Масляный насос роторного типа

Как устроен масляный насос двигателя

В современных автомобилях смазка основных узлов двигателя осуществляется преимущественно под давлением. Для создания последнего на требуемом уровне в конструкции системы предусмотрен масляный насос. Он выполняет цикличную подачу масла, обеспечивая непрерывность процесса. От точности работы маслонасоса зависит долговечность деталей двигателя, расход топлива (механические потери энергии) и уровень вредных выбросов.

Виды и устройство насосов

Основной принцип работы всех масляных насосов двигателей схож: всасывание моторного масла из поддона картера (масляного бака) и нагнетание в магистрали системы смазки. Конструктивно это могут быть шестеренчатые, роторные и пластинчатые насосы с возможностью принудительной регулировки уровня давления или без таковой. Отличается и способ приведения их в действие.

Шестеренчатые насосы

Этот тип механизмов относится к нерегулируемым. Привод такого масляного насоса осуществляется от коленчатого вала двигателя. На практике это означает, что уровень давления напрямую зависит от оборотов мотора. Чтобы при этом давление масла в нагнетательной магистрали системы смазки было постоянным и не превышало критических значений, такие масляные насосы всегда дополняются редукционным клапаном.

Шестеренчатый масляный насос с внешним зацеплением

Конструктивно шестеренчатый насос состоит из следующих элементов:

• Ведущая шестерня, соединенная с коленвалом.
• Ведомая шестерня, приводимая в движение ведущей шестерней.
• Герметичный корпус с нагнетательным и всасывающим каналами.
• Редукционный клапан масляного насоса — он представляет собой плунжер с пружиной, который при повышении давления отжимается, открывая канал сброса масла.
• Уплотнители (сальники).

Шестеренчатые насосы могут быть:

• С внешним зацеплением — шестерни располагаются рядом и имеют внешние зубья. Недостатком данного типа является сложность достижения высокого уровня сжатия, поскольку это провоцирует рост удельных давлений в зоне зацепления зубьев. И хотя благодаря применению специального разгрузочного паза проблему можно решить, насосы с подобным пазом неэффективны для широкого спектра частот вращения и на малых оборотах производительность будет очень мала.
• С внутренним зацеплением — ведущая шестерня имеет внешние зубья и расположена внутри ведомой, зубья которой направлены внутрь. Шестерни не имеют общей оси и образуют полукруглый зазор (полость). Такой маслонасос имеет более компактные размеры.

Шестеренчатый маслонасос с внутренним зацеплением

Принцип работы шестеренчатого насоса очень прост: смазка поступает внутрь через всасывающий канал, где сжимается шестернями и выталкивается под давлением в нагнетательный канал. Маслонасосы с внутренним зацеплением также могут оснащаться разделительным серпом (серповидной перегородкой). Он устанавливается между зубьями роторов в зоне из максимального удаления друг от друга. Благодаря этому происходит уплотнение полостей нагнетания и обеспечивается более высокое рабочее давление.

Масляные насосы автомобильных двигателей всегда приводятся в движение от мотора. Передача при этом может осуществляться посредством зубчатого зацепления, приводных цепей или ремней.

Роторные насосы для перекачки моторного масла

Маслонасосы роторного типа сходны с шестеренчатыми внутреннего зацепления. Однако вместо шестерней сжатие масла осуществляется при помощи неподвижного статора (большего диаметра) и подвижного ротора (расположенного внутри статора). Такие насосы могут быть нерегулируемыми (с редукционным клапаном) и регулируемые.

Роторный маслонасос ДВС

Нерегулируемые роторные масляные насосы имеют привод от коленвала и создают уровень давления пропорционально его вращению. Избыточное давление так же как и в шестеренчатых масляных насосах сбрасывается редукционным клапаном.

Отличием регулируемых роторных насосов является наличие подвижного статора и специальной регулировочной пружины. Сам процесс регулировки основан на принципе изменения объема рабочей полости (зазор между роторами), что осуществляется поворотом статора. Так, если частота вращения коленчатого вала повышается, двигатель потребляет больше масла, что приводит к снижению давления.

