Содержание
Масляный насос двигателя: устройство, принцип работы,ремонт
Масляный насос является незаменимой деталью топливной системы транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. Главная его задача – создание давления в системе для смазки движущихся элементов ДВС.
Оглавление
- Назначение, принцип действия
- Разновидности маслонасосов
- Шестеренчатый насос
- Роторный
- Пластинчатый маслонасос
- Особенности эксплуатации и неисправности
- Ремонт и замена масляного насоса
- Итог
Говоря иными словами, маслонасос способствует перемещению масла из картера в масляный бак, который находится непосредственно в силовой установке. О том, что представляет себя этот элемент конструкции, каково его назначение, мы сегодня и поговорим.
Назначение, принцип действия
Масляный насос двигателя начинает свою работу от коленвала либо от распределительного вала посредством вала приводного.
Устройство данной детали позволяет ей гарантировать циркуляцию смазки и ее нагнетание под большим давлением. В ряде случаев насос привлекается также для откачки масла.
Важно
Принцип действия этого механизма зависит от его разновидности, но в общем он сводится к всасыванию масла с поддона картера и нагнетанию его в магистральные системы.
Все маслонасосы, устанавливаемые на транспортные средства, делятся на две группы – регулируемые и нерегулируемые. Ранее на большинство авто монтировали нерегулируемые насосы. Их особенность состоит в том, что от чрезмерного давления систему защищает так называемый редукционный клапан, установленный специально для сбрасывания излишков масла.
Регулируемые насосы, которые стали повсеместно применять в последние несколько лет, отличаются возможностью принудительной смены производительности масляной помпы, что способствует снижению механических потерь, а значит, и уровня расхода топлива, а также объема вредных выбросов в атмосферу.
Отвечая на вопрос о том, где находится масляный насос, отметим: располагается он в задней части мотора и крепится на своем месте болтами. В системах с мокрым картером, где для смазочного материала отводится специальный поддон, деталь размещена между маслоприемником и фильтром спереди.
Разновидности маслонасосов
С точки зрения внутреннего устройства конструктивные элементы, ставшие темой нашего разговора, делятся на три вида:
- шестеренчатые;
- роторные;
- пластинчатые.
Поговорим о каждом из них детальнее.
Шестеренчатый насос
Привод такого масляного насоса осуществляется от коленчатого вала. Иными словами, степень давления находится в непосредственной зависимости от оборотов двигателя. Для поддержания требуемого постоянного уровня масла детали работают в паре с клапаном.
С конструкционной точки зрения в состав таких насосов входят 2 шестерни (ведущая и ведомая), герметичный корпус с каналами, редукционный клапан и сальники.
Этот вид маслонасосов делится на два подвида – с внешним зацеплением (шестерни размещены рядом и отличаются наличием внешних зубьев), а также с внутренним зацеплением (у ведущей шестерни предусмотрены внешние зубья, а размещена она внутрь ведомой шестерни с повернутыми внутрь зубьями). Преимущество — компактные размеры.
Принцип работы шестеренчатых маслонасосов сводится к следующему: масло затекает внутрь каналом, там оно сжимается (за это отвечают шестерни) и выплескивается в нагнетательный канал под большим давлением.
Роторный
Комплектующие роторного типа схожи с шестеренчатыми внутреннего зацепления, но масло в них сжимается благодаря статору и подвижному ротору, который расположен внутри. Детали бывают как регулируемыми, так и нерегулируемыми. В первых кроме статора есть еще и регулировочная пружина, позволяющая изменять объем полости путем поворота статора.
Это обеспечивает постоянное давление, не зависимо от особенностей работы силовой установки.
Нерегулируемые насосы приводятся в действие коленвалом, уровень давления в них пропорционален оборотам. Если давление повышается до критических значений, сбросить его можно редукционным клапаном.
Пластинчатый маслонасос
Пластинчатые масляные насосы называют также деталями шиберного типа, их ключевая особенность состоит в способности регулировки производительности в зависимости от количества оборотов силовой установки. В состав механизма входит корпус с размещенными внутри статором и ротором, чьи оси совмещены таким образом, что снизу образовывается серпообразный зазор.
