, ao selecionar estilos de rolamentos, você precisa observar a aplicação do motor e tentar decidir qual é a coisa mais importante que o motor precisa.

A camada de cobre/chumbo em um mancal trimetálico fornece capacidade de carga de até 12.000 psi ou mais e é adequada para motores que produzem 800 cavalos de potência ou mais. O cobre, por outro lado, carece de resistência à apreensão, de modo que os mancais trimetálicos também possuem uma fina camada de Babbitt. Esta camada é uma mistura de 87% de chumbo, 10% de estanho e 3% de cobre. A sobreposição fornece lubricidade, resistência a engripamento e capacidade de incorporação. A camada Babbitt geralmente tem apenas 0,001˝ a 0,0005˝ de espessura.