Jaribu Kuendesha Msuguano wa Ndani II

Aina za Kupaka Mafuta na Njia ya Kupaka Mafuta ya Sehemu Mbalimbali za Injini

Aina za kulainisha

Mwingiliano wa nyuso zinazohamia, pamoja na msuguano, lubrication na kuvaa, ni matokeo ya sayansi inayoitwa tribology, na inapofikia aina ya msuguano unaohusiana na injini za mwako, wabunifu hufafanua aina kadhaa za lubricant. Lubrication ya hydrodynamic ndio aina inayohitajika zaidi ya mchakato huu na mahali pa kawaida ambapo hufanyika ni katika fani kuu na inayounganisha fimbo ya crankshaft, ambayo inakabiliwa na mizigo ya juu zaidi. Inaonekana katika nafasi ndogo kati ya kuzaa na V-shaft, na huletwa hapo na pampu ya mafuta. Uso unaohamia wa kuzaa basi hufanya kama pampu yake mwenyewe, ambayo inasukuma na kusambaza mafuta zaidi na mwishowe huunda filamu nene ya kutosha katika eneo lote la kuzaa. Kwa sababu hii, wabuni hutumia fani za mikono kwa vifaa hivi vya injini, kwani eneo la chini la mawasiliano ya kubeba mpira huunda mzigo mkubwa sana kwenye safu ya mafuta. Kwa kuongezea, shinikizo katika filamu hii ya mafuta inaweza kuwa karibu mara hamsini zaidi kuliko shinikizo iliyoundwa na pampu yenyewe! Katika mazoezi, vikosi katika sehemu hizi hupitishwa kupitia safu ya mafuta. Kwa kweli, ili kudumisha hali ya lubrication ya hydrodynamic, ni muhimu kwamba mfumo wa lubrication ya injini kila wakati hutoa kiwango cha kutosha cha mafuta.

Inawezekana kwamba wakati fulani, chini ya ushawishi wa shinikizo kubwa katika sehemu fulani, filamu ya kulainisha inakuwa imara na ngumu zaidi kuliko sehemu za chuma ambazo hutengeneza, na hata husababisha deformation ya nyuso za chuma. Waendelezaji huita aina hii ya lubrication elastohydrodynamic, na inaweza kujidhihirisha katika fani za mpira zilizotajwa hapo juu, katika magurudumu ya gia au kwenye lifti za vali. Katika tukio ambalo kasi ya sehemu zinazohamia zinazohusiana na kila mmoja inakuwa chini sana, mzigo huongezeka sana au hakuna usambazaji wa mafuta wa kutosha, kile kinachoitwa lubrication ya mipaka mara nyingi hufanyika. Katika kesi hii, lubrication inategemea kujitoa kwa molekuli za mafuta kwa nyuso zinazounga mkono, ili zitenganishwe na filamu nyembamba lakini bado inayoweza kupatikana ya mafuta. Kwa bahati mbaya, katika visa hivi kila wakati kuna hatari kwamba filamu nyembamba "itachomwa" na sehemu kali za kasoro, kwa hivyo, viongezeo vinavyofaa vya nguo huongezwa kwa mafuta, ambayo hufunika chuma kwa muda mrefu na kuzuia uharibifu wake kwa kuwasiliana moja kwa moja. Lubrication ya hydrostatic hufanyika kwa njia ya filamu nyembamba wakati mzigo hubadilisha mwelekeo ghafla na kasi ya sehemu zinazohamia ni ndogo sana. Ni muhimu kuzingatia hapa kwamba kampuni zinazozaa kama vile fimbo kuu za kuunganisha kama vile Federal-Mogul zimetengeneza teknolojia mpya kuzipaka ili ziweze kukabiliana na shida na mifumo ya kuanza-kama vile kuvaa kwa kuanza mara kwa mara kavu kidogo ambayo wanakabiliwa na kila uzinduzi mpya. Hii itajadiliwa baadaye. Mwanzo huu wa mara kwa mara, kwa upande wake, husababisha mabadiliko kutoka kwa aina moja ya lubricant hadi nyingine na hufafanuliwa kama "lubricant ya filamu iliyochanganywa".

