Fërkimi i brendshëm i testimit II

Llojet e lubrifikimit dhe si të lubrifikoni pjesë të ndryshme të motorit

Llojet e lubrifikimit

Ndërveprimet e sipërfaqeve në lëvizje, duke përfshirë fërkimin, vajosjen dhe konsumimin, janë rezultat i një shkence të quajtur tribologji, dhe kur bëhet fjalë për llojet e fërkimit të shoqëruara me motorë me djegie të brendshme, projektuesit përcaktojnë disa lloje të lubrifikantit. Lubrifikimi hidrodinamik është forma më e kërkuar e këtij procesi, dhe vendi tipik ku ndodh është në kushinetat kryesore dhe shufrat lidhëse të boshtit të boshtit, të cilat i nënshtrohen ngarkesave shumë më të larta. Duket në hapësirën miniaturë midis kushinetës dhe boshtit V dhe sillet atje nga një pompë vaji. Sipërfaqja lëvizëse e kushinetës atëherë vepron si pompë e vet, e cila pompon dhe shpërndan vajin më tej dhe në fund të fundit krijon një film mjaft të trashë në të gjithë hapësirën e mbajtjes. Për këtë arsye, dizajnerët përdorin kushineta mëngë për këto përbërës të motorit, pasi zona minimale e kontaktit të kushinetës me top krijon një ngarkesë jashtëzakonisht të lartë në shtresën e vajit. Për më tepër, presioni në këtë film vaji mund të jetë pothuajse pesëdhjetë herë më i lartë se presioni i krijuar nga vetë pompa! Në praktikë, forcat në këto pjesë transmetohen përmes shtresës së vajit. Sigurisht, për të ruajtur gjendjen e vajosjes hidrodinamike, është e nevojshme që sistemi i vajosjes së motorit të furnizojë gjithmonë vaj të mjaftueshëm.

Possibleshtë e mundur që në një moment, nën ndikimin e presionit të lartë në pjesë të caktuara, filmi vajosës bëhet më i qëndrueshëm dhe i fortë se pjesët metalike që lubrifikon, madje çon në deformimin e sipërfaqeve metalike. Zhvilluesit e quajnë këtë lloj lubrifikimi elastohidrodynamic, dhe ai mund të shfaqet në kushinetat me topa të përmendura më lart, në rrotat e ingranazheve ose në ngritësit e valvulave. Në rast se shpejtësia e pjesëve lëvizëse në raport me njëra-tjetrën bëhet shumë e ulët, ngarkesa rritet ndjeshëm ose nuk ka furnizim të mjaftueshëm të vajit, shpesh ndodh e ashtuquajtura vajosje kufitare. Në këtë rast, vajosja varet nga ngjitja e molekulave të vajit në sipërfaqet mbështetëse, në mënyrë që ato të ndahen nga një film vaji relativisht i hollë, por ende i arritshëm. Fatkeqësisht, në këto raste ekziston gjithmonë rreziku që filmi i hollë të "shpohet" nga pjesë të mprehta të parregullsive, prandaj vajrave u shtohen aditivë të përshtatshëm anti veshje, të cilët mbulojnë metalin për një kohë të gjatë dhe parandalojnë shkatërrimin e tij me anë të kontaktit të drejtpërdrejtë. Lubrifikimi hidrostatik ndodh në formën e një filmi të hollë kur ngarkesa ndryshon drejtimin papritmas dhe shpejtësia e pjesëve lëvizëse është shumë e ulët. Vlen të përmendet këtu që kompanitë mbajtëse të tilla si shufrat kryesore lidhëse të tilla si Federal-Mogul kanë zhvilluar teknologji të reja për t'i veshur ato në mënyrë që ata të mund të merren me probleme me sistemet start-stop të tilla si veshin e mbajtjes në fillimet e shpeshta pjesërisht të thata që u nënshtrohen me çdo lëshim të ri. Kjo do të diskutohet më vonë. Kjo fillestar i shpeshtë, nga ana tjetër, çon në një tranzicion nga një formë e lubrifikantit në një tjetër dhe përcaktohet si "lubrifikant i filmit të përzier".

