Масляный насос: описание, типы и конструкция
Смазка трущихся деталей двигателя осуществляется маслом, которое циркулирует в системе смазки мотора. При этом часть узлов и деталей смазывается только маслом под давлением, например, так осуществляется смазка коренных и шатунных вкладышей коленчатого вала. Задачи: циркуляция масла и подача его под давлением, решаются установленным в двигателе масляным насосом. Для обеспечения достаточного смазывания и охлаждения масляный насос должен прокачивать через двигатель весь объем масла 4–6 раз в минуту. Кроме того, насос должен быть выполнен таким образом, чтобы в места смазывания после запуска холодного двигателя как можно быстрее подавалось моторное масло. И чтобы объёма подачи моторного масла было достаточно также при малой частоте вращения.
Привод масляного насоса осуществляется от коленчатого или распределительного вала.
При ремонте двигателя НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендуется, масляные насосы менят.
Масляные насосы имеют длительный срок службы. Однако срок службы масляного насоса может сократиться из-за допускаемых во время технического обслуживания ошибок, недостаточного качества моторного масла, разбавления масла и попадания грязи. В результате всего этого может потребоваться досрочная замена масляного насоса.
Типы и конструция масляных насосов:
Существует два типа масляных насосов, которые отличаются по устройству и принципу действия:
— Шестереночного типа
— Роторного типа
Шестеренный масляный насос — масляный насос шестеренного типа представляет собой две шестерни – ведущую и ведомую, размещенные в корпусе. Масло в насос поступает через всасывающий канал, захватывается шестернями и нагнетается в систему через нагнетательный канал. Производительность шестеренного насоса пропорциональна частоте вращения коленчатого вала.
Различают два вида конструкций шестеренных насосов:
-шестеренный насос с наружным зацеплением (шестерня около шестерни)
-шестеренный насос с внутренним зацеплением (шестерня в шестерне)
При равной производительности шестеренный насос с внутренним зацеплением имеет меньшие габаритные размеры. Масляные насосы шестеренного типа являются нерегулируемыми.
Роторный масляный насос — объединяет два ротора — внутренний (ведущий) и внешний (ведомый), которые помещены в корпус.
Масло всасывается в насос, захватывается лопастями роторов и нагнетается в систему. Также как в шестерном насосе, при необходимости срабатывает редукционный клапан. Указанную конструкцию имеет нерегулируемый роторный насос.
Регулируемый роторный масляный насос — более совершенная конструкция роторного насоса, которая обеспечивает постоянное давление во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала. Для реализации функции регулирования давления в конструкцию роторного насоса добавлен подвижный статор с регулировочной пружиной. Регулирование производится путем изменения объема полости между ведущим и ведомым роторами за счет поворота статора. Применение регулируемого масляного насоса позволяет снизить величину отбираемой мощности от двигателя (в среднем на 30%), износ масла благодаря меньшей оборачиваемости, вспенивание масла.
Шиберный пластинчатый масляный насос — чтобы регулировать производительность насоса в зависимости от числа оборотов привода, была разработана конструкция пластинчатого (шиберного) масляного насоса.
Имея в своем составе небольшое количество элементов, насос такой конструкции позволяет регулировать величину производительности за счет смещения наружного статора относительно центра вращения ротора. При максимальной частоте вращения коленчатого вала пластинчатый масляный насос нуждается лишь в половине приводной мощности по сравнению с шестеренчатыми насосами, что способствует снижению расхода топлива. Конструкция масляного насоса с маятниковыми золотниками позволяет изменять рабочий объем путем изменения эксцентриситета наружного ротора относительно центрального, и в связи с этим давление и производительность насоса. Эксцентриситет меняется при помощи специального регулирующего поршня, который в зависимости от давления масла изменяет положение наружного ротора. Такая конструкция насоса, по сравнению с обычными, позволила снизить механическую мощность привода до 2 кВт.
Проверка давления масла. Проверка маслянного насоса и фильтра на стенде.
Главная » Проверка и регулировка осевого зазора, подтяжка гаек крепления головки цилиндров.
Автор admin На чтение 3 мин. Просмотров 911 Опубликовано
О состоянии системы смазки судят по давлению масла. Давление масла и его температура взаимосвязаны. У холодного двигателя давление масла выше. Вязкость масла понижается по мере нагрева двигателя, а это влечет за собой снижение давления масла.
Таблица 24
Предельные значения давления масла в системе смазки, МПа (кгс/см2)
Проверять давление масла можно прибором К.И-4940, состоящим из контрольного манометра и тройника, при помощи которого прибор подключается к системе смазки двигателя. Давление в системе должно соответствовать нормативным данным (табл.
24).
В ГОСНИТИ разработан метод определения причины падения давления и раздельной проверки подшипников коленчатого вала и масляного насоса. К масляной системе проверяемого двигателя подключаются последовательно внешний масляный насос между главной магистралью и масляным насосом двигателя. Если при работе двигателя давление в системе находится в нормальных пределах, то неисправный масляный насос двигателя необходимо заменить; если давление снижено, значит неисправны подшипники коленчатого вала двигателя.
На рисунке 18 приведена гидравлическая схема испытания масляных насосов и манометров на стенде КИ-1575.
