Масляные насосы. Применение. Принцип работы
Главная \ Насосы Шестеренные Ш, НМШ \ Масляные насосы. Применение. Принцип работы
Масляные насосы – это лишь одна из разновидностей гидравлической машины (насоса), которая преобразует механическую энергию приводного двигателя в энергию потока жидкости. Насосы служат для повышения давления и перемещения всех видов жидкости, содержащих в своем составе различные примеси.
Использование масляных насосовСуществуют различные типы масляных насосов, которые используются в различных сферах деятельности:
- Общепромышленные насосы. Они используются на технологических линиях для перекачивания продуктов нефтехимии, различных масел, а также для подачи топлива. К данному типу насосов относятся такие модели как Ш, НМШ, НМШФ, НМШГ, К, КВ и другие.
- Насосы морские судовые. В отделениях для судов речного или морского флота – НМШФ, НМШ, Ш.
- Насосы для перекачивания минерального масла.
- Ручной крыльчатый насос, насос ручной шиберный бочковой. Применяются в быту – РК, РШ.
Классификация масляных насосов в зависимости от конструкции:
- шестеренные насосы для масла,
- коловратные,
- трехвинтовые,
- ручные крыльчатые,
- ручные шиберные.
Все модели различаются по структуре, а также по назначению. Одни модели предназначены для перекачивания дизельного топлива, другие – для мазута, застывающих жидкостей, таких как магнитный лак, битум, парафин и т.д. Следовательно, выбирать насосное оборудование необходимо, исходя из технических характеристик и назначения оборудования.
Принцип работы насоса для маслаОсновной принцип работы всех насосов совпадает, но есть некоторые особенности и расхождения. Поэтому при выборе того или иного оборудования обратитесь за консультацией к специалисту.
Принцип работы насоса для перекачки масла мы рассмотрим на примере шестеренного насоса.В корпусе насоса находится зубчатое колесо. К нему эксцентрично расположено внутреннее колесо. Масло перекачивается в пространство между зубьями. В процессе непрерывного вращения в части, в которой зубья движутся друг от друга в противоположные стороны, давление понижается. Эта сторона насоса является всасывающей. В той зоне, где зубья сцепляются, давление повышается, масло выталкивается. Шестеренные насосы обладают высокой мощностью, особенно когда частота вращения спадает.
Установку насосного оборудования стоит производить с соблюдением предельной точности. Если у вас нет достаточного опыта работы с осуществлением монтажных работ насосного оборудования, лучше всего обратиться к опытному специалисту. Также можно воспользоваться рекомендациями и правилами монтажа из приложенных к любому оборудованию инструкций.
У нас можно осуществить заказ масляных шестеренных насосов. Мы предлагаем проверенную продукцию высокого качества самых надежных производителей. На нашем сайте имеется вся необходимая информация о том, как правильно выбрать насос для масла. В каталоге товаров вы найдете подробное описание каждой модели, ее технические характеристики и назначение.
Но мы можем упростить ваш выбор, если вы свяжетесь с нашими консультантами по предоставленным на сайте контактным данным.
устройство, принцип работы, типы. Где находится и как работает шестеренный, регулируемый роторный маслонасос
Поговорим о сердце любого двигателя внутреннего сгорания – маслонасосе. Именно масляный насос нагнетает давление в системе смазки, позволяя смазывать трущиеся пары, отводить тепло и продукты износа. Рассмотрим принцип работы и устройство шестеренных и роторных насосов регулируемого, а также нерегулируемого типа.
Принципиальные различия в устройстве
На подавляющем большинстве автомобилей установлен нерегулируемый масляный насос. От избытка давления систему смазки предохраняет редукционный клапан, который сбрасывает излишки масла. Современные автомобили все чаще агрегатируются регулируемым масляным насосом. Принудительное изменение производительности масляной помпы позволяет уменьшить механические потери, снизив тем самым расход топлива и количество вредных выбросов. По внутреннему устройству маслонасосы разделяются на шестеренные и роторные.
Принцип работы шестеренного маслонасоса
Ведомая шестерня закреплена на оси, а ведущая приводится во вращение приводным валом. Вращающиеся шестерни забирают масло через всасывающий канал, куда оно поступает по маслоприемнику из картера. Далее, масло под давлением поступает в нагнетательную полость, откуда уже распределяется по каналам масляной системы. Именно так работает простейший шестеренный насос.
