Tipi di danni ai cuscinetti del motore

I cuscinetti del motore riducono l’attrito tra la parte rotante del motore e la parte ferma e sostengono la manovella. Il materiale del cuscinetto deve essere estremamente forte a causa delle sollecitazioni causate dalle esplosioni all’interno del motore a combustione interna. La riduzione dell’attrito è ottenuta in parte grazie al fatto che metalli dissimili scorrono l’uno contro l’altro con meno attrito e usura di materiali simili.

Figura 1: Cuscinetto in lega di rame sovrastampato sgorbiato da detriti di ghisa. La foto dell’inserto mostra il dettaglio microscopico delle scanalature.

Così il materiale di un cuscinetto in lega fa un lavoro molto migliore per mantenere un albero motore in acciaio in movimento rispetto a un cuscinetto in acciaio o ghisa.

Anche se il materiale stesso può dare al cuscinetto del motore alcune proprietà di riduzione dell’attrito, la sua prestazione è migliorata da un lubrificante tra le superfici mobili e fisse. Un altro dei compiti del cuscinetto è di stabilire e mantenere un film di olio.

Figura 2: Cuscinetto Babbitt incastrato con detriti di lavorazione. La foto nell’inserto mostra i dettagli microscopici dei detriti.

I cuscinetti di solito fanno un ottimo lavoro nel mantenere le parti in movimento; tuttavia, quando un cuscinetto si guasta, i risultati possono essere catastrofici.

Figura 3: Questo cuscinetto in alluminio è stato danneggiato dall’incastonatura di perle di vetro. Questa foto mostra l’estensione del danno.

Anche quando falliscono, di solito non è colpa del cuscinetto. Con un po’ d’indagine, uno specialista di motori o un tecnico può scoprire ed eliminare una delle decine di ragioni per l’usura prematura o il fallimento.

Sporco o detriti

I detriti, come lo sporco o la polvere, possono causare danni significativi alla superficie di un cuscinetto. Se si trova nel sistema di lubrificazione, la sporcizia di solito lascia graffi circonferenziali e spesso rimane conficcata nella superficie del cuscinetto.

Figura 4: Le particelle estranee nel rivestimento del cuscinetto possono essere il risultato di una pulizia impropria o di una mancata sostituzione del filtro e possono includere sporco stradale e sabbia.

Assicuratevi di lavare sempre accuratamente il sistema di lubrificazione prima di rimontare un motore per evitare danni ai cuscinetti del motore.

Un altro modo in cui lo sporco può giocare un brutto tiro è se i componenti del motore non sono completamente puliti. Una particella estranea intrappolata tra la parte posteriore del cuscinetto e l’alloggiamento causerà un’area rialzata nel cuscinetto.

Questa piccola gobba può portare al contatto tra il cuscinetto e il perno di manovella. Dovreste sempre assicurarvi che i cuscinetti siano installati in superfici pulite.

Lubrificazione insufficiente

Una completa mancanza di lubrificazione nel carter di solito porta al grippaggio del cuscinetto e al fallimento totale del motore. Ma gli esperti dicono che un problema più frequente per quanto riguarda la lubrificazione è semplicemente una lubrificazione inadeguata. L’assenza di un adeguato film d’olio porterà al contatto metallo-metallo, occasionalmente a un solo cuscinetto o spesso a un certo numero di essi.

Figura 5: La lubrificazione è vitale. Questo mostra il risultato di una partenza a secco. I cuscinetti sulla sinistra, i più lontani dalla pompa dell’olio hanno la maggior parte dell’usura.

Quando il cuscinetto è danneggiato dalla mancanza d’olio, troverete una superficie molto lucida e prove di strofinamento.

Ricordate, il fallimento della pellicola d’olio può essere visto in una varietà di modi sui cuscinetti. Controllate cose come passaggi d’olio bloccati, una pompa dell’olio malfunzionante, selezione o installazione impropria dei cuscinetti, guasti ai paraoli, diluizione del carburante (spesso causata dal soffio di carburante e aria oltre le fasce elastiche) o schiuma o aerazione, causata, ironicamente, da un albero motore troppo pieno.

Misassemblaggio

A volte, i guasti sono il risultato di semplici errori di installazione. Per esempio, se un mezzo cuscinetto senza foro per l’olio è messo impropriamente in una posizione in cui il foro è necessario, quel perno non riceverà alcuna lubrificazione.

Figura 6: La scarsa alimentazione di olio o la fame di olio non solo suona male, ma fa brutte cose all’interno del motore.

Si possono vedere anche altri tipi di errori di montaggio. Se una biella o un cappello del cuscinetto principale sono installati nella posizione sbagliata, o un cuscinetto non è messo in posizione in modo sicuro, la lubrificazione sarà insufficiente e causerà un guasto.

Procedimenti di installazione accurati sono, naturalmente, critici in ogni aspetto della costruzione del motore – errori incauti sono sempre costosi.

Schiacciamento del cuscinetto

Il termine “schiacciamento” si riferisce alla forza esterna creata dalla parte del cuscinetto che si estende sopra il foro della scatola quando i mezzi cuscinetti sono messi in posizione. Questo materiale “extra” tiene il diametro esterno dei cuscinetti saldamente contro il foro dell’alloggiamento quando il gruppo è serrato secondo le specifiche.

