نحوه عملکرد یاتاقان و علائم یاتاقان زدن را بشناسید

یاتاقان واژه‌ای است که تقریبا همه‌ ما نام آن را شنیده‌ایم و درباره‌ آن این اطلاعات حداقلی را می‌دانیم که یاتاقان بخشی از موتور خودرو یا قطعات فنی آن است. عبارت یاتاقان زدن هم به گوش بیشتر ما آشناست. اما یاتاقان چیست؟ چه اهمیتی در خودرو دارد؟ یاتاقان زدن یعنی چه؟ این اتفاق چه آسیب‌هایی ممکن است به خودرو و موتورش وارد کند؟ چه کارهایی باید انجام داد تا خودرو یاتاقان نزند؟ اصلا علاوم یاتاقان زدن اتومبیل چیست؟ به هر حال یادمان باشد در صورتی که مالک یک اتومبیل باشیم، دانستن تمام این جزئیات و پاسخ این سؤال‌ها، تا حد زیادی لازم است. پس به بررسی همه‌ این جزئیات می‌پردازیم تا از وارد آمدن آسیب‌های احتمالی به یاتاقان خودروی خود جلوگیری کنیم.

یاتاقان چیست؟

یاتاقان که با اصطلاح انگلیسی آن یعنی «برینگ» هم شناخته می‌شود وسیله‌ای است که امکان حرکت را بین دو جسم ایجاد می‌کند. این قطعه که بیرینگ هم نامیده می‌شود به شکل نیم‌دایره است و نازک. در موتور خودرو، باید حرکت بالا و پایین پیستون توسط میل‌لنگ به حرکت چرخشی تبدیل شود تا خودرو راه بیفتد. بنابراین میل‌لنگ باید به موتور نزدیک و با آن در ارتباط باشد. برای این نزدیکی و تکمیل ارتباط آن‌ها، تکمیل تبدیل حرکت پیستون به میل‌لنگ و جلوگیری از آسیب‌های ناشی از این نزدیکی، از یاتاقان استفاده می‌شود.

یاتاقان از جنس فلز است و مقاوم دربرابر حرارت و ضربه. ساختمان آن شامل یک پوسته‌ بیرونی از جنس فولاد یا برنز و یک یا چند لایه مواد یاتاقانی می‌شود. مواد یاتاقانی از ترکیب آلیاژ فلزات قلع، آنتیموان، مس و سرب یا جیوه، قلع، گالیم و آلومینیوم به دست می‌آید. گاهی هم از بابیت، قلع و سرب استفاده می‌شود. این تغییر ترکیبات نقش مستقیم بر وزن یاتاقان دارد و در موتورهای مختلف براساس تعداد یاتاقانی که مورد استفاده قرار می‌گیرد و تاثیری که بر وزن نهایی آن می‌گذارند انتخاب می‌شوند. لایه‌های مواد یاتاقانی که به ضخامت چند هزارم اینچ هستند به تعداد مختلف در یاتاقان‌های موتورهای متفاوت استفاده می‌شوند و باز هم بسته به وزن موتور این مواد در دو، سه یا چهار لایه روی پوسته قرار داده می‌شوند.

مواد یاتاقانی از متریال‌های نرم تهیه می‌شوند تا نقش ضربه‌گیر را نیز برای میل‌لنگ بازی کنند. لایه‌های مواد یاتاقانی به ترتیب زیر، روی پوسته قرار می‌گیرند:

• لایه‌ آلیاژ مس و سرب
• لایه‌ نیکل
• لایه‌ آلیاژ سرب و قلع
• مواد پودری قلع

وظایف یاتاقان در موتور خودرو

اکنون که متوجه شدیم یاتاقان چیست، باید بگوییم که یاتاقان‌ها انواع مختلفی هم دارند در موتورهای صنعتی مختلف بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند و برهمین اساس ممکن است وظایف متعدد هم داشته باشند. اما در موتور خودرو چند وظیفه‌ قطعی برای آن تعیین شده است که در انواع خودرو و موتورهای‌شان ثابت است. این وظایف به شرح زیر هستند.