Приготовленной смесью заполняют бак 2 до погружения насоса. Включают стенд, устанавливают вариатором нормальную частоту вращения валика насоса, открывают вентиль 7, кран 3.
Затем постепенно заворачивают вентиль 7. При этом следят за показаниями манометра, стенда и за началом работы редукционного клапана насоса. Все показатели сверяют с нормативными (табл. 25).Проверив открытие редукционного клапана, определяют, какова производительность насоса, нормальная частота вращения валика масляного насоса. Закрывают кран 3 и постепенным перекрытием вентиля 7 создают давление, соответствующее нормативному (см. табл. 25).
Рис. 18. Схема стенда КИ-1575 испытания масляных насосов:
1— масляный насос, г— бак, 3— кран, 4— мерное стекло, S— мерный бак, в— манометр для измерения давления, 7— вентиль для создания давления, 8— манометр, 9— манометр для измерения давления до фильтра, ю- установочный кронштейн, 11— клапан
Таблица 25
Показатели для проверки масляных насосов
Производительность насоса радиаторной секции: нормальная —28 л/мин, допустимая —18,5, давление масла в магистрали радиаторной секции —0 15—0,20 МПа (1,5—2,0 кгс/смг), разрежение на всасывании — 0,013 МПа (0,13 кгс/смг).
При заполнении бака 5 до нулевой отметки включают секундомер и через 1 мин фиксируют уровень. Цифра на мерном стекле 4 покажет производительность насоса. Если она не соответствует данным, приведенным в таблице 25, необходимо разобрать масляный насос и произвести проверку всех деталей насоса, сверяя параметры с нормативными
(табл. 26).
При проверке масляного фильтра его предварительно прикрепляют к кронштейну стенда 10 через переходную плиту. Создают давление масляным насосом 1 и определяют давление срабатывания клапанов фильтра. По перепаду давления перепускного клапана определяют давление масла до и после проверки.
Высокопроизводительные масляные насосы для дорожного и легкового транспорта
Масло — это буквально кровь вашего двигателя, а масляный насос — его сердце. Адекватная смазка абсолютно необходима, и обеспечение достаточного давления и потока во всех нужных местах — это то, что делает двигатели долговечными и долговечными.
Когда дело доходит до масляных насосов, лучший выбор для вашего конкретного двигателя зависит от нескольких важных факторов.
В первую очередь необходимо учитывать назначение двигателя. Это гоночный двигатель или уличный двигатель? Если это гоночный двигатель, будет ли он использоваться для дрэг-рейсинга, шоссейных гонок, автокросса или кольцевой трассы? Если это уличный локомотив, будет ли он использоваться каждый день или это будет игрушка выходного дня, которую можно время от времени использовать на треке?
Болты насоса Moroso P/N 22163 в том месте, где находится заводской блок, и обеспечивают больший объем потока масла и регулируемую пружину сброса давления. Пружина установлена сбоку за этой шестигранной головкой и может быть отрегулирована в соответствии с потребностями двигателя.
Модернизация базовых масляных насосов
Базовые предложения готовых масляных насосов с болтовым креплением, доступные большинству хот-роддеров, довольно ограничены, но масляные насосы таких компаний, как Melling и Moroso, доказали свою эффективность.
и надежные варианты. В большинстве сборок будет использоваться внутренний насос заводского типа с системой смазки OEM с мокрым картером, или вы можете принять активное участие и добавить внешний насос вторичного рынка (обычно с ременным приводом) в установку с мокрым или сухим картером. Подавляющее большинство высокопроизводительных автомобилей (и грузовиков) полагаются на модернизированные или модифицированные версии того, с чем завод поставил двигатель, поэтому мы начнем наше обсуждение с этого.
Давление масла определяется двумя основными факторами: давлением и расходом. Высокопроизводительные двигатели обычно получают больше каждого из них, с более высоким давлением и большим расходом. В основном скорость потока определяется количеством масла, которое насос способен перекачать. Увеличение физического размера входного и выходного отверстий и высоты прямозубых шестерен (в традиционном шестеренчатом насосе) или роторов (в героторной конструкции) позволит насосу перекачивать большее количество масла.
Это модернизированный масляный насос Chevrolet Performance с болтовым креплением для традиционных малоблочных двигателей Chevy V8. Он имеет номер детали 14044872 (также известный как Melling M55HV) и может похвастаться 1,5-дюймовыми шестернями и 25-процентным увеличением объема по сравнению с оригинальным оборудованием при том же давлении. Это хороший выбор для любого маленького блока, которого попросят поучаствовать в гонке или сильно подтолкнуть. Это проверенная штука. Изображение предоставлено ГМ.
Выходное давление насоса ограничено пружиной. Естественно, натяжение пружины регулируется, а давление можно регулировать, либо регулируя натяжение имеющейся пружины, либо полностью меняя пружину. Насос давит на пружину до тех пор, пока перепускной клапан не откроется, что не позволит давлению расти дальше. Тем не менее, если размер перепускного клапана становится ограничением, давление может еще немного увеличиться. Это происходит из-за того, что насос продолжает подавать больше смазки с ростом оборотов двигателя.
