Test drive friction internu II

Tipi di Lubricazione è Metudu di Lubrificazione di Varie Parti di u Motore

Tipi di lubrificazione

L'interazioni di e superfici in muvimentu, cumprese l'attritu, a lubrificazione è l'usura, sò u risultatu di una scienza chjamata tribologia, è quandu si tratta di i tipi di attritu associati à i motori à combustione interna, i cuncettori definiscenu parechji tippi di lubrificanti. A lubrificazione idrodinamica hè a forma più dumandata di stu prucessu, è u locu tipicu induve si verifica hè in i cuscinetti principali è di biella di u vilebrequin, chì sò sottumessi à carichi assai più alti. Appare in u spaziu in miniatura trà u cuscinettu è u V-shaft, è hè purtatu da una pompa d'oliu. A superficia mobile di u cuscinettu agisce allora cum'è a so propria pompa, chì pompa è distribuisce l'oliu in più è crea in definitiva una pellicula abbastanza spessa in tuttu u spaziu di u cuscinettu. Per questa ragione, i cuncepitori utilizanu cuscinetti di maniche per questi componenti di u mutore, postu chì a zona minima di cuntattu di u cuscinettu à sfere crea una carica estremamente alta nantu à u stratu di oliu. D’altronde, a pressione in stu film d’oliu pò esse guasi cinquanta volte superiore à a pressione creata da a pompa stessa! In pratica, e forze in queste parti sò trasmesse attraversu u stratu d'oliu. Benintesa, per mantene u statu di lubrificazione idrodinamica, hè necessariu chì u sistema di lubrificazione di u mutore furnisce sempre oliu sufficiente.

Hè pussibule chì à un certu puntu, sottu à l'influenza di l'alta pressione in certe parti, u film lubrificante diventi più stabile è solidu cà e parti metalliche chì lubrifica, è porta ancu à a deformazione di e superfici metalliche. I sviluppatori chjamanu stu tipu di lubrificazione elastoidrodinamica, è pò manifestassi in i cuscinetti à sfere menzionati sopra, in ruote dentate o in sollevatori di valvole. In casu chì a velocità di e parti in muvimentu parente una trà di l'altra diventi assai bassa, a carica aumenta significativamente o ùn ci hè abbastanza pruvista d'oliu, accade spessu a cosiddetta lubrificazione di cunfine. In questu casu, a lubrificazione dipende da l'adesione di e molecule d'oliu à e superfici di supportu, in modu chì sò separate da un film d'oliu relativamente finu ma sempre accessibile. Sfurtunatamente, in questi casi ci hè sempre u periculu chì a pellicula fina sia "punzata" da parti taglienti di irregolarità, dunque, l'additivi adatti antiusura sò aghjunti à l'olii, chì coprenu u metallu per un bellu pezzu è impediscenu a so distruzzione per cuntattu direttu. A lubrificazione idrostatica si faci cum'è un filmu finu quandu a carica cambia di direzione bruscamente è a velocità di e parti in muvimentu hè assai bassa. Hè da nutà quì chì e cumpagnie purtatrici cume e bielle principali cume Federal-Mogul anu sviluppatu tecnulugie nove per rivestialli in modu à pudè affruntà i prublemi cù i sistemi start-stop cume l'usura di u cuscinettu in i partenze frequenti parzialmente secchi ch'elli sò sottumessi à ogni novu lanciamentu. Questu serà discuttu dopu. Questa start-up frequente, à u turnu, porta à una transizione da una forma di lubrificante à l'altru è hè definita cum'è "lubrificante à film mixte".