Sistemet e lubrifikimit

Motorët më të hershëm të automobilave dhe motorëve me djegie të brendshme, dhe madje edhe modelet e mëvonshme, kishin "lubrifikim" pikues në të cilin vaji hynte në motor nga një lloj thithje yndyre "automatike" nga graviteti dhe rrodhi ose digjej pasi kalonte nëpër të. Projektuesit sot i përcaktojnë këto sisteme të lubrifikimit, si dhe sistemet e lubrifikimit për motorët me dy goditje, në të cilat vaji përzihet me karburant, si "sisteme lubrifikimi me humbje totale". Më vonë, këto sisteme u përmirësuan me shtimin e një pompë vaji për të furnizuar vaj në pjesën e brendshme të motorit dhe në trenin (shpesh të gjetur) të valvulave. Sidoqoftë, këto sisteme pompimi nuk kanë asnjë lidhje me teknologjitë e mëvonshme të lubrifikimit të detyruara që janë ende në përdorim sot. Pompat u instaluan nga jashtë, duke ushqyer vajin në kavilje, dhe më pas ai arriti në pjesët e fërkimit duke spërkatur. Fletët speciale në pjesën e poshtme të shufrave lidhës spërkatën vajin në kaviljen dhe bllokun e cilindrit, si rezultat i së cilës vaji i tepërt u grumbullua në mini-banja dhe kanale dhe, nën veprimin e gravitetit, derdhej në kushinetat kryesore dhe shufrat lidhëse dhe kushinetat e boshtit të gumës. Një lloj kalimi në sisteme me lubrifikim të detyruar nën presion është motori Ford Model T, në të cilin volanti kishte diçka si një rrotë mulli uji, i cili kishte për qëllim të ngrinte vajin dhe ta tubonte atë në kavilje (dhe vini re transmetimin), atëherë pjesët e poshtme të bosht me gunga dhe shufrat lidhës fshinë vajin dhe krijuan një banjë vaji për fërkimin e pjesëve. Kjo nuk ishte veçanërisht e vështirë duke pasur parasysh që boshti i gumës ishte gjithashtu në kthesë dhe valvulat ishin të palëvizshme. Lufta e Parë Botërore dhe motorët e avionëve që thjesht nuk punuan në një lubrifikant të tillë dhanë një shtysë të fortë në këtë drejtim. Kështu lindën sistemet që përdorën pompa të brendshme dhe lubrifikim me presion të përzier dhe llak, të cilat më pas u aplikuan në motorët e rinj dhe më të rëndë të automobilave.

Komponenti kryesor i këtij sistemi ishte një pompë vaji e drejtuar nga motori që pomponte vaj nën presion vetëm në kushinetat kryesore, ndërsa pjesët e tjera mbështeteshin në vajosjen e llakut. Kështu, nuk ishte e nevojshme të formoheshin brazdat në boshtin e boshtit, të cilat janë të nevojshme për sistemet me vajosje plotësisht të detyruar. Kjo e fundit lindi si domosdoshmëri me zhvillimin e motorëve që rrisin shpejtësinë dhe ngarkesën. Kjo gjithashtu do të thoshte që kushinetat duhej jo vetëm të lubrifikoheshin, por edhe të ftoheshin.

Në këto sisteme, vaji nën presion furnizohet me kushinetat kryesore dhe të poshtme të shufrës lidhëse (kjo e fundit merr vaj përmes brazdave në boshtin e gungës) dhe kushinetat e boshtit me gunga. Avantazhi i madh i këtyre sistemeve është se vaji praktikisht qarkullon nëpër këto kushineta, d.m.th. kalon nëpër to dhe futet në karter. Kështu, sistemi siguron shumë më shumë vaj sesa është e nevojshme për lubrifikimin, dhe për këtë arsye ato ftohen intensivisht. Për shembull, në vitet '60, Harry Ricardo prezantoi për herë të parë një rregull që parashikonte qarkullimin e tre litrave vaj në orë, domethënë për një motor 3 kf. – XNUMX litra qarkullim vaji në minutë. Biçikletat e sotme riprodhohen shumë herë më shumë.

Qarkullimi i vajit në sistemin e vajosjes përfshin një rrjet kanalesh të ndërthurura në trupin dhe mekanizmin e motorit, kompleksiteti i të cilave varet nga numri dhe vendndodhja e cilindrave dhe mekanizmi i kohës. Për hir të besueshmërisë dhe qëndrueshmërisë së motorit, projektuesit kanë favorizuar prej kohësh kanalet në formë kanali përpara tubacioneve.

Një pompë e drejtuar nga motori tërheq vajin nga karrocat dhe e drejton atë në një filtër në linjë të montuar jashtë strehimit. Më pas duhet një (për në linjë) ose një palë kanale (për motorët boksier ose në formë V), që shtrihen pothuajse në të gjithë gjatësinë e motorit. Pastaj, duke përdorur brazda të vogla tërthore, drejtohet te kushinetat kryesore, duke i futur ato përmes hyrjes në predhën e sipërme të kushinetës. Përmes një fole periferike në kushinet, një pjesë e vajit shpërndahet në mënyrë të barabartë në kushinetën për ftohje dhe vajosje, ndërsa pjesa tjetër drejtohet në mbajtësin e shufrës së poshtme lidhëse përmes një pusi të zhdrejtë në boshtin e boshtit të bashkuar me të njëjtën fole. Lubrifikimi i kushinetës së sipërme të shufrës lidhëse është më e vështirë në praktikë, kështu që pjesa e sipërme e shufrës lidhëse është shpesh një rezervuar i projektuar për të përmbajtur spërkatje vaji nën pistoni. Në disa sisteme, vaji arrin mbajtësin përmes një pusi në vetë shufrën lidhëse. Kushinetat e bulonave të pistonit, nga ana tjetër, janë të lubrifikuara me llak.

Ngjashëm me sistemin e qarkullimit të gjakut

Kur një bosht me gunga ose një makinë zinxhiri është instaluar në kavilje, kjo makinë lubrifikohet me vaj të drejtpërdrejtë, dhe kur boshti është i instaluar në kokë, zinxhiri i lëvizjes lubrifikohet nga rrjedhja e kontrolluar e vajit nga sistemi i zgjatjes hidraulike. Në motorin Ford 1.0 Ecoboost, rripi i lëvizjes së boshtit me gunga lubrifikohet gjithashtu - në këtë rast me zhytje në tiganin e vajit. Mënyra se si vaji lubrifikues furnizohet me kushinetat e boshtit me gunga varet nga fakti nëse motori ka një bosht të poshtëm ose të sipërm - i pari zakonisht e merr atë me brazdë nga kushinetat kryesore të boshtit të gungës dhe i dyti me brazdë të lidhur me brazdë kryesore të poshtme. ose indirekt, me një kanal të përbashkët të veçantë në kokë ose në vetë boshtin me gunga, dhe nëse ka dy boshte, kjo shumëzohet me dy.

Projektuesit përpiqen të krijojnë sisteme në të cilat valvulat lyhen me shpejtësi të kontrolluar të rrjedhës për të shmangur përmbytjet dhe rrjedhjet e vajit përmes udhëzuesve të valvulave në cilindra. Kompleksiteti shtesë shtohet nga prania e ashensorëve hidraulikë. Shkëmbinjtë, parregullsitë lyhen në një banjë vaji ose duke spërkatur në banjë miniaturë, ose me anë të kanaleve përmes të cilave vaji del nga kanali kryesor.

