Test Drive Internal Friction II

Mga uri ng Lubrication at Paraan ng Lubrication ng Iba't ibang Mga Bahagi ng Engine

Mga uri ng pagpapadulas

Ang mga pakikipag-ugnayan ng paglipat ng mga ibabaw, kabilang ang alitan, pagpapadulas at pagsusuot, ay resulta ng isang agham na tinatawag na tribology, at pagdating sa mga uri ng alitan na nauugnay sa mga engine ng pagkasunog, tinukoy ng mga taga-disenyo ang maraming uri ng pampadulas. Ang hydrodynamic lubrication ay ang pinaka-hinihingi na form ng prosesong ito at ang tipikal na lugar kung saan ito nangyayari ay nasa pangunahing at pagkonekta ng mga bearings ng pamalo ng crankshaft, na napailalim sa mas mataas na mga karga. Lumilitaw ito sa maliit na puwang sa pagitan ng tindig at ng V-shaft, at dinala doon ng isang pump ng langis. Ang gumagalaw na ibabaw ng tindig pagkatapos ay gumaganap bilang sarili nitong bomba, na kung saan ay nagko-pump at namamahagi ng langis nang higit pa at sa huli ay lumilikha ng isang sapat na makapal na pelikula sa buong buong puwang ng tindig. Para sa kadahilanang ito, ang mga taga-disenyo ay gumagamit ng mga manggas na may manggas para sa mga sangkap ng engine na ito, dahil ang pinakamaliit na lugar ng pakikipag-ugnay ng isang ball bear ay lumilikha ng isang napakataas na karga sa layer ng langis. Sa parehong oras, ang presyon sa film ng langis na ito ay maaaring halos limampung beses na mas mataas kaysa sa presyur na nilikha mismo ng bomba! Sa pagsasagawa, ang mga puwersa sa mga bahaging ito ay nakukuha sa pamamagitan ng layer ng langis. Siyempre, upang mapanatili ang estado ng pagpapadulas ng hydrodynamic, kinakailangan na ang sistema ng pagpapadulas ng engine ay laging nagbibigay ng sapat na dami ng langis.

Posibleng sa ilang mga punto, sa ilalim ng impluwensya ng mataas na presyon sa ilang mga bahagi, ang pampadulas na pelikula ay nagiging mas matatag at mas mahirap kaysa sa mga bahagi ng metal na pinadulas nito, at humantong din sa pagpapapangit ng mga ibabaw ng metal. Tinatawag ng mga developer ang ganitong uri ng pagpapadulas elastohydrodynamic, at maaari itong maipakita sa mga bearings ng bola na nabanggit sa itaas, sa mga gears o sa mga lifter ng balbula. Kung sakaling ang bilis ng mga gumagalaw na bahagi na may kaugnayan sa bawat isa ay nagiging napakababa, ang pagtaas ng karga ay malaki o walang sapat na supply ng langis, madalas na nangyayari ang tinatawag na lubrication ng hangganan. Sa kasong ito, ang pagpapadulas ay nakasalalay sa pagdirikit ng mga molekula ng langis sa mga sumusuporta sa ibabaw, upang sila ay pinaghiwalay ng isang medyo manipis ngunit maa-access na film ng langis. Sa kasamaang palad, sa mga kasong ito ay palaging may panganib na ang manipis na pelikula ay "mabutas" ng mga matutulis na bahagi ng mga iregularidad, samakatuwid, ang mga naaangkop na mga additives na antiwear ay idinagdag sa mga langis, na sumasakop sa metal sa mahabang panahon at maiwasan ang pagkasira nito sa pamamagitan ng direktang pakikipag-ugnay. Ang hydrostatic lubrication ay nangyayari bilang isang manipis na pelikula kapag ang pag-load ay biglang nagbabago ng direksyon at ang bilis ng mga gumagalaw na bahagi ay napakababa. Ito ay nagkakahalaga ng pansin dito na ang mga nagdadala ng mga kumpanya tulad ng pangunahing mga rod ng pagkonekta tulad ng Federal-Mogul ay nakabuo ng mga bagong teknolohiya upang maisuot ang mga ito upang malutas nila ang mga problema sa mga start-stop system tulad ng pagdadala ng pagkasuot sa madalas na pagsisimula, bahagyang tuyo na napapailalim sila sa bawat bagong paglulunsad. Tatalakayin ito mamaya. Ang madalas na pagsisimula na ito, ay humantong sa isang paglipat mula sa isang anyo ng pampadulas patungo sa isa pa at tinukoy bilang "halo-halong pampadulas ng pelikula".