Хот-роддеры и гонщики на протяжении многих лет баловались этими настройками с разной степенью успеха.
Заводские инженеры тратят много времени на проектирование и усовершенствование системы смазки. Его работа огромна, так как он должен обеспечивать достаточную смазку двигателя в любых ситуациях. К ним относятся широкий диапазон температур (от значительно ниже нуля до более 100 градусов по Фаренгейту) и невероятное количество требований. Заводские масляные насосы, по большей части, отлично справляются со своей задачей. Только когда мы требуем от наших двигателей гораздо большего в гоночных ситуациях, мы вынуждены смотреть на повышение скорости потока, уровня давления или того и другого.
Кроме того, при рассмотрении обновлений нам необходимо учитывать уровень развития нашего движка. Винтажный двигатель Nailhead или Stovebolt Six потребует больше смазывания, чем новый LT или Coyote. У любого традиционного производителя Pontiac, Olds или Buick V8 будет длинный список обновлений системы смазки, которые они делают для всех своих высокопроизводительных двигателей, а также многие для восстановления запасов.
Чертеж насоса, чтобы убедиться, что все зазоры правильные, — это только начало, и тщательное портирование крепления насоса, модернизация крепежных болтов и тщательное расширение дренажных каналов — все это часть плана, когда дело доходит до подготовки винтажа. конструкция двигателя для увеличения мощности, оборотов и выносливости.
Насос может быть чрезмерно модифицирован и перекачивать слишком много масла при слишком высоком давлении. «Когда дело доходит до увеличения давления и / или расхода, это действительно зависит от двигателя, его предполагаемого использования, того, какие зазоры я дал ему и какую масляную систему я использую. Каждый высокопроизводительный двигатель уникален, также имеет значение тип и вязкость масла», — говорит Джон Бек из Pro Machine и John Beck Racing Engines. «90% всех двигателей не требуют более 50 или 60 фунтов давления масла. Даже большинству двигателей для дрэг-рейсинга мощностью менее 800 лошадиных сил требуется не более 60–70 фунтов, максимум».
Майк Лефеверс из MiTech Racing Engine соглашается, говоря: «Что касается сегодняшних «стандартных» или гоночных двигателей, я использую насосы большого объема со стандартными уровнями давления. В основном это связано с большими зазорами в подшипниках, которым для обеспечения адекватной смазки требуется больший объем, чем давление». С этой целью, если вы увеличиваете зазоры в подшипниках и просто увеличиваете давление масла, а не объем, повышенное давление масла может фактически привести к тому, что масло будет выталкиваться за пределы критических областей, требующих смазки, без времени для выполнения своей работы. Для заполнения этих увеличенных зазоров необходим дополнительный объем, а не давление.
Еще одна проблема, связанная с работой масляного насоса со слишком большой производительностью, — работа масляного поддона всухую. «Если отстойник поддона опорожняется с большей скоростью, чем он может стекать обратно в поддон, насос может работать всухую. На солончаках Бонневилля у нас есть уникальная проблема, так как большую часть времени мы едем на полном газу целых пять миль, и слишком большой масляный насос (перекачивающий слишком большой объем) наверняка опорожнит масляный поддон до конца.
пробега», — объясняет Бек. «Все должно быть спроектировано так, чтобы соответствовать его конкретной цели».
До того, как сбитые с толку масляные поддоны с глубоким поддоном стали неотъемлемой частью гонок, это вызывало больше беспокойства — собственно, поэтому они и были разработаны. Точно так же поддоны с мокрым картером для шоссейных гонок обычно имеют большие выступы с каждой стороны, которые вмещают большее количество масла. Они так же защищены люками, как и глубокие поддоны в лотках для дрэг-рейсинга. Эти уловки существуют для того, чтобы маслоприемник всегда подавал много масла в насос, независимо от того, что делает автомобиль.
Melling производит восемь (считайте их — 8!) модернизированных масляных насосов для GM LS V8. Предлагаются увеличения объема и давления по отдельности или вместе, и у них есть что-то для всех поклонников LS.
Типы насосов с мокрым картером
В более новых GM LS, Ford Modular и Chrysler Hemi V8 используются масляные насосы героторной конструкции с передним креплением, и это не случайно.
Конструкция геротора просто имеет лучшие характеристики потока, чем традиционные масляные насосы старой школы, в которых используются двойные цилиндрические шестерни, расположенные бок о бок. Героторный насос нового типа приводится в движение непосредственно от кривошипа, в отличие от насосов старого типа, которые приводились в движение от кулачка, обычно на одной линии с распределителем.
Помните, кулачок вращается со скоростью, равной половине скорости кривошипа, поэтому насосы новой школы вращаются в два раза быстрее. Конструкция с прямым приводом также означает, что вал масляного насоса не используется, и любой, кто когда-либо ломал или скручивал привод масляного насоса, скажет вам, что это большое улучшение в эволюции V8.
Одним из заводских типов маслонасоса является геротор. Это конструкция поршневого насоса, аналогичная конструкции цилиндрического зубчатого колеса. Однако, в отличие от конструкции цилиндрического зубчатого колеса, геротор использует нечетное количество зубьев на вращающейся внутренней шестерне для создания давления и потока.