♦ جلوگیری از برخورد پیستون و میل‌لنک و ایجاد آسیب به هریک و یا خوردگی آن‌ها در اثر این برخوردها و همچنین کاهش اصطکاک بین این دو.

♦ کاهش اصطکاک بین شاتون و میل‌لنگ، جلوگیری برخورد و ضربه به آن‌ها و آسیب‌های ناشی از این برخورد و خوردگی‌های احتمالی.

♦ تنظیم لقی میل‌لنگ و شاتون‌ها و تضمین حرکت روان آن‌ها.

انواع یاتاقان با توجه به محل استفاده‌ آن‌ها

در موتور خودرو دو نوع یاتاقان بر اساس کارکرد و محل استفاده‌ آن‌ها وجود دارد  که به یاتاقان‌های ثابت و متحرک مشهور هستند. در ابتدا باید توضیح داد که این دو یاتاقان هر یک با یکی از محورهای ثابت و متحرک میل‌لنگ در ارتباط هستند. محور اصلی یا ثابت میل‌لنگ به بلوک سیلندر متصل است و تنها حول محور خود می‌چرخد. محور متحرک آن به شاتون وصل است و حول محور اصلی و ثابت می‌گردد. یاتاقان‌ها چه ثابت و چه متحرک، دو تکه هستند و از دو نیم‌دایره که به هم پیچ و مهره می‌شوند تشکیل می‌گردند.

۱. یاتاقان‌های ثابت

این دسته، همان‌هایی هستند که نقش تکیه‌گاه میل‌لنگ را بازی می‌کنند و با اتصال حول محور ثابت میل‌لنگ لقی آن را نسبت به پیستون و بلوک سیلندر تنظیم می‌کنند. میل‌لنگ هنگام حرکت دورانی تمایل به حرکت رفت و برگشتی هم نشان می‌دهد، یاتاقان ثابت این تمایل را که همان لقی میل‌لنگ است کنترل می‌کند و از ضربه‌های احتمالی به آن جلوگیری می‌نماید. یکی از دو نیم‌دایره‌ یاتاقان در این نوع که یاتاقان میل‌لنگ هم نامیده می‌شود، از یک سمت به بلوک سیلندر متصل است و نیم‌دایره‌ دیگر  پس از پیچیدن حول محور میل‌لنگ به آن پیچ و مهره می‌شود. هر میل‌لنگ حداقل دو یاتاقان ثابت دارد.

در موتورهای ۴سیلندر که رایج‌ترین موتورهای مورد استفاده در صنعت خودروسازی هستند، ۵ یاتاقان ثابت، میل‌لنگ را نگه می‌دارند. این پاتاقان‌ها سوراخ‌دار تعبیه می‌شوند تا روغن و روان کننده‌ها از طریق این سوراخ‌ها به میل‌لنگ رسیده و حرکت چرخشی میل‌لنگ ساده‌تر شود. حد فاصل این سوراخ‌ها نیز شیارهایی تعبیه شده تا روغن در آن‌ها مانند جوی جریان یابد.

حتما بخوانید: انواع شمع ماشین و هر آنچه درباره آن باید بدانید

۲. یاتاقان‌های متحرک

بین شاتون و میل‌لنگ نیز یاتاقان وجود دارد  البته از نوع متحرکش. این یاتاقان لقی شاتون نسبت به میل‌لنگ را تنظیم می‌کند و از ضربه‌های احتمالی بین این دو جلوگیری می‌نماید. این یاتاقان که به یاتاقان شاتون معروف است در ساختار بسیار شبیه یاتاقان میل‌لنگ است با این تفاوت که میل‌لنگ در آن آزاد است و حرکت رفت و برگشت پیستون را به حرکت دورانی تبدیل می‌کند. یکی از نیم‌دایره‌های یاتاقان متحرک به شاتون وصل است و دیگری پس از پیچیدن حول محور میل‌لنگ به آن پیچ و مهره می‌شود. این یاتاقان‌ها تنها شیاردار هستند و در آن‌ها سوراخی وجود ندارد.

