Toetsry interne wrywing II

Soorte smeer en smeermetode vir verskillende enjinonderdele

Smeertipes

Die wisselwerking van bewegende oppervlaktes, insluitend wrywing, smeer en slytasie, is die resultaat van 'n wetenskap wat tribologie genoem word. Wat die soorte wrywing wat verband hou met binnebrandenjins, definieer ontwerpers verskillende soorte smeermiddels. Hidrodinamiese smering is die mees gevraagde vorm van hierdie proses, en die tipiese plek waar dit voorkom, is in die hoof- en verbindingsstaaflaers van die krukas, wat baie hoër belas word. Dit verskyn in die miniatuurruimte tussen die laer en die V-as en word deur 'n oliepomp daarheen getrek. Die bewegende oppervlak van die laer dien dan as sy eie pomp, wat die olie verder pomp en versprei en uiteindelik 'n voldoende dik film deur die hele draagruimte skep. Om hierdie rede gebruik ontwerpers hulselagers vir hierdie enjinkomponente, aangesien die minimum kontakoppervlak van die kogellager 'n uiters hoë las op die olielaag veroorsaak. Boonop kan die druk in hierdie oliefilm byna vyftig keer hoër wees as die druk wat die pomp self skep! In die praktyk word die kragte in hierdie dele deur die olielaag oorgedra. Om die hidrodinamiese smeringstoestand te handhaaf, is dit natuurlik nodig dat die enjinsmeringstelsel altyd voldoende olie verskaf.

Dit is moontlik dat die smeerfilm op 'n stadium, onder die invloed van hoë druk in sekere dele, stabieler en harder word as die metaaldele wat dit smeer, en selfs lei tot vervorming van metaaloppervlaktes. Ontwikkelaars noem hierdie tipe smering elastohydrodinamies, en dit kan manifesteer in die bogenoemde kogellagers, in tandwiele of in klephysers. In die geval dat die snelheid van die bewegende dele relatief tot mekaar baie laag word, neem die las aansienlik toe of is daar nie genoeg olietoevoer nie, kom sogenaamde grenssmering gereeld voor. In hierdie geval hang die smering af van die kleefstof van die oliemolekules aan die ondersteunende oppervlaktes, sodat dit deur 'n relatief dun, maar steeds toeganklike oliefilm geskei word. Ongelukkig bestaan ​​daar in hierdie gevalle altyd die gevaar dat die dun film "deurboor" word deur skerp dele van onreëlmatighede, en daarom word toepaslike antiband-bymiddels by die olies gevoeg, wat die metaal lank bedek en die vernietiging daarvan deur direkte kontak voorkom. Hidrostatiese smering vind plaas in die vorm van 'n dun film wanneer die las skielik van rigting verander en die snelheid van die bewegende dele baie laag is. Hier is die moeite werd om op te let dat draerondernemings soos hoofverbindingsstawe soos Federal-Mogul nuwe tegnologieë ontwikkel het om dit te bedek, sodat hulle probleme kan hanteer met begin-stop-stelsels, soos dra van dra by gereelde begin gedeeltelik droog. waaraan hulle met elke nuwe bekendstelling onderwerp word. Dit sal later bespreek word. Hierdie gereelde opstart lei weer tot 'n oorgang van een vorm smeermiddel na 'n ander en word gedefinieer as 'gemengde film smeermiddel'.