Это не значит, что новые вещи не вызывают проблем или что старые вещи были ужасно испорчены. Конечно, старинные двигатели всех марок на протяжении многих лет выполняли удивительные задачи. С надлежащими модернизациями и хорошо спроектированными модификациями адекватный поток масла позволил классическим конструкциям вращаться на высоких оборотах в течение продолжительных периодов времени и совершать великие дела.
Это по-прежнему так, и если вы приверженец традиционной марки или стиля классического двигателя, знайте, что домашняя работа была сделана и продолжает выполняться, чтобы помочь вам удовлетворить современные потребности в смазке для классических двигателей. Некоторым двигателям требуется большее давление, другим — больший объем, и большинству нужны улучшенные пути обратного слива и улучшенная конструкция всасывающего патрубка.
Это крупноблочный масляный насос Chevrolet Performance, номер по каталогу 19131250. Обратите внимание, что он поставляется с уже установленным пикапом, а это означает, что ваши варианты поддонов начнутся с заводских поддонов для двигателей GM Performance, с которыми он поставляется, например Поддон P/N 10240721, который поставляется с их двигателем 572ci big-block.
Изображение предоставлено ГМ.
Установка насоса на кривошип, как в новых двигателях, не панацея… но близка к этому. Более длинная всасывающая трубка означает, что для подачи давления в двигатель при холодном запуске требуется немного больше времени, но, очевидно, это не стало препятствием для поклонников мощности последних моделей (или производителей, которые дают гарантию на эти новые двигатели). во всех новых легковых и грузовых автомобилях, которые они продают).
В приложениях с экстремально высокой производительностью, где более высокие уровни оборотов приводят к более высоким требованиям к насосу с кривошипом, поверхность крепления к крышке может быть перегружена. Добавление прокладки (в большинстве стандартных насосов они больше не используются) и улучшенного крепежного оборудования, а также более жесткой передней крышки могут устранить любые потенциальные проблемы.
И хотя героторные насосы, установленные на коленчатом валу, гораздо менее подвержены проблемам кавитации, чем более традиционные прямозубые шестерни (они должны быть такими, поскольку вращаются со скоростью коленчатого вала), они не застрахованы от этой проблемы.
Когда проблемы с кавитацией действительно возникают в героторном приводе с кривошипным приводом, существует последняя линия защиты, чтобы сохранить систему смазки с мокрым картером, и это выносной насос с мокрым картером.
Часто монтируемый аналогично масляному насосу с сухим картером, выносной — или «внешний» — масляный насос с мокрым картером имеет преимущество в приложениях с чрезвычайно высокими оборотами, предлагая редуктор для работы насоса на часть частоты вращения коленчатого вала (уменьшая проблемы с кавитацией на основе числа оборотов), но все же обеспечивая очень повышенные возможности смазывания за счет, ну, стоимости и сложности системы.
Большинству из нас достаточно приобрести улучшенный насос вторичного рынка и соответствующий всасывающий коллектор. Правильное измерение и регулировка зазора между нижней частью всасывающего патрубка насоса и поддоном также имеет решающее значение, так как слишком большой зазор не годится (воздух может попасть в насос, если в поддоне мало масла), а слишком маленький — нехороший.
тоже хорошо (заборник не может быть слишком близко ко дну поддона, так как его способность всасывания масла будет ограничена). Правильная установка и проверка во время сборки (обычно с пластилином для лепки под датчиком насоса и проверка с установленной прокладкой поддона) является нормой. После регулировки и правильного зазора всасывающую трубку насоса можно приварить или залить эпоксидной смолой на место.
Когда вы увеличиваете объем, проходящий через насос, вы также должны увеличить производительность звукоснимателя. Этот агрегат Moroso предназначен для перемещения намного большего количества масла, чем заводской агрегат, и позволяет насосу работать на пике своей производительности.
Существуют также высокоэффективные покрытия, которые помогают масляному насосу выполнять свою работу. Эти графитовые покрытия можно наносить на движущиеся части внутри насоса, а также на внутреннюю часть корпуса насоса, чтобы помочь насосу выполнять свою работу. Использование покрытий внутри насоса сводит к минимуму трение внутри насоса, а также ограничивает воздействие тепла на критические зазоры внутри насоса.
На этом изображении в разобранном виде показано, из чего сделан высокопроизводительный насос с мокрым картером. Корпус заготовки изготовлен с высокой точностью и уплотнен уплотнительным кольцом. Шестерни выше стандартных и изготовлены с высокой точностью для эффективного прилегания друг к другу и к корпусу насоса. Регулятор давления регулируется заменой пружины. Это продукт Moroso, и он до сих пор устанавливается на заводе.
Переезд в Драй-Каунти
До сих пор мы обсуждали только уличные заводские системы, которые напрямую связаны с комплектацией наших автомобилей. Если бы мы определили это с инженерной точки зрения, мы бы назвали их системами с мокрым картером. Поддон определяется как место хранения масла, когда оно не циркулирует по всему двигателю, поэтому в нашем случае это в основном масляный поддон. Всасывающий насос находится на дне поддона, поэтому он считается мокрым картером. Альтернативой этому является сухой картер, на который полагаются большинство гоночных автомобилей (как правило, если это специально не запрещено правилами).