Aumentando la superficie di contatto tra il cuscinetto e il foro dell’alloggiamento della biella, lo schiacciamento minimizza il movimento del cuscinetto, aiuta a compensare la distorsione del foro e favorisce il trasferimento del calore.

Figura 7: Una miscela troppo ricca o il blowby oltre la fascia elastica può portare alla diluizione dell’olio. Questo danno può essere visto qui.

In termini semplici, lo schiacciamento dei cuscinetti è ciò che tiene il cuscinetto in posizione. Pensate a come mettere 10 libbre di qualcosa in un sacco da cinque libbre. Il codolo o la linguetta di localizzazione sul guscio che si adatta alla sella serve solo a localizzare il cuscinetto durante il montaggio.

Quando lo schiacciamento è corretto, i gusci dei cuscinetti leggermente ellittici si conformano a un cerchio perfetto quando sono serrati in posizione. In questo modo, l’albero motore ruota correttamente.

Tuttavia, quando c’è uno schiacciamento eccessivo, la forza di compressione aggiuntiva fa sì che il cuscinetto si gonfi verso l’interno in corrispondenza delle linee di separazione, causando un pizzico laterale.

Lo schiacciamento eccessivo può essere il risultato di un tentativo di ridurre il consumo di olio limando il cappello del cuscinetto, assemblando i cappelli del cuscinetto troppo strettamente stringendo troppo gli elementi di fissaggio o, in alcuni casi, usando troppo pochi spessori.

Ulteriore schiacciamento insufficiente, d’altra parte, risulterà in cuscinetti che non sono tenuti saldamente nel foro, e rimangono liberi di muoversi avanti e indietro nell’alloggiamento.

Figura 8: L’usura eccessiva vista vicino alle linee di separazione dei gusci superiori e inferiori è stata causata dallo spostamento del cappello del cuscinetto. Questo si traduce in un contatto metallo-metallo e in un’eccessiva pressione che causa un deterioramento.

Perché il contatto tra il dorso del cuscinetto e il foro dell’alloggiamento è necessario per il raffreddamento, questa condizione significa che il trasferimento di calore dal cuscinetto è impedito, con conseguente surriscaldamento e deterioramento della superficie del cuscinetto.

Lo schiacciamento insufficiente può essere causato da un tentativo improprio di ottenere un migliore accoppiamento limando le facce di separazione, da sporcizia o bave che tengono aperti i cappelli dei cuscinetti, da un serraggio improprio degli elementi di fissaggio durante l’installazione, da un dimensionamento improprio del foro dell’alloggiamento o (se necessario) dall’uso di troppi spessori nel processo di assemblaggio.

Figura 9: Il Fillet Ride si verifica se il raggio del raccordo nell’angolo di ogni perno di manovella è più grande del necessario. I bordi del cuscinetto possono quindi cavalcare questi raccordi piuttosto che inserirsi ordinatamente tra di essi.

Altri indizi di rottura del cuscinetto

– Aree lucide saranno viste sul retro del cuscinetto a causa del suo sfregamento avanti e indietro. In alcuni casi, lo scolorimento può essere visto dove l’olio si è fatto strada tra le due superfici ed è bruciato.

– Il sovraccarico può essere causato da un errore dell’operatore del veicolo. Il minimo eccessivo può provocare un film d’olio che non può sostenere il carico necessario.

– Il lugging del motore può distorcere il basamento e/o l’albero motore, colpendo la biella e/o i cuscinetti principali.

– L’hot rodding, o la forzatura di carichi eccessivi, può analogamente colpire i cuscinetti. La messa a punto del motore e le condizioni operative dovrebbero sempre essere seguite e i materiali dei cuscinetti appropriati dovrebbero essere scelti per l’applicazione.

Un veicolo che perde olio ha la sua parte di problemi. Ma, alcuni proprietari di veicoli che hanno auto o camion che non perdono olio sono in una situazione ancora più potenzialmente grave. Almeno chi perde vi fa sapere che ha bisogno di aggiungere olio ogni tanto, con l’olio fresco che mantiene i suoi livelli.

Il motore che sembra essere senza perdite può essere trascurato, ma dopo un certo periodo di tempo, l’olio comincia a degradarsi. Gli acidi nell’olio attaccano poi la superficie del cuscinetto.

La selezione corretta dei cuscinetti andrà un lungo cammino verso la costruzione di un motore di successo. E il controllo dei giochi dei cuscinetti assemblati per assicurarsi che i cuscinetti non siano troppo stretti o troppo allentati dovrebbe sempre essere fatto come controllo finale per assicurarsi che i giochi dell’olio siano entro l’intervallo desiderato per il motore.

Figura 10: Quando c’è uno schiacciamento eccessivo, la forza di compressione addizionale causa il rigonfiamento del cuscinetto verso l’interno alle linee di separazione causando un pizzico laterale.

L’attenzione ai processi di lavorazione e selezione dei materiali nella parte anteriore dovrebbe aiutare a ridurre la possibilità di rottura dei cuscinetti lungo la strada. Ma se dovessero verificarsi quei misteriosi guasti ai cuscinetti, dovreste essere in grado di trovarne facilmente la causa.

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