Smeerstelsels

Die vroegste motor- en motorfiets -binnebrandenjins, en selfs latere ontwerpe, het drup "smering" gehad waarin olie deur 'n soort "outomatiese" smeernippel in die enjin ingekom het en deurvloei of uitgebrand het nadat dit daardeur gegaan het. Ontwerpers definieer vandag hierdie smeerstelsels, sowel as smeerstelsels vir tweeslagenjins, waarin olie met brandstof gemeng word, as 'totale verlies-smeerstelsels'. Later is hierdie stelsels verbeter met die toevoeging van 'n oliepomp om olie aan die binnekant van die enjin en die kleptrein te verskaf. Hierdie pompstelsels het egter niks te doen met die latere geforseerde smeringstegnologieë wat vandag nog gebruik word nie. Die pompe is ekstern geïnstalleer en olie in die krukas gevoer, en dan het dit die wrywingsdele bereik deur te spat. Spesiale lemme in die onderste deel van die verbindingsstange het olie in die krukas en die silinderblok gespuit, waardeur oortollige olie in minibadjies en kanale versamel is en onder swaartekrag in die hoof- en verbindingsstanglagers ingevloei het en nokas laers. 'N Soort oorgang na stelsels met gedwonge smering onder druk is die Ford Model T -enjin, waarin die vliegwiel iets soos 'n watermeulwiel gehad het, wat bedoel was om olie op te lig en na die krukas te lei (en let op die ratkas). die onderste dele krukas en verbindingsstawe het olie geskraap en 'n oliebad geskep om dele te vryf. Dit was nie besonder moeilik nie, aangesien die nokas ook in die krukas was en die kleppe stilstaan. Die Eerste Wêreldoorlog en vliegtuigmotors wat eenvoudig nie met hierdie soort smeermiddel gewerk het nie, het 'n sterk stoot in hierdie rigting gegee. Dit is hoe stelsels gebore is wat interne pompe en gemengde druk en spuitsmeer gebruik het, wat dan toegepas word op nuwe en swaarder motorenjins.

Die hoofkomponent van hierdie stelsel was 'n enjinaangedrewe oliepomp wat olie onder druk na slegs die hooflaers gepomp het, terwyl ander dele op spuitsmeer staatgemaak het. Dit was dus nie nodig om die groewe in die krukas te vorm nie, wat nodig is vir stelsels met volledig gedwonge smering. Laasgenoemde het as 'n noodsaaklikheid ontstaan ​​met die ontwikkeling van motors wat spoed en lading verhoog. Dit het ook beteken dat die laers nie net gesmeer moes word nie, maar ook afgekoel moes word.

In hierdie stelsels word olie onder druk aan die hoof- en onderste verbindingsstanglaers (laasgenoemde ontvang olie deur groewe in die krukas) en nokaslaers voorsien. Die groot voordeel van hierdie stelsels is dat olie feitlik deur hierdie laers sirkuleer, m.a.w. gaan deur hulle en gaan die krukas binne. Die stelsel verskaf dus baie meer olie as wat nodig is vir smering, en daarom word hulle intensief afgekoel. Harry Ricardo het byvoorbeeld in die 60's die eerste keer 'n reël bekendgestel wat voorsiening maak vir die sirkulasie van drie liter olie per uur, dit wil sê vir 'n 3 pk-enjin. – XNUMX liter olie sirkulasie per minuut. Vandag se fietse word baie keer meer herhaal.

Oliesirkulasie in die smeerstelsel bevat 'n netwerk van kanale wat in die bak- en enjinmeganisme ingebou is, waarvan die kompleksiteit afhang van die aantal en die ligging van die silinders en die tydsberekening. Ter wille van die betroubaarheid en duursaamheid van die enjin, het ontwerpers lankal kanaalvormige kanale bo pypleidings verkies.

'N Enjin-aangedrewe pomp haal olie uit die krukas en lei dit na 'n filter wat buite die behuising gemonteer is. Dit neem dan een (vir in-line) of 'n paar kanale (vir bokser- of V-vormige enjins), wat amper die hele lengte van die enjin strek. Dan, met behulp van klein dwarsgroewe, word dit na die hooflaers gerig en dit deur die inlaat in die boonste draagdop binnegedring. Deur 'n perifere gleuf in die laer word 'n gedeelte van die olie eweredig in die laer versprei vir afkoeling en smeer, terwyl die ander deel na die onderste verbindingsstaaf toe gerig word deur 'n skuins gat in die krukas wat aan dieselfde gleuf gekoppel is. Die smeer van die boonste draagstanglager is in die praktyk moeiliker, dus is die boonste gedeelte van die verbindingsstang dikwels 'n reservoir wat ontwerp is om oliespatsels onder die suier te bevat. In sommige stelsels bereik olie die peiling deur 'n boring in die verbindingsstaaf self. Die suierboutlaers word op hul beurt spuitgesmeer.