Пружина реагирует на это и перемещает статор, изменяя позицию ведомого ротора и изменяя рабочую полость насоса. Увеличивается производительность маслонасоса. Регулируемый маслонасос позволяет поддерживать стабильный уровень давления независимо от режима работы двигателя.

Пластинчатые или шиберные маслонасосы

Для некоторых типов двигателей может быть использован пластинчатый или шиберный масляный насос. Такая конструкция позволяет регулировать производительность исходя из оборотов двигателя.

Состоит шиберный насос из корпуса, внутри которого находятся ротор и статор. Их оси смещены, благодаря чему в нижней части образуется серповидный зазор. Ротор также оснащен подвижными пластинами, вставленными в специальные пазы. Под действием центробежной силы на участке зазора между ротором и статором они выдвигаются и образуют отдельные камеры сжатия масла. При вращении ротора объем камер постоянно изменяется. Когда объем увеличивается, создается разрежение и происходит всасывание масла. Когда камера уменьшается, давление возрастает и выполняется нагнетание.

Особенности эксплуатации и неисправности маслонасосов

В системах смазки с мокрым картером (масло находится в поддоне двигателя) маслонасос располагается между маслоприемником и фильтром в передней части двигателя. Для систем с сухим картером (резерв смазки находится в специальном баке) насос находится между масляным баком и очищающим фильтром. В некоторых моделях авто он также может находиться возле дополнительного масляного радиатора системы воздушного охлаждения. Его легко найти, ориентируясь на передачу привода масляного насоса, соединенную с коленвалом.

Ресурс насосов достаточно большой — несколько сотен тысяч километров пробега. Основными требованиями правильной эксплуатации этого узла является использование качественного масла, регулярная очистка фильтра, а также своевременная доливка и замена. Негативное влияние может оказать некорректный запуск двигателя, особенно в условиях пониженных температур, а также попадание в масло охлаждающей жидкости.

Наиболее распространенными проблемами являются:

• Износ зубьев шестерен или поверхности роторов.
• Увеличение зазоров между основными рабочими элементами и корпусом.
• Коррозия поверхностей.
• Поломка редукционного клапана (заклинивание, несвоевременное срабатывание).
• Неисправности привода масляного насоса.

Поломки масляного насоса приводят к нарушению режимов подачи смазки к основным узлам двигателя. При этом негативными для мотора являются как слишком высокое, так и низкое давление. В случае обнаружения неисправностей в маслонасосе в большинстве случаев его полностью меняют на новый.

Масляный насос

В смазочной системе двигателя масло должно постоянно циркулировать, а на многие детали подаваться под давлением, иначе нормальная смазка будет невозможна. Циркуляцию и нагнетание масла в двигатель обеспечивает простой узел — масляный насос. О том, какие типы масляных насосов существуют и как они устроены, а также об обслуживании насосов читайте в этой статье.

Назначение масляного насоса

Смазка трущихся деталей двигателя осуществляется маслом, которое циркулирует в системе смазки мотора. При этом часть узлов и деталей смазывается только маслом под давлением, например, так осуществляется смазка коренных и шатунных подшипников коленчатого вала. Эти задачи — циркуляция масла и подача его под давлением — решаются установленным в моторе масляным насосом. Однако в двигателях с «сухим картером» насос не только нагнетает масло в двигатель, но и откачивает масло из поддона картера и подает его в масляный бак.

В двигателях с «мокрым картером» масляный насос устанавливается в двигателе между расположенным в поддоне картера маслоприемником и масляным фильтром. В двигателях с «сухим картером» нагнетательный насос установлен между масляным баком и фильтром, а секции откачивающего насоса — между секциями картера (а также турбокомпрессора) и масляным баком или вспомогательным масляным радиатором воздушного охлаждения.

Виды и устройство масляных насосов

Существует два типа масляных насосов, которые отличаются по устройству и принципу действия:

— Шестереночного типа;
— Роторного типа.

В свою очередь, шестереночные насосы делятся на два вида:

— С наружным зацеплением шестерен;
— С внутренним зацеплением шестерен.

Шестереночные насосы обычно создают постоянное давление (которое в разных двигателях колеблется от 2 до 16 атмосфер), а роторные насосы бывают как нерегулируемые, так и регулируемые — последние способны изменять подачу масла в зависимости от режимов работы двигателя.

Насос с наружным зацеплением шестерен. Состоит из корпуса, внутри которого находятся две шестерни наружного зацепления: одна — ведущая, приводится в движение коленвалом через ременную или цепную передачу, вторая — ведомая, свободно вращается на запрессованном в корпус вале. С одной стороны насоса находится камера разрежения, здесь при вращении шестерен создается разрежение воздуха, вследствие чего всасывается масло. Это масло попадает между зубьев шестерен и корпусом, и переносится в камеру нагнетания, откуда направляется на масляный фильтр и в двигатель. Для нормальной работы насоса необходимо, чтобы зазоры между зубцами шестерен, а также шестернями и корпусом были минимальными.

Насос с внутренним зацеплением шестерен. Этот насос состоит из корпуса, в котором вращаются две шестерни внутреннего зацепления, то есть — одна внутри другой. Причем оси шестерен не совпадают, а ведомая шестерня имеет меньший диаметр, чем ведущая, поэтому между ними образуется серпообразная полость. В полости находится разделительный сектор, благодаря которому и производится нагнетание: масло через камеру разрежения попадает между зубцов шестерен и разделительным сектором, и переносится в камеру нагнетания.

Насос роторного типа. Принцип действия насоса этого типа аналогичен принципу работы насоса с шестернями внутреннего зацепления, однако здесь используются роторы с небольшим количеством лопастей. Насос состоит из двух роторов — ведущего внутреннего, и ведомого внешнего, они расположены эксцентрично. При вращении между лопастями внутреннего ротора и углублениями внешнего образуются движущиеся полости переменного объема. При прохождении над камерой разрежения такая полость расширяется и в нее всасывается масло. Затем полость уменьшается в объеме, масло сжимается, и при прохождении над камерой нагнетания масло с необходимым давлением подается в систему смазки.

Регулируемый роторный насос. Насос этого типа позволяет регулировать давление масла при изменении режимов работы двигателя. Регулировка осуществляется с помощью подвижного статора, охватывающего внешний ротор. Статор может сдвигаться относительно оси внутреннего ротора, вследствие чего изменяется объем полостей, а значит — и количество нагнетаемого масла.

Независимо от типа и вида, все масляные насосы оснащаются редукционными клапанами, которые предохраняют насос и всю смазочную систему от чрезмерного повышения давления на высоких оборотах двигателя. Редукционный клапан открывается при превышении порогового давления, и пропускает масло либо в полость разрежения насоса, либо в поддон картера. Наиболее часто используются простейшие пружинные клапаны.

Эксплуатация и обслуживание масляного насоса

Масляный насос — это довольно компактный и простой, а потому надежный узел, который может без ремонта и замены работать сотни тысяч километров. Главные требования к эксплуатации насоса те же, что и ко всей смазочной системе: использовать качественное масло, рекомендованное для данного двигателя, регулярно менять масляный фильтр (иначе механические загрязнения масла будут вредить насосу), и соблюдать правила пуска двигателя, особенно в холодное время года.

Необходимо отметить, что проверить и отремонтировать масляный насос может каждый автовладелец. Проверка насоса нужна в том случае, если в системе смазки упало давление масла, а также есть подозрения на утечку масла из насоса и другие неисправности.

