W dwóch poprzednich artykułach dotyczących panewek zostały omówione zmiany obciążeń i wymagań w ostatnich latach wobec łożysk ślizgowych, stosowanych w układach korbowo-tłokowych (część 1) oraz technologia produkcji panewek sputterowych (części 2).

W tej części chciałbym uzupełnić wiedzę, dotyczącą wysokowytrzymałych panewek sputterowych, o informacje związane z ich właściwościami i wymaganiami technicznymi. Podstawowa zasada w technice mówiąca, że nie ma nic za darmo, ma zastosowanie również i w tym przypadku. Oznacza to, że podstawowa zaleta panewek sputterowych, czyli ich zwiększona nośność, trwałość i wytrzymałość zmęczeniowa, jest okupiona pewnymi wadami oraz zwiększonymi wymaganiami.

Wyżej wymienione zalety wynikają z właściwości napylonej próżniowo warstwy ślizgowej z materiału AlSn20 bądź AlSn40, w tym również z jej bardzo wysokiej twardości, rzędu 90 HV. Dla porównania, tradycyjne materiały ślizgowe ze stopów aluminium osiągają twardości 45HB, a galwanicznie pokrywane panewki trójwarstwowe, to rząd 20 HV.

Warstwa ślizgowa panewki sputterowej jest bardzo wrażliwa na zanieczyszczenie oleju drobinami, wodą lub zasadowymi związkami, które mogą dostać się do oleju z układu chłodzenia. Przy wysokich obciążeniach grubość filmu olejowego ulega zmniejszeniu, co oznacza, że nawet niewielkie drobiny mogą oddziaływać na powierzchnię ślizgową łożyska. Mniej twarde powierzchnie ślizgowych tradycyjnych, galwanicznie pokrywanych panewek mają dużo większe możliwości absorbowania drobin zanieczyszczeń zawartych w oleju. Z tego powodu oraz w celu zmniejszenia kosztów, w parze półpanewek na jeden czop, stosuje się jedną półpanewkę sputterową oraz jedną tradycyjną.

W takim przypadku niezwykle ważny jest prawidłowy montaż. Półpanewkę sputterową stosuje się w miejscu występowania większych obciążeń, czyli w przypadku stopy korbowodu, umieszcza się ją w „górnej” części otworu, od strony trzona korbowodu – patrz rysunek 1.

W przypadku zastosowania panewek sputterowych w łożyskach głównych wału, półpanewkę sputterową umieszcza się od strony przykręcanej pokrywy łożyska, czyli ponownie w miejscu występowania największych obciążeń – patrz rysunek 2.
Półpanewka sputterowa jest zawsze oznaczona napisem „Sputter” na powierzchni zewnętrznej.

Ponadto zwiększona odporność na zużycie oznacza dłuższe i trudniejsze docieranie się panewek sputterowych do czopów. Wynikają stąd zwiększone wymagania, w porównaniu do tradycyjnych panewek, dotyczące geometrii czopów wału korbowego, prostopadłości trzonu korbowodu i współosiowości otworów oraz chropowatości powierzchni gniazd panewek. Generalnie przekroczenie dopuszczalnych odchyłek kształtu lub położenia, może doprowadzić do zrywania filmu olejowego, ze wszystkimi wynikającymi z tego konsekwencjami.

Przydatność zastosowania w parze – półpanewki o mniejszej twardości potwierdziła się w praktyce, niemniej w trakcie przeprowadzania remontu silnika niezwykle ważne jest bardzo dokładne wypłukanie wszystkich możliwych zanieczyszczeń ze wszystkich części silnika, a zwłaszcza z układu olejenia.
Bardzo ważna jest również starannie przeprowadzona procedura pierwszego docierania łożysk silnika po dokonanej naprawie.

Firma Glyco® zaleca stosowanie następującej procedury:
Jeśli przez nmax oznaczymy maksymalną dopuszczalną prędkość obrotową silnika, to zależności podczas czterech etapów wstępnego docierania, powinny być następujące:

W trakcie wstępnego procesu docierania, obciążenie silnika nie powinno przekraczać 20% maksymalnego dopuszczalnego obciążenia.

Panewki sputterowe ze względu na swoje własności stosowane są przede wszystkim w wysoko obciążonych, nowoczesnych silnikach Diesla, ale warto zdawać sobie sprawę , że znalazły już zastosowanie w tak popularnych modelach samochodów osobowych i ciężarówek, jak przykładowo:
Audi 80 silnik 1,9D, BMW 324 i 524 silnik M51 D25, Citroen Xsara 2,0 TD, Ford Galaxy 1,9TDI (66kW), MB 190D silnik OM601, MB C200CDI silnik OM611DE22LA TD, VW Golf III/IV, Passat, Vento, Transporter silnik 1,9TDI (66kW, 81kW), Volvo C/S/V 70 silnik B5252….
DAF silnik XF355, MAN silnik D0834, MB silnik OM906 LA 18V…..
i wiele, wiele innych.

W trakcie przygotowywania serii trzech artykułów o panewkach wykorzystałem materiały techniczne firmy Glyco®.

By przeczytać pierwszą część artykułu, należy kliknąć tutaj.

Autor: Andrzej Budziszewski – Dyrektor programu szkoleń Akademii MotoFocus