یاتاقان در هر دو نوع، از میل‌لنگ قطورتر است و فاصله و فضای بین آن‌ها را روغن پر می‌کند. این روغن در لایه‌ی بسیار نازکی اطراف میل‌لنگ را می‌گیرد و ضمن معلق نگه داشتن آن درون یاتاقان، به حرکت روانش کمک کرده و ضربه‌گیری یاتاقان را تکمیل می‌کند.

کپه‌ یاتاقان و بغل یاتاقانی چیست؟

این دو نام را هنگام تعمیرات یاتاقان زیاد می‌شنویم. قطعاتی که در راستای تکمیل عملکرد یاتاقان در موتور مورد استفاده قرار می‌گیرند یا تعبیه می‌شوند. اما این قطعات چه کارهایی انجام می‌دهند و در کدام قسمت‌ها استفاده می‌شوند.

کپه‌ یاتاقان

پوسته‌ای که یاتاقان متحرک توسط آن به شاتون وصل می‌شود را کپه یاتاقان می‌گویند. کپه‌ یاتاقان به یک سر شاتون که با میل‌لنگ در ارتباط است سوار می‌شود و یاتاقان درون آن قرار می‌گیرد.

بغل یاتاقانی

گفتیم که قطر یاتاقان، از قطر میل‌لنگ کمی بیشتر است. فاصله‌ این اختلاف قطر را سیال یا روغنی پر می‌کند که قرار است موجب حرکت راحت میل‌لنگ شده و از اصطکاک جلوگیری کند. اما برای اینکه یاتاقان ثابت بتواند به خوبی لقی میل‌لنگ ‌(حرکت طولی میل‌لنگ) را کنترل و از آسیب میل‌لنگ در اثر آن پیشگیری کند، این فاصله باید تنظیم شود و همواره از نسبتی مشخص پیروی کند. برای تنظیم این فاصله به صورت دقیق از بغل یاتاقان که فرمی حلالی و جنسی فلزی دارد استفاده می‌شود. سایزهای بغل یاتاقان متفاوت است و بنابر لقی میل‌لنگ از این سایزها استفاده می‌شود. بغل یاتاقانی از یک سطح به بلوک سیلندر و در سطح دیگر با کپه‌ میل‌لنگ در تماس است. بغل یاتاقان بعد از تراش میل‌لنگ و تعمیر آن کارایی بیشتری دارد.

قطر یاتاقان‌ها بر اساس قطر میل‌لنگ به صورت استاندارد مشخص می‌شود. اما درصورت تعمیر میل‌لنگ و تراش آن، یاتاقانی با قطر جدید مورد استفاده قرار می‌گیرد. هر خودرویی استاندارد یاتاقان خود را دارد و در صورت مشاهده‌ یاتاقان با قطر کمتر متوجه تراش خوردن میل‌لنگ آن می‌شویم. قطر یاتاقان به صورت کد‌ها روی دیواره‌ آن مشخص می‌شود.

خصوصیات یاتاقان چیست؟

یک یاتاقان خوب، باید خصوصیاتی داشته باشد که انجام تمام وظایفش را به بهترین شکل ممکن سازد. با توجه به اینکه ممکن است بالا بردن یکی از خصوصیات آن برای انجام بهتر یکی از وظایفش، منجر به ضعف در بخش و وظیفه‌ دیگر آن شود، باید در ساخت و تولید نمونه‌ کامل یاتاقان دقت لازم را به خرج داد. همچنین هنگام تهیه‌ آن خصوصیاتی که باید در یک یاتاقان خوب دید مورد توجه قرار داد. خصوصیات یک یاتاقان خوب عبارتند از:

مقاومت بالا

یاتاقان باید در برابر ضربه‌های ناشی از احتراق از سوی شاتون مقاومت بالایی داشته باشد.

نرمی و انعطاف‌پذیری در لایه‌ داخلی و مواد یاتاقانی

این خصوصیت باعث می‌شود تا فشار ناشی از ضربات لقی میل‌لنگ و شاتون گرفته شود و در نتیجه آسیب وارده به آن‌ها تا حد امکان کنترل گردد.