Сухой картер, как следует из названия, не хранит масло в поддоне. Скорее, он хранится в удаленном резервуаре. Резервуар подает масло к насосу, который обычно представляет собой внешний компонент с ременным приводом. Тот же самый насос откачивает масло, которое стекает в поддон, который намного меньше по размеру и предназначен для сбора и направления масла в насос, чтобы его можно было вернуть в бак. Звучит намного сложнее, и во многом так оно и есть. Он полагается на гораздо больше компонентов и гораздо больше сантехники, чтобы соединить все вместе. Преимуществ достаточно, чтобы оправдать все это, конечно, и насущная потребность в постоянной подаче смазочного материала к двигателю (точнее, к насосу) является главным среди них.
Этот большой дюймовый Pontiac V8 от Butler Performance оснащен современной многоступенчатой системой с сухим картером. Вы можете увидеть насос, установленный на двигателе, в нижней части фотографии. Он приводится в движение зубчатым ремнем от кривошипа.
В баке слева хранится масло. Неглубокий масляный поддон возвращает смазку в бак. Он забирается со дна резервуара (без пузырьков, постоянным и равномерным потоком к насосу) и подается в магистральный и кулачковый камбузы.
Среди преимуществ сухого картера большое место занимает также отсутствие пузырьков воздуха в масле (аэрация). Когда масло возвращается в бак, воздух, который попал в него, отделяется. Масло, возвращаемое обратно в двигатель, не содержит пузырьков, что идеально. Если в насос попадают пузырьки, в нем может образоваться кавитация, что означает, что воздух смешивается с маслом, и во время кавитации насос не перемещается так близко к маслу, как должен.
В результате давление также не будет поддерживаться на заданном уровне. Это потому, что воздух может сжиматься, а жидкость — нет. Когда воздух проходит через насос, он занимает пространство, которое должно быть заполнено маслом, и не поддерживает тот же уровень давления. Обе эти проблемы неприятны, и в конструкции с сухим картером они намного лучше смягчаются, чем в установке с мокрым картером.
На этом крупном плане насоса можно увидеть, как различные ступени насоса соединены друг с другом для удаления масла из поддона в бак, а затем всасывания масла самотеком из бака, повышения давления и отправки его обратно. к двигателю (после поездки через внешний фильтр в сборе). Спасибо Butler Performance за изображения.
Выполнение влажных и сухих работ
Если установка с мокрым картером должна использоваться в чем-то вроде внедорожника, подумайте о сложности, с которой поддон будет контролировать масло внутри него и подавать его к насосу, в то время как прыгать по трем разным осям. Эффект аналогичен хардкорному автокроссу и специализированным гоночным автомобилям с тяжелыми перегрузками в поворотах и длинными поворотами на высоких скоростях.
Аналогичным образом, в дрэг-карах перегрузки толкают масло к задней части поддона во время агрессивного старта (особенно когда передние колеса подняты в воздух) очень трудно удерживать масло в пикапе, если только поддон специально разработан для удержания дополнительного масла и удержания его для подбора.
Когда масляный насос вращается, он пульсирует. Melling проводит обширные исследования своих конструкций, чтобы свести к минимуму это явление и поддерживать более стабильное давление, создаваемое насосами. Шестеренчатый насос показан красным цветом, а традиционный насос с прямозубым зацеплением показан синим цветом. Диапазон пульсаций увеличивается, потому что оба насоса настроены на 100 фунтов на квадратный дюйм всего при 3250 об/мин. Это усиливает эффект пульсаций давления, и разница между конструкциями очевидна.
В полноценных гонках, особенно в автомобилях, проходящих повороты, существуют поддоны с мокрым картером, оборудованные люками, и они действительно имеют большое значение, но установки с сухим картером доказали свою эффективность. Из-за удаленной конструкции резервуара и расширенного использования сантехники конструкции с сухим картером обычно содержат намного больше масла, чем традиционные с мокрым картером, а наличие большего объема масла в системе означает, что его больше доступно и его легче охлаждать.
Говоря об охлаждении, большинство моделей с сухим картером имеют масляный радиатор. Поскольку по трубопроводу проходит так много масла, интегрировать хороший масляный радиатор (или два) в конструкцию не так уж сложно.
Насосы с сухим картером обычно имеют ряд секций продувки и нагнетания. Количество каждого типа зависит от приложения, но обычно они идентичны, что означает, что все секции продувки одинаковы, и все секции давления одинаковы. После того, как соответствующее количество секций собрано вместе в виде сэндвича, насос устанавливается на двигатель и добавляется шпиндель (обычно с зубчатым ременным приводом Гилмера), а масляный насос с сухим картером приводится в действие кривошипно-шатунным механизмом. Секции продувки вытягиваются из основания поддона, а секции давления подаются непосредственно в блок, как правило, в главный камбуз (для коренных подшипников) и кулачковый камбуз (для кулачка и клапанного механизма).
Выход на улицу
Несмотря на то, что экзотические установки с сухим картером обычно считаются излишними для любого уличного применения, автомобильная эволюция идет постоянно, и высококлассные заводские корветы Z06 используют их с 2006 года.