Për sa i përket mureve cilindrike dhe fundeve të pistonit, ato janë të lubrifikuara plotësisht ose pjesërisht me vaj që del dhe përhapet në karrocë nga kushinetat e shufrave të poshtme lidhëse. Motorët më të shkurtër janë të dizajnuar në mënyrë që cilindrat e tyre të marrin më shumë vaj nga ky burim sepse ato kanë një diametër më të madh dhe janë më afër boshtit të boshtit. Në disa motorë, muret e cilindrit marrin vaj shtesë nga një vrimë anësore në strehën e shufrës lidhëse, e cila zakonisht drejtohet në anën ku pistoni ushtron më shumë presion anësor mbi cilindrin (ai mbi të cilin pistoni ushtron presion gjatë djegies gjatë operimit). ... Në motorët V, është e zakonshme të injektohet vaj nga një shufër lidhëse që lëviz në cilindrin e kundërt në murin e cilindrit në mënyrë që ana e sipërme të lubrifikohet, dhe pastaj të tërhiqet në anën e poshtme. Duhet të theksohet këtu se në rastin e motorëve me turbo, vaji hyn në mbajtjen e këtij të fundit përmes kanalit kryesor të naftës dhe tubacionit. Sidoqoftë, ata shpesh përdorin një kanal të dytë që drejton rrjedhën e vajit në hundët speciale të drejtuara në pistona, të cilat janë krijuar për t'i ftohur ato. Në këto raste, pompa e vajit është shumë më e fuqishme.

Në sistemet e gropave të thata, pompa e vajit merr vaj nga një rezervuar i veçantë vaji dhe e shpërndan atë në të njëjtën mënyrë. Pompa ndihmëse thith përzierjen e vajit / ajrit nga karremi (kështu që duhet të ketë një kapacitet të madh), i cili rrjedh përmes pajisjes për ta ndarë këtë të fundit dhe për ta kthyer atë në rezervuar.

Sistemi i vajosjes mund të përfshijë gjithashtu një radiator për të ftohur vajin në motorë më të rëndë (kjo ishte praktikë e zakonshme për motorët e vjetër duke përdorur vajra të thjeshtë minerale) ose një shkëmbyes nxehtësie të lidhur me sistemin e ftohjes. Kjo do të diskutohet më vonë.

Pompat e naftës dhe valvulat lehtësuese

Pompat e vajit, duke përfshirë një palë ingranazhesh, janë jashtëzakonisht të përshtatshme për funksionimin e një sistemi vaji dhe për këtë arsye përdoren gjerësisht në sistemet e lubrifikimit dhe në shumicën e rasteve drejtohen drejtpërdrejt nga boshti me gunga. Një tjetër mundësi janë pompat rrotulluese. Kohët e fundit janë përdorur edhe pompa me fletë rrëshqitëse, duke përfshirë versionet me zhvendosje të ndryshueshme, të cilat optimizojnë funksionimin dhe rrjedhimisht performancën e tyre në lidhje me shpejtësinë dhe reduktojnë konsumin e energjisë.

Sistemet e vajit kërkojnë valvola lehtësuese sepse me shpejtësi të lartë rritja e sasisë së furnizuar nga pompa e vajit nuk përputhet me sasinë që mund të kalojë përmes kushinetave. Kjo për faktin se në këto raste formohen forca të forta centrifugale në vajin mbajtës, duke parandaluar furnizimin e një kushinete të një sasie të re vaji. Përveç kësaj, ndezja e motorit në temperatura të ulëta të jashtme rrit rezistencën e vajit me një rritje të viskozitetit dhe një rënie të reagimit në mekanizmat, e cila shpesh çon në vlera kritike të presionit të vajit. Shumica e makinave sportive përdorin një matës të presionit të vajit dhe një matës të temperaturës së vajit.

(ta ndjek)

Teksti: Georgy Kolev