Виды приводов масляного насоса

Что такое масляный насос и для чего он нужен?

Масляный насос предназначен для создания оптимального давления в системе смазки двигателя внутреннего сгорания, нуждающейся в постоянной циркуляции масла. Устройство приводит в движение распределительный или коленчатый вал с помощью вала привода.

Виды маслонасосов двигателей внутреннего сгорания

Большое разнообразие моделей автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, их рабочих параметров и типов моторов обуславливают отличия в конструкции масляных насосов. По типу управления все модификации разделяются на регулируемые и нерегулируемые.

• У регулируемых маслонасосов можно изменять производительность для получения оптимального давления масла в системе.
• При использовании нерегулируемых маслонасосов коррекция параметров осуществляется при помощи редукционных клапанов.

По типу конструкции масляные насосы двигателей внутреннего сгорания разделяются на шестеренные и роторные. Во втором случае транспортировка масла по системе и создание определенного давления осуществляется при помощи роторных лопастей, а в шестеренных конструкциях аналогичные функции выполняются шестеренками.

Шестеренные модели масляных насосов, в свою очередь, разделяются на конструкции с внешним и внутренним зацеплением.

• Шестеренные маслонасосы с внешним зацеплением имеет шестерни, расположенные рядом друг с другом.
• В моделях с внутренним зацеплением меньшая шестерня размещается внутри большей. Это позволяет уменьшить габариты конструкции без снижения эксплуатационных параметров.

Шестеренные масляные насосы и их конструктивные особенности

Отличием конструкции масляных насосов с шестернями является ее простота и минимальное количество деталей. Основными элементами являются:

• две шестерни (ведущая и ведомая),
• каналы нагнетания и всасывания масла,
• привод.

Шестерни располагаются в корпусе и передают смазку с канала всасывания на канал нагнетания, после чего смазка двигается дальше по системе. Производительность маслонасосов этого типа определяется характером работы коленвала (частотой).

При увеличении давления сверх допустимого значения выполняется автоматический сброс части смазки в картер. Для этих целей используется редукционный клапан. Регулировка параметров работы шестеренного маслонасоса вручную невозможна.

Масляные насосы роторного типа и их особенности

Основными элементами конструкции маслонасосов роторного типа являются:

• два ротора (внутренний и внешний),
• нагнетательная и всасывающая полости,
• вал привода.

Принцип работы масляных насосов роторного типа основан на взаимодействии роторов. Роторные лопасти при вращении передают масло в систему, образуя разрежение, которое засасывает новую порцию масла из нагнетательной полости. Если модель нерегулируемая, при образовании избыточного давления часть масла сбрасывается через открывающийся автоматически редукционный клапан.

Регулируемые роторные маслонасосы отличаются наличием подвижного статора с регулировочной пружиной. Изменяя степень ее сжатия можно корректировать объем камеры, в которой заключены роторы, изменяя тем самым общее давление масла в системе.

Использование такого статора дает возможность получить стабильность давления масла в системе, вне зависимости от частоты вращения коленвала. Дополнительные элементы регулируемых маслонасосов незначительно усложняют конструкцию, но позволяют достичь заметно большей эффективности.

Преимущества масляных насосов с возможностью регулирования

Использование регулируемых маслонасосов более предпочтительно, поскольку такие модели дают ряд заметных преимуществ:

• снижение доли мощности, отбираемой у двигателя (примерно на 33%),
• снижение интенсивности отработки масла благодаря уменьшению количества оборотов, снижению частоты,
• снижение вспенивания масла.

Регулируемый масляный насос дает возможность получить равномерную циркуляцию масла в системе смазки и увеличить срок его службы (реже требуется замена), что дает заметную экономическую выгоду.

Неисправности маслонасосов и их признаки

Наличие нарушений в работе масляной системы можно заметить по миганию лампы индикации давления масла.

Основные причины нарушений:

• выход из строя приборов контроля,
• засорение фильтра системы,
• использование масла, несоответствующего установленного производителем маслонасоса требованиям,
• снижение уровня в картере,
• засорение самого маслонасоса.

Внешними признаками неисправности маслосистемы являются:

• увеличение расхода масла,
• падение давления в системе.

Эксплуатировать автомобиль с неисправной маслосистемой (в первую очередь – при сниженном давлении масла) недопустимо, такое транспортное средство необходимо экстренно отправить в сервис для полной диагностики, выяснения и устранения причин поломки.

Виды неисправностей

Основными поломками маслонасоса являются разгерметизация клапана и износ деталей.

Самые распространенные повреждения – это:

• износ шестерней или роторов (в зависимости от типа конструкции),
• выход из строя редукционного клапана,
• засорение фильтра,
• недостаточно качественная фиксация фильтра,
• износ прокладки.

Если условия эксплуатации оборудования не нарушаются, маслонасосы отличаются долгим сроком службы благодаря тому, что работают в комфортной среде.

К сокращению периода безаварийной эксплуатации узла могут привести:

• несвоевременная диагностика и предельный износ деталей
• низкое качество технического обслуживания или сервисного вмешательства.

Масляный насос можно без преувеличения отнести к наиболее выносливым узлам автомобиля, хотя пренебрежение установленными требованиями и рекомендациями может привести и к его износу, поломке, требующей серьезного и дорогостоящего ремонта.

При отсутствии заводских дефектов или повреждений, вызванных непрофессиональным вмешательством, вероятность нарушений работы системы смазки минимальна, если за двигателем осуществляется надлежащий и своевременный уход.

Масляный насос — что это

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.

Описание

Система смазки двигателя имеет задачу обеспечивать конструктивным элементам двигателя достаточные количества смазывающего масла. Это представляет собой замкнутую систему, в которой масло должно брать на себя большое количество задач:

• Смазка всех скользящих деталей
• Охлаждение деталей двигателя — защита от перегрева
• Очищение от отложений, от остаточных продуктов сгорания и от износа
• Защита от коррозии
• Подавление шумов и гашение колебаний
• Уплотнение предельно высокого класса качества (например, поршневых колец)
• Передача силы и энергии
• Системы смазки двигателя
• В области масляной смазки двигателя различают следующие системы смазок:
• Циркуляционная смазка под давлением
• Смазка с сухим картером
• Циркуляционная смазка под давлением

В этом виде смазки, нашедшей свое применение почти во всех четырехтактных двигателях, масло при помощи насоса движется через провода или каналы по большому количеству мест смазки. Помимо различных опорных мест валов достаточным количеством масла обеспечиваются также и гидравлические компенсационные элементы (гидравлические толкатели) клапанов, клапанные коромысла, цепи приводов валов и их натяжные устройства, а также поршни.

Для очистки масла между масляным насосом и местами смазок вставлены различные виды фильтров грубой, тонкой и предельно-тонкой очистки. Для охлаждения масла часто применяются воздушные или водяные масляные радиаторы.

Образованию чрезмерно повышенного давления масла, которое может возникать преимущественно вовремя пуска холодного двигателя или при повышенных оборотах, препятствуется посредством соответствующего клапана ограничения давления. Он встроен близко к насосу со стороны нагнетания или непосредственно на корпусе насоса и дает выйти чрезмерно высокому давлению в масляный картер.

Смазка с сухим картером

Смазка с сухим картером представляет собой особый вид циркуляционной смазки под давлением. В этой системе масло, текущее из двигателя обратно, при помощи специального отсасывающего насоса закачивается в отдельный запасный масляный резервуар.

Отсюда при помощи насоса подачи под давлением масло двигателя движется дальше в соответствующие места смазки. Преимущество такой конструкции заключается в том, что несмотря на наклонное экстремальное положение или возникающие центробежные силы, всегда гарантируется достаточное обеспечение маслом. По этой причине такая конструкция часто находит свое применение в производстве вездеходов или в гоночном спорте.

