W konstrukcjach samochodowych silników spalinowych ze względu na znaczne wartości obciążeń występujących w miejscach podparcia i zarazem obrotu wału korbowego w korpusie silnika oraz obrotu czopów w łbach korbowodów stosowane są łożyska ślizgowe.
W skład łożyska ślizgowego wchodzą dwie półpanewki. Wykonane są one z miękkiej stali (ze względów ekonomicznych), których powierzchnia współpracy pokryta jest specjalnymi stopami łożyskowymi, gwarantującymi uzyskanie odpowiednich własności:
- małego współczynnika tarcia;
- znacznej wytrzymałości na naciski powierzchniowe o wysokich wartościach;
- dobrego odprowadzania ciepła;
- zdolności wytwarzania i utrzymywania filmu olejowego;
- odporności na korozję wywołaną składnikami oleju smarującego;
- możliwości stosowania małych luzów.
Panewki łożysk ślizgowych ze względu na budowę dzielą się w zależności od wielkości stosunku grubości ścianki panewki (g) do jej średnicy (d) na grubościenne i cienkościenne.
Panewki grubościenne, tzw. sztywne (o stosunku wymiarów g = 0,12 – 0,06d), stosowane były w starszych konstrukcjach silników. Wytwarzane były z rury grubościennej i po obróbce wylewane stopem łożyskowym. Obie panewki tego typu obrabiane są wspólnie, tworząc tym samym nierozłączną parę. Obróbka średnicy wewnętrznej realizowana jest po ich zamontowaniu w gnieździe korbowodu lub w kadłubie silnika. Tego typu panewki łożysk głównych miały rowki obwodowe rozprowadzające olej po całym obwodzie panewek. Grubościenne panewki korbowodowe nie mają żadnych obwodowych rowków rozprowadzających olej.
Panewki cienkościenne, tzw. wiotkie (o stosunku wymiarów g = 0,02 – 0,04d), to panewki, w których dokładność kształtu otworu wewnętrznego zależna jest od dokładności kształtu gniazda ich osadzenia, ponieważ cienka, sprężysta ścianka nie jest w stanie zapewnić odpowiedniej sztywności i kształtu geometrycznego łożysk. Funkcję tę przejmuje gniazdo łożyska – kadłuba lub korbowodu. Panewki te wykonywane są z taśmy stalowej. Na etapie produkcji, gdy taśma jest jeszcze płaska, nakładany (nalewany, spiekany lub nawalcowany) jest na nią odpowiedni stop łożyskowy. Dalej cięta jest na odpowiedniej długości kawałki, którym na prasach nadawany jest ostateczny kształt półpanewek. Wewnętrzny otwór półpanewek obrabiany jest na konkretny wymiar poprzez przeciąganie lub toczenie.
Największą zaletą panewek cienkościennych jest ich wymienność dzięki tolerancji grubości wynoszącej 0,005-007 mm. Uproszczony jest dzięki temu zarówno montaż, jak i naprawa (wymiana na nowe). Kolejną zaletą panewek cienkościennych jest ich bardzo dobre przyleganie do gniazda, zapewniające odpowiednią wymianę ciepła i dostateczną sztywność przy małej grubości ścianek. Rowki rozprowadzające olej w panewkach cienkościennych są wykonywane podobnie jak w przypadku panewek grubościennych.
W celu zabezpieczenia panewek przed obracaniem się lub przesuwaniem stosuje się odgięte „wąsy” umieszczone na ich stykach. Wchodzą one w wycięcia wykonane w gniazdach (kadłuba i korbowodu) i znajdują się na jednym styku.
W stopach do produkcji łożysk pożądana jest wielofazowa struktura z twardymi kryształami na tle miękkiego, plastycznego podłoża. Zadaniem twardych kryształów jest zmniejszenie tarcia, a plastycznego podłoża ułatwienie dotarcia się panewki. Stopy łożyskowe powinny charakteryzować się następującymi właściwościami:
a) mechanicznymi:
- odpowiednią twardością, dostosowaną do obciążenia łożyska, również w podwyższonych temperaturach;
- plastycznością umożliwiającą pewne odkształcenie trwałe, pozwalające na uzyskanie większej powierzchni styku;
- małym współczynnikiem tarcia, zmniejszającym opory w czasie pracy;
- odpowiednią wytrzymałością zmęczeniową;
- wytrzymałością na ściskanie;
b) fizycznymi:
- dobrą przewodnością cieplną, gwarantującą szybkie odprowadzanie ciepła powstającego wskutek tarcia, zabezpieczającą łożysko przed nadmiernym nagrzewaniem;
- małą rozszerzalnością cieplną, zabezpieczającą przed możliwością zatarcia;
c) odlewniczymi:
- małym skurczem, zabezpieczającym przed powstawaniem rzadzizn odlewniczych;
- dobrą lejnością, gwarantującą całkowite wypełnienie formy;
- małą skłonnością do wypalania składników przy powtórnym przetapianiu.
Na dobór konkretnego stopu w panewkach dla danego łożyska wpływ mają następujące czynniki:
- obciążenie;
- wielkość luzów;
- stosunek szerokości do długości;
- ukształtowanie rowków smarnych i ich lokalizacja;
- sztywność obudowy oraz wału.
Stopy łożyskowe stosowane do panewek łożysk ślizgowych dzielą się na:
- stopy o osnowie cynowej;
- stopy o osnowie ołowiowej;
- brązy cynowe;
- brązy ołowiowe.
Stopy o osnowie cynowej nazywane są również białymi metalami cynowymi. Stosowane są w panewkach silników z zapłonem iskrowym. Wyróżnić wśród nich można dwa niżej scharakteryzowane rodzaje stopów.
- Wysokocynowe – mające dobrą smarowność, plastyczność i odporność na korozję. Stosowanie cieńszych warstw stopu podnosi wytrzymałość, ale jednocześnie obniża zdolność odkładania twardych zanieczyszczeń. Ich wadą jest mała wytrzymałość zmęczeniowa i spadek własności wytrzymałościowych wraz ze wzrostem temperatury, powodujący podczas pracy przy dużych obciążeniach powstawanie pęknięć zmęczeniowych.
- Niskocynowe – mające nieco gorsze własności od stopów wysokocynowych. Zdecydowanie gorzej zatrzymują filtr olejowy, mają mniejszą przewodność cieplną i trudniej łączą się z podłożem. Przy wzroście temperatury zdecydowanie szybciej obniża się ich wytrzymałość.