Sistemi di lubrificazione

I primi motori à combustione interna di l'automobile è di i motociclisti, è ancu i disegni successivi, avianu una "lubrificazione" a goccia in cui l'oliu entrava in u mutore da una sorta di nipple di grassu "automaticu" per gravità è scurria o brusgiava dopu avè passatu per ellu. I cuncettori definiscenu oghje sti sistemi di lubrificazione, è ancu i sistemi di lubrificazione per i motori à dui tempi, in cui l'oliu hè mischiatu cù u carburante, cum'è "sistemi di lubrificazione à perdita totale". In seguitu, sti sistemi sò stati migliurati cù l'aghjuntu di una pompa d'oliu per furnisce l'oliu à l'internu di u mutore è à u trenu di valvula (spessu truvatu). Tuttavia, sti sistemi di pumping ùn anu nunda à chì vede cù e tecnologie di lubrificazione forzata successive chì sò sempre in usu oghje. E pompe sò state installate esternamente, alimentendu oliu in u carteru, è dopu ghjunghjenu à e parti di frizione schizzendu. Lame speciali in a parte inferiore di e bielle anu spruzzatu oliu in u carter è u bloccu di cilindri, per via di u quale l'oliu in eccessu hè statu raccoltu in mini-bagni è canali è, sottu à l'azione di a gravità, scorri in i cuscinetti principali è di biella. è cuscinetti di l'arburu à camme. Un tippu di transizione versu sistemi cù lubrificazione furzata sottu pressione hè u mutore Ford Model T, in u quale u volante avia qualcosa cum'è una rota di mulinu d'acqua, chì era destinatu à elevà l'oliu è cunduce lu in u carter (è nutà a trasmissione), allora i parti inferiori albero a gomiti e bielle hanno grattatu oliu è anu creatu un bagnu d'oliu per strofinà e parti. Questu ùn era micca particularmente difficiule postu chì l'arburu à camme era ancu in u cartulare è e valvule eranu ferme. A Prima Guerra Mundiale è i motori di aerei chì simpliciamente ùn anu micca travagliatu cù stu tipu di lubricante anu datu una forte spinta in questa direzzione. Hè cusì chì sò nati i sistemi chì usavanu pompe interne è lubrificazione à pressione mista è spruzzo, chì sò state poi applicate à motori automobili novi è più pesanti.

U cumpunente principale di stu sistema era una pompa d'oliu cundutta da u mutore chì pumpava l'oliu sottu pressione solu à i cuscinetti principali, mentre chì altre parti si basavanu nantu à a lubrificazione spray. Cusì, ùn era micca necessariu furmà e scanalature in u vilebrequin, chì sò necessarie per i sistemi cù lubrificazione cumpletamente forzata. Quest'ultima hè nata cum'è una necessità cù u sviluppu di motori chì aumentanu a velocità è u caricu. Ciò significava ancu chì i cuscinetti avianu da esse micca solu lubrificati ma ancu raffreddati.

In questi sistemi, l'oliu pressurizatu hè furnitu à i cuscinetti di bielle principali è inferiori (questi ultimi ricevenu l'oliu à traversu i groove in u crankshaft) è i cuscinetti di l'arbre à camme. U grande vantaghju di sti sistemi hè chì l'oliu praticamenti circula per questi cuscinetti, i.e. passa per elli è entra in u carter. Cusì, u sistema furnisce assai più oliu di ciò chì hè necessariu per a lubricazione, è per quessa sò intensamente rinfriscati. Per esempiu, in l'anni 60, Harry Ricardo hà introduttu prima una regula chì furnisce a circulazione di trè litri d'oliu per ora, vale à dì per un mutore di 3 hp. - XNUMX litri di circulazione d'oliu per minutu. E biciclette d'oghje sò riplicate parechje volte di più.

A circulazione di l'oliu in u sistema di lubrificazione include una rete di canali integrati in u meccanismu di u corpu è di u mutore, chì a cumplessità dipende da u numeru è a posizione di i cilindri è u meccanismu di distribuzione. Per u scopu di l'affidabilità è di a durabilità di u mutore, i cuncettori anu favuritu longu i canali in forma di canali invece di i pipeline.

Una pompa cundutta da u mutore tira oliu da u carteru è u dirige versu un filtru in linea muntatu fora di l'alloghju. Piglia dopu unu (per in linea) o una coppia di canali (per boxer o motori in forma di V), allargendu guasi tutta a lunghezza di u mutore. Dopu, aduprendu piccule scanalature trasversali, hè direttu versu i cuscinetti principali, entrendu li per l'entrata in u cuscinettu superiore di u cuscinettu. Attraversu una fessura periferica in u cuscinettu, una parte di l'oliu hè distribuita uniformemente in u cuscinettu per u raffreddamentu è a lubrificazione, mentre l'altra parte hè diretta versu a biella inferiore chì porta à traversu un foru oblicu in u albero motore cunnessu à u listessu slot. Lubricà u cuscinettu di a biella superiore hè più difficiule in pratica, dunque a parte superiore di a biella hè spessu un serbatoiu pensatu per cuntene schizzi d'oliu sottu à u pistone. In certi sistemi, l'oliu ghjunghje à u cuscinettu attraversu un foru in a biella stessa. I cuscinetti à pistoni sò, à u so tornu, lubrificati à spruzzo.