Mga sistema ng pagpapadulas

Ang pinakamaagang automotive at motorsiklo panloob na mga engine ng pagkasunog, at kahit na sa paglaon ay umunlad, ay tumulo "pagpapadulas" kung saan ang langis ay pumasok sa makina mula sa isang uri ng "awtomatikong" grasa ng utong sa ilalim ng pagkilos ng grabidad at pagkatapos ay dumaloy sa o nasunog. Tinutukoy ng mga taga-disenyo ngayon ang mga sistemang pagpapadulas, pati na rin ang mga sistema ng pagpapadulas para sa mga two-stroke engine, kung saan ang langis ay hinaluan ng gasolina, bilang "kabuuang mga sistema ng pagpapadulas ng pagkawala." Nang maglaon, ang mga sistemang ito ay napabuti sa pagdaragdag ng isang pump ng langis upang makapagtustos ng langis sa loob ng makina at sa (madalas na matagpuan) balbula ng tren. Gayunpaman, ang mga sistemang pangbomba na ito ay walang kinalaman sa mga susunod na sapilitang mga teknolohiya ng pagpapadulas na ginagamit pa rin hanggang ngayon. Ang mga bomba ay na-install sa labas, nagpapakain ng langis sa crankcase, at pagkatapos ay naabot nito ang mga bahagi ng alitan sa pamamagitan ng pagwisik. Ang mga espesyal na talim sa ilalim ng mga nag-uugnay na tungkod ay nag-spray ng langis sa crankcase at block ng silindro, bilang isang resulta kung saan ang labis na langis ay nakolekta sa mga mini-bath at mga channel at, sa ilalim ng pagkilos ng gravity, dumaloy sa pangunahing at pagkonekta ng mga bearings ng rod at camshaft bearings. Ang isang uri ng paglipat sa mga system na may sapilitang pagpapadulas sa ilalim ng presyon ay ang Ford Model T engine, kung saan ang flywheel ay may isang bagay tulad ng isang water mill wheel, na inilaan upang maiangat ang langis at mai-tubo ito sa crankcase (at tandaan ang paghahatid), pagkatapos ang mga ibabang bahagi ng crankshaft at pagkonekta ng mga baras na na-scrap na langis at lumikha ng isang paliguan ng langis para sa mga rubbing na bahagi. Ito ay hindi partikular na mahirap na ibinigay na ang camshaft ay nasa crankcase din at ang mga balbula ay nakatigil. Ang Unang Digmaang Pandaigdig at mga makina ng sasakyang panghimpapawid na simpleng hindi gumana sa gayong pampadulas ay nagbigay ng isang malakas na lakas sa direksyon na ito. Ito ay kung paano ipinanganak ang mga system na gumamit ng panloob na mga bomba at halo-halong presyon at spray ng pagpapadulas, na pagkatapos ay inilapat sa mga bago at mas mabibigat na load na mga engine ng sasakyan.

Ang pangunahing bahagi ng sistemang ito ay isang engine driven oil pump na nagbomba ng langis sa ilalim ng presyon lamang sa pangunahing mga bearings, habang ang iba pang mga bahagi ay umaasa sa spray ng pagpapadulas. Kaya, hindi kinakailangan na bumuo ng mga groove sa crankshaft, na kinakailangan para sa mga system na may ganap na sapilitang pagpapadulas. Ang huli ay lumitaw bilang isang pangangailangan sa pagbuo ng mga makina na nagpapataas ng bilis at pagkarga. Nangangahulugan din ito na ang mga bearings ay dapat na hindi lamang lubricated ngunit pinalamig din.

Sa mga sistemang ito, ang may presyon na langis ay ibinibigay sa pangunahing at mas mababang mga connecting rod bearings (ang huli ay tumatanggap ng langis sa pamamagitan ng mga grooves sa crankshaft) at camshaft bearings. Ang malaking bentahe ng mga sistemang ito ay ang langis ay halos umiikot sa pamamagitan ng mga bearings na ito, i.e. dumaan sa kanila at pumapasok sa crankcase. Kaya, ang sistema ay nagbibigay ng mas maraming langis kaysa sa kinakailangan para sa pagpapadulas, at samakatuwid sila ay masinsinang pinalamig. Halimbawa, noong 60s, unang ipinakilala ni Harry Ricardo ang isang panuntunan na nagbibigay para sa sirkulasyon ng tatlong litro ng langis kada oras, iyon ay, para sa isang 3 hp engine. – XNUMX litro ng sirkulasyon ng langis kada minuto. Ang mga bisikleta ngayon ay ginagaya nang maraming beses.

Ang sirkulasyon ng langis sa sistema ng pagpapadulas ay nagsasama ng isang network ng mga channel na binuo sa katawan at mekanismo ng makina, ang pagiging kumplikado nito ay nakasalalay sa bilang at lokasyon ng mga silindro at mekanismo ng tiyempo. Alang-alang sa pagiging maaasahan at tibay ng makina, matagal nang pinaboran ng mga taga-disenyo ang mga channel na hugis-channel sa mga pipeline.

Ang isang bomba na hinihimok ng engine ay kumukuha ng langis mula sa crankcase at dinidirekta ito sa isang in-line na filter na naka-mount sa labas ng pabahay. Pagkatapos ay tumatagal ito ng isa (para sa in-line) o isang pares ng mga channel (para sa boxer o hugis na V engine), na pinapalawak ang halos buong haba ng engine. Pagkatapos, gamit ang maliliit na nakahalang mga groove, nakadirekta ito sa pangunahing mga bearings, pagpasok sa kanila sa pamamagitan ng papasok sa itaas na shell ng tindig. Sa pamamagitan ng isang peripheral slot sa tindig, bahagi ng langis ay pantay na ipinamamahagi sa tindig para sa paglamig at pagpapadulas, habang ang iba pang bahagi ay nakadirekta sa mas mababang pagkonekta ng pamalo ng pamalo sa pamamagitan ng isang hilig na magbutas sa crankshaft na konektado sa parehong puwang. Ang lubricating sa itaas na pagkonekta ng pamalo ng baras ay mas mahirap sa pagsasanay, kaya ang itaas na bahagi ng pagkonekta ng baras ay madalas na isang reservoir na dinisenyo upang maglaman ng mga splashes ng langis sa ilalim ng piston. Sa ilang mga sistema, ang langis ay umabot sa tindig sa pamamagitan ng isang magbutas sa pagkonekta ng pamalo mismo. Ang mga bearings ng piston bolt ay, sa kabilang banda, splash lubricated.

Katulad ng sistemang gumagala

Kapag ang isang camshaft o chain drive ay naka-install sa crankcase, ang drive na ito ay lubricated na may straight-through na langis, at kapag ang shaft ay naka-install sa ulo, ang drive chain ay lubricated sa pamamagitan ng kinokontrol na pagtagas ng langis mula sa hydraulic extension system. Sa Ford 1.0 Ecoboost engine, ang camshaft drive belt ay lubricated din - sa kasong ito sa pamamagitan ng paglulubog sa oil pan. Ang paraan ng pagbibigay ng lubricating oil sa mga camshaft bearings ay depende sa kung ang makina ay may ilalim o itaas na baras - ang dating ay karaniwang tumatanggap nito na naka-ukit mula sa crankshaft main bearings at ang huli ay naka-ukit na konektado sa pangunahing lower groove. o hindi direkta, na may isang hiwalay na karaniwang channel sa ulo o sa camshaft mismo, at kung mayroong dalawang shaft, ito ay pinarami ng dalawa.

Hinahangad ng mga taga-disenyo na lumikha ng mga system kung saan ang mga balbula ay lubricated sa isang tiyak na kinokontrol na rate ng daloy upang maiwasan ang pagbaha at paglabas ng langis sa pamamagitan ng mga gabay ng balbula sa mga silindro. Ang karagdagang pagiging kumplikado ay idinagdag ng pagkakaroon ng mga haydroliko na nakataas. Ang mga bato, iregularidad ay lubricated sa isang paliguan ng langis o sa pamamagitan ng pag-spray sa mga maliit na paliguan, o sa pamamagitan ng mga channel kung saan umalis ang langis sa pangunahing channel.