Также в роторе присутствуют помещенные в пазы пластины (отсюда и название), которые выдвигаются под воздействием центробежной силы и образуют камеры сжатия смазочного материала. Ротор вращается, что ведет к постоянному изменению объема камер. Если он увеличивается, масло всасывается, если уменьшается – оно нагнетается.
Особенности эксплуатации и неисправности
Необходимость замены масляного насоса – неисправность весьма распространенная, с ней автовладельцы сталкиваются с завидной регулярностью.
Однако ресурс детали внушителен, он составляет пару сотен км пробега. Ключевыми требованиями к эксплуатации данной детали для того, чтобы она выполняла свои функции на протяжении продолжительного промежутка времени, является следующее:
Однако ресурс детали внушителен, он составляет пару сотен км пробега. Ключевыми требованиями к эксплуатации данной детали для того, чтобы она выполняла свои функции на протяжении продолжительного промежутка времени, является следующее:- регулярная чистка фильтров;
- использование масла высокого качества;
- доливка и замена смазочных материалов, когда в этом возникает необходимость.
Стать причиной поломки способен неправильный запуск мотора, особенно в сильный мороз, и смешивание масла с «незамерзайкой». Часто распространенные неисправности детали, ставшей темой нашего разговора:
- Увеличение щелей между конструктивными элементами насоса и его корпусом.
- Появление ржавчины на поверхности.
- Истирание зубьев и роторов.
- Выход из строя клапана (его может заклинить).
- Проблемы в работе привода.
Если маслонасос функционирует с перебоями, это ведет к нарушению подачи смазочного материала в ключевые узлы силовой установки, что чревато их преждевременным износом и другими серьезными последствиями.
Ремонт и замена масляного насоса
Практика показывает, что если маслонасос неисправен, скорее всего, придется его менять. Первым признаком того, что нужно купить масляный насос, является увеличенный расход масла и значительное отклонение давления от нормы. Необходимо немедленно отправиться на СТО за помощью квалифицированных специалистов.
Самостоятельно устранить поломку можно лишь в том случае, если точно знать, что именно привело к ее возникновению. Однако обычно механизм меняют полностью – цена масляного насоса вполне доступна.
Количество же предложений на рынке позволяет подобрать деталь, которая точно подойдет конкретному транспортному средству. Важно помнить, что после демонтажа старого оборудования и установки нового необходимо убедится в герметичности соединений, а также заменить моторное масло и фильтры.
Итог
Маслонасос – важнейший элемент двигателя, и его состоянию необходимо уделять максимум внимания.
Своевременная профилактика, регулярная доливка масла, а также использование смазочных материалов надлежащего качества – вот гарантия продолжительности ресурса детали и надежной работы силового агрегата.
Шестеренный 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.
Виды
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.
Регулирующее кольцо поворачивается против часовой стрелки, уменьшая тем самым объем рабочей камеры маслонасоса.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.
Масляный насос. Как работает автомобиль
В первых двигателях использовалась система капельной подачи масла — масло капало на движущиеся части, а затем собиралось в поддон под ним. На кораблях существовала должность «масленщика», чья работа заключалась в том, чтобы наполнять маленькие горшки маслом над движущимися компонентами. Примерно с 1900 года двигатели внутреннего сгорания перешли на
система принудительной подачи
, где масло перекачивается (принудительно) к различным частям двигателя.
Все современные двигатели используют полностью принудительную систему смазки, ключом к которой является масляный насос.
Масляный насос — сердце системы смазки
. Он всасывает масло из масляного поддона и проталкивает его по масляным каналам в двигателе, прежде чем масло падает обратно в поддон и рециркулирует. Масляный насос является очень важной частью двигателя: если масляный насос перестанет работать, это приведет к дорогостоящему отказу двигателя в 100% случаев. Это одна из причин, по которой масляный насос напрямую приводится в движение коленчатым валом.