Simile à u sistema circulatoriu

Quandu un camshaft o una catena di trasmissione hè stallata in u crankcase, questa unità hè lubricata cù oliu drittu, è quandu l'arbre hè stallatu in a testa, a catena di trasmissione hè lubricata da una fuga d'oliu cuntrullata da u sistema di estensione idraulica. In u mutore Ford 1.0 Ecoboost, u cinturione di trasmissione di camshaft hè ancu lubricatu - in questu casu per immersione in u panu d'oliu. A manera chì l'oliu lubrificante hè furnitu à i cuscinetti di l'albero di camme dipende s'ellu u mutore hà un arbre in fondu o sopra - u primu generalmente riceve scanalatu da i cuscinetti principali di l'albero di camme è l'ultimu scanalatu cunnessu à a groove principale inferiore. o indirettu, cù un canali cumuni separatu in a testa o in u camshaft stessu, è s'ellu ci sò dui fusti, questu hè multiplicatu da dui.

I cuncettori si sforzanu di creà sistemi in cui e valvole sò lubrificate à flussi precisamente cuntrullati per evità inundazioni è perdite d'oliu attraversu e guide di valvole in i cilindri. A cumplessità supplementaria hè aghjuntu da a presenza di ascensori idraulici. E rocce, irregolarità sò lubrificate in un bagnu d'oliu o spruzzendu in bagni in miniatura, o per mezu di canali attraversu i quali l'oliu parte da u canale principale.

In quantu à i muri cilindrici è e gonne à pistoni, sò lubrificate cumpletamente o parzialmente cù oliu chì esce è si sparghje in u carter da i cuscinetti inferiori di biella. I motori più corti sò cuncepiti in modu chì i so cilindri ottenganu più oliu da sta fonte perchè anu un diametru più grande è sò più vicini à u vilebrequin. In certi motori, i muri di u cilindru ricevenu oliu supplementu da un foru laterale in l'alloghju di a biella, chì hè di solitu direttu versu u latu induve u pistone esercita più pressione laterale nantu à u cilindru (quella chì u pistone esercita pressione durante a combustione durante u funziunamentu). ... In i motori V, hè cumunu per injectà oliu da una biella chì si move in u cilindru oppostu nantu à u muru di u cilindru in modu chì u latu superiore sia lubrificatu, è dopu hè tiratu versu u latu inferiore. Hè da nutà quì chì in u casu di i motori turbo, l'oliu entra in u cuscinettu di questu ultimu attraversu u canali principali di l'oliu è u pipeline. Tuttavia, adupranu spessu un secondu canale chì dirige u flussu di l'oliu versu l'ugelli speciali diretti à i pistoni, chì sò cuncepiti per raffreddalli. In questi casi, a pompa à oliu hè assai più putente.

In i sistemi di pozzu seccu, a pompa d'oliu riceve oliu da un cisterna d'oliu separatu è u distribuisce in u listessu modu. A pompa ausiliaria aspira u mischju oliu / aria da u cartulare (cusì deve avè una grande capacità), chì scorre à traversu u dispusitivu per separà quest'ultimu è u restituisce à u reservoir.

U sistema di lubrificazione pò ancu includere un radiatore per raffreddà l'oliu in i motori più pesanti (questa era una pratica cumuna per i motori più vechji chì usanu semplici olii minerali) o un scambiatore di calore cunnessu à u sistema di raffreddamentu. Questu serà discuttu dopu.

Pompi à oliu è valvule di succorsu

I pompi d'oliu, cumpresu un paru di ingranaggi, sò assai adattati per u funziunamentu di un sistema d'oliu è sò dunque largamente usati in sistemi di lubrificazione è in a maiò parte di i casi sò guidati direttamente da u crankshaft. Un'altra opzione hè a pompa rotativa. Ricertamenti, sò stati utilizati ancu pompe à pale sliding, cumprese versioni di cilindrata variabile, chì ottimisanu l'operazione è cusì u so rendimentu in relazione à a velocità è riduce u cunsumu d'energia.

I sistemi d'oliu richiedenu valvole di sollievu perchè à velocità elevate l'aumentu di a quantità furnita da a pompa di oliu ùn currisponde micca à a quantità chì pò passà per i cuscinetti. Questu hè duvutu à u fattu chì in questi casi forti forze centrifugali sò furmate in l'oliu portante, impedendu u fornimentu di una nova quantità di oliu à u cuscinettu. Inoltre, l'avviamentu di u mutore à basse temperature esterne aumenta a resistenza à l'oliu cù un aumentu di viscosità è una diminuzione di reazione in i meccanismi, chì spessu porta à valori critichi di pressione d'oliu. A maiò parte di e vitture sportive utilizanu un manometru di pressione d'oliu è un manometru di temperatura di l'oliu.

(seguità)

Testu: Georgy Kolev