Производительность маслонасоса напрямую зависит от скорости вращения коленчатого вала. Но повышение давления в системе сверх нормы приведет к выдавливанию сальников и увеличению механических потерь. Поэтому избыток масла стравливается редукционным клапаном, который открывается при превышении расчетного давления. Подробно устройство и принцип работы клапана, позволяющего сбрасывать масло обратно во впускную полость, вы можете изучить из статьи «Редукционный клапан масляного насоса».
1- заборные шестерни; 2- клапан; 3-запорная пружина.
Виды
По способу зацепления шестерен помпы для перекачивания жидкостей делятся на агрегаты с внутренним и внешним зацеплением.
Устройство агрегатов с шестерней в шестерни позволяет приводить маслонасос в действие непосредственно от коленчатого вала. Принцип работы способствует уменьшению габаритных размеров корпуса без потери производительности. Поэтому именно нерегулируемые маслонасосы с внутренним зацеплением чаще всего устанавливаются на современные автомобили.
Роторный тип
Устройство объединяет в корпусе внутренний (ведущий) и внешний (ведомый) роторы. Моторное масло забирается лопастями ведущего ротора и, проходя через нагнетательную полость, подается к каналам масляной системы двигателя. Выше показано устройство нерегулируемой масляной помпы, поэтому ее принцип работы предполагает наличие редукционного клапана.
Регулируемый насос
Регулируемый масляный насос роторного типа оснащается подвижным статором и регулировочной пружиной. Вращаясь внутри внешнего ротора, внутренний ротор захватывает из всасывающей полости масло, перенаправляя его под давлением в нагнетательную область. Объем перекаченного масла зависит от скорости вращения внутреннего ротора и от объема полости между внутренним и внешним ротором, который соединен с подвижным статором. Изменяя объем, мы можем регулировать производительность масляного насоса.
Регулировка производительности
Принцип работы регулировки объема заключается в смещении подвижного статора. В режиме низкого давления пружина регулятора, преодолевая сопротивления масла в нагнетательной полости, задвигает статор (промежуточный корпус) в крайнее положение. Объем полости между наружным и ведомым ротором уменьшается, что приводит к снижению количества перекачиваемого масла.
При повышении оборотов коленчатого вала и возрастании давления в нагнетательной полости масло преодолевает сопротивление регулировочной пружины. Смещение промежуточного корпуса ведет к увеличению зазора между наружным и внутренним роторами. Увеличивается количество перекачиваемого масла и давление в системе.
Особенности работы регулируемого масляного насоса в определенных режимах позволяют на 30% снизить механические потери в сравнении с нерегулируемыми агрегатами. Поскольку насос перекачивает ровно такой объем, который на данном режиме работы необходим для смазывания деталей двигателя, замедляются темпы старения масла.
Шиберные агрегаты
В автомобиле шиберные помпы используются не только для нагнетания смазочных материалов в двигателе, но и в качестве насоса гидроусилителя руля. С точки зрения принципа работы и устройства, интерес вызывают двухрежимные масляные насосы, все чаще устанавливающиеся на двигатели производства VAG-Group (к примеру, Audi, Volkswagen). Устройство рассмотрим на примере маслонасоса с мотора V6 TDI объемом 4.2 л.
Масло нагнетается лопатками, которые при вращении ротора под воздействием центробежной силы прижимаются к рабочей зоне статора. В этом плане принцип работы ничем не отличается от обычного лопастного маслонасоса. Но конструкторы оснастили помпу эксцентриковым поворотным регулирующим кольцом. Также устройство предполагает наличие соленоида, который по команде блока управления двигателем (Engine Control Unite) открывает доступ маслу к регулировочной полости.
Процесс смены режимов
- Режим сниженной производительности. ЭБУ замыкает клапан управления давлением на массу, открывая доступ маслу к каналу второй управляющей поверхности. По другому масляному каналу давление масла постоянно воздействует на управляющую поверхность №1. Действующее на обе поверхности давление масла преувеличивает усилие пружины. Регулирующее кольцо поворачивается против часовой стрелки, уменьшая тем самым объем рабочей камеры маслонасоса.