Масляные насосы расположены в масляном поддоне или чаще в передней части двигателя.
Трубка маслозаборная
Масляный насос всасывает масло из поддона через трубу, называемую
приемная труба.
Сопло трубы расположено ниже поверхности масла и закрыто тканевым фильтром, который предотвращает попадание крупных частиц в насос.
Если бы этот сетчатый фильтр был полностью заблокирован, то двигатель не мог бы собирать масло, и двигатель подвергался бы большому риску выхода из строя.
Поэтому всасывающая труба может иметь перепускной клапан на случай блокировки сетки. В этой ситуации лучше, чтобы двигатель продолжал получать масло, и мы рискуем повредить масляный насос: масляный насос значительно дешевле, чем ремонт двигателя.
Масляные насосы
Большинство масляных насосов приводятся в действие непосредственно коленчатым валом. Показанный здесь насос расположен над носовой частью коленчатого вала, где его внутренняя шестерня приводится в движение напрямую.
Все масляные насосы называются
объемные насосы
— количество выходящего масла равно количеству входящего. Другими словами, насос перекачивает масло с одной стороны на другую. Это можно противопоставить, например, насосу охлаждающей жидкости, который пытается перекачивать воду, но не будет этого делать, если давление с одной стороны слишком велико.
По мере увеличения оборотов двигателя насос вращается быстрее и перекачивается больше масла. Это удобно, поскольку при более высоких оборотах двигателя для смазки и охлаждения требуется больший расход масла.
Примечание по давлению масла
Важно отметить, что давление масла создается не масляным насосом. Давление масла обусловлено ограничениями потока масла — через узкие проходы, форсунки и узкие зазоры в подшипниках. Если бы мы просто подсоединили трубу к выпускной стороне масляного насоса и позволили бы ему стекать обратно в поддон, то не было бы давления масла — масло могло бы течь без ограничений.
Зная это, теперь понятно, почему изношенные подшипники (особенно коренные подшипники) приводят к потере давления масла: зазор в этих подшипниках теперь больше, а поток масла менее ограничен.
Механизмы масляного насоса
Существует два основных типа масляных насосов. Оба используют металлические шестерни для долговечности и способности качать под высоким давлением.
Роторные насосы
Насосы роторного типа являются наиболее распространенными. Иногда называется
героторы
, или же
трохоидальные насосы
.
Насос имеет две шестерни — одну внутреннюю шестерню, которая является ведомой, и одну внешнюю шестерню, которая вращается вокруг внутренней шестерни. Внутренняя шестерня имеет на один зуб меньше, чем внешняя шестерня, оставляя пространство, в которое расширяется и всасывает масло, чтобы заполнить его. По мере того, как вращение продолжается, это пространство медленно закрывается, поскольку зубья шестерни снова входят в зацепление друг с другом, и масло вытесняется из зазора и из насоса.
Шестеренчатые насосы
Шестеренчатый масляный насос имеет две шестерни одинакового размера, которые входят в зацепление друг с другом. Одна шестерня является ведущей и сцепляется с неведомой шестерней, что означает, что они обе вращаются одновременно. Когда зубы двигаются, они переносят масло в зазор, пока не встречаются посередине и снова не сцепляются друг с другом, вытесняя масло.
Клапан сброса давления
Оба эти насосных механизма будут продолжать перекачивать масло до чрезвычайно высокого давления.
Для предотвращения повреждения двигателя масляный насос включает в себя
клапан сброса давления
который откроется, когда давление масла станет слишком высоким.
Предохранительный клапан находится на выходной стороне насоса. Масло на выходной стороне давит на поршень или шариковый подшипник. Этот поршень удерживается в закрытом состоянии калиброванной пружиной, и как только давление достигает определенного уровня, пружина сгибается, и поршень смещается, позволяя маслу вернуться либо на входную сторону насоса, либо прямо в поддон.