Порядок проверки каждого конкретного насоса обычно прописан в инструкции к автомобилю, однако в общем случае она сводится к следующим шагам:

1. Проверить переднюю крышку насоса на предмет трещин и деформаций. Если таковые обнаружатся — крышку необходимо заменить;
2. Разобрать насос;
3. Визуально проверить степень износа зубьев шестерен, при необходимости заменить шестерни;
4. Определить плотность прилегания крышки насоса к шестерням, выявить уступы, щербины и другие повреждения, которые увеличивают зазор между шестернями и корпусом насоса;
5. С помощью щупов проверить зазоры между зубцами шестерен — в разных насосах они неодинаковые, но лежат в пределах 0,1-0,3 мм;
6. Измерить зазор между шестерней (шестернями) и корпусом — он в разных насосах составляет 0,1-0,25 мм;
7. Измерить зазор между торцами шестерен и корпусом — обычно он не больше 0,14-0,25 мм;
8. Также произвести измерение других зазоров и размеров, прописанных в инструкции (зазор между осью и ведомой шестерней 0,017-0,057 мм, зазор между валом насоса и корпусом 0,016-0,055 мм и другие).

Если все параметры в норме, то насос можно собрать и искать причину падения давления в другом месте. Если же будет обнаружен износ или деформация деталей, то их необходимо заменить, хотя в ряде случаев гораздо проще и дешевле купить новый масляный насос.

Масляный насос

Понятие и назначение масляного насоса

«Масляным» является насос, оказывающий давление в системе на смазку, вследствие чего, все подвижные элементы двигателя внутреннего сгорания обеспечиваются смазкой. В сухом картере, помимо транспортировки смазки, эта деталь в автомобиле способствует так же перекачке масла с картера двигателя к масляному баку.

Приведение в действие масляного насоса осуществляется посредством коленчатого вала либо распределительного вала через приводной вал.

Виды (по характеру управления)

Их можно объединить в две группы, зависимо от особенностей управления:

1. Регулируемые.
2. Нерегулируемые.

Первые поддерживают неизменное давление в системе смазки благодаря регулированию производительности насоса. В нерегулируемых же давление не изменяется за счёт действия редукционного клапана.

Виды масляных насосов (зависимо от конструкции)

По конструкционным особенностям они могут быть:

1. Роторного типа (масло передаётся лопастями роторов).
2. Шестеренного типа (масло передаётся посредством шестерёнок).

Последние, в свою очередь, по конструкции делятся на два вида: с наружным зацеплением (две шестерни находятся около друг друга), и с внутренним зацеплением (одна шестерня находится в другой). Если производительность таких насосов одинаковая, габаритные размеры у шестерённого насоса внутреннего зацепления меньше, чем у насосов с наружным зацеплением шестерёнок, вследствие нахождения шестерёнок одной в другой.

1. Устройство масляного насоса шестеренного типа

1. ведомая шестерня
2. всасывающий канал
3. ведущая шестерня
4. приводной вал
5. нагнетательный канал
6. ось ведомой шестерни

В корпусе насоса размещены ведущая (первая) и ведомая (вторая) шестерни. Они передают масло от всасывающего канала через нагнетательный канал в систему. Зависимо от частоты вращения коленчатого вала, прямо пропорционально меняется производительность масляного шестеренного насоса. Если давление нагнетаемого масла выше допустимой величины, определённой для насоса, то часть масла переходит во всасывающую полость или прямо в картер двигателя при помощи редукционного клапана, срабатывающего с ростом давления автоматически.

Масляные насосы шестеренного типа относятся к нерегулируемым видам.

2. Устройство роторного типа

1. всасывающая полость
2. масло
3. внешний ротор
4. нагнетательная полость
5. приводной вал
6. внутренний ротор

Конструкция масляного насоса роторного типа представляет собой ведущий (внутренний) и ведомый (внешний) роторы, помещённые в корпусе.

В нерегулируемом роторном насосе масло, всасываемое насосом, нагнетается в систему, переносясь через лопасти роторов. При превышении давления так же автоматически срабатывает редукционный клапан.

В отличие от нерегулируемого, в регулируемом насосе роторного типа присутствует подвижный статор, снабжённый регулировочной пружиной для обеспечения постоянного давления, независимо от частоты вращения коленчатого вала. Этот подвижный статор контролирует постоянство давления, изменяя объём полости между внутренним и внешним роторами, поворачивая статор в нужном направлении.