Установка Z06 не такая экстремальная как специальный гоночный дизайн послепродажного обслуживания, но это не обязательно. Это, безусловно, эффективная конструкция по сравнению с аналогичными конструкциями с мокрым картером той же эпохи.
Справа находится стандартная цилиндрическая прямозубая шестерня, обычно используемая как в стандартных, так и в высокопроизводительных насосах с мокрым картером. Слева — спиральная шестерня Меллинга «Акулий зуб». Повышение эффективности аналогично эффективности двухвинтового нагнетателя по сравнению с нагнетателем Рутса старого типа.
Благодаря сухому картеру Z06 заводские детали легко доступны для модернизации вашего хот-рода (или внедорожника), чтобы воспользоваться преимуществами конструкции. На это стоит обратить внимание, если вы энтузиаст автокросса или Pro Touring, который хочет регулярно бросать свою поездку с двигателем LS довольно сильно.
Для остальных из нас тщательно разработанная модернизация компонентов заводского типа оказалась достаточной в течение десятилетий.
К ним относится хорошо спроектированный насос, который поддерживается правильно выполненными и установленными подборщиком и поддоном. Модернизация до сборки фильтра премиум-класса (или даже удаленной установки с двумя фильтрами) может только помочь. То же самое можно сказать и о хорошо спроектированном масляном радиаторе, если это необходимо.
Итак, что мы будем делать для повышения давления, увеличения объема или того и другого? Многолетний опыт показал, что увеличение объема — это то, от чего больше всего выигрывают уличные двигатели. Перемещение большего объема масла при тех же уровнях давления более выгодно, чем повышение давления до заоблачных цифр. Для создания более высокого давления требуется гораздо больше мощности, а это крадет драгоценную мощность прямо у шин.
Вообще говоря, для большинства уличных и гоночных приложений вы не хотите, чтобы оно падало ниже 20 фунтов на квадратный дюйм в любой момент, но оно также не должно подниматься намного выше 45 фунтов на квадратный дюйм.
Очень известный производитель двигателей Pro Stock сообщил мне конфиденциально, что он ограничил давление масла в своих карбюраторных гоночных двигателях 500ci до 35 фунтов на квадратный дюйм, макс.
Как вы можете видеть на этой полупрозрачной модели, винтовая передача конструкции Melling Shark Tooth повышает эффективность почти так же, как последняя версия нагнетателей Eaton TVS. Помимо сглаживания «импульсов», это также снижает трение, снижая количество тепла, подаваемого в масло.
Конечно, им пришлось поработать всего шесть секунд, но большая часть этого была сделана на скорости более 7500 об/мин. Я уверен, что через этот двигатель проходил большой объем масла, но я верю ему, что давление не превышало 35 фунтов на квадратный дюйм. Итак, зачем вашему уличному автомобилю давление масла в 60 фунтов на квадратный дюйм, когда двигатель прогрет до нормальной рабочей температуры? Это не так.
Сосредоточьтесь на эффективном контроле над уровнем масла. Убедитесь, что он легко собирается, полностью фильтруется, перекачивается без ограничений во все критические части вашего двигателя и может легко стекать обратно в поддон.
Убедитесь, что он не слишком горячий, и что в вашей системе имеется достаточное количество жидкости для прокачки с большим объемом без осушения отстойника. Чаще проверяйте его и используйте хорошее синтетическое масло в двигателях, которые вам небезразличны.
Как мы уже говорили в начале, масло — это источник жизненной силы вашего высокопроизводительного двигателя, а масляный насос — его сердце. Потратить время на то, чтобы убедиться, что у вас есть система смазки, способная перемещать необходимое количество масла при правильном давлении и температуре, является относительно дешевой страховкой. Если вы знаете, что ваш двигатель может обеспечить достаточное количество масла, и вы позволяете ему стекать обратно с достаточной скоростью, чтобы не отставать от оборотов и перегрузок, через которые вы его проталкиваете, у вас все должно быть готово. Не стесняйтесь проконсультироваться с другими, выполняющими аналогичную работу — вы можете быть удивлены, узнав, какие усилия и инженерные разработки были вложены в систему смазки, которую вы не можете увидеть или услышать снаружи.
Это стоит того!
Моторное масло, насосы и фильтры — UnderhoodService
Лучший способ разобраться в этом вопросе — перейти прямо к сердцу системы смазки двигателя и начать с масляного насоса. Работа масляного насоса заключается в том, чтобы всасывать масло из картера и проталкивать его через фильтр и масляные каналы к подшипникам коленчатого и распределительного валов. Постоянный поток масла поддерживает, смазывает и охлаждает подшипники. По мере того, как она движется вверх по остальной части двигателя, она также смазывает компоненты распределительного вала и клапанного механизма, а также заполняет гидрокомпенсаторы или толкатели кулачков, устраняя зазоры клапанов. Брызги масла из коленчатого вала также охлаждают и смазывают поршни и цилиндры.
