Testa brauciena iekšējā berze II
Dažādu motora daļu eļļošanas veidi un eļļošanas metode
Eļļošanas veidi
Kustīgo virsmu mijiedarbība, ieskaitot berzi, eļļošanu un nodilumu, ir zinātnes, ko sauc par triboloģiju, rezultāts, un, runājot par berzes veidiem, kas saistīti ar iekšdedzes motoriem, dizaineri definē vairākus smērvielu veidus. Hidrodinamiskā eļļošana ir vispieprasītākā šī procesa forma, un tipiska vieta, kur tā notiek, ir kloķvārpstas galveno un savienojošo stieņu gultņi, uz kuriem attiecas daudz lielākas slodzes. Tas parādās miniatūrā telpā starp gultni un V vārpstu, un to tur ieved eļļas sūknis. Pēc tam gultņa kustīgā virsma darbojas kā savs sūknis, kas tālāk sūknē un izplata eļļu un galu galā rada diezgan biezu plēvi visā gultņu telpā. Šī iemesla dēļ dizaineri šīm dzinēja sastāvdaļām izmanto uzmavu gultņus, jo lodīšu gultņa minimālais kontakta laukums rada ārkārtīgi lielu slodzi uz eļļas slāni. Turklāt spiediens šajā eļļas plēvē var būt gandrīz piecdesmit reizes lielāks par paša sūkņa radīto spiedienu! Praksē spēki šajās daļās tiek pārraidīti caur eļļas slāni. Protams, lai uzturētu hidrodinamisko eļļošanas stāvokli, ir nepieciešams, lai motora eļļošanas sistēma vienmēr piegādātu pietiekamu daudzumu eļļas.
Iespējams, ka kādā brīdī augsta spiediena ietekmē noteiktās daļās eļļošanas plēve kļūst stabilāka un cietāka nekā metāla daļas, kuras tā ieeļļo, un pat noved pie metāla virsmu deformācijas. Izstrādātāji šo eļļošanas veidu sauc par elastohidrodinamisku, un tas var izpausties iepriekš minētajos lodīšu gultņos, zobratu riteņos vai vārstu pacēlājos. Gadījumā, ja kustīgo daļu ātrums attiecībā pret otru kļūst ļoti mazs, slodze ievērojami palielinās vai nepietiek eļļas, bieži notiek tā dēvētā robežeļļošana. Šajā gadījumā eļļošana ir atkarīga no eļļas molekulu saķeres ar atbalsta virsmām, lai tās atdalītu ar salīdzinoši plānu, bet joprojām pieejamu eļļas plēvi. Diemžēl šajos gadījumos vienmēr pastāv briesmas, ka plānā plēve tiks “caurdurta” ar asām nelīdzenumu daļām, tāpēc eļļām tiek pievienotas atbilstošas pretnodiluma piedevas, kas ilgu laiku pārklāj metālu un novērš tā iznīcināšanu tiešā saskarē. Hidrostatiskā eļļošana notiek plānas plēves formā, kad krava strauji maina virzienu un kustīgo daļu ātrums ir ļoti mazs. Šeit ir vērts atzīmēt, ka gultņu uzņēmumi, piemēram, galvenie stieņi, piemēram, Federal-Mogul, ir izstrādājuši jaunas tehnoloģijas to pārklāšanai, lai viņi varētu tikt galā ar problēmām ar start-stop sistēmām, piemēram, gultņu nodilums biežiem startiem, daļēji sauss ka tie tiek pakļauti katrai jaunai palaišanai. Tas tiks apspriests vēlāk. Šī bieža palaišana savukārt noved pie pārejas no vienas smērvielas formas uz citu un tiek definēta kā “jaukta plēves smērviela”.
Eļļošanas sistēmas
Agrākajiem automobiļu un motociklu iekšdedzes dzinējiem un pat vēlākiem dizainparaugiem bija pilienveida "eļļošana", kurā eļļa no sava veida "automātiskās" smērvielas sprauslas gravitācijas ceļā iekļuva motorā un pēc tam izplūda cauri vai izdegās. Dizaineri mūsdienās šīs eļļošanas sistēmas, kā arī eļļošanas sistēmas divtaktu motoriem, kurās eļļa tiek sajaukta ar degvielu, definē kā "kopējā zuduma eļļošanas sistēmas". Vēlāk šīs sistēmas tika uzlabotas, pievienojot eļļas sūkni, lai eļļu piegādātu motora iekšpusē un (bieži sastopamajam) vārstu sastāvam. Tomēr šīm sūknēšanas sistēmām nav nekāda sakara ar vēlākajām piespiedu eļļošanas tehnoloģijām, kuras tiek izmantotas vēl šodien. Sūkņi tika uzstādīti ārēji, karterī ievadot eļļu, un pēc tam, šļakstoties, tas sasniedza berzes daļas. Speciālie asmeņi savienojošo stieņu apakšā iesmidzināja eļļu karterī un cilindru blokā, kā rezultātā liekā eļļa tika savākta mini vannās un kanālos, un smaguma ietekmē tā ieplūda galvenajos un savienojošo stieņu gultņos un sadales vārpstas gultņi. Sava veida pāreja uz sistēmām ar piespiedu eļļošanu zem spiediena ir Ford Model T dzinējs, kurā spararatam bija kaut kas līdzīgs ūdens dzirnavu ritenim, kas bija paredzēts eļļas pacelšanai un cauruļvada pievienošanai karterim (un atzīmējiet transmisiju), pēc tam apakšējās daļas kloķvārpsta un savienojošie stieņi nokasīja eļļu un izveidoja eļļas vannu detaļu beršanai. Tas nebija īpaši grūti, ņemot vērā, ka sadales vārpsta bija arī karterī un vārsti bija nekustīgi. Pirmais pasaules karš un lidmašīnu dzinēji, kas vienkārši nedarbojās ar šāda veida smērvielām, deva spēcīgu virzību šajā virzienā. Tā radās sistēmas, kurās tika izmantoti iekšējie sūkņi un jaukta spiediena un smidzināšanas eļļošana, kas pēc tam tika pielietota jaunākiem un smagākiem automobiļu dzinējiem.
Šīs sistēmas galvenā sastāvdaļa bija ar dzinēju darbināms eļļas sūknis, kas zem spiediena sūknēja eļļu tikai uz galvenajiem gultņiem, savukārt citas daļas paļāvās uz smidzināšanas eļļošanu. Tādējādi kloķvārpstā nebija jāveido rievas, kas nepieciešamas sistēmām ar pilnīgi piespiedu eļļošanu. Pēdējais radās kā nepieciešamība, attīstot motorus, kas palielina ātrumu un slodzi. Tas arī nozīmēja, ka gultņus vajadzēja ne tikai ieeļļot, bet arī atdzesēt.
Šajās sistēmās spiediena eļļu piegādā galvenajam un apakšējam savienojuma stieņa gultņiem (pēdējais saņem eļļu caur kloķvārpstas rievām) un sadales vārpstas gultņiem. Šo sistēmu lielā priekšrocība ir tā, ka eļļa praktiski cirkulē caur šiem gultņiem, t.i. iet caur tiem un iekļūst karterī. Tādējādi sistēma nodrošina daudz vairāk eļļas, nekā nepieciešams eļļošanai, un tāpēc tās tiek intensīvi atdzesētas. Piemēram, tālajā 60. gados Harijs Rikardo pirmo reizi ieviesa noteikumu, kas paredzēja trīs litru eļļas cirkulāciju stundā, tas ir, 3 ZS dzinējam. – XNUMX litri eļļas cirkulācijas minūtē. Mūsdienu velosipēdi tiek atkārtoti daudzkārt vairāk.
Eļļas cirkulācija eļļošanas sistēmā ietver korpusā un motora mehānismā iebūvētu kanālu tīklu, kura sarežģītība ir atkarīga no cilindru skaita un atrašanās vietas, un laika mehānismu. Motora uzticamības un izturības labad dizaineri jau sen ir iecienījuši kanāla formas kanālus, nevis cauruļvadus.
Ar motoru darbināms sūknis izsūc eļļu no kartera un novirza to uz līnijas filtru, kas uzstādīts ārpus korpusa. Pēc tam tam ir nepieciešams viens (rindas režīmā) vai kanālu pāris (boksera vai V-veida motoriem), pagarinot gandrīz visu motora garumu. Tad, izmantojot mazas šķērsvirziena rievas, tas tiek virzīts uz galvenajiem gultņiem, iekļūstot tos caur augšējā gultņa apvalka ieplūdi. Caur perifēro spraugu gultnī daļa eļļas vienmērīgi tiek sadalīta gultnī dzesēšanai un eļļošanai, bet otra daļa tiek virzīta uz apakšējā stieņa gultni caur kloķa vārpstas slīpu urbumu, kas savienots ar to pašu spraugu. Augšējā šarnīra gultņa eļļošana praksē ir grūtāka, tāpēc savienojuma stieņa augšējā daļa bieži ir rezervuārs, kas paredzēts eļļas šļakatu ievietošanai zem virzuļa. Dažās sistēmās eļļa sasniedz gultni caur paša savienotājstieņa urbumu. Savukārt virzuļa skrūvju gultņi tiek smērēti ar smidzinātāju.
Līdzīgi kā asinsrites sistēmā
Kad karterī ir uzstādīta sadales vārpstas vai ķēdes piedziņa, šī piedziņa tiek ieeļļota ar taisnteces eļļu, un, kad vārpsta ir uzstādīta galvā, piedziņas ķēde tiek ieeļļota ar kontrolētu eļļas noplūdi no hidrauliskās pagarināšanas sistēmas. Ford 1.0 Ecoboost dzinējā sadales vārpstas piedziņas siksna tiek arī ieeļļota - šajā gadījumā iegremdējot eļļas tvertnē. Smēreļļas padeves veids sadales vārpstas gultņiem ir atkarīgs no tā, vai dzinējam ir apakšējā vai augšējā vārpsta – pirmais to parasti saņem ar rievu no kloķvārpstas galvenajiem gultņiem, bet otrais ar rievojumu savienots ar galveno apakšējo rievu. vai netieši, ar atsevišķu kopīgu kanālu galvā vai pašā sadales vārpstā, un, ja ir divas vārpstas, to reizina ar diviem.
Dizaineri cenšas izveidot sistēmas, kurās vārstus ieeļļo ar precīzi kontrolētu plūsmas ātrumu, lai izvairītos no plūdiem un eļļas noplūdes caur cilindru vārstu vadotnēm. Papildu sarežģītību papildina hidraulisko pacēlāju klātbūtne. Akmeņus, nelīdzenumus ieeļļo eļļas vannā vai izsmidzinot miniatūrās vannās, vai izmantojot kanālus, pa kuriem eļļa atstāj galveno kanālu.
Kas attiecas uz cilindriskajām sienām un virzuļu pārsegiem, tās ir pilnībā vai daļēji ieeļļotas ar eļļu, kas izplūst un izplatās karterī no apakšējo savienojošo stieņu gultņiem. Īsāki dzinēji ir konstruēti tā, lai to cilindri iegūtu vairāk eļļas no šī avota, jo tiem ir lielāks diametrs un tie ir tuvāk kloķvārpstai. Dažos dzinējos cilindra siena velk papildu eļļu no siksnas stieņa korpusa sānu atveres, kas parasti ir vērsta uz sāniem, kur virzulis uz cilindru izdara lielāku sānu spiedienu (to, uz kuru virzulis degšanas laikā izdara spiedienu darbības laikā). ... V motoros ir ierasts, ka eļļu injicē no savienojošā stieņa, kas pārvietojas pretējā cilindrā, uz cilindra sienas tā, lai augšējā puse būtu ieeļļota, un pēc tam to velk uz apakšējo pusi. Šeit ir vērts atzīmēt, ka turbodzinēju gadījumā eļļa caur galveno eļļas kanālu un cauruļvadu nonāk pēdējo gultnī. Tomēr viņi bieži izmanto otro kanālu, kas eļļas plūsmu novirza uz īpašām sprauslām, kas vērstas uz virzuļiem, kas paredzēti to atdzesēšanai. Šajos gadījumos eļļas sūknis ir daudz jaudīgāks.
Sausās tvertnes sistēmās eļļas sūknis saņem eļļu no atsevišķas eļļas tvertnes un izplata to tādā pašā veidā. Papildsūknis izsūc eļļas / gaisa maisījumu no kartera (tātad tam jābūt ar lielu jaudu), kas plūst caur ierīci, lai pēdējo atdalītu un atgrieztu rezervuārā.
Eļļošanas sistēmā var būt arī radiators eļļas dzesēšanai smagākos motoros (tā bija izplatīta prakse vecākiem motoriem, izmantojot vienkāršas minerāleļļas) vai siltummainis, kas pievienots dzesēšanas sistēmai. Tas tiks apspriests vēlāk.
Eļļas sūkņi un drošības vārsti
Eļļas sūkņi, ieskaitot pārnesumu pāri, ir ārkārtīgi piemēroti eļļas sistēmas darbībai, tāpēc tos plaši izmanto eļļošanas sistēmās un vairumā gadījumu tiek darbināti tieši no kloķvārpstas. Vēl viena iespēja ir rotācijas sūkņi. Pēdējā laikā tiek izmantoti arī bīdāmo lāpstiņu sūkņi, tostarp mainīga darba tilpuma versijas, kas optimizē darbību un līdz ar to arī to veiktspēju attiecībā pret ātrumu un samazina enerģijas patēriņu.
Eļļas sistēmām nepieciešami drošības vārsti, jo pie liela ātruma eļļas sūkņa piegādātā daudzuma pieaugums nesakrīt ar daudzumu, kas var iziet cauri gultņiem. Tas ir saistīts ar faktu, ka šajos gadījumos gultņu eļļā tiek veidoti spēcīgi centrbēdzes spēki, kas novērš jauna eļļas daudzuma padevi uz gultni. Turklāt, iedarbinot motoru zemā ārējā temperatūrā, palielinās eļļas izturība, palielinoties viskozitātei un samazinoties mehānismu pretreakcijai, kas bieži noved pie eļļas spiediena kritiskajām vērtībām. Lielākā daļa sporta automašīnu izmanto eļļas spiediena mērītāju un eļļas temperatūras mērītāju.
(sekot)
Teksts: Georgijs Koļevs
