Тэст драйв ўнутранае трэнне II

Тыпы змазкі і спосаб змазвання розных частак рухавіка

віды змазкі

Працэсы ўзаемадзеяння рухаюцца паверхняў, уключаючы трэнне, змазку і знос, з'яўляюцца вынікам навукі, званай трыбалогіі, і калі справа даходзіць да тыпаў трэння, звязаных з рухавікамі ўнутранага згарання, канструктары вызначаюць некалькі тыпаў змазкі. Гідрадынамічная змазка з'яўляецца найбольш запатрабаванай формай гэтага працэсу, і тыповым месцам, дзе яна адбываецца, з'яўляюцца карэнныя і шатунные падшыпнікі каленчатага вала, якія падвяргаюцца значна больш высокім нагрузак. Ён з'яўляецца ў мініятурным прасторы паміж падшыпнікаў і клінаватым валам, трапляючы туды дзякуючы алейнай помпай. Затым рухаецца паверхню падшыпніка дзейнічае як уласны насос, які нагнятае і размяркоўвае алей далей і ў канчатковым выніку стварае досыць тоўстую плёнку ва ўсёй прасторы падшыпніка. Па гэтай прычыне канструктары выкарыстоўваюць падшыпнікі слізгацення для гэтых кампанентаў рухавіка, паколькі мінімальная плошчу кантакту шарыкавага падшыпніка стварае надзвычай высокую нагрузку на пласт алею. Пры гэтым ціск у гэтай алейнай плёнцы можа амаль у пяцьдзесят разоў перавышаць ціск, якое ствараецца самім помпай! На практыцы сілы ў гэтых частках перадаюцца праз алейны пласт. Вядома, для падтрымання стану гідрадынамічнай змазкі неабходна, каб сістэма змазкі рухавіка заўсёды забяспечвала дастатковую колькасць алею.

Не выключана, што ў нейкі момант пад уздзеяннем высокага ціску ў пэўных частках змазвальная плёнка становіцца больш стабільнай і цвёрдай, чым металічныя часткі, якія яна змазвае, і нават прыводзіць да дэфармацыі металічных паверхняў. Распрацоўшчыкі называюць гэты від змазкі эластогидродинамическим, і ён можа выяўляцца ў згаданых вышэй шарыкападшыпніках, у зубчастых колах або ў штурхачах клапанаў. У тым выпадку, калі хуткасць рухаюцца частак адносна адзін аднаго становіцца вельмі нізкай, нагрузка значна ўзрастае ці не хапае падачы алею, часта ўзнікае так званая межавая змазка. У гэтым выпадку змазка залежыць ад адгезіі малекул алею да апорных паверхнях, так што яны падзеленыя адносна тонкай, але ўсё ж даступнай алейнай плёнкай. На жаль, у гэтых выпадках заўсёды ёсць небяспека, што тонкая плёнка будзе «прабіта» на вострыя часткамі няроўнасцяў, таму ў алею дадаюцца адпаведныя противоизносные асадкі, якія надоўга пакрываюць метал і прадухіляюць яго разбурэнне пры прамым кантакце. Гідрастатычнага змазка адбываецца ў выглядзе тонкай плёнкі ў тым выпадку, калі нагрузка рэзка змяняе кірунак і хуткасць рухаюцца частак вельмі нізкая. Тут варта адзначыць, што кампаніі па вытворчасці падшыпнікаў, такія як асноўныя шатуны, такія як Federal-Mogul, распрацавалі новыя тэхналогіі для іх пакрыцця, каб яны маглі вырашаць праблемы з сістэмамі Start-Stop, такія як знос падшыпнікаў у частыя запускі часткова «сухія» , якім яны падвяргаюцца пры кожным новым запуску. Гэта будзе абмяркоўвацца пазней. Такі часты запуск, у сваю чаргу, прыводзіць да пераходу ад адной формы змазкі да іншай і вызначаецца як «змяшаная плёнкавая змазка».

сістэмы змазкі

Першыя аўтамабільныя і матацыклетныя рухавікі ўнутранага згарання і нават больш познія распрацоўкі мелі кропельным «змазку», пры якой алей паступала ў рухавік з свайго роду «аўтаматычных» змазачных ніпеляў пад дзеяннем сілы цяжару і пасля праходжання праз яе вынікала або згарала. Сёння канструктары вызначаюць гэтыя сістэмы змазкі, а таксама сістэмы змазкі двухтактных рухавікоў, у якіх алей змяшана з палівам, як «сістэмы змазкі з поўнай стратай». Пазней гэтыя сістэмы былі ўдасканалены з даданнем алейнага помпы для падачы алею ўнутр рухавіка і да (часта выяўляных) затамкавым механізмаў. Аднак гэтыя помпавыя сістэмы не маюць нічога агульнага з больш познімі тэхналогіямі прымусовай змазкі, якія выкарыстоўваюцца да гэтага часу. Помпы былі ўсталяваныя звонку, падаючы алей у картэр, а затым яно дасягала фрыкцыенным дэталяў шляхам распырсквання. Спецыяльныя лапаткі ў ніжняй частцы шатуноў распырсквалі алей у картэр і блок цыліндраў, у выніку чаго лішкі алею збіраліся ў міні-ваннах і каналах і пад дзеяннем сілы цяжару перацякалі ў карэнныя і шатунные падшыпнікі і падшыпнікі размеркавальнага вала. Своеасаблівым пераходам на сістэмы з прымусовай змазкай пад ціскам з'яўляецца рухавік Ford Мадэль T, у якой махавік меў нешта накшталт кола вадзянога млына, якое прызначалася для ўздыму алею і падачы яго па трубаправодзе ў картэр (і звярніце ўвагу на трансмісію), затым ніжнія часткі каленчатага вала і шатуны скрэблі алей і створана алейная ванна для труцца дэталяў. Гэта не было асабліва складана, улічваючы, што размеркавальны вал таксама знаходзіўся ў картэры, а клапаны былі нерухомымі. Першая сусветная вайна і рухавікі для самалётаў, у якіх такая змазка проста не працавала, далі моцны штуршок у гэтым кірунку. Так нарадзіліся сістэмы, якія выкарыстоўваюць размешчаныя ўнутры помпы і змазку пад змяшаным ціскам і распырскванне, якія затым былі ўжытыя ў новых і больш нагружаных аўтамабільных рухавіках.

Асноўным кампанентам гэтай сістэмы быў алейны помпа з прывадам ад рухавіка, які пад ціскам падаваў масла толькі да асноўных падшыпнікаў, а іншыя часткі належылі на змазку распыленнем. Такім чынам, ня трэба было фармаваць у каленчатым вале канаўкі, якія неабходныя для сістэм з цалкам прымусовай змазкай. Апошняе паўстала як неабходнасць з развіццём рухавікоў, якія павялічваюць хуткасць і нагрузку. Гэта таксама азначала, што падшыпнікі трэба было не толькі змазваць, але і астуджаць.

У гэтых сістэмах алей пад ціскам падаецца на галоўны і ніжні шатунныя падшыпнікі (апошні атрымлівае алей праз канаўкі ў каленчатым вале) і падшыпнікі размеркавальнага вала. Велізарнай перавагай гэтых сістэм з'яўляецца тое, што праз гэтыя падшыпнікі алей практычна цыркулюе, г.зн. праходзіць праз іх і пападае ў картэр. Такім чынам, сістэма забяспечвае значна больш алеі, чым неабходна для змазкі, і таму яны інтэнсіўна астуджаюцца. Напрыклад, яшчэ ў 60-х гадах Гары Рыкарда ўпершыню ўвёў правіла, якое прадугледжвае цыркуляцыю трох літраў алею магутнасцю ў гадзіну, гэта значыць для рухавіка магутнасцю 3 л.з. - XNUMX літра цыркуляцыі алею ў хвіліну. Сённяшнія веласіпеды тыражуюцца ў шмат разоў больш.

Цыркуляцыя алею ў сістэме змазкі ўключае сетку каналаў, ўбудаваных ў корпус і механізм рухавіка, складанасць якіх залежыць ад колькасці і размяшчэння цыліндраў і механізму газаразмеркавання. У імя надзейнасці і трываласці рухавіка канструктары даўно аддавалі перавагу каналах канальнай формы замест трубаправодаў.

Насос з прывадам ад рухавіка усмоктвае алей з картэра і накіроўвае яго ў праточны фільтр, усталяваны звонку корпуса. Затым ён прымае адзін (для радных) або пару каналаў (для оппозітным або V-вобразных рухавікоў), сягаючы практычна па ўсёй даўжыні рухавіка. Затым з дапамогай невялікіх папярочных канавок ён накіроўваецца да карэнных падшыпнікаў, трапляючы ў іх праз уваходнае адтуліну ў верхняй абалонцы падшыпніка. Праз перыферыйную прарэз у падшыпніку частка алею раўнамерна размяркоўваецца ў падшыпніку для астуджэння і змазкі, а іншая частка накіроўваецца ў ніжні шатунный падшыпнік праз нахільны канал у каленчатым вале, злучаны з той жа прарэзам. Змазваць верхні шатунный падшыпнік на практыцы складаней, таму верхняя частка шатуна часта ўяўляе сабой рэзервуар, прызначаны для ўтрымання пырскаў алею пад поршнем. У некаторых сістэмах алей дасягае падшыпніка праз канал у самым шатуна. Падшыпнікі нітаў поршня, у сваю чаргу, змазваюцца распырскваннем.

Падобны на сістэму кровазвароту

Калі ў картэры ўсталяваны размеркавальны вал ці ланцужны прывад, гэты прывад змазваецца прямоточным алеем, а калі вал усталяваны ў галоўцы, прывадны ланцуг змазваецца кантраляванай уцечкай алею з гідраўлічнай сістэмы падаўжэння. У рухавіку Ford 1.0 Ecoboost рамень прывада размеркавальнага вала таксама змазваецца у дадзеным выпадку шляхам апускання ў алейны паддон. Спосаб падачы змазачнага алею ў падшыпнікі размеркавальнага вала залежыць ад таго, ці мае рухавік ніжні ці верхні вал першы звычайна атрымлівае яго з канаўкамі ад карэнных падшыпнікаў каленчатага вала, а другі з канаўкамі, злучанымі з асноўнай ніжняй канаўкай. ці ўскосна, з асобным агульным каналам у галоўцы ці ў самым распредвале, а пры наяўнасці двух валаў гэта памнажаецца на два.

Канструктары імкнуцца стварыць сістэмы, у якіх клапаны змазваюцца з сапраўды зададзенай хуткасцю патоку, каб пазбегнуць «затаплення» і ўцечкі алею праз накіроўвалыя клапана ў цыліндрах. Дадатковай складанасці дадае наяўнасць гидроподъемников. Скалы, няроўнасці змазваюцца ў алейнай ванне або шляхам распырсквання ў мініяцюрных ваннах, альбо з дапамогай каналаў, па якіх алей выходзіць з асноўнага канала.

Што тычыцца цыліндрычных сценак і спадніц поршняў, то яны цалкам або часткова змазваюцца алеем, якія выходзяць і расцякаецца ў картэры з ніжніх шатунных падшыпнікаў. Больш за кароткія рухавікі сканструяваныя такім чынам, што іх цыліндры атрымліваюць больш алею з гэтай крыніцы, паколькі яны маюць большы дыяметр і размешчаныя бліжэй да каленчатага вале. У некаторых рухавіках сценкі цыліндру атрымліваюць дадатковае алей з бакавога адтуліны ў корпусе шатуна, якое звычайна накіравана ў бок, дзе поршань аказвае больш моцнае бакавое ціск на цыліндр (гэта, на якое поршань аказвае ціск падчас згарання падчас працы). . У V-вобразных рухавіках звычайна ўпырскваюць алей з шатуна, які рухаецца ў супрацьлеглы цыліндр, на сценкі цыліндру так, каб яго верхняя бок быў змазана, а затым яно цягнулася да ніжняй баку. Тут варта адзначыць, што ў выпадку рухавікоў з турбонаддувом ў падшыпнік апошняга паступае алей па магістральным алейныя каналы і трубаправодзе. Аднак яны часта выкарыстоўваюць другі канал, які накіроўвае струмень алею да спецыяльных фарсунак, накіраваным на поршні, якія прызначаны для іх астуджэння. У гэтых выпадках алейны помпа мае значна вялікую магутнасць.

У сістэмах з сухім картэрам алейны помпа атрымлівае алей з асобнага алейнага бака і размяркоўвае яго такім жа чынам. Дадатковы помпа усмоктвае сумесь алею і паветра з картэра (таму ён павінен мець вялікую ёмістасць), які праходзіць праз прыладу, каб аддзяліць апошні і вярнуць яго ў рэзервуар.

Сістэма змазкі можа таксама ўключаць радыятар для астуджэння алею ў больш цяжкіх рухавіках (для старых рухавікоў, якія выкарыстоўваюць простыя мінеральныя масла, гэта было звычайнай практыкай) або цеплаабменнік, падлучаны да сістэмы астуджэння. Гэта будзе абмяркоўвацца пазней.

Алейныя помпы і ахоўныя клапаны

Алейныя помпы, уключаючы зубчастую пару, надзвычай падыходзяць для працы алейнай сістэмы і таму шырока выкарыстоўваюцца ў сістэмах змазкі і ў большасці выпадкаў прыводзяцца ў дзеянне непасрэдна ад каленчатага вала. Іншы варыянт - ротарныя помпы. У апошні час таксама выкарыстоўваюцца помпы са слізгальнымі лопасцямі, у тым ліку ў версіях са зменнай прадукцыйнасцю, што аптымізуе працу і, адпаведна, іх прадукцыйнасць у залежнасці ад хуткасці і змяншае спажыванне энергіі.

Алейным сістэмах неабходныя ахоўныя клапаны, таму што на высокіх хуткасцях павелічэнне колькасці, што забяспечваецца помпай, алеі не адпавядае колькасці, якое можа прайсці праз падшыпнікі. Гэта звязана з тым, што ў гэтых выпадках у падшыпнікавым алеі ўтвараюцца моцныя цэнтрабежныя сілы, якія перашкаджаюць падачы новага колькасці алею ў падшыпнік. Акрамя таго, запуск рухавіка пры нізкіх вонкавых тэмпературах павялічвае супраціў масла з павелічэннем глейкасці і памяншэннем люфта ў механізмах, што часта прыводзіць да крытычным значэнняў ціску алею. У большасці спартыўных аўтамабіляў выкарыстоўваецца датчык ціску масла і датчык тэмпературы алею.

(Прытрымлівацца)

Тэкст: Георгій Колеў