- Режим высокой производительности. ЭБУ отключает питание электромагнитного клапана. Масляный канал управляющей поверхности 2 перекрывается, а давление масла действует только на зону 1. Поскольку создаваемого усилия недостаточно для преодоления сопротивления пружины, регулирующее кольцо поворачивается по часовой стрелке и отклоняется от центра. Таким образом, увеличивается объем рабочей камеры и количество перекачиваемого моторного масла. Соответственно, давление в системе также возрастает.
Регулировка производительности осуществляется ЭБУ, который считывает информацию о режиме работе двигателя с ДМРВ (либо ДАД+ДТВ), ДПКВ, ДПДЗ, датчика положения педали акселератора, ДТОЖ, датчика температуры масла. Разумеется, полноценная работа системы невозможна без датчика давления масла, устройство, принцип работы и способы проверки которого мы уже рассматривали. Смена режимов работы происходит при повышении оборотов коленчатого вала выше 2500 об. /мин либо при возрастании нагрузки на двигатель (динамичный разгон, буксировка груза).
Вне зависимости от конструкции и принципа работы, выход маслонасоса из строя приведет к серьезным поломкам и необходимости капитального ремонта двигателя. Поэтому полезно знать признаки неисправности и понимать технологию проверки масляного насоса.
Моторное масло, насосы и фильтры
Лучший способ разобраться в этом вопросе — перейти прямо к сердцу системы смазки двигателя и начать с масляного насоса. Работа масляного насоса заключается в том, чтобы всасывать масло из картера и проталкивать его через фильтр и масляные каналы к подшипникам коленчатого и распределительного валов. Постоянный поток масла поддерживает, смазывает и охлаждает подшипники. По мере того, как она движется вверх по остальной части двигателя, она также смазывает компоненты распределительного вала и клапанного механизма, а также заполняет гидрокомпенсаторы или толкатели кулачков, устраняя зазоры клапанов. Брызги масла из коленчатого вала также охлаждают и смазывают поршни и цилиндры.
Масляный насос сам по себе не создает давление масла. Он только толкает масло из одного места в другое. Это поршневой насос, который перемещает масло при вращении. Так что пока масло не встречает сопротивления, насос не создает давления. Но масло встречает сопротивление при прохождении через фильтр, узкие масляные каналы и подшипники. Масло является несжимаемой жидкостью, поэтому по мере увеличения сопротивления увеличивается и давление масла.
Температура также имеет значение. Вязкость масла меняется в зависимости от температуры. Горячее масло намного жиже холодного. Следовательно, давление масла выше, когда масло холодное, потому что оно гуще и его труднее прокачивать через двигатель.
При работающем двигателе и усиленной работе насоса для прокачки масла через систему необходимо использовать некоторые средства контроля давления, чтобы предотвратить создание слишком большого давления в трубопроводах и фильтре. Подпружиненный «клапан сброса давления» в масляном насосе (или рядом с насосом) открывается, когда давление превышает определенный предел (обычно от 50 до 60 фунтов на квадратный дюйм), и либо перенаправляет масло обратно во впускное отверстие насоса, либо в масляный поддон. Это предотвращает опасное повышение давления, которое может привести к разрыву масляного фильтра или выдуванию запрессованных масляных пробок.
На холостом ходу большинство масляных насосов не производят достаточного потока, чтобы принудительно открыть предохранительный клапан. Масляные насосы с приводом от распределительного вала вращаются только на половинной частоте вращения двигателя, поэтому производительность на холостом ходу и низких оборотах невелика. Даже насосы, которые приводятся в действие коленчатым валом и вращаются со скоростью двигателя (или в некоторых случаях удваивают скорость двигателя), не перекачивают достаточно масла, чтобы преодолеть пружину предохранительного клапана. Предохранительный клапан обычно вступает в действие только при более высоких оборотах, когда насос нагнетает в систему больше масла, чем он может выдержать. Затем открывается предохранительный клапан, чтобы стравить масло и ограничить максимальное давление масла до тех пор, пока двигатель не вернется в режим холостого хода или на более низкие обороты.