Масляный насос сам по себе не создает давление масла. Он только толкает масло из одного места в другое. Это поршневой насос, который перемещает масло при вращении. Так что пока масло не встречает сопротивления, насос не создает давления. Но масло встречает сопротивление при прохождении через фильтр, узкие масляные каналы и подшипники. Масло является несжимаемой жидкостью, поэтому по мере увеличения сопротивления увеличивается и давление масла.
Температура также имеет значение. Вязкость масла меняется в зависимости от температуры. Горячее масло намного жиже холодного. Следовательно, давление масла выше, когда масло холодное, потому что оно гуще и его труднее прокачивать через двигатель.
При работающем двигателе и усиленной работе насоса для прокачки масла через систему необходимо использовать некоторые средства контроля давления, чтобы предотвратить создание слишком большого давления в трубопроводах и фильтре. Подпружиненный «клапан сброса давления» в масляном насосе (или рядом с насосом) открывается, когда давление превышает определенный предел (обычно от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм), и либо перенаправляет масло обратно во впускное отверстие насоса, либо в масляный поддон.
Это предотвращает опасное повышение давления, которое может привести к разрыву масляного фильтра или выдуванию запрессованных масляных пробок.
На холостом ходу большинство масляных насосов не производят достаточного потока, чтобы принудительно открыть предохранительный клапан. Масляные насосы с приводом от распределительного вала вращаются только на половинной частоте вращения двигателя, поэтому производительность на холостом ходу и низких оборотах невелика. Даже насосы, которые приводятся в движение коленчатым валом и вращаются со скоростью двигателя (или в некоторых случаях удваивают скорость двигателя), не перекачивают достаточно масла, чтобы преодолеть пружину предохранительного клапана. Предохранительный клапан обычно вступает в действие только при более высоких оборотах, когда насос нагнетает в систему больше масла, чем он может выдержать. Затем открывается предохранительный клапан, чтобы стравить масло и ограничить максимальное давление масла до тех пор, пока двигатель не вернется в режим холостого хода или на более низкие обороты.
Производители транспортных средств традиционно рекомендуют минимальное давление масла 10 фунтов на квадратный дюйм на каждые 1000 оборотов двигателя в минуту. Используя эти цифры, большинству стандартных двигателей не требуется давление масла более 50–60 фунтов на квадратный дюйм. При более узких зазорах в подшипниках давление повышается, что требует меньшего потока от насоса и меньших паразитных потерь мощности для привода масляного насоса.
В гоночных автомобилях старая школа мысли заключалась в том, что для поддержания смазанности двигателя требуется большее давление масла. Это верно, если зазоры подшипников увеличены по сравнению со стандартными. Но сегодня большинство производителей высокопроизводительных двигателей уменьшают зазоры в подшипниках, поэтому для поддержания надлежащего давления масла требуется меньший поток масла. Такой подход увеличивает выходную мощность, поскольку для привода насоса на высоких оборотах требуется меньшая мощность.
Согласно различным источникам, стандартный масляный насос обычно более чем достаточен для двигателей с измененными рабочими характеристиками.
Даже двигатели NASCAR обычно работают с давлением масла не более 50 фунтов на квадратный дюйм при 9000 об/мин.
СЛАБЫЕ НАСОСЫ И ПРОБЛЕМЫ С ДАВЛЕНИЕМ МАСЛА
Если по какой-либо причине масляный насос не может подавать обычную дозу масла, это плохие новости для двигателя. Отказ масляного насоса так же опасен, как и остановка сердца, потому что результаты почти всегда фатальны. Потеря давления масла означает потерю защитной масляной пленки между подшипниками и их шейками. Без масла, удерживающего поверхности друг от друга, подшипники изнашиваются и выходят из строя.
Изношенный масляный насос не может подавать такой же объем масла, как насос с нормальными зазорами. При меньшем расходе меньше давление масла, меньше масла для поддержания масляной пленки в подшипниках и меньше охлаждения подшипников. При большой нагрузке или на холостом ходу может быть недостаточно потока масла для надлежащей смазки подшипников. Результат – затертые подшипники и отказ двигателя.
Масляные насосы со временем изнашиваются, поскольку они являются единственным внутренним компонентом двигателя, работающим на нефильтрованном масле. Думаю об этом. Фильтр защищает подшипники и другие внутренние детали двигателя, задерживая частицы износа и мусор, попадающие в картер. Но фильтр не обеспечивает никакой защиты насоса, потому что фильтр расположен после насоса. Масляный насос просто всасывает все, что находится в картере, и проталкивает его к фильтру. Единственной защитой насоса является экран на конце всасывающей трубки. Экран может остановить большие куски мусора, но мало что еще. У некоторых пикапов даже есть прорези, которые позволяют холодному маслу обходить сетчатый фильтр при первом запуске двигателя, поэтому, если в масле есть какой-либо мусор, он будет всасываться прямо в насос.
Насос может выйти из строя, если в насос попадет что-то достаточно большое, чтобы заклинить шестерни или роторы. Это включает в себя металлический мусор от подшипников или отливок, остатки прокладок или уплотнений, остатки дробеструйной обработки, стеклянные шарики от дробеструйной очистки или все, что не должно находиться в картере.