Преимуществами регулируемого масляного насоса перед нерегулируемым типом являются:

3. Принцип работы регулируемого насоса роторного типа

А — Сторона нагнетания
Б — Сторона всасывания

1. нагнетательная полость
2. внешний ротор
3. внутренний ротор
4. регулировочная пружина
5. всасывающая полость
6. приводной вал
7. подвижный статор

С ускорением частоты вращения коленчатого вала потребность в притоке масла растёт, вследствие чего в системе давление снижается. Регулировочная пружина, реагируя на снижение давления, приводит в движение статор, воздействующий после этого на прикасающийся к нему ведомый ротор. Вследствие этого объём всасывающей полости уменьшается и, соответственно, снижается производительность масляного насоса.

Схема масляного насоса ВАЗ 2115, 2114 (Лада Самара)

1. корпус насоса;
2. ведомая шестерня;
3. ведущая шестерня;
4. редукционный клапан;
5. пружина редукционного клапана;
6. пробка;
7. уплотнительное кольцо;
8. передний сальник коленчатого вала;
9. крышка насоса;
10. резиновое уплотнительное кольцо;
11. маслоприемник.

Видео

Honda Steed 400 Стук масляного насоса

Авто обзоры

Полезные советы и инструкции по ремонту и тюнингу автомобилей

Масляный насос: устройство, принцип работы, типы. Где находится и как работает шестеренный, регулируемый роторный маслонасос

Поговорим о сердце любого двигателя внутреннего сгорания – маслонасосе. Именно масляный насос нагнетает давление в системе смазки, позволяя смазывать трущиеся пары, отводить тепло и продукты износа. Рассмотрим принцип работы и устройство шестеренных и роторных насосов регулируемого, а также нерегулируемого типа.

Принципиальные различия в устройстве

На подавляющем большинстве автомобилей установлен нерегулируемый масляный насос. От избытка давления систему смазки предохраняет редукционный клапан, который сбрасывает излишки масла. Современные автомобили все чаще агрегатируются регулируемым масляным насосом. Принудительное изменение производительности масляной помпы позволяет уменьшить механические потери, снизив тем самым расход топлива и количество вредных выбросов. По внутреннему устройству маслонасосы разделяются на шестеренные и роторные.

Принцип работы шестеренного маслонасоса

Ведомая шестерня закреплена на оси, а ведущая приводится во вращение приводным валом. Вращающиеся шестерни забирают масло через всасывающий канал, куда оно поступает по маслоприемнику из картера. Далее, масло под давлением поступает в нагнетательную полость, откуда уже распределяется по каналам масляной системы. Именно так работает простейший шестеренный насос.

Производительность маслонасоса напрямую зависит от скорости вращения коленчатого вала. Но повышение давления в системе сверх нормы приведет к выдавливанию сальников и увеличению механических потерь. Поэтому избыток масла стравливается редукционным клапаном, который открывается при превышении расчетного давления. Подробно устройство и принцип работы клапана, позволяющего сбрасывать масло обратно во впускную полость, вы можете изучить из статьи «Редукционный клапан масляного насоса».

1- заборные шестерни; 2- клапан; 3-запорная пружина.

По способу зацепления шестерен помпы для перекачивания жидкостей делятся на агрегаты с внутренним и внешним зацеплением.

Устройство агрегатов с шестерней в шестерни позволяет приводить маслонасос в действие непосредственно от коленчатого вала. Принцип работы способствует уменьшению габаритных размеров корпуса без потери производительности. Поэтому именно нерегулируемые маслонасосы с внутренним зацеплением чаще всего устанавливаются на современные автомобили.

Роторный тип

Устройство объединяет в корпусе внутренний (ведущий) и внешний (ведомый) роторы. Моторное масло забирается лопастями ведущего ротора и, проходя через нагнетательную полость, подается к каналам масляной системы двигателя. Выше показано устройство нерегулируемой масляной помпы, поэтому ее принцип работы предполагает наличие редукционного клапана.