Mifumo ya lubrication

Injini mwako za mwanzo za magari na pikipiki, na hata muundo wa baadaye, zilikuwa na "lubrication" ambayo mafuta iliingia kwenye injini kutoka kwa aina ya "chuchu" ya mafuta na mvuto na ikapita au kuchomwa nje baada ya kuipitia. Wabunifu leo ​​hufafanua mifumo hii ya kulainisha, pamoja na mifumo ya kulainisha kwa injini za kiharusi mbili, ambazo mafuta yamechanganywa na mafuta, kama "mifumo ya upotezaji wa upotezaji." Baadaye, mifumo hii iliboreshwa na kuongeza pampu ya mafuta kusambaza mafuta ndani ya injini na kwa treni ya valve (inayopatikana mara nyingi). Walakini, mifumo hii ya kusukuma haina uhusiano wowote na teknolojia za kulainisha baadaye ambazo zinatumika leo. Pampu ziliwekwa nje, kulisha mafuta kwenye crankcase, na kisha ikafika sehemu za msuguano kwa kupiga. Vipande maalum katika sehemu ya chini ya viboko vya kuunganisha vilinyunyizia mafuta ndani ya crankcase na block ya silinda, kama matokeo ya ambayo mafuta mengi yalikusanywa katika bafu ndogo na njia na, chini ya athari ya mvuto, ilitiririka kwenye fani kuu na inayounganisha fimbo. na fani za camshaft. Aina ya mpito kwa mifumo iliyo na lubrication ya kulazimishwa chini ya shinikizo ni injini ya Ford Model T, ambayo flywheel ilikuwa na kitu kama gurudumu la kinu cha maji, ambacho kilikusudiwa kuinua mafuta na kuiweka kwenye crankcase (na kumbuka usafirishaji), kisha sehemu za chini za crankshaft na viboko vya kuunganisha mafuta yaliyokataliwa na kuunda umwagaji wa mafuta kwa sehemu za kusugua. Hii haikuwa ngumu sana ikizingatiwa kuwa camshaft pia ilikuwa kwenye kabrasha na valves zilikuwa zimesimama. Vita vya Kwanza vya Ulimwengu na injini za ndege ambazo hazikuweza kufanya kazi na aina hii ya lubricant zilitoa msukumo mkali katika mwelekeo huu. Hivi ndivyo mifumo ilizaliwa ambayo ilitumia pampu za ndani na shinikizo mchanganyiko na lubrication ya dawa, ambayo ilitumika kwa injini mpya na nzito za magari.

Sehemu kuu ya mfumo huu ilikuwa pampu ya mafuta inayotokana na injini ambayo ilisukuma mafuta chini ya shinikizo kwa fani kuu tu, wakati sehemu zingine zilitegemea lubrication ya dawa. Kwa hivyo, haikuwa lazima kuunda grooves kwenye crankshaft, ambayo ni muhimu kwa mifumo iliyo na lubrication kamili ya kulazimishwa. Mwisho huo uliibuka kama hitaji na ukuzaji wa motors zinazoongeza kasi na mzigo. Hii pia ilimaanisha kwamba fani zilipaswa sio tu kulainishwa lakini pia kupozwa.

Katika mifumo hii, mafuta yenye shinikizo hutolewa kwa fani kuu na za chini za kuunganisha fimbo (mwisho hupokea mafuta kupitia grooves kwenye crankshaft) na fani za camshaft. Faida kubwa ya mifumo hii ni kwamba mafuta kivitendo huzunguka kupitia fani hizi, i.e. hupitia kwao na kuingia kwenye crankcase. Kwa hivyo, mfumo hutoa mafuta mengi zaidi kuliko inahitajika kwa lubrication, na kwa hivyo hupozwa sana. Kwa mfano, nyuma katika miaka ya 60, Harry Ricardo kwanza alianzisha sheria ambayo ilitoa mzunguko wa lita tatu za mafuta kwa saa, yaani, kwa injini ya 3 hp. - lita XNUMX za mzunguko wa mafuta kwa dakika. Baiskeli za leo zimeigwa mara nyingi zaidi.

Mzunguko wa mafuta katika mfumo wa lubrication ni pamoja na mtandao wa njia zilizojengwa kwenye mwili na utaratibu wa injini, ugumu wa ambayo inategemea idadi na eneo la mitungi na utaratibu wa muda. Kwa sababu ya kuegemea na uimara wa injini, wabuni wamependelea vituo vyenye umbo la kituo badala ya bomba.

