Bandomasis važiavimas Vidinė trintis II

Tepimo tipai ir kaip sutepti įvairias variklio dalis

Tepimo tipai

Judančių paviršių sąveika, įskaitant trintį, tepimą ir susidėvėjimą, yra mokslo, vadinamo tribologija, rezultatas. Kalbant apie trinties rūšis, susijusias su vidaus degimo varikliais, dizaineriai apibrėžia keletą tepalų tipų. Hidrodinaminis tepimas yra pati paklausiausia šio proceso forma, o tipinė vieta, kur jis vyksta, yra pagrindiniuose ir alkūninio veleno švaistiklio guoliuose, kuriems tenka daug didesnė apkrova. Jis pasirodo miniatiūrinėje erdvėje tarp guolio ir V ašies ir ten patenka alyvos siurbliu. Judantis guolio paviršius veikia kaip atskiras siurblys, kuris pumpuoja ir paskirsto alyvą toliau ir galiausiai sukuria pakankamai storą plėvelę visoje guolio erdvėje. Dėl šios priežasties dizaineriai šiems variklio komponentams naudoja įvorinius guolius, nes mažiausias rutulinio guolio kontaktinis plotas sukuria ypač didelę alyvos sluoksnio apkrovą. Be to, šios alyvos plėvelės slėgis gali būti beveik penkiasdešimt kartų didesnis nei paties siurblio sukurtas slėgis! Praktiškai jėgos šiose dalyse perduodamos per alyvos sluoksnį. Žinoma, norint išlaikyti hidrodinaminę tepimo būseną, būtina, kad variklio tepimo sistemoje visada būtų pakankamas alyvos kiekis.

Gali būti, kad tam tikru momentu, veikiant aukštam slėgiui tam tikrose dalyse, tepimo plėvelė tampa stabilesnė ir kietesnė už metalines dalis, kurias ji sutepa, ir netgi lemia metalinių paviršių deformaciją. Kūrėjai šį tepimo tipą vadina elastohidrodinaminiu, ir tai gali pasireikšti aukščiau paminėtuose rutuliniuose guoliuose, pavarų ratuose ar vožtuvų pakėlėjuose. Tuo atveju, kai judančių dalių greitis vienas kito atžvilgiu tampa labai mažas, apkrova žymiai padidėja arba nėra pakankamai alyvos, dažnai įvyksta vadinamasis ribinis tepimas. Šiuo atveju tepimas priklauso nuo alyvos molekulių sukibimo su atraminiais paviršiais, todėl jas skiria gana plona, ​​bet vis tiek prieinama alyvos plėvelė. Deja, šiais atvejais visada yra pavojus, kad ploną plėvelę „pradurs“ aštrios nelygumų dalys, todėl į aliejus pridedami atitinkami anti drabužiai, kurie ilgą laiką padengia metalą ir užkerta kelią jo sunaikinimui tiesioginio kontakto metu. Hidrostatinis tepimas vyksta plonos plėvelės pavidalu, kai apkrova staigiai keičia kryptį ir judančių dalių greitis yra labai mažas. Čia verta paminėti, kad guolių kompanijos, tokios kaip pagrindiniai švaistikliai, pavyzdžiui, „Federal-Mogul“, sukūrė naujas jų padengimo technologijas, kad galėtų išspręsti su „start-stop“ sistemomis susijusias problemas, pvz., Guolių susidėvėjimą dažnai paleidžiant, iš dalies sausus kad jiems taikoma kiekvieno naujo paleidimo metu. Tai bus aptarta vėliau. Šis dažnas paleidimas savo ruožtu veda prie vienos tepalo formos perėjimo prie kitos ir yra apibrėžiamas kaip „mišri plėvelės tepalas“.

Tepimo sistemos

Ankstyviausi automobilių ir motociklų vidaus degimo varikliai, o dar vėlesni modeliai, turėjo lašinamąjį „tepimą“, kurio metu alyva į variklį pateko iš savotiško „automatinio“ tepalo įmovos gravitacijos būdu ir per ją pratekėjo arba sudegė. Dizaineriai šiandien apibrėžia šias tepimo sistemas, taip pat dviejų taktų variklių tepimo sistemas, kuriose alyva sumaišoma su degalais, kaip „viso nuostolio tepimo sistemas“. Vėliau šios sistemos buvo patobulintos, pridedant alyvos siurblį, skirtą tiekti alyvą į variklio vidų ir (dažnai sutinkamą) vožtuvų sistemą. Tačiau šios siurbimo sistemos neturi nieko bendra su vėlesnėmis priverstinio tepimo technologijomis, kurios vis dar naudojamos. Siurbliai buvo sumontuoti išorėje, tiekiant alyvą į karterį, o tada jis pateko į trinties dalis. Specialūs ašmenys jungiamųjų strypų apačioje purškė alyvą į karterį ir cilindrų bloką, todėl alyvos perteklius buvo surenkamas į mini vonias ir kanalus ir, veikiant sunkio jėgai, pateko į pagrindinius ir švaistiklių guolius ir skirstomojo veleno guoliai. Savotiškas perėjimas prie sistemų su priverstiniu tepimu esant slėgiui yra „Ford Model T“ variklis, kuriame smagratis turėjo kažką panašaus į vandens malūno ratą, skirtą pakelti alyvą ir įvesti į karterį (ir atkreipti dėmesį į transmisiją), tada apatinės alkūninio veleno dalys ir švaistikliai nubraukė alyvą ir sukūrė alyvos vonią dalims trinti. Tai nebuvo ypač sunku, nes skirstomasis velenas taip pat buvo karteryje, o vožtuvai stovėjo. Pirmasis pasaulinis karas ir orlaivių varikliai, kurie tiesiog neveikė su šios rūšies tepalais, davė stiprų postūmį šia kryptimi. Taip gimė sistemos, kuriose buvo naudojami vidiniai siurbliai ir mišrus slėgio bei purškimo tepimas, kurie vėliau buvo pritaikyti naujiems ir sunkiau pakrautiems automobilių varikliams.

Pagrindinis šios sistemos komponentas buvo varikliu varomas alyvos siurblys, kuris slėgio metu pumpuodavo alyvą tik į pagrindinius guolius, o kitos dalys rėmėsi purškiamuoju tepimu. Taigi alkūniniame velnyje nereikėjo suformuoti griovelių, kurie yra būtini sistemoms su visiškai priverstiniu tepimu. Pastarasis atsirado kaip būtinybė kuriant variklius, didinančius greitį ir apkrovą. Tai taip pat reiškė, kad guolius teko ne tik sutepti, bet ir atvėsinti.

Šiose sistemose slėginė alyva tiekiama į pagrindinį ir apatinį švaistiklio guolius (pastarasis gauna alyvą per alkūninio veleno griovelius) ir skirstomojo veleno guolius. Didelis šių sistemų privalumas – per šiuos guolius praktiškai cirkuliuoja alyva, t.y. praeina pro juos ir patenka į karterį. Taigi sistema suteikia daug daugiau alyvos, nei reikia tepimui, todėl jie intensyviai aušinami. Pavyzdžiui, septintajame dešimtmetyje Harry Ricardo pirmą kartą įvedė taisyklę, numatančią trijų litrų alyvos cirkuliaciją per valandą, tai yra, 60 AG varikliui. – 3 litrų alyvos cirkuliacija per minutę. Šiandieniniai dviračiai atkartojami daug kartų daugiau.

Alyvos cirkuliacija tepimo sistemoje apima kėbulo ir variklio mechanizme įmontuotų kanalų tinklą, kurio sudėtingumas priklauso nuo cilindrų skaičiaus ir vietos bei laiko mechanizmo. Siekdami variklio patikimumo ir ilgaamžiškumo, dizaineriai jau seniai pirmenybę teikia kanalo formos kanalams, o ne vamzdynams.

Varikliu varomas siurblys iš karterio ima alyvą ir nukreipia ją į linijinį filtrą, sumontuotą už korpuso ribų. Tada reikia vieno (kanalo eilėje) arba poros kanalų (bokserio ar V formos varikliams), pratęsiant beveik visą variklio ilgį. Tada, naudojant mažus skersinius griovelius, jis nukreipiamas į pagrindinius guolius, patekdamas į juos per viršutinio guolio apvalkalo įleidimo angą. Per guolio periferinę angą dalis alyvos tolygiai pasiskirsto guolyje aušinimui ir tepimui, o kita dalis nukreipta į apatinį švaistiklio guolį per alkūninio veleno pasvirusią angą, sujungtą su tuo pačiu lizdu. Viršutinio švaistiklio guolio sutepimas praktiškai yra sunkesnis, todėl viršutinė švaistiklio dalis dažnai yra rezervuaras, skirtas po stūmokliu sutepti alyvos purslus. Kai kuriose sistemose alyva pasiekia guolį per pačios švaistiklio angą. Savo ruožtu stūmoklio varžto guoliai sutepti purslais.

