發動機曲軸為什麼不用軸承,而用軸瓦?

愛車大家說 發佈 2024-01-16T19:53:23.927305+00:00

在電影《可可西里》中有這樣一個場景:巡山隊員們駕駛著老式吉普車在荒涼的戈壁灘上追擊盜獵分子,突然一輛吉普車冒起了濃煙,司機停車檢查後告訴巡山隊長日泰:「抱瓦了,機油沒了」。

在電影《可可西里》中有這樣一個場景:巡山隊員們駕駛著老式吉普車在荒涼的戈壁灘上追擊盜獵分子,突然一輛吉普車冒起了濃煙,司機停車檢查後告訴巡山隊長日泰:「抱瓦了,機油沒了」。

抱瓦指的是發動機曲軸軸瓦由於缺少機油而抱死,而這個抱瓦的故障導致這輛車沒辦法繼續前進,車上的人員也只能在杳無人煙的戈壁灘上原地等待救援,生死未卜。

軸瓦是什麼

發動機曲軸轉速很高,必然需要使用到軸承來降低摩擦,減少阻力。但曲軸上使用的軸承卻很特殊,和我們日常見到的軸承完全不一樣。

大部分人印象中的軸承是上圖這種滾珠軸承,它在汽車上應用很廣泛。比如變速箱、車輪、水泵、空調壓縮機、汽車發電機等地方都可以見到它的身影。

但是曲軸上使用的是另外一種不常見的軸承,它是兩片半圓形的金屬片,學名叫做滑動軸承,由於外觀很像瓦片,所以人們通常稱其為「軸瓦」。

單從外觀來看很多人根本想不到軸瓦與降低摩擦有任何聯繫。但發動機的曲軸上用的就是這種軸承,而且曲軸與連杆處使用的也是這種滑動軸承。

為什麼發動機曲軸不用滾珠軸承,而用軸瓦?

軸瓦看起來接觸面積更大,按理說摩擦阻力應該更大,磨損速度必然也更快,為什麼發動機曲軸這麼重要的地方反而要用這種軸瓦呢?

其實軸瓦雖然看起來接觸面積很大,但它是靠壓力潤滑的,發動機工作的時候機油泵產生很大的壓力,機油從軸瓦的油孔里以很高的壓力充盈在曲軸頸和軸瓦之間,在接觸面上產生足夠厚度的油膜,這樣曲軸就像被「懸浮」起來一樣,因此摩擦力非常小。

除此之外曲軸之所以用軸瓦而不用滾珠軸承,還有下面幾個原因:

1、噪音小

軸瓦與曲軸之間接觸面大,平均壓力小,再加上有充足的油膜,所以運行起來不僅順暢而且噪音很低。而滾珠軸承內部鋼珠在運動時會產生更大的噪音。

2、體積小,安裝便捷

曲軸的造型很獨特,其他軸承很難越過曲拐安裝在合適的位置,而軸瓦安裝起來更方便,而且占用空間更小,有利於降低發動機體積。

3、可以提供一定的軸向自由度

因為在發動機工作時曲軸會受熱膨脹,使其在軸向上產生一定的位移。對於滾珠軸承來說,軸向受力會導致軸承偏磨,可能導致軸承過早損壞,而軸瓦在軸向上有更寬的自由度。

4、接觸面積大,有利於快速散熱

軸瓦與曲軸頸的接觸面積大,發動機工作時機油不斷循環潤滑,而且大量機油從接觸面流過,可以快速帶走多餘的熱量,提高了發動機工作的穩定性。

如何防止「抱瓦」

幾十年前的老車零部件加工精度低,機油性能不如現在好,也沒有完善的發動機熱管理系統,所以潤滑系統工作的可靠性不如現代車輛。另外幾十年前的老車都是化油器發動機,各種工作參數幾乎都是機械儀表指示,完全靠駕駛員的觀察去判斷發動機狀態,沒有完善的電子輔助控制和監測系統,所以遇到技術不到家的司機時出現抱瓦這類故障的概率還是比較高的。

但是如今的車輛就很少出現抱瓦的故障了,因為現在都是電噴發動機,發動機控制電腦可以根據各種精確的傳感器感知發動機運行狀態,及時察覺異常。而且零部件加工精度也更高,發動機只要散熱和潤滑系統沒有大的故障,幾乎很難出現抱瓦的現象。

所以我們只要做到按時更換機油,那麼抱瓦這種故障可能開到報廢都遇不到。

關鍵字: