Evasamara.ru

Авто журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Принцип действия масляного насоса

Масляный насос

Масляный насос предназначен для создания давления в системе смазки, и тем самым обеспечить смазку движущихся частей двигателя внутреннего сгорания. В системе смазки с сухим картером масляный насос дополнительно выполняет функцию перекачки масла из картера двигателя в масляный бак.

Масляный насос приводится в действие от коленчатого вала или распределительного вала с помощью приводного вала.

По характеру управления масляные насосы разделяются на нерегулируемые и регулируемые. Нерегулируемые насосы поддерживают постоянное давление в системе смазки с помощью редукционного клапана. В регулируемых насосах постоянное давление поддерживается путем изменения производительности насоса. В зависимости от конструкции различают масляные насосы шестеренного и роторного типа.

Масляный насос шестеренного типа представляет собой две шестерни – ведущую и ведомую, размещенные в корпусе. Масло в насос поступает через всасывающий канал, захватывается шестернями и нагнетается в систему через нагнетательный канал. Производительность шестеренного насоса пропорциональна частоте вращения коленчатого вала. При превышении давления нагнетаемого масла определенной величины срабатывает редукционный клапан и перепускает часть масла во всасывающую полость или непосредственно в картер двигателя.

Различают два вида конструкций шестеренных насосов:

  1. шестеренный насос с наружным зацеплением (шестерня около шестерни);
  2. шестеренный насос с внутренним зацеплением (шестерня в шестерне).

При равной производительности шестеренный насос с внутренним зацеплением имеет меньшие габаритные размеры. Масляные насосы шестеренного типа являются нерегулируемыми.

Масляный насос роторного типа объединяет два ротора – внутренний (ведущий) и внешний (ведомый), которые помещены в корпус. Масло всасывается в насос, захватывается лопастями роторов и нагнетается в систему. Также как в шестерном насосе, при необходимости срабатывает редукционный клапан. Указанную конструкцию имеет нерегулируемый роторный насос.

Более совершенной конструкцией является регулируемый масляный насос роторного типа, который обеспечивает постоянное давление во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала.

Для реализации функции регулирования давления в конструкцию роторного насоса добавлен подвижный статор с регулировочной пружиной. Регулирование производится путем изменения объема полости между ведущим и ведомым роторами за счет поворота статора.

Применение регулируемого масляного насоса позволяет снизить величину отбираемой мощности от двигателя (в среднем на 30%), износ масла благодаря меньшей оборачиваемости, вспенивание масла.

Принцип работы регулируемого роторного насоса

При увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличивается потребность в масле и соответственно происходит падение давления в системе. С падением давления регулировочная пружина сдвигает статор, который в свою очередь изменяет положение ведомого ротора. Соответственно увеличивается объем всасывающей полости и повышается производительность насоса.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя, уменьшается расход масла и повышается давление в системе. За счет повышения давления сжимается регулировочная пружина, которая перемещает статор и изменяет положение ведомого ротора. Это приводит к уменьшению объема всасывающей полости и снижению производительности насоса.

Как работает масляный насос в автомобиле?

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.

Читать еще:  Самодельный реечный домкрат своими руками

РЕГУЛИРУЕМЫЙ НАСОС

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.

Регулировка производительности

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.

ШИБЕРНЫЕ АГРЕГАТЫ

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.

Как работает маслонасос двигателя

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».

Читать еще:  Лучший ромбический домкрат для легкового автомобиля

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 насос

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.

Регулировка производительности

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.

Шиберные агрегаты

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.

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.

Читать еще:  Как отремонтировать домкрат своими руками

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector