Пробна вожња Унутрашње трење ИИ

Врсте подмазивања и начин подмазивања различитих делова мотора

Врсте подмазивања

Интеракције покретних површина, укључујући трење, подмазивање и хабање, резултат су науке која се назива трибологија, а када су у питању врсте трења повезане са моторима са унутрашњим сагоревањем, дизајнери дефинишу неколико врста мазива. Хидродинамичко подмазивање је најтраженији облик овог процеса, а типично место где се јавља је у главним лежајевима и клипњачама радилице који су изложени много већим оптерећењима. Појављује се у минијатурном простору између лежаја и В-вратила, а тамо га вуче пумпа за уље. Покретна површина лежаја тада делује као сопствена пумпа, која даље пумпа и дистрибуира уље и на крају ствара довољно густи филм кроз читав лежајни простор. Из тог разлога дизајнери користе лежајеве чаура за ове делове мотора, јер минимална контактна површина кугличног лежаја ствара изузетно велико оптерећење на слоју уља. Штавише, притисак у овом уљном филму може бити готово педесет пута већи од притиска који ствара сама пумпа! У пракси се силе у овим деловима преносе кроз слој уља. Наравно, да би се одржало хидродинамичко стање подмазивања, неопходно је да систем за подмазивање мотора увек пружа довољну количину уља.

Могуће је да у неком тренутку под утицајем високог притиска у појединим деловима филм за подмазивање постане стабилнији и тврђи од металних делова које подмазује, па чак доводи до деформације металних површина. Програмери ову врсту подмазивања називају еластохидродинамичком и она се може манифестовати у горе споменутим кугличним лежајевима, у зупчаницима или у подизачима вентила. У случају да брзина покретних делова један према другом постане веома мала, оптерећење се знатно повећава или нема довољно снабдевања уљем, често се јавља такозвано гранично подмазивање. У овом случају подмазивање зависи од приањања молекула уља за носеће површине, тако да су одвојени релативно танким, али још увек доступним уљним филмом. На несрећу, у овим случајевима увек постоји опасност да танки филм „пробуше“ оштри делови неправилности, па се уљима додају одговарајући адитиви против хабања који метал дуго покривају и директним контактом спречавају његово уништавање. Хидростатичко подмазивање се јавља у облику танког филма када оптерећење нагло мења смер, а брзина покретних делова је врло мала. Овде је вредно напоменути да су компаније које носе лежајеве као што су главне клипњаче као што је Федерал-Могул развиле нове технологије за њихово пресвлачење како би могле да се носе са проблемима са системима старт-стоп као што је хабање лежајева на честим стартовима делимично суво којима су подвргнути са сваким новим лансирањем. О томе ће бити речи касније. Ово често покретање доводи до преласка са једног облика мазива на други и дефинише се као „мазиво са мешовитим филмом“.

Системи за подмазивање

Најранији мотори са унутрашњим сагоревањем за аутомобиле и мотоцикле, па чак и каснији дизајни, имали су „подмазивање“ капањем у којем је уље улазило у мотор из својеврсне „аутоматске“ брадавице масти под утицајем гравитације и текло кроз њега или изгорело након проласка кроз њега. Данашњи дизајнери дефинишу ове системе подмазивања, као и системе подмазивања за двотактне моторе, у којима се уље меша са горивом, као „системе за подмазивање са укупним губицима“. Касније су ови системи побољшани додавањем уљне пумпе за снабдевање уљем у унутрашњост мотора и (често се налазе) вентиле. Међутим, ови пумпни системи немају никакве везе са каснијим технологијама присилног подмазивања које се и данас користе. Пумпе су инсталиране споља, убацујући уље у картер, а затим је прскањем доспело до фрикционих делова. Посебне лопатице на дну клипњача прскале су уље у кућиште радилице и блок цилиндра, услед чега се вишак уља скупљао у мини купатилима и каналима и под дејством силе текао у главне лежајеве и лежајеве клипњача и лежајеви брегастог вратила. Својеврсни прелаз на системе са принудним подмазивањем под притиском је мотор Форд Модел Т, у којем је замајац имао нешто попут точка воденог млина, који је требало да подигне уље и одведе га до картера (и имајте на уму пренос), затим доњи делови радилице и клипњаче остругали су уље и створили уљно купатило за трљање делова. То није било посебно тешко с обзиром на то да је брегасто вратило такође било у кућишту радилице, а вентили су били непокретни. Први светски рат и авионски мотори који једноставно нису радили са овом врстом мазива дали су снажан притисак у овом правцу. Тако су настали системи који су користили унутрашње пумпе и мешовито подмазивање под притиском и подмазивање, који су затим примењени на нове и теже оптерећене аутомобилске моторе.

Главна компонента овог система била је моторна пумпа за уље која је пумпала уље под притиском само до главних лежајева, док су се други делови ослањали на подмазивање у спреју. Дакле, није било потребно формирати жлебове у радилици, који су неопходни за системе са потпуно присилним подмазивањем. Ово последње је настало као потреба са развојем мотора који повећавају брзину и оптерећење. То је такође значило да лежајеви морају бити не само подмазани већ и хлађени.

У овим системима, уље под притиском се доводи до главног и доњег лежаја клипњаче (ови други примају уље кроз жлебове на радилици) и лежајеве брегасте осовине. Велика предност ових система је што уље практично циркулише кроз ове лежајеве, тј. пролази кроз њих и улази у картер. Тако систем обезбеђује много више уља него што је потребно за подмазивање, па се стога интензивно хладе. На пример, Хари Рикардо је још 60-их година први пут увео правило које је предвиђало циркулацију од три литра уља на сат, односно за мотор од 3 КС. – КСНУМКС литара циркулације уља у минути. Данашњи бицикли су вишеструко реплицирани.

Циркулација уља у систему за подмазивање укључује мрежу канала уграђених у тело и механизам мотора, чија сложеност зависи од броја и места цилиндара и временског механизма. Ради поузданости и трајности мотора, дизајнери су одавно фаворизовали канале у облику канала уместо цевовода.

Пумпа на моторни погон извлачи уље из картера и усмерава га на линијски филтер постављен изван кућишта. Затим је потребан један (за линијски) или пар канала (за боксере или моторе у облику слова В), који се протежу готово целом дужином мотора. Затим се помоћу малих попречних жлебова усмерава на главне лежајеве, улазећи у њих кроз улаз у горњој чаури лежаја. Кроз периферни прорез на лежају, део уља се равномерно распоређује у лежај за хлађење и подмазивање, док је други део усмерен на доњи лежај клипњаче кроз коси отвор у радилици повезан са истим прорезом. Подмазивање горњег лежаја клипњаче је у пракси теже, па је горњи део клипњаче често резервоар дизајниран да садржи прскања уља испод клипа. У неким системима уље долази до лежаја кроз отвор на самој клипњачи. Лежајеви клипних вијака заузврат су подмазани прскањем.

Слично циркулаторном систему

Када је у кућиште радилице уграђена брегаста осовина или ланчани погон, овај погон се подмазује директним уљем, а када је вратило уграђено у главу, погонски ланац се подмазује контролисаним цурењем уља из хидрауличког система проширења. Код мотора Форд 1.0 Ецобоост, погонски каиш брегасте осовине је такође подмазан - у овом случају потапањем у уљну посуду. Начин на који се уље за подмазивање доводи до лежајева брегасте осовине зависи од тога да ли мотор има доњу или горњу осовину - прво га обично прима ужлебљено од главних лежајева радилице, а друго са жљебовима повезано са главним доњим жлебом. или индиректно, са засебним заједничким каналом у глави или у самој брегастој осовини, а ако постоје две осовине, ово се множи са два.

Дизајнери настоје да створе системе у којима се вентили подмазују прецизно контролисаним протоком како би се избегло плављење и цурење уља кроз вођице вентила у цилиндрима. Додатну сложеност додаје присуство хидрауличних лифтова. Камење, неправилности подмазују се у уљној купки или прскањем у минијатурним купкама или помоћу канала кроз које уље напушта главни канал.

Што се тиче цилиндричних зидова и клипних облога, они су у потпуности или делимично подмазани уљем које излази и шири се у картер из доњих лежајева клипњаче. Краћи мотори су дизајнирани тако да њихови цилиндри добијају више уља из овог извора јер имају већи пречник и налазе се ближе радилици. У неким моторима зид цилиндра извлачи додатно уље из бочне рупе у кућишту клипњаче, која је обично усмерена према страни где клип врши већи бочни притисак на цилиндар (онај на који клип врши притисак током сагоревања током рада). ... У В-моторима је уобичајено убризгавање уља из клипњаче која се креће у супротни цилиндар на зид цилиндра тако да је горња страна подмазана, а затим повучена на доњу. Овде је вредно напоменути да у случају мотора са турбопуњачем уље улази у њихов лежај кроз главни уљни канал и цевовод. Међутим, они често користе други канал који усмерава проток уља на посебне млазнице усмерене на клипове, који су дизајнирани да их хладе. У тим случајевима пумпа за уље је много снажнија.

У системима сувих корита, пумпа за уље прима уље из посебног резервоара за уље и дистрибуира га на исти начин. Помоћна пумпа усисава смешу уља / ваздуха из картера (тако да мора имати велики капацитет), која пролази кроз уређај да би се одвојила и вратила у резервоар.

Систем за подмазивање може такође да садржи радијатор за хлађење уља у тежим моторима (то је била уобичајена пракса за старије моторе који користе једноставна минерална уља) или измењивач топлоте повезан са системом за хлађење. О томе ће бити речи касније.

Уљне пумпе и сигурносни вентили

Пумпе за уље, укључујући пар зупчаника, изузетно су погодне за рад уљног система и стога се широко користе у системима за подмазивање и у већини случајева се покрећу директно из радилице. Друга опција су ротационе пумпе. Недавно су коришћене и пумпе са клизним лопатицама, укључујући и верзије са променљивом запремином, које оптимизују рад, а самим тим и њихове перформансе у односу на брзину и смањују потрошњу енергије.

Уљни системи захтевају сигурносне вентиле, јер при великим брзинама повећање количине коју пумпа испоручује не одговара количини која може проћи кроз лежајеве. То је због чињенице да се у овим случајевима у уљу лежаја формирају јаке центрифугалне силе, спречавајући довод нове количине уља у лежај. Поред тога, покретање мотора на ниским спољним температурама повећава отпорност на уље повећањем вискозности и смањењем зазора у механизмима, што често доводи до критичних вредности притиска уља. Већина спортских аутомобила користи сензор притиска уља и сензор температуре уља.

(пратити)

Текст: Георгије Колев