Panaši į kraujotakos sistemą

Karteryje sumontavus skirstomąjį veleną arba grandinės pavarą, ši pavara sutepama tiesiogine alyva, o kai velenas sumontuotas galvutėje, pavaros grandinė sutepama kontroliuojamu alyvos nutekėjimu iš hidraulinės prailginimo sistemos. „Ford 1.0 Ecoboost“ variklyje skirstomojo veleno pavaros diržas taip pat sutepamas – šiuo atveju panardinant į alyvos indą. Tepalinės alyvos padavimo į skirstomojo veleno guolius būdas priklauso nuo to, ar variklis turi apatinį, ar viršutinį veleną – pirmasis dažniausiai ją gauna grioveliu iš alkūninio veleno pagrindinių guolių, o antrasis – grioveliais sujungtas su pagrindiniu apatiniu grioveliu. arba netiesiogiai, su atskiru bendru kanalu galvoje arba pačiame skirstomajame velene, o jei yra du velenai, tai dauginama iš dviejų.

Dizaineriai siekia sukurti sistemas, kuriose vožtuvai būtų sutepami tiksliai valdomais srautais, kad būtų išvengta potvynių ir alyvos nutekėjimo per cilindruose esančius vožtuvų kreipiklius. Papildomą sudėtingumą prideda hidrauliniai liftai. Uolos, nelygumai sutepami aliejaus vonioje arba purškiant miniatiūrinėse vonelėse arba kanalais, kuriais aliejus palieka pagrindinį kanalą.

Kalbant apie cilindrines sienas ir stūmoklių sijonus, jie yra visiškai arba iš dalies sutepti alyva, išeinančia ir išsiskleidžiančia karteryje iš apatinių švaistiklio guolių. Trumpesni varikliai sukonstruoti taip, kad jų cilindrai iš šio šaltinio gautų daugiau alyvos, nes jų skersmuo didesnis ir arčiau alkūninio veleno. Kai kuriuose varikliuose cilindro sienelė papildomai ištraukia alyvą iš šoninės skylės švaistiklio korpuse, kuri paprastai nukreipta į šoną, kur stūmoklis daro didesnį šoninį slėgį cilindre (tą, į kurį stūmoklis spaudžia degdamas eksploatuojant). ... V tipo varikliuose įprasta alyvą švirkšti iš švaistiklio, judančio į priešingą cilindrą, ant cilindro sienos, kad viršutinė pusė būtų sutepta, o tada ji ištraukiama į apatinę pusę. Čia verta atkreipti dėmesį į tai, kad variklių su turbokompresoriais alyva pagrindiniame naftos kanale ir vamzdyne patenka į pastarųjų guolį. Tačiau jie dažnai naudoja antrą kanalą, nukreipiantį alyvos srautą į specialius purkštukus, nukreiptus į stūmoklius, kurie yra skirti juos atvėsinti. Šiais atvejais alyvos siurblys yra daug galingesnis.

Sausos karterio sistemose alyvos siurblys priima alyvą iš atskiro alyvos bako ir tuo pačiu būdu ją paskirsto. Pagalbinis siurblys siurbia iš karterio alyvos / oro mišinį (todėl jis turi būti didelės talpos), kuris praeina per prietaisą, kad pastaroji būtų atskirta ir grąžinta į rezervuarą.

Tepimo sistemoje taip pat gali būti radiatorius, skirtas atvėsti alyvą sunkesniuose varikliuose (tai buvo įprasta senesniems varikliams, naudojantiems paprastas mineralines alyvas), arba šilumokaitis, prijungtas prie aušinimo sistemos. Tai bus aptarta vėliau.

Alyvos siurbliai ir slėgio vožtuvai

Alyvos siurbliai, įskaitant pavarų porą, yra itin tinkami alyvos sistemos darbui, todėl plačiai naudojami tepimo sistemose ir dažniausiai varomi tiesiai iš alkūninio veleno. Kitas variantas – rotoriniai siurbliai. Pastaruoju metu taip pat buvo naudojami slankiojantys siurbliai, įskaitant kintamo tūrio versijas, kurios optimizuoja veikimą, taigi ir jų našumą, atsižvelgiant į greitį ir sumažina energijos sąnaudas.

Alyvos sistemoms reikalingi apsauginiai vožtuvai, nes dideliu greičiu alyvos siurblio tiekiamo kiekio padidėjimas nesutampa su kiekiu, kuris gali praeiti per guolius. Taip yra dėl to, kad šiais atvejais guolio alyvoje susidaro stiprios išcentrinės jėgos, neleidžiančios į guolį tiekti naują alyvos kiekį. Be to, užvedus variklį esant žemai lauko temperatūrai, padidėja atsparumas alyvai, padidėja klampumas ir sumažėja mechanizmų reakcija, o tai dažnai lemia kritines alyvos slėgio vertes. Daugelis sportinių automobilių naudoja alyvos slėgio jutiklį ir alyvos temperatūros jutiklį.

(Sekti)

Tekstas: Georgijus Kolevas