Производители транспортных средств традиционно рекомендуют минимальное давление масла 10 фунтов на квадратный дюйм на каждые 1000 оборотов двигателя в минуту. Используя эти цифры, большинству стандартных двигателей не требуется давление масла более 50–60 фунтов на квадратный дюйм. При более узких зазорах в подшипниках давление повышается, что требует меньшего потока от насоса и меньших паразитных потерь мощности для привода масляного насоса.
В гоночных автомобилях старая школа мысли заключалась в том, что для поддержания смазанности двигателя требуется большее давление масла. Это верно, если зазоры подшипников увеличены по сравнению со стандартными. Но сегодня большинство производителей высокопроизводительных двигателей уменьшают зазоры в подшипниках, поэтому для поддержания надлежащего давления масла требуется меньший поток масла. Такой подход увеличивает выходную мощность, поскольку для привода насоса на высоких оборотах требуется меньшая мощность.
Согласно различным источникам, стандартный масляный насос обычно более чем достаточен для двигателей с измененными рабочими характеристиками. Даже двигатели NASCAR обычно работают с давлением масла не более 50 фунтов на квадратный дюйм при 9000 об/мин.
СЛАБЫЕ НАСОСЫ И ПРОБЛЕМЫ С ДАВЛЕНИЕМ МАСЛА
Если по какой-либо причине масляный насос не может подавать обычную дозу масла, это плохие новости для двигателя. Отказ масляного насоса так же опасен, как и остановка сердца, потому что результаты почти всегда фатальны. Потеря давления масла означает потерю защитной масляной пленки между подшипниками и их шейками. Без масла, удерживающего поверхности друг от друга, подшипники изнашиваются и выходят из строя.
Изношенный масляный насос не может подавать такой же объем масла, как насос с нормальными зазорами. При меньшем расходе меньше давление масла, меньше масла для поддержания масляной пленки в подшипниках и меньше охлаждения подшипников. При большой нагрузке или на холостом ходу может быть недостаточно потока масла для надлежащей смазки подшипников. Результат – затертые подшипники и отказ двигателя.
Масляные насосы со временем изнашиваются, поскольку они являются единственным внутренним компонентом двигателя, работающим на нефильтрованном масле. Думаю об этом. Фильтр защищает подшипники и другие внутренние детали двигателя, задерживая частицы износа и мусор, попадающие в картер. Но фильтр не обеспечивает никакой защиты насоса, потому что фильтр расположен после насоса. Масляный насос просто всасывает все, что находится в картере, и проталкивает его к фильтру. Единственной защитой насоса является экран на конце всасывающей трубки. Экран может остановить большие куски мусора, но мало что еще. У некоторых пикапов даже есть прорези, которые позволяют холодному маслу обходить сетчатый фильтр при первом запуске двигателя, поэтому, если в масле есть какой-либо мусор, он будет всасываться прямо в насос.
Насос может выйти из строя, если в насос попадет что-то достаточно большое, чтобы заклинить шестерни или роторы. Это включает в себя металлический мусор от подшипников или отливок, остатки прокладок или уплотнений, остатки дробеструйной обработки, стеклянные шарики от дробеструйной очистки или все, что не должно находиться в картере.
В двухступенчатых насосах посторонний предмет, попавший в насос, может застрять между плотно прилегающими шестернями или шестернями и корпусом, что приведет к блокировке насоса. Как только шестерни перестают вращаться, что-то должно дать сбой. Обычно вал насоса скручивается или срезается. Иногда заклинивание насоса приводит к разрыву зубьев на шестернях привода распределительного вала или распределителя, в зависимости от того, как приводится в действие насос. В роторных насосах, установленных спереди, мусор обычно не блокирует насос, поскольку он приводится в движение непосредственно коленчатым валом, но может повредить или разрушить роторы.
Даже если насос не выходит из строя, он теряет эффективность по мере износа. Царапины и износ шестерен и корпуса насоса увеличивают зазоры и снижают эффективность перекачки. Результатом является постепенная потеря потока масла и давления масла.