В двухступенчатых насосах посторонний предмет, попавший в насос, может застрять между плотно прилегающими шестернями или шестернями и корпусом, что приведет к блокировке насоса. Как только шестерни перестают вращаться, что-то должно дать сбой. Обычно вал насоса скручивается или срезается. Иногда заклинивание насоса приводит к разрыву зубьев на шестернях привода распределительного вала или распределителя, в зависимости от того, как приводится в действие насос. В роторных насосах, установленных спереди, мусор обычно не блокирует насос, поскольку он приводится в движение непосредственно коленчатым валом, но может повредить или разрушить роторы.
Даже если насос не выходит из строя, он теряет эффективность по мере износа. Царапины и износ шестерен и корпуса насоса увеличивают зазоры и снижают эффективность перекачивания. Результатом является постепенная потеря потока масла и давления масла.
НАСОСЫ БОЛЬШОГО ОБЪЕМА И ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
В тех случаях, когда требуется больший поток масла либо для увеличения потока масла и давления для лучшей смазки и охлаждения подшипников, можно установить масляный насос с более длинными или большими шестернями.
Физически большая площадь поверхности шестерен прокачивает больше масла через насос при тех же оборотах, чем стандартный насос. Масляный насос большого объема обычно пропускает на 20–25 % больше масла, чем стандартный насос. Увеличение потока масла приводит к увеличению давления масла на холостом ходу, что помогает компенсировать увеличенные зазоры в подшипниках. Следовательно, некоторые люди могут установить насос большого объема в двигатель с большим пробегом, пытаясь восстановить нормальное давление масла. Но единственным реальным лекарством от низкого давления масла является замена изношенных подшипников и восстановление нормальных зазоров.
Масляные насосы высокого давления — еще один вариант. Насос высокого давления содержит более жесткую пружину предохранительного клапана, которая не открывается до тех пор, пока не будет достигнуто более высокое давление (75 фунтов на квадратный дюйм или выше). Фактический расход насоса высокого давления может не отличаться от стандартного насоса или может быть выше, если используются более длинные шестерни.
В любом случае насос будет увеличивать показания давления масла в системе на высоких оборотах, когда насос работает интенсивно, но это не окажет никакого влияния на давление холостого хода, когда насос вращается медленно.
Масляный насос большого объема или высокого давления может быть рекомендован в двигателях, в которых зазоры в подшипниках меньше нормы, в двигателях, в которых для улучшения охлаждения масла добавлен дополнительный внешний масляный радиатор, а также в гоночных двигателях, в которых установлен масляный аккумулятор. установлен.
ЗАМЕНА МАСЛЯНОГО НАСОСА
Очевидно, что изношенные насосы необходимо заменить. Но то же самое происходит и с масляными насосами в двигателях, в которых произошел отказ подшипника или любая другая внутренняя проблема, из-за которой мусор попал в картер.
Другим элементом, который всегда следует заменять (но часто не заменяют) при замене масляного насоса, является всасывающая трубка и сетчатый фильтр.
Подборщики трудно чистить, они могут скрывать мусор, который может повредить новый насос или двигатель. Вы можете подумать, что почистили всасывающую трубку, но внутри все еще может скрываться достаточно грязи, которая впоследствии вызовет проблемы.
Всасывающая трубка должна быть установлена так, чтобы она располагалась не менее чем на 3/8 дюйма над полом масляного поддона (чтобы обеспечить хороший всасывающий поток) и не более чем на 1/2 дюйма над полом, чтобы она не не кончается масло при резком повороте и не подсасывает воздух.
При установке нового масляного насоса заполните полость насоса маслом. Это подготовит его и уменьшит риск запуска всухую. Не используйте консистентную смазку или монтажную смазку. В случае передних масляных насосов внутри крышки ГРМ роторы насоса могут быть покрыты тяжелым маслом, например, 50W или даже трансмиссионным маслом, чтобы насос оставался в рабочем состоянии.
На более старых двигателях с масляными насосами, приводимыми в действие распределителем, двигатель можно заправить, используя дрель, чтобы провернуть вал масляного насоса через отверстие распределителя.
Но на двигателях без распределителя или с масляными насосами внутри передней крышки это невозможно. Подача масла под давлением в главную масляную магистраль через штуцер узла передачи давления масла направит масло ко всем критическим зонам внутри двигателя и устранит риск задира подшипников при первом запуске.
МОТОРНОЕ МАСЛО
Количество и качество масла, используемого для смазки двигателя, также имеют решающее значение для долговечности двигателя. Следуйте рекомендациям по вязкости в руководстве по эксплуатации автомобиля. Большинство современных автомобилей заправляется на заводе маслом 5W-30, потому что оно улучшает холодный пуск, экономит топливо и позволяет маслу быстрее достигать критических верхних компонентов клапанного механизма в двигателях с верхним расположением распредвала, чем масла с более высокой вязкостью.
Большинство производителей автомобилей также одобряют 10W-30 для круглогодичного вождения. К другим популярным вязкостям относятся 10W-40 и 20W-50, которые часто используются в старых двигателях с большим пробегом для обеспечения дополнительной защиты от высоких температур в жаркую погоду (однако вязкость 20W-50 не рекомендуется для холодной погоды, поскольку она слишком толстый).