Tulad ng para sa mga silindro na dingding at mga palda ng piston, ang mga ito ay kumpleto o bahagyang lubricated na may langis na lalabas at kumakalat sa crankcase mula sa mas mababang mga koneksyon na rod bearings. Ang mga mas maiikling makina ay dinisenyo upang ang kanilang mga silindro ay makakuha ng maraming langis mula sa mapagkukunang ito dahil mayroon silang isang mas malaking diameter at mas malapit sa crankshaft. Sa ilang mga makina, ang pader ng silindro ay kumukuha ng karagdagang langis mula sa isang butas sa gilid sa pabahay ng pamalo ng baras, na kadalasang nakadirekta patungo sa gilid kung saan ang piston ay nagbibigay ng mas karagdagang pag-ilid na presyon sa silindro (na kung saan ang piston ay nagpapahiwatig ng presyon sa panahon ng pagkasunog sa panahon ng operasyon). ... Sa mga V-engine, pangkaraniwan na mag-iniksyon ng langis mula sa isang pagkonekta na pamalo na lumilipat sa kabaligtaran ng silindro papunta sa dingding ng silindro upang ang tuktok na bahagi ay lubricated, at pagkatapos ay hinila ito sa ibabang bahagi. Ito ay nagkakahalaga ng pansin dito na sa kaso ng mga turbocharged engine, ang langis ay pumapasok sa tindig ng huli sa pamamagitan ng pangunahing langis channel at pipeline. Gayunpaman, madalas silang gumagamit ng isang pangalawang channel na nagdidirekta ng daloy ng langis sa mga espesyal na nozel na nakadirekta sa mga piston, na idinisenyo upang palamig ang mga ito. Sa mga kasong ito, ang oil pump ay mas malakas.

Sa mga dry sump system, ang oil pump ay tumatanggap ng langis mula sa isang hiwalay na tanke ng langis at ipinamamahagi ito sa parehong paraan. Sinusipsip ng auxiliary pump ang langis / halo ng hangin mula sa crankcase (kaya't dapat itong magkaroon ng isang malaking kapasidad), na dumaan sa aparato upang paghiwalayin ang huli at ibalik ito sa reservoir.

Ang sistemang pagpapadulas ay maaari ring magsama ng isang radiator upang palamig ang langis sa mga mas mabibigat na makina (ito ay karaniwang kasanayan para sa mas matandang mga makina na gumagamit ng simpleng mga mineral na langis) o isang heat exchanger na konektado sa sistema ng paglamig. Tatalakayin ito sa paglaon.

Mga oil pump at relief valve

Ang mga pump ng langis, kabilang ang isang pares ng gear, ay lubos na angkop para sa pagpapatakbo ng isang sistema ng langis at samakatuwid ay malawakang ginagamit sa mga sistema ng pagpapadulas at sa karamihan ng mga kaso ay direktang hinihimok mula sa crankshaft. Ang isa pang pagpipilian ay ang mga rotary pump. Kamakailan, ang mga sliding vane pump ay ginamit din, kabilang ang mga variable na bersyon ng displacement, na nag-o-optimize sa operasyon at sa gayon ang kanilang pagganap kaugnay sa bilis at pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya.

Ang mga system ng langis ay nangangailangan ng mga relief valve sapagkat sa mataas na bilis ang pagtaas ng halagang ibinibigay ng bomba ay hindi tumutugma sa dami na maaaring dumaan sa mga bearings. Ito ay dahil sa ang katunayan na sa mga kasong ito ang malakas na pwersang sentripugal ay nabuo sa tindig na langis, pinipigilan ang supply ng isang bagong halaga ng langis sa tindig. Bilang karagdagan, ang pagsisimula ng makina sa mababang temperatura sa labas ay nagdaragdag ng paglaban ng langis na may pagtaas ng lapot at pagbawas ng backlash sa mga mekanismo, na kadalasang humahantong sa mga kritikal na halaga ng presyon ng langis. Karamihan sa mga sports car ay gumagamit ng sensor ng presyon ng langis at sensor ng temperatura ng langis.

(upang sundin)

Teksto: Georgy Kolev