НАСОСЫ БОЛЬШОГО ОБЪЕМА И ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
В тех случаях, когда требуется больший поток масла либо для увеличения потока масла и давления для лучшей смазки и охлаждения подшипников, можно установить масляный насос с более длинными или большими шестернями. Физически большая площадь поверхности шестерен прокачивает больше масла через насос при тех же оборотах, чем стандартный насос. Масляный насос большого объема обычно пропускает на 20–25 % больше масла, чем стандартный насос. Увеличение потока масла приводит к увеличению давления масла на холостом ходу, что помогает компенсировать увеличенные зазоры в подшипниках. Следовательно, некоторые люди могут установить насос большого объема в двигатель с большим пробегом, пытаясь восстановить нормальное давление масла. Но единственным реальным лекарством от низкого давления масла является замена изношенных подшипников и восстановление нормальных зазоров.
Масляные насосы высокого давления — еще один вариант. Насос высокого давления содержит более жесткую пружину предохранительного клапана, которая не открывается до тех пор, пока не будет достигнуто более высокое давление (75 фунтов на квадратный дюйм или выше). Фактический расход насоса высокого давления может не отличаться от стандартного насоса или может быть выше, если используются более длинные шестерни. В любом случае насос будет увеличивать показания давления масла в системе на высоких оборотах, когда насос работает интенсивно, но это не окажет никакого влияния на давление холостого хода, когда насос вращается медленно.
Масляный насос большого объема или высокого давления может быть рекомендован в двигателях, в которых зазоры в подшипниках меньше нормы, в двигателях, в которых для улучшения охлаждения масла добавлен дополнительный внешний масляный радиатор, а также в гоночных двигателях, в которых установлен масляный аккумулятор. установлен.
ЗАМЕНА МАСЛЯНОГО НАСОСА
Очевидно, что изношенные насосы необходимо заменить. Но то же самое происходит и с масляными насосами в двигателях, в которых произошел отказ подшипника или любая другая внутренняя проблема, из-за которой мусор попал в картер.
Другим элементом, который всегда следует заменять (но часто не заменяют) при замене масляного насоса, является всасывающая трубка и сетчатый фильтр. Подборщики трудно чистить, они могут скрывать мусор, который может повредить новый насос или двигатель. Вы можете подумать, что почистили всасывающую трубку, но внутри все еще может скрываться достаточно грязи, которая впоследствии вызовет проблемы.
Всасывающая трубка должна быть установлена так, чтобы она располагалась не менее чем на 3/8 дюйма над полом масляного поддона (чтобы обеспечить хороший всасывающий поток) и не более чем на 1/2 дюйма над полом, чтобы она не не кончается масло при резком повороте и не подсасывает воздух.
При установке нового масляного насоса заполните полость насоса маслом. Это подготовит его и уменьшит риск запуска всухую. Не используйте консистентную смазку или монтажную смазку. В случае передних масляных насосов внутри крышки ГРМ роторы насоса могут быть покрыты тяжелым маслом, например, 50W или даже трансмиссионным маслом, чтобы насос оставался в рабочем состоянии.
На более старых двигателях с масляными насосами, приводимыми в действие распределителем, двигатель можно заправить, используя дрель, чтобы провернуть вал масляного насоса через отверстие распределителя. Но на двигателях без распределителя или с масляными насосами внутри передней крышки это невозможно. Подача масла под давлением в главную масляную магистраль через штуцер узла передачи давления масла направит масло ко всем критическим зонам внутри двигателя и устранит риск задира подшипников при первом запуске.
МОТОРНОЕ МАСЛО
Количество и качество масла, используемого для смазки двигателя, также имеют решающее значение для долговечности двигателя. Следуйте рекомендациям по вязкости в руководстве по эксплуатации автомобиля. Большинство современных автомобилей заправляется на заводе маслом 5W-30, потому что оно улучшает холодный пуск, экономит топливо и позволяет маслу быстрее достигать критических верхних компонентов клапанного механизма в двигателях с верхним расположением распредвала, чем масла с более высокой вязкостью.
Большинство производителей автомобилей также одобряют использование 10W-30 для круглогодичного вождения. К другим популярным вязкостям относятся 10W-40 и 20W-50, которые часто используются в старых двигателях с большим пробегом для обеспечения дополнительной защиты от высоких температур в жаркую погоду (однако вязкость 20W-50 не рекомендуется для холодной погоды, поскольку она слишком толстый). Масла без присадок не рекомендуются для двигателей последних моделей.