Конструктивные типы и исполнения насосов

Масляные насосы по их конструкциям и внешнему виду очень разнообразны. Принцип насоса, вид привода, а также исполнение корпуса являются наиболее часто встречающимися отличиями.

В зависимости от цели применения, места встраивания и мощности используются масляные насосы, работающие по различным принципам.

Наиболее часто встречающиеся конструкции насосов следующие:

• Зубчатые насосы
• Шестеренные насосы
• Роторные насосы

Зубчатые насосы

В зубчатых насосах транспортировка масла осуществляется между зубьями и стенкой посредством вращательных движений двух зубчатых колес. Сцепление пары зубчатых колес препятствует вытеканию масла обратно в картер. Таким образом, с одной стороны образуется зона повышенного давления, в то время как со стороны впуска появляется зона пониженного давления.

Шестеренный насос

В шестеренном насосе к внутреннему колесу эксцентрично расположено внешнее зубчатое колесо, находящееся в корпусе насоса. Как и в обыкновенном зубчатом насосе, масло транспортируется в промежуточные пространства между зубьями. При продолжающемся вращении насоса с одной стороны, в которой зубья движутся по направлению друг от друга, образуется зона пониженного давления. Это всасывающая сторона насоса. А в месте, где зубья снова сцепляются друг с другом, создается повышенное давление. Здесь имеет место выталкивание масла под давлением. Преимущество шестеренчатых насосов по отношению к обыкновенным зубчатым заключается в более высокой мощности насоса, особенно при малой частоте вращения.

Роторный насос

Роторный насос состоит из наружного ротора с внутренними зубьями и из внутреннего ротора с наружными зубьями. Наружный ротор обкатывается поверх зубьев внутреннего ротора и, таким образом, вращается в корпусе насоса. Внутренний ротор имеет на один зуб меньше, нежели наружный ротор, так что при вращении осуществляется транспортировка жидкости из одного промежутка между зубьями наружного ротора в следующий. При вращательном движении пространства со стороны всасывания увеличиваются, в то время как со стороны нагнетания они уменьшаются. Такая конструкция способна при большом потоке транспортируемого материала производить высокое давление.

Виды приводов масляных насосов

Как правило, масляные насосы приводятся в движение непосредственно от двигателя. Привод осуществляется либо напрямую через зубчатое зацепление, либо через штекерные соединения на коленчатом валу или через зубчатые колеса, приводные цепи или через зубчатые ремни.

Общие указания по монтажу

Для обеспечения правильной работы и долговечности насоса во время установки нового насоса необходимо всегда соблюдать предписания по монтажу производителя двигателя.

Все же всегда необходимо следовать так же следующим общим указаниям:

1. Выпустите залитое масло. Его необходимо проверить на возможное загрязнение. Прежде всего, металлические загрязняющие частицы часто являются причиной закупоривания и механического износа отдельных компонентов двигателя.
2. При установке насоса обязательно следите за чистотой. Труба всасывания масла, как правило, оснащена только одним фильтром грубой очистки. Металлические и загрязняющие частицы могут после ремонта беспрепятственно попасть вовнутрь нового насоса и в короткое время стать причиной повторного износа. Поэтому необходимо почистить по возможности все элементы конструкции, каналы и трубу всасывания масла, которые связаны с маслом.
3. При установке нового масляного насоса всегда необходимо менять так же масляный фильтр. Если система давления масла сильно загрязнена, ее так же необходимо подвергнуть дополнительной чистке.
4. Перед установкой нового масляного насоса его необходимо сравнить с геометрией старого насоса.
5. Привод насоса (зубчатые зацепления, цепные колеса, приводные цепи и ремни) необходимо проверить на возможные повреждения.

Перед установкой насоса необходимо смазать предписанным маслом все движущиеся части насоса (зубчатые колеса, валы). При установке необходимо обратить внимание на правильное положение насоса. При возникновении монтажных проблем (неправильное прилегание, косое положение) не привинчивайте его с силой по отношению к креплениям на корпусе. Это может послужить причиной повреждения насоса, функциональных неполадок и негерметичностей.