توانایی جذب ذرات گرد و غبار و خاک

تمامی این ذرات توسط فیلتر هوا جذب نمی‌شوند و مقداری از این‌ها وارد روغن موتور شده در قسمت‌های مختلف موتور به حرکت در می‌آیند و منجر به آسیب به این قسمت‌ها می‌شوند. اما اگر مواد یاتاقانی قابلیت جذب این مواد را داشته باشند، آن‌ها را از روغنی که بین‌شان جریان دارد جذب و از ورود ذرات به درون موتور جلوگیری می‌کنند.

حتما بخوانید: سگ دست چیست و چه کاری انجام می‌دهد؟

مقاومت پوسته در برابر ترک یا شکستگی

یاتاقان‌ها در معرض ضربات و نیروهای زیادی هستند و باید در برابر این ضربات مقاومت لازم را داشته باشند. به شکلی که در اثر تکرار آن‌ها به مرور زمان، دیرتر دچار فرسایش شده و در معرض شکستگی یا ترک قرار نگیرند.

مقاومت در برابر خورندگی

روغن موتور که در یاتاقان جریان دارد در اثر احتراق موتور، حرارت بسیار بالایی دارد و این حرارت می‌تواند مواد یاتاقان را خورده و آن را فرسوده کند. مواد یاتاقانی باید قدرت مقابله با این حرارت را داشته باشند.

مقاومت در برابر سایش

یاتاقان قطعه‌ای است که بیش از هر چیز در معرض سایش قرار دارد، بنابراین باید مقاومت لازم در برابر این معضل را در عین نرمی و قابل انعطاف بودن داشته باشد.

همانطور که گفته شد نسبت هر یک از این خصوصیات در یاتاقان باید رعایت شود، چرا که بالاتر بودن نسبت یکی می‌تواند ضعف دیگری را همراه داشته باشد برای مثال نرمی و انعطاف زیاد یاتاقان می‌تواند عیب آن باشد تا مزیتش.

آشنایی با انواع یاتاقان

یاتاقان‌ها انواع مختلفی دارند که با توجه به کاربردشان از آن‌ها استفاده می‌شود. این انواع که در طراحی و ساخت متفاوت هستند، با توجه به طراحی‌شان وظیفه‌ خود را انجام می‌دهند. انواع یاتاقان عبارتند از؛

• یاتاقان‌های غلتشی

از دو رینگ و تعدادی ساچمه بین آن‌ها تشکیل می‌شود. ساچمه‌ها مماس با هم هستند اما از توری‌‌های برنجی برای جداسازی آن‌ها استفاده می‌شود. فاصله‌ی دو رینگ و قطر ساچمه‌ها در تمام قسمت‌های یاتاقان غلتشی برابر است. این نوع بیشتر برای یاتاقان‌ها متحرک استفاده می‌شود.

• یاتاقان لغزشی

لایه‌های مختلف مواد یاتاقان روی هم و به ترتیب قرار گرفته و ایجاد یک محفظه‌ محافظ می‌کنند. این یاتاقان‌ها معمولا به عنوان نگهدارنده و محافظ حرکات استفاده می‌شوند.

یاتاقان زدن چیست؟

بیشتر از نام خود یاتاقان، اصطلاح یاتاقان زدن مورد استفاده‌ استادکاران مکانیک است. این اصطلاح یک معنی کلی دارد و آن نقص در عملکرد یاتاقان است. یاتاقان مهم‌ترین  بخش چرخشی موتور خودرو است. چرا که مانع از ایجاد اصطکاک بین قطعات فلزی در حال حرکت و چرخش می‌شود و بنابراین حرکت آن‌ها را راحت‌تر و سریعتر می‌سازد. یاتاقان در موتور خودرو، میل‌لنگ را در لایه‌ای از روغن به صورت غلطان نگه می‌دارد و درعین فراهم آوردن امکان حرکت دورانی راحت‌تر از سایش آن به سطوح دیگر جلوگیری می‌کند. حال اگر به هر دلیلی این لایه‌ روغن بین یاتاقان و میل‌لنگ تشکیل نشود، سایش بین فلزات اتفاق افتاده و با اصطکاک زیاد و مداوم آن‌ها دما را بالاتر برده و لایه‌های یاتاقان ابتدا ساییده و بعد ممکن است ذوب شوند. این نقص را که موجب استهلاک و آسیب شدید قطعاتی چون میل‌لنگ می‌شود یاتاقان زدن می‌گویند.

