
軸受はエンジンシステムにおける相対運動部品の低摩擦運転を実現するコア基礎部品であり、その性能はエンジンの信頼性、効率、寿命に直接影響する。エンジンシステムの中で、軸受はクランクリンク機構、配気機構及び補助システムなどの重要な部位に広く応用され、荷重特性、回転数と作業環境の違いに応じて、滑り軸受或いは転がり軸受などの異なるタイプを採用している。
一、クランクリンク機構における軸受応用
クランクリンク機構はエンジンが熱エネルギーを機械エネルギーに変換する核心であり、クランク軸、リンク、ピストンなどの部品を含み、軸受は高周波、高荷重の衝撃と摩擦に耐えなければならず、滑り軸受(軸受)を主とする。
1.クランクシャフト主軸受
取付位置:シリンダブロックのスピンドルベアリングとスピンドルベアリングヘッドとの間に嵌め込まれ、クランク軸軸軸方向に沿って分布する(通常、シリンダ数に応じて4〜6トラック)。
作用:クランクシャフトの回転運動を支持し、クランクシャフト自体の重力、ピストンリンク群から伝達される径方向力(気体圧力と慣性力)を受け、クランクシャフトの径方向鼓動を制限する。
特徴:
滑り軸受(軸受)に属し、上、下の2枚の半円形軸受から構成され、内面には通常、低温合金、銅鉛合金、アルミニウム基合金などの減摩合金がめっきされ、クランクジャーナルと液体摩擦(機械油膜潤滑依存)を形成する。
一部の主軸受にはスラストエッジ(軸方向位置決め面)が設計されており、クランク軸の軸方向力(クランク軸の軸方向変動防止)を受けている。
高温(100〜150℃)、高荷重(単気筒爆発圧力が10〜15 MPaに達することができる)、高回転(最高8000〜1200 r/min)の厳しい環境に適応する必要がある。
2.リンクベアリング(ヘッドベアリング)
取り付け位置:リンクヘッドとクランクシャフトリンクジャーナルの間、同様に2枚の半円形ベアリングである。
作用:リンクとクランクシャフトを接続し、ピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に転化し、リンクから伝達される交番荷重(径方向力を主とし、衝撃荷重を含む)を受ける。
特徴:
滑り軸受(軸受)は、材料は主軸受と類似しているが、リンクの大頭空間が限られているため、軸受の厚さがより薄く、リンクの揺動による偏荷重に適応する必要がある。
ベアリング内面に油溝があり、クランクシャフト油路を通じて油を供給し、潤滑膜を形成し、乾燥摩擦を回避する。
二、給気機構における軸受の応用
配気機構は吸気、排気弁の開閉制御を担当し、コア部品はカム軸、ロッカーアーム、ピンなどであり、軸受はカム軸回転及びバルブ駆動部品の柔軟な運動を保証する必要がある。
1.カムシャフト軸受
取付位置:シリンダブロック(下置きカムシャフト)またはシリンダヘッド(上置きカムシャフト)のカムシャフト軸受シート内に嵌め込まれる。
作用:カムシャフトの回転を支持し、カムシャフト自体の重力及びバルブアクチュエータから伝達される半径方向力(カムとピン/ロッカアームとの接触時の反力)を受ける。
特徴:
多くは滑り軸受(ブッシュ式)であり、材料は鋳鉄またはアルミニウム基合金であり、一部の高性能エンジンはニードルローラー軸受(軽量化、低摩擦)を採用している。
トップカムシャフト(DOHC)は回転速度がより高く(通常はクランクシャフト回転速度の1/2)、軸受精度と潤滑に対する要求がより高く、部分的には「一体型軸受ホルダ」として設計され、機械油圧により潤滑されている。