Soortgelyk aan die bloedsomloopstelsel

Wanneer 'n nokas of kettingaandrywing in die krukas geïnstalleer word, word hierdie aandrywing met reguit-deur-olie gesmeer, en wanneer die as in die kop geïnstalleer is, word die dryfketting gesmeer deur beheerde olielekkasie vanaf die hidrouliese verlengstelsel. In die Ford 1.0 Ecoboost-enjin word die nokas-dryfband ook gesmeer – in dié geval deur onderdompeling in die oliepan. Die manier waarop smeerolie aan die nokaslaers verskaf word, hang daarvan af of die enjin 'n onderste of boonste as het - eersgenoemde ontvang dit gewoonlik gegroef van die krukashooflaers en laasgenoemde gegroef gekoppel aan die hoof onderste groef. of indirek, met 'n aparte gemeenskaplike kanaal in die kop of in die nokas self, en as daar twee asse is, word dit met twee vermenigvuldig.

Ontwerpers poog om stelsels te skep waarin kleppe teen presies beheerde vloeitempo's gesmeer word om oorstromings en olielekkasies deur die klepgeleiers in die silinders te voorkom. Bykomende kompleksiteit word bygevoeg deur die aanwesigheid van hidrouliese hysbakke. Gesteentes, onreëlmatighede word in 'n oliebad of deur bespuiting in miniatuurbaddens gesmeer, of deur middel van kanale waardeur olie die hoofkanaal verlaat.

Wat die silindriese mure en suierroppe betref, word dit volledig of gedeeltelik gesmeer met olie wat uitkom en versprei in die krukas vanaf die onderste draagstaaflaers. Korter enjins is so ontwerp dat hul silinders meer olie uit hierdie bron kry omdat hulle 'n groter deursnee het en nader aan die krukas geleë is. In sommige enjins ontvang die silinderwande addisionele olie uit 'n sygat in die dakstangbehuizing, wat gewoonlik gerig is op die kant waar die suier laterale druk op die silinder uitoefen (dit waarop die suier druk uitoefen tydens verbranding tydens werking). ... In V-enjins is dit algemeen om olie in te spuit vanaf 'n verbindingsstaaf wat in die teenoorgestelde silinder op die silinderwand beweeg sodat die boonste kant gesmeer word, en dan word dit na onder getrek. Dit is opmerklik dat olie in die geval van turbo-aangedrewe enjins die laer van laasgenoemde deur die hoofoliekanaal en -pypleiding binnedring. Hulle gebruik egter dikwels 'n tweede kanaal wat die vloei van olie lei na spesiale spuitpunte wat op die suiers gerig is, wat ontwerp is om dit af te koel. In hierdie gevalle is die oliepomp baie kragtiger.

In droëbakstelsels ontvang die oliepomp olie uit 'n aparte olietenk en versprei dit op dieselfde manier. Die hulppomp suig die olie / lugmengsel uit die krukas (dit moet dus 'n groot kapasiteit hê), wat deur die toestel gaan om laasgenoemde te skei en terug te bring na die reservoir.

Die smeerstelsel kan ook 'n verkoeler insluit om die olie in swaarder enjins af te koel (dit was algemene gebruik vir ouer enjins wat eenvoudige minerale olies gebruik) of 'n warmtewisselaar wat aan die verkoelingstelsel gekoppel is. Dit sal later bespreek word.

Oliepompe en ontlaskleppe

Oliepompe, insluitend 'n ratpaar, is uiters geskik vir die werking van 'n oliestelsel en word dus wyd in smeerstelsels gebruik en word in die meeste gevalle direk vanaf die krukas aangedryf. Nog 'n opsie is roterende pompe. Onlangs is ook glywaanpompe gebruik, insluitend weergawes met veranderlike verplasing, wat die werking en dus hul werkverrigting in verhouding tot spoed optimaliseer en energieverbruik verminder.

Oliesisteme benodig ontlaskleppe omdat die toename in die hoeveelheid olie wat deur die pomp voorsien word, nie ooreenstem met die hoeveelheid wat deur die laers kan beweeg nie. Dit is te wyte aan die feit dat in hierdie gevalle sterk sentrifugale kragte in die laerolie gevorm word, wat die toevoer van 'n nuwe hoeveelheid olie aan die laer voorkom. Daarbenewens verhoog die weerstand teen olie met lae buitentemperature met 'n toename in viskositeit en 'n afname in terugslag in meganismes, wat dikwels lei tot kritieke waardes van oliedruk. Die meeste sportmotors gebruik 'n oliedruksensor en 'n olietemperatuursensor.

(om te volg)

Teks: Georgy Kolev