Регулируемый масляный насос роторного типа оснащается подвижным статором и регулировочной пружиной. Вращаясь внутри внешнего ротора, внутренний ротор захватывает из всасывающей полости масло, перенаправляя его под давлением в нагнетательную область. Объем перекаченного масла зависит от скорости вращения внутреннего ротора и от объема полости между внутренним и внешним ротором, который соединен с подвижным статором. Изменяя объем, мы можем регулировать производительность масляного насоса.

Принцип работы регулировки объема заключается в смещении подвижного статора. В режиме низкого давления пружина регулятора, преодолевая сопротивления масла в нагнетательной полости, задвигает статор (промежуточный корпус) в крайнее положение. Объем полости между наружным и ведомым ротором уменьшается, что приводит к снижению количества перекачиваемого масла.

При повышении оборотов коленчатого вала и возрастании давления в нагнетательной полости масло преодолевает сопротивление регулировочной пружины. Смещение промежуточного корпуса ведет к увеличению зазора между наружным и внутренним роторами. Увеличивается количество перекачиваемого масла и давление в системе.

Особенности работы регулируемого масляного насоса в определенных режимах позволяют на 30% снизить механические потери в сравнении с нерегулируемыми агрегатами. Поскольку насос перекачивает ровно такой объем, который на данном режиме работы необходим для смазывания деталей двигателя, замедляются темпы старения масла.

В автомобиле шиберные помпы используются не только для нагнетания смазочных материалов в двигателе, но и в качестве насоса гидроусилителя руля. С точки зрения принципа работы и устройства, интерес вызывают двухрежимные масляные насосы, все чаще устанавливающиеся на двигатели производства VAG-Group (к примеру, Audi, Volkswagen). Устройство рассмотрим на примере маслонасоса с мотора V6 TDI объемом 4.2 л.

Масло нагнетается лопатками, которые при вращении ротора под воздействием центробежной силы прижимаются к рабочей зоне статора. В этом плане принцип работы ничем не отличается от обычного лопастного маслонасоса. Но конструкторы оснастили помпу эксцентриковым поворотным регулирующим кольцом. Также устройство предполагает наличие соленоида, который по команде блока управления двигателем (Engine Control Unite) открывает доступ маслу к регулировочной полости.

Процесс смены режимов

• Режим сниженной производительности. ЭБУ замыкает клапан управления давлением на массу, открывая доступ маслу к каналу второй управляющей поверхности. По другому масляному каналу давление масла постоянно воздействует на управляющую поверхность №1. Действующее на обе поверхности давление масла преувеличивает усилие пружины. Регулирующее кольцо поворачивается против часовой стрелки, уменьшая тем самым объем рабочей камеры маслонасоса.
• Режим высокой производительности. ЭБУ отключает питание электромагнитного клапана. Масляный канал управляющей поверхности 2 перекрывается, а давление масла действует только на зону 1. Поскольку создаваемого усилия недостаточно для преодоления сопротивления пружины, регулирующее кольцо поворачивается по часовой стрелке и отклоняется от центра. Таким образом, увеличивается объем рабочей камеры и количество перекачиваемого моторного масла. Соответственно, давление в системе также возрастает.

Регулировка производительности осуществляется ЭБУ, который считывает информацию о режиме работе двигателя с ДМРВ (либо ДАД+ДТВ), ДПКВ, ДПДЗ, датчика положения педали акселератора, ДТОЖ, датчика температуры масла. Разумеется, полноценная работа системы невозможна без датчика давления масла, устройство, принцип работы и способы проверки которого мы уже рассматривали. Смена режимов работы происходит при повышении оборотов коленчатого вала выше 2500 об./мин либо при возрастании нагрузки на двигатель (динамичный разгон, буксировка груза).

Вне зависимости от конструкции и принципа работы, выход маслонасоса из строя приведет к серьезным поломкам и необходимости капитального ремонта двигателя. Поэтому полезно знать признаки неисправности и понимать технологию проверки масляного насоса.

Поделиться «Масляный насос: устройство, принцип работы, типы. Где находится и как работает шестеренный, регулируемый роторный маслонасос»