엔진 베어링이 성능에 미치는 영향

May 06, 2023

엄청난 양의 마력을 생산하기 위해 함께 작동하는 무겁고 빠르게 움직이는 여러 부품이 있을 때, 엔진 내부에는 상당한 스트레스가 발생하게 됩니다. 파이의 절반은 충분한 양의 전력을 생성하기 위해 할 수 있는 모든 일을 하고 있습니다. 나머지 절반은 전력이 안정적으로 지원되고 생산되는지 확인하는 것입니다. 이와 관련하여 엔진 베어링은 핵심 구성 요소입니다.

엔진 베어링의 역할은 금속과 금속 간의 불쾌한 접촉을 방지하고 일반적인 엔진 작동 중에 다른 부품과 부품이 마모되지 않도록 보호하는 것입니다. 베어링은 극심한 혹사를 견뎌야 하며 엔진 전체의 내구성을 향상시키는 역할을 해야 합니다.

즉, 엔진 제작자가 특정 응용 분야에 적합한 엔진 베어링 세트를 결정할 때 피로 강도, 왕복 어셈블리의 균형, 윤활, rpm 제한, 열, 내장성 및 내식성 등 많은 사항을 고려해야 합니다. – 몇 가지 예를 들자면.

고성능 레이싱 애플리케이션과 고마력 엔진 구축으로 끊임없이 한계를 뛰어넘는 상황에서 이제 그 어느 때보다 적응해야 할 새로운 문제가 발생하고 있습니다. 예를 들어, 컴퓨터와 튜너는 이제 엔진 타이밍 곡선, 분사 펄스 및 터보 부스트를 넓히는 데 훨씬 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 본질적으로 잘못된 것은 없지만, 엔진을 과도하게 부스팅하고 일정한 시간 동안 회전 제한에서 작동하도록 프로그래밍하면 결국 크랭크샤프트 비틀림 진동(크랭크 플렉스)이 발생할 수 있습니다. 그러면 베어링에 문제가 발생합니다.

요즘 베어링(성능 설정에서)은 단단하면서도 부드러워야 합니다. 형상을 유지하는 것이 가장 중요하지만, 유연성이 있어야 하며 응력과 굴곡에 맞게 조정할 수 있어야 합니다. 발작 가능성을 최소화하는 가장 중요한 부분은 올바른 베어링 재료를 선택하는 것입니다.

ACL Bearing Company의 Mike Scott은 "현대 엔진의 경우 구리 기반(삼중 금속으로 알려짐)과 알루미늄 기반(바이메탈로 알려짐)의 두 가지 기본 베어링 재료 계열이 있습니다."라고 말합니다. "베어링 합금의 기본 요구 사항은 인성입니다. 이는 베어링이 가혹한 작동 조건에 적응하고 흡수할 수 있도록 하는 부드러운 고착 방지 특성과 균형을 이루는 높은 하중을 지지하는 능력입니다."

삼중 금속은 전기도금된 배빗(Babbitt)의 얇은 오버레이가 있는 강력한 구리 및 납 기반 합금 라이닝입니다. 이는 높은 강도와 ​​오버레이의 부드럽고 관용적인 특성을 결합합니다. 층의 상대적 두께와 야금을 조정하면 어느 정도 최적화가 가능하므로 중간 하중 응용 분야의 경우 우수한 강도와 우수한 고착 방지 특성을 제공하여 특히 OE 표준이 요구되는 표준 재구축을 위한 강력한 솔루션을 제공할 수 있습니다. 엔지니어링 및 청결도는 보장할 수 없습니다.

성능 응용 분야의 경우 매우 고강도 라이닝 레이어를 견고한 오버레이와 결합하여 샤프트와 베어링 간의 상호 작용으로 극한의 하중을 지탱할 수 있습니다.

바이메탈은 중간 강도의 알루미늄-주석 기반 합금 라이닝으로 오버레이가 필요하지 않을 정도로 모든 기능을 갖추고 있습니다. 그러나 단일 합금의 강도와 고착 방지 특성의 균형을 맞추는 것은 언제나 절충안입니다. 강한 바이메탈은 발작 방지 특성이 크게 감소하는 경향이 있으며 그 반대도 마찬가지입니다. 따라서 작동 조건이 적당하고 예측 가능한 응용 분야에 적합합니다. 게다가 이들 소재는 내구성도 뛰어납니다. 이러한 이유로 OEM은 이 제품을 강력하게 선호합니다.

분명히 삼중 금속은 발작 방지 기능이 향상되어 성능과 관련된 모든 것에 적합합니다. 즉, 적절한 베어링을 선택할 때 건축업자가 선택할 수 있는 다양한 옵션이 있습니다. 이들 중 다수는 코팅을 추가했는데, 이러한 추세는 지난 몇 년 동안에만 증가했습니다.

극한의 성능을 발휘하는 응용 분야에서는 베어링과 크랭크샤프트가 완전히 분리되도록 간격을 제어하는 ​​것이 기본적으로 불가능합니다. 높은 부하와 빠른 속도는 높은 에너지 접촉을 의미하며, 이는 결국 전력 손실과 과열을 초래합니다. 오늘날 베어링은 저마찰 접촉이 지속 가능하도록 잘 설계되어 있지만 코팅은 마찰 수준과 전력 손실을 더욱 줄일 수 있습니다.