Синтетические масла и синтетические смеси также являются хорошей модернизацией, но, очевидно, стоят дороже, чем обычные моторные масла. Тем не менее, для некоторых мощных двигателей (например, Mercedes-Benz) или двигателей с турбонаддувом может потребоваться синтетическое масло для повышения долговечности.
Синтетика лучше выдерживает высокие температуры, чем обычные моторные масла, а также лучше течет при низких температурах. Верхний предел для большинства масел на минеральной основе составляет от 250 до 300
Вы все еще устанавливаете масляные насосы прямо из коробки?
(Изображение/Джим Смарт)Назовите это слепой верой, но многие из нас устанавливали новые масляные насосы прямо из коробки, не подвергая их детальной проверке. В большинстве случаев насосы устанавливаются прямо из коробки без каких-либо последствий. Они имеют хороший послужной список надежной работы.
Однако самые опытные моторостроители скажут вам, что неважных деталей не бывает. Все детали требуют тщательного осмотра и обработки перед установкой.
На этот раз мы возьмем масляные насосы.
Понимание системы смазки двигателяМне посчастливилось работать с покойным Марвином Макафи из MCE Engines в Лос-Анджелесе, Калифорния. Мы потеряли Марвина по естественным причинам в возрасте 87 лет. Он был потрясающим мастером по двигателю и преподавателем, и занимался этим долгое время. С каждой сборкой двигателя, которую я делал с Марвином, я впитывал огромное количество знаний по двигателестроению.
Одним из них был осмотр и обработка критически важных деталей двигателя.
Марвин обратил внимание на важные детали, которые часто упускают из виду производители двигателей. Одним из них был масляный насос и система смазки двигателя. Смазочную систему двигателя можно сравнить с сердечно-сосудистой системой человека. Мы фокусируемся на сердце, но здесь задействована целая водопроводная система, которая доставляет кровь ко всем частям тела. То же самое можно сказать и о системе смазки двигателя. Масляный насос, как и сердце, перекачивает масло по всему двигателю, чтобы он не скользил. Масляные камбузы направляют масло под давлением ко всем движущимся частям двигателя, а затем масло возвращается в нижний поддон.
Моторное масло под давлением не просто смазывает — оно охлаждает. Мы склонны полагать, что охлаждающая жидкость, циркулирующая через радиатор и водяные рубашки, выполняет всю работу по охлаждению. Тем не менее, моторное масло имеет тесный контакт с самыми горячими частями двигателя, такими как штоки выпускных клапанов и все подшипники, обеспечивая критическую амортизацию между металлическими частями и отводя тепло.
Марвин смотрел на смазку и охлаждение далеко за пределы масляного насоса.
Он внимательно изучил все масляные камбузы и сделал своей задачей удаление шероховатых поверхностей, вызывающих турбулентность масла, а также установку завинчивающихся пробок масляных камбузов для обеспечения безопасности. Он также проверил зазоры между ротором и шестерней насоса, чтобы убедиться, что они соответствуют спецификациям и что все работает гладко. Марвин заметил, что предохранительные клапаны давления масла могут заедать, вызывая условия избыточного или пониженного давления и риск повреждения двигателя, хотя это происходит редко.
Что такое масляный насос Gerotor?Здесь мы работаем с объемным масляным насосом Ford «геротор». Однако те же правила применимы и к шестеренчатым насосам. Допуски и работа предохранительного клапана должны быть проверены вместе с неравномерностью проходов.
Название «геротор» происходит от термина «сгенерированный ротор ». Он состоит из внутреннего и внешнего ротора. Два ротора вращаются вокруг разных осей. Во время цикла вращения двух роторов объемы непрерывно изменяются при перемещении масла через полость. Увеличение потока дает нам вакуум. Этот вакуум создает всасывание на впуске, втягивая масло в полость. Взаимодействие между двумя роторами перемещает масло через полость.
Масло не сжимается (потому что нельзя сжимать жидкость), а перемещается через насос под давлением. Редукционный клапан сбрасывает любое избыточное давление.
Мы работаем с простым героторным масляным насосом Ford, также известным как поршневой насос. Компания Marvin разобрала этот насос Melling прямо из коробки и не обнаружила существенных проблем.