При монтаже масляного насоса и трубы всасывания масла необходимо всегда использовать новые уплотнения и уплотнительные кольца. Избегайте общего использования жидких средств уплотнения. Их разрешается использовать и встраивать только там, где это предписано изготовителем двигателя. Крепежные винты насоса должны при установке затягиваться с учетом моментов затяжек, предписанных изготовителем двигателя, и соответствующей последовательности затягивания винтов.

Если предусмотрены предохранительные шайбы против произвольного отвинчивания, то их необходимо использовать согласно предписанию изготовителя двигателя.

Перед запуском двигателя мы рекомендуем заполнить систему масла при помощи специального напорного резервуара для подачи под давлением (метод вдавливания). При этом сторона нагнетания системы масла оказывается полностью заполненной маслом, и в ней нет воздуха. Как правило, систему заполняют до тех пор, пока масло не попадет в места смазки двигателя, расположенные в самых высоких и в самых отдаленных от масляного насоса местах. При этом масло должно выступить на клапанных коромыслах или из опорных мест распределительного вала. Таким образом, исключаются повреждения, которые могут возникнуть при запуске двигателя с недостаточным давлением масла.

После «создания давления» в масляной системе двигатель заполняется до предписанного уровня масла. При пуске двигателя после смены масляного насоса двигателю необходимо несколько секунд, чтобы создать давление масла. Если давление масла не создается, тогда необходимо прервать процесс пуска, немедленно заглушите двигатель и устраните причину. В этом случае откажитесь от идеи работы двигателя на высоких оборотах с целью ускорения образования давления масла в системе. Пользуйтесь только теми маслами, которые предписывает и рекомендует производитель двигателя.

Выявление причин / Диагностика повреждений

Система смазки и также механика двигателя состоят из большого количества подвижных и неподвижных деталей. Каждый элемент конструкции участвует как специфически для себя, так и во взаимодействии с другими компонентами. Поэтому проблемы давления и подачи масла могут иметь различные причины. При выходе из строя одного из элементов конструкции страдает вся система смазки. Если проблему не увидеть своевременно или вообще проигнорировать, то от этого будут страдать все взаимосвязанные элементы конструкции. Часто, несмотря на небольшую по значимости причину, двигатель полностью выходит из строя. Перед тем, как ставить вопрос о замене масляного насоса, необходимо перепроверить следующие пункты и устранить возможные неполадки.

Причины низкого давления масла или его отсутствия:

• Слишком низкий уровень масла
• Слишком низкая вязкость масла (слишком жидкое)
• Образование масляной пены в кривошипной камере по причине слишком высокого уровня масла или неподходящего масла с неподходящими присадками или по причине загрязнения масла:
• Закупорено сито всасывания масла
• Неплотная труба всасывания масла (всасывается только воздух)
• Висячий (открытый) клапан регулировки давления масла
• Забитый масляный фильтр
• Закупоренные масляные каналы, шланги подачи масла и масляный радиатор
• Открытые или отломленные сопла впрыскивания масла (охлаждение поршней методом впрыска)
• Отсутствующие или выпавшие пробки закупоривания каналов, через которые подается давление, блока двигателя, головки цилиндров и коленчатого вала
• Изношенный подшипник скольжения коленчатого, распределительного, компенсационного вала и вала коромысла
• Изношенные или дефектные компоненты, такие как гидротолкатель, турбокомпрессор, впрыскивающие топливные насосы или топливные насосы высокого давления
• Неплотные уплотнительные поверхности в двигателе
• Причины слишком высокого давления масла (как правило, речь не идет о неисправности масляного насоса)
• Слишком высокая вязкость масла (слишком густое)
• Не работает клапан регулировки давления масла (остается закрытым)
• Забит масляный фильтр
• Закупорена проводка, по которой поступает масло под давлением
• По недоразумению был установлен слишком мощный насос.

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.

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.