Pampu inayotokana na injini huchota mafuta kutoka kwenye kabrasha na kuielekeza kwa kichungi cha mkondoni kilichowekwa nje ya nyumba hiyo. Halafu inachukua moja (kwa mkondoni) au jozi ya vituo (kwa boxer au injini zenye umbo la V), inaongeza karibu urefu wote wa injini. Halafu, ukitumia mito ndogo inayopita, inaelekezwa kwa fani kuu, ikiingia kupitia ghuba kwenye ganda la juu. Kupitia upeo wa pembeni katika kubeba, sehemu ya mafuta inasambazwa sawasawa katika fani ya kupoza na kulainisha, wakati sehemu nyingine inaelekezwa kwa fimbo ya chini ya kuunganisha kupitia shimo la oblique kwenye crankshaft iliyounganishwa na yanayopangwa sawa. Lubricating juu ya fimbo ya kuunganisha fimbo ni ngumu zaidi katika mazoezi, kwa hivyo sehemu ya juu ya fimbo ya kuunganisha mara nyingi ni hifadhi iliyoundwa na vyenye splashes ya mafuta chini ya pistoni. Katika mifumo mingine, mafuta hufikia kuzaa kupitia boriti kwenye fimbo ya kuunganisha yenyewe. Fani za bastola ya pistoni, kwa upande wake, hunyunyiza lubricated.

Sawa na mfumo wa mzunguko

Wakati camshaft au gari la mnyororo limewekwa kwenye crankcase, gari hili limewekwa na mafuta ya moja kwa moja, na wakati shimoni imewekwa kichwani, mnyororo wa gari hutiwa mafuta na uvujaji wa mafuta uliodhibitiwa kutoka kwa mfumo wa upanuzi wa majimaji. Katika injini ya Ford 1.0 Ecoboost, ukanda wa gari la camshaft pia hutiwa mafuta - katika kesi hii kwa kuzamishwa kwenye sufuria ya mafuta. Njia ya mafuta ya kulainisha hutolewa kwa fani za camshaft inategemea ikiwa injini ina shimoni ya chini au ya juu - ya zamani kawaida huipokea kutoka kwa fani kuu za crankshaft na ya mwisho iliyounganishwa na gombo kuu la chini. au kwa njia isiyo ya moja kwa moja, na njia tofauti ya kawaida katika kichwa au kwenye camshaft yenyewe, na ikiwa kuna shafts mbili, hii inazidishwa na mbili.

Waumbaji wanatafuta kuunda mifumo ambayo valves hutiwa mafuta kwa viwango vya mtiririko uliodhibitiwa ili kuepuka mafuriko na kuvuja kwa mafuta kupitia miongozo ya valve kwenye mitungi. Ugumu wa ziada unaongezwa na uwepo wa lifti za majimaji. Miamba, kasoro zinawekwa kwenye umwagaji wa mafuta au kwa kunyunyizia bafu ndogo, au kwa njia ya njia ambazo mafuta huacha kituo kuu.

Kwa kuta za silinda na sketi za pistoni, zimetiwa mafuta kabisa au kwa sehemu na mafuta yanayotoka na kuenea kwenye kabrasha kutoka kwa fani za chini za fimbo. Injini fupi zimeundwa ili mitungi yao ipate mafuta zaidi kutoka kwa chanzo hiki kwa sababu ina kipenyo kikubwa na iko karibu na crankshaft. Katika injini zingine, kuta za silinda hupokea mafuta ya ziada kutoka kwenye shimo la kando kwenye nyumba ya fimbo ya kuunganisha, ambayo kawaida huelekezwa upande ambao bastola ina shinikizo zaidi ya baadaye kwenye silinda (ambayo bastola hutoa shinikizo wakati wa mwako wakati wa operesheni). ... Katika injini za V, ni kawaida kuingiza mafuta kutoka kwenye fimbo inayounganisha kuhamia kwenye silinda iliyo kinyume kwenye ukuta wa silinda ili upande wa juu uwe na lubricated, halafu uvutwa kwa upande wa chini. Ikumbukwe hapa kwamba katika kesi ya injini za turbocharged, mafuta huingia kwenye kuzaa kwa mwisho kupitia kituo kikuu cha mafuta na bomba. Walakini, mara nyingi hutumia kituo cha pili ambacho huelekeza mtiririko wa mafuta kwa bomba maalum zilizoelekezwa kwa bastola, ambazo zimetengenezwa kuzipoa. Katika kesi hizi, pampu ya mafuta ina nguvu zaidi.

Katika mifumo kavu ya sump, pampu ya mafuta hupokea mafuta kutoka kwa tank tofauti ya mafuta na kusambaza kwa njia ile ile. Pampu ya msaidizi hunyonya mchanganyiko wa mafuta / hewa kutoka kwenye crankcase (kwa hivyo lazima iwe na uwezo mkubwa), ambayo inapita kupitia kifaa kutenