تست درایو داخلی اصطکاک II

انواع روغن کاری و نحوه روغن کاری قطعات مختلف موتور

انواع روغن کاری

فعل و انفعالات سطوح متحرک ، از جمله اصطکاک ، روانکاری و سایش ، نتیجه علمی به نام تریبولوژی است و هنگامی که صحبت از انواع اصطکاک مربوط به موتورهای احتراقی می شود ، طراحان چندین نوع روان کننده را تعریف می کنند. روغن کاری هیدرودینامیکی بیشترین تقاضا برای این فرآیند است و مکان معمولی محل وقوع آن در یاتاقان های اصلی و میله اتصال میل لنگ است که بارهای بسیار بیشتری را متحمل می شوند. در فضای مینیاتوری بین یاتاقان و شافت V ظاهر می شود و توسط پمپ روغن به آنجا آورده می شود. سطح متحرک یاتاقان بعنوان پمپ خود عمل می کند ، که روغن را پمپاژ و توزیع می کند و در نهایت یک فیلم ضخیم به اندازه کافی در کل فضای تحمل ایجاد می کند. به همین دلیل ، طراحان از یاتاقان های آستین برای این اجزای موتور استفاده می کنند ، زیرا حداقل سطح تماس یاتاقان توپی ، بار بسیار زیادی را روی لایه روغن ایجاد می کند. علاوه بر این ، فشار موجود در این فیلم روغن می تواند تقریباً پنجاه برابر فشار ایجاد شده توسط خود پمپ باشد! در عمل ، نیروهای موجود در این قسمت ها از طریق لایه روغن منتقل می شوند. البته برای حفظ حالت روانکاری هیدرودینامیکی لازم است که سیستم روغن کاری موتور همیشه مقدار کافی روغن تأمین کند.

این امکان وجود دارد که در مقطعی ، تحت تأثیر فشار زیاد در قسمتهای خاص ، فیلم روانکاری نسبت به قطعات فلزی که روغن کاری می کند ، پایدارتر و جامدتر شود و حتی منجر به تغییر شکل سطوح فلزی شود. توسعه دهندگان این نوع روغنکاری را الاستوهیدرودینامیک می نامند و می تواند خود را در یاتاقان های توپی ذکر شده در بالا ، در چرخ دنده ها یا در بالابرهای سوپاپ نشان دهد. در صورتی که سرعت قطعات متحرک نسبت به یکدیگر بسیار کم شود ، بار به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و یا روغن کافی وجود ندارد ، به اصطلاح روغن کاری مرزی اغلب اتفاق می افتد. در این حالت ، روانکاری به چسبندگی مولکولهای روغن به سطوح پشتیبانی کننده بستگی دارد ، به طوری که آنها توسط یک فیلم روغن نسبتاً نازک اما هنوز قابل دسترسی از هم جدا می شوند. متأسفانه ، در این موارد همیشه این خطر وجود دارد که فیلم نازک توسط قسمتهای تیز بی نظمی "سوراخ" شود ، بنابراین ، مواد افزودنی ضد لباس مناسب به روغنها اضافه می شوند ، که فلز را برای مدت طولانی می پوشانند و با تماس مستقیم از تخریب آن جلوگیری می کنند. روغن کاری هیدرواستاتیک به صورت یک فیلم نازک زمانی اتفاق می افتد که بار به طور ناگهانی تغییر جهت دهد و سرعت قطعات متحرک بسیار کم باشد. در اینجا شایان ذکر است که شرکت های بلبرینگ مانند میله های اصلی اتصال مانند Federal-Mogul فناوری های جدیدی را برای پوشش آنها ایجاد کرده اند تا بتوانند مشکلات مربوط به سیستم های start-stop مانند سایش یاتاقان را در هنگام شروع مکرر ، تا حدی خشک حل کنند. که با هر پرتاب جدید تحت آنها قرار می گیرند. به این موضوع بعدا پرداخته خواهد شد. این راه اندازی مکرر ، به نوبه خود ، منجر به انتقال از یک شکل روان کننده به شکل دیگر می شود و به عنوان "روانکار فیلم مخلوط" تعریف می شود.

سیستم های روغن کاری

اولین موتورهای احتراق داخلی خودرو و موتورسیکلت ها و حتی طراحی های بعدی ، دارای "روانکاری" قطره ای بودند که در آن روغن از نوعی نوک پستان گریس "اتوماتیک" بر اثر جاذبه وارد موتور می شد و پس از عبور از آن جریان می یابد یا می سوزد. امروزه طراحان این سیستم های روغن کاری و همچنین سیستم های روغنکاری موتورهای دو زمانه را که در آنها روغن با سوخت مخلوط می شود ، به عنوان "سیستم های روانکاری اتلاف کل" تعریف می کنند. بعداً ، این سیستم ها با افزودن یک پمپ روغن برای تامین روغن به داخل موتور و قطار سوپاپ (اغلب یافت می شود) بهبود یافتند. با این حال ، این سیستم های پمپاژ هیچ ارتباطی با فن آوری های روانکاری اجباری بعدی که هنوز هم در حال استفاده هستند ، ندارند. پمپ ها به صورت خارجی نصب شده و روغن را به میل لنگ وارد می کردند و سپس با پاشیدن به قسمتهای اصطکاک می رسید. تیغه های ویژه در قسمت پایین میله های اتصال دهنده روغن را به محفظه میل لنگ و سیلندر اسپری می کنند ، در نتیجه روغن اضافی در حمام ها و کانال های کوچک جمع آوری می شود و تحت تأثیر جاذبه به یاتاقان های اصلی و اتصال دهنده جریان می یابد. و یاطاقان بادامک. نوعی انتقال به سیستم هایی با روانکاری اجباری تحت فشار ، موتور فورد مدل T است که در آن فلایویل چیزی شبیه به چرخ آسیاب آب داشت که برای بلند کردن روغن و لوله گذاری به میل لنگ (و توجه به گیربکس) در نظر گرفته شده بود. قسمت های پایینی میل لنگ و میله های اتصال روغن را خراشیده و حمام روغنی برای مالش قطعات ایجاد کردند. با توجه به این که میل بادامک نیز در میل لنگ و دریچه ها ثابت بودند ، این امر چندان دشوار نبود. جنگ جهانی اول و موتورهای هواپیما که به سادگی در چنین روان کننده کار نمی کردند ، انگیزه ای قوی در این جهت دادند. به این ترتیب سیستم هایی متولد شدند که از پمپ های داخلی و فشار مخلوط و روان کننده اسپری استفاده می کردند ، که سپس بر روی موتورهای جدید و سنگین تر خودرو اعمال می شد.

جز main اصلی این سیستم یک پمپ روغن موتور بود که روغن را تحت فشار فقط به یاتاقان های اصلی پمپاژ می کرد ، در حالی که سایر قطعات به روانکاری اسپری متکی بودند. بنابراین ، ایجاد شیارهایی در میل لنگ ، که برای سیستم هایی با روغن کاری کاملاً اجباری ضروری است ، ضروری نبود. مورد اخیر با توسعه موتورهایی که سرعت و بار را افزایش می دهند ، به عنوان یک ضرورت به وجود آمد. این همچنین بدان معنی بود که بلبرینگ ها نه تنها باید روغن کاری شوند بلکه باید خنک شوند.

در این سیستم ها، روغن تحت فشار به بلبرینگ های شاتون اصلی و پایینی (این دومی روغن را از طریق شیارهای میل لنگ دریافت می کند) و یاتاقان های میل بادامک عرضه می شود. مزیت بزرگ این سیستم ها این است که روغن عملاً از طریق این یاتاقان ها به گردش در می آید. از آنها عبور می کند و وارد میل لنگ می شود. بنابراین، سیستم روغن بسیار بیشتری از آنچه برای روانکاری لازم است فراهم می کند و بنابراین آنها به شدت خنک می شوند. به عنوان مثال ، در دهه 60 ، هری ریکاردو برای اولین بار قانونی را معرفی کرد که گردش سه لیتر روغن در ساعت را در نظر می گرفت ، یعنی برای موتور 3 اسب بخار. – XNUMX لیتر گردش روغن در دقیقه. دوچرخه های امروزی چندین برابر بیشتر تکرار می شوند.

گردش روغن در سیستم روغن کاری شامل شبکه ای از کانالهای تعبیه شده در بدنه و مکانیزم موتور است که پیچیدگی آنها به تعداد و محل سیلندرها و مکانیسم زمان بستگی دارد. به دلیل اطمینان و دوام موتور ، طراحان مدت طولانی کانال های کانال شکل را نسبت به خطوط لوله ترجیح داده اند.

پمپ محرک موتور روغن را از میل لنگ می کشد و آن را به یک فیلتر درون خطی که در خارج از محفظه نصب شده هدایت می کند. سپس یک (برای خط) یا یک جفت کانال (برای موتورهای بوکسور یا V شکل) طول می کشد ، تقریباً در کل طول موتور گسترش می یابد. سپس ، با استفاده از شیارهای عرضی کوچک ، به سمت یاتاقان های اصلی هدایت می شود ، و آنها را از طریق ورودی در پوسته یاتاقان بالا وارد می کند. از طریق یک شکاف محیطی در یاتاقان ، بخشی از روغن به طور مساوی در یاتاقان برای خنک سازی و روغن کاری توزیع می شود ، در حالی که قسمت دیگر از طریق یک سوراخ مایل به میل لنگ متصل به همان شکاف به بلبرینگ میله اتصال پایین هدایت می شود. روغن کاری یاتاقان میله اتصال فوقانی در عمل دشوارتر است ، بنابراین قسمت فوقانی میله اتصال اغلب مخزنی است که به منظور مهار پاشش روغن در زیر پیستون طراحی شده است. در بعضی از سیستم ها ، روغن از طریق یک سوراخ در خود میله اتصال به بلبرینگ می رسد. یاطاقان پیچ و مهره پیستون ، به نوبه خود ، اسپلش روانکاری می شود.

مشابه سیستم گردش خون

هنگامی که یک میل بادامک یا درایو زنجیره ای در میل لنگ نصب می شود، این درایو با روغن مستقیم روغن کاری می شود و هنگامی که شفت در سر نصب می شود، زنجیره محرک با نشت روغن کنترل شده از سیستم توسعه هیدرولیک روغن کاری می شود. در موتور فورد 1.0 اکوبوست، تسمه محرک میل بادامک نیز روغن کاری می شود - در این مورد با غوطه ور شدن در تابه روغن. روشی که روغن روان کننده به یاتاقان های میل بادامک عرضه می شود به این بستگی دارد که موتور دارای شفت پایین یا بالایی است - اولی معمولاً آن را به صورت شیاردار از یاتاقان های اصلی میل لنگ دریافت می کند و دومی شیاردار متصل به شیار اصلی پایینی. یا به طور غیر مستقیم با یک کانال مشترک جداگانه در سر یا در خود میل بادامک و اگر دو شفت باشد این در دو ضرب می شود.

طراحان تلاش می کنند سیستم هایی را ایجاد کنند که دریچه ها با دبی دقیق کنترل شده روانکاری شوند تا از جاری شدن سیل و نشت روغن از طریق راهنماهای شیر در سیلندرها جلوگیری کنند. با وجود بالابرهای هیدرولیکی به پیچیدگی های اضافی افزوده می شود. سنگ ها ، بی نظمی ها در حمام روغن یا با اسپری در حمام های کوچک ، یا با استفاده از کانال هایی که روغن از آنها کانال اصلی را ترک می کند ، روغن کاری می شوند.

در مورد دیواره های استوانه ای و دامن های پیستونی ، آنها کاملاً یا تا حدی با روغن خارج شده و در میل لنگ از یاتاقان های میله اتصال پایین پخش می شوند. موتورهای کوتاه تر به گونه ای طراحی شده اند که سیلندرهای آنها روغن بیشتری از این منبع دریافت می کنند زیرا قطر آنها بیشتر است و به میل لنگ نزدیکتر هستند. در بعضی از موتورها ، دیواره سیلندر روغن اضافی را از یک سوراخ کناری در محفظه میله اتصال می کشد ، که معمولاً به طرف سمتی هدایت می شود که پیستون فشار جانبی بیشتری روی سیلندر وارد می کند (همان چیزی که پیستون در حین کار روی آن فشار می آورد). ... در موتورهای V ، تزریق روغن از یک میله اتصال که به داخل سیلندر مخالف روی دیواره سیلندر حرکت می کند به گونه ای معمول است که قسمت بالایی آن روغن کاری شده و سپس به سمت پایین کشیده می شود. در اینجا لازم به ذکر است که در مورد موتورهای توربوشارژ ، روغن از طریق کانال اصلی روغن و خط لوله وارد بلبرینگ دومی می شود. با این حال ، آنها اغلب از یک کانال دوم استفاده می کنند که جریان روغن را به سمت نازل های خاصی که به سمت پیستون ها هدایت می شوند ، هدایت می کند ، که برای خنک کردن آنها طراحی شده است. در این موارد ، پمپ روغن بسیار قدرتمندتر است.

در سیستم های مخزن خشک ، پمپ روغن روغن را از یک مخزن روغن جداگانه دریافت کرده و به همان روش توزیع می کند. پمپ کمکی مخلوط روغن / هوا را از میل لنگ می مکد (بنابراین باید ظرفیت زیادی داشته باشد) ، که از دستگاه عبور می کند تا دومی جدا شود و آن را به مخزن برگرداند.

سیستم روغن کاری همچنین ممکن است شامل یک رادیاتور برای خنک سازی روغن موتورهای سنگین تر باشد (این روش معمول در موتورهای قدیمی با استفاده از روغنهای معدنی ساده بود) یا مبدل حرارتی متصل به سیستم خنک کننده. به این موضوع بعدا پرداخته خواهد شد.

پمپ های روغن و دریچه های تسکین دهنده

پمپ های روغن، از جمله یک جفت دنده، برای عملکرد سیستم روغن بسیار مناسب هستند و بنابراین به طور گسترده در سیستم های روغن کاری استفاده می شوند و در بیشتر موارد مستقیماً از میل لنگ رانده می شوند. گزینه دیگر پمپ های دوار است. اخیراً از پمپ های پره ای کشویی نیز استفاده شده است که از جمله آنها می توان به نسخه های جابجایی متغیر اشاره کرد که عملکرد و در نتیجه عملکرد آنها را در رابطه با سرعت و کاهش مصرف انرژی بهینه می کند.

سیستم های روغن به دریچه های تسکین دهنده احتیاج دارند زیرا در سرعت های بالا افزایش مقدار تأمین شده توسط پمپ روغن با مقدار قابل عبور از یاتاقان ها مطابقت ندارد. این امر به این دلیل است که در این موارد نیروهای گریز از مرکز قوی در روغن یاتاقان تشکیل شده و مانع از عرضه مقدار جدیدی از روغن به یاتاقان می شوند. علاوه بر این ، روشن شدن موتور در دمای پایین محیط باعث افزایش مقاومت روغن با افزایش ویسکوزیته و کاهش واکنش در مکانیزم ها می شود که اغلب منجر به مقادیر بحرانی فشار روغن می شود. اکثر اتومبیل های اسپرت از فشار سنج روغن و گیج دمای روغن استفاده می کنند.

(پيگيري كردن)

متن: جورجی کولف