حتما بخوانید: علائم خرابی گیربکس؛ ۱۱ نشانه وجود اختلال در گیربکس ماشین

دلایل یاتاقان زدن خودرو چیست؟

در ابتدا باید این نکته‌ مهم را ذکر کرد که یاتاقان از جمله قطعات مصرفی و با استهلاک بالای خودرو است که باید برای جلوگیری از آسیب به قطعات دیگر در دوره‌های زمانی مشخص تعویض شود. اما در کنار آن، عواملی نیز هستند که رعایت آن‌ها می‌تواند طول عمر مفید یاتاقان را افزایش داده و رعایت نکردن آن‌ها منجر به یاتاقان زدن و خرابی این قطعه شود. این عوامل به این شرح هستند:

عدم تعویض به موقع روغن

روغن موتور اصلی‌ترین ماده برای عملکرد صحیح یاتاقان است و تعویض نکردن دوره‌ای آن در زمان مقرر منجر به سه اتفاق و در نهایت خرابی یاتاقان و دیگر قطعات موتور می‌شود. این ۳ اتفاق عبارتند از؛ کاهش لغزندگی روغن، کثیفی بیش از حد آن و کاهش سطح آن در اثر حرارت بالای موتور. البته این سه معضل به مرور در روغن موتور ایجاد می‌شود اما وقتی از زمان تعویض آن بگذرد، باعث می‌شود که روغن کافی به یاتاقان‌ها نرسد و در کار آنها ایجاد اخلال کند.

استفاده از روغن بی‌کیفیت

روغن‌های بی‌کیفیت خاصیت لغزندگی و روان‌کاری لازم را ندارند و ایجاد اشکال در کار یاتاقان می‌کنند.

رسو‌ب‌گیری بیش از حد روغن

نشستن رسوبات زیاد در فیلتر باعث می‌شود که خاصیت خود را از دست داده و آلاینده‌ها و رسوبات وارد روغن شده در آن ته‌نشین شوند. این مساله ایجاد معضل در پمپ روغن کرده و باعث می‌شود روغن به خوبی به سمت یاتاقان‌ها پمپ نشود و به همه‌ی آن‌ها به یک اندازه نرسد.

رانندگی با دور موتور بالا

سرعت حرکت بیش از حد موتور، ممکن است خارج از توان یاتاقان باشد و دمای بالای ایجاد شده در اثر احتراق، ایجاد اصطکاک زیادی کند. در نتیجه به یاتاقان و دیگر بخش‌های موتور آسیب جدی وارد شود.

اخلاط آب و روغن

این معضل که در اثر نقص در عملکرد واشر سر سیلندر و نشت آب خنک کننده‌ سیلندرها به درون روغن ایجاد می‌شود، منجر به کاهش خاصیت لغزندگی روغن و در نتیجه نقص در کار یاتاقان می‌شود.

یکی از اصلی‌ترین دلایل یاتاقان زدن، علاوه بر نقص در روغن موتور به هر دلیل، بالا رفتن دمای موتور و در نتیجه افزایش اصطکاک قطعات است. دمای موتور ممکن است به هر دلیل مانند خرابی رادیاتور، کاهش حجم آب موتور و یا قفل شدن ترموستات بالا برود. بنابراین دقت به این موارد و انجام تعمیرات لازم در این قطعات می‌تواند مانع از یاتاقان زدن موتور شود.