Электронные масляные насосы
Электронный масляный насос будет более управляемым в зависимости от частоты вращения двигателя, и теперь двигатели начинают использовать электронные водяные насосы. Но маловероятно, что масляные насосы когда-нибудь будут электронными. Перекачивать холодное вязкое масло тяжело, и, что более важно, выход из строя масляного насоса губителен для двигателя. При использовании механического насоса гарантируется, что при работающем двигателе насос вращается.
Тем не менее, некоторые огромные промышленные двигатели и гоночные двигатели предварительно смазываются с помощью электрического масляного насоса, который работает до запуска двигателя и после его остановки.
Как работает масляный насос?
Перейти к содержимому
Опубликовано автором Benjamin Hunting Избранное
Хотите знать, как масляный насос влияет на общее состояние и работу двигателя вашего автомобиля? Короткая версия связана с необходимостью поддерживать постоянное давление масла внутри вашего двигателя, чтобы смазка поступала к каждому компоненту, щели и каналу, встроенному в устройство. Для этого требуется масляный насос, способный создавать правильное давление масла в фунтах на квадратный дюйм или в фунтах на квадратный дюйм. Думайте об этом как о сердце вашего двигателя, гарантирующем, что смазка никогда не перестанет течь.
Как это работает? Давайте сломаем это.
Давление масла непостоянно
Если вы когда-либо водили автомобиль с точным манометром масляного насоса, который отслеживает фактическое давление, вы заметите, что величина давления в двигателе непостоянна. Это не недостаток конструкции — двигателю, работающему на холостом ходу, не требуется такого большого давления, чтобы поддерживать смазку всех его движущихся частей, как двигателю, работающему на гораздо более высокой скорости. Как правило, на каждую 1000 об/мин требуется давление 10 фунтов на квадратный дюйм, хотя эта цифра может варьироваться в зависимости от высокопроизводительных двигателей.
Прямая зависимость между давлением масла и частотой вращения двигателя связана с самой конструкцией масляного насоса. Устройства связаны с коленчатым валом двигателя, чтобы заставить привод работать, как правило, на половинной частоте вращения коленчатого вала. Величина создаваемого давления является функцией самой скорости вращения двигателя.
Каждая конструкция отличается
В большинстве двигателей используется система смазки с мокрым картером, что означает, что нижняя часть вращающихся компонентов двигателя проходит через масляный поддон и по мере вращения выбрасывает смазку на цилиндры.
Масляный насос должен прокачивать масло к верхней части двигателя.
Существует множество конструкций насосов, но каждая из них основана на концепции набора шестерен или роторов, которые создают давление масла, прижимая его к корпусу, где происходит вращение шестерен или ротора. Шестеренчатые насосы представляют собой более старую конструкцию, в то время как роторы, в частности роторы с эксцентриком, состоящие из двух роторов с большим количеством лепестков на одной стороне, чем на другой, более распространены в современных автомобилях. Существуют также конструкции, в которых используются скользящие лопасти на роторе, а также системы смазки с сухим картером, которые полностью исключают масляный поддон и полагаются на пару масляных насосов для поддержания смазки всего вращающегося узла.
Каждый тип насоса прокачивает масло через масляный фильтр двигателя, затем вверх через двигатель вверх, где оно в конечном итоге снова капает обратно в масляный поддон. Есть также клапаны давления, которые открываются, чтобы гарантировать, что масло не превысит определенное значение в фунтах на квадратный дюйм, что может повредить внутренние компоненты.
Короче говоря, в современных автомобилях существуют разные конструкции насосов, но это необходимый компонент для правильной работы двигателя вашего автомобиля.
Проверить все детали двигателя
Фото предоставлено Wikimedia Commons.
В юном возрасте меня укусила автомобильная муха, и я провел годы своего становления в окружении «Студебеккеров» на автомобильных выставках в Квебеке и на северо-востоке США. Более десяти лет гонок, реставрации и одержимости автомобилями привели меня к тому, что я постоянно нахожу баланс между научной работой и автомобильной журналистикой. В настоящее время я являюсь редактором нескольких онлайновых и печатных автомобильных изданий, а также пишу и консультирую для фармацевтической и медицинской промышленности.