علائم یاتاقان زدن موتور چیست؟

یاتاقان زدن علامت‌های مشخصی دارد که در صورت مشاهده‌ هر یک باید به سرعت اقدام به تعمیر خودرو کرد. همچنین باید در صورت مشاهده‌ آ‌ن‌ها تا حد امکان از کار کردن با خودرو اجتناب ورزید. این علائم عبارتند از؛

۱. صدای تق‌تق

این صدا، بیشتر هنگام فشار دادن پدال گاز یا شتاب گرفتن خودرو به گوش می‌رسد. در این حالت، با بالاتر رفتن دور موتور از ۱۲۰۰ دور در دقیقه، صدای برخورد دو قطعه‌ فلزی به هم کاملا شنیده می‌شود. در این صورت باید سریعا به تعمیرگاه مراجعه شود.

۲. قفل شدن موتور

در این حالت، به دلیل اصطکاک بالای قطعات، موتور به هیچ‌عنوان روشن نمی‌شود و شروع به کار نمی‌کند.

۳. روشن شدن چراغ موتور

یکی از نشانه‌های جانبی یاتاقان زدن نیز می‌تواند روشن شدن چراغ موتور و یا چشمک زدن آن باشد.

مشکلات احتمالی یاتاقان

غیر از آنکه در اثر نرسیدن روغن به یاتاقان و یا بالا رفتن دمای موتور، ممکن است خودرو یاتاقان بزند، این قطعه به خودی خود نیز دچار استهلاک و خرابی‌هایی می‌شود. برخی از آن‌ها قابل پیشگیری و برخی قابل تعمیر هستند. اما گاهی با بروز بعضی از آن‌ها یاتاقان باید تعویض شود. این مشکلات به این ترتیب هستند؛

– خستگی

لایه‌ بیرونی یاتاقان از فلز سفت و لایه‌ داخلی از فلز نرم تشکیل شده است. سفتی لایه‌ بیرونی به دلیل محافظت از میل‌لنگ در برابر ضربات بیرونی است و نرمی لایه‌ داخلی برای جلوگیری از آسیب به آن در اثر لقی و حرکت‌های طولی‌اش داخل یاتاقان است. حال وقتی زمان زیادی از یاتاقان استفاده شود و شدت و تعداد ضربات بیرونی روی پوسته‌ آن از حد توانش بیشتر گردد، یاتاقان پوسته پوسته شده سپس دچار ترک یا شکستگی می‌شود. در صورت مشاهده‌ این معضل، یاتاقان باید تعویض شود.

حتما بخوانید: آشنایی با سیستم سوخت رسانی خودرو و اجزای آن‌

– ذوب شدن

بالاتر رفتن دمای روغن از حد توان یاتاقان، منجر به ذوب شدن آن می‌گردد. این مسئله که با بالا رفتن دمای موتور ایجاد می‌شود دیواره‌ یاتاقان را نازک‌تر کرده و آسیب به میل‌لنگ را افزایش می‌دهد. همچنین احتمال یاتاقان زدن نیز درصورت بروز این مساله بیشتر می‌شود.

– خط افتادن

این مشکل در اثر وجود ناخالصی در روغن ایجاد می‌شود. اگر روغن مناسب خودرو استفاده نشود و یا آلودگی آن بیش از حد بالا رود و فیلتر روغن نیز مستهلک گردد شاهد بروز این معضل خواهیم بود. با تعویض به موقع روغن می‌توان از خط افتادن یاتاقان پیشگیری کرد اما در صورت بروز آن، یاتاقان باید تعویض شود چرا که احتمال یاتاقان زدن بالا می‌رود.

– خوردگی

نشت ضد یخ یا ضد جوش از واشر سرسیلندر به درون روغن و اختلاط روغن یاتاقان با این مایعات می‌تواند ایجاد خوردگی در دیواره‌ آن کند. خوردگی احتمال خستگی و ترک و شکست یاتاقان را افزایش می‌دهد.

ما در این مقاله سعی کردیم تا به‌طور کامل توضیح دهیم یاتاقان چیست و چه خصوصیاتی دارد. اگر شما اطلاعاتی درمورد یاتاقان دارید که ما از قلم انداختیم، در قسمت دیدگاه آن را با ما و دیگر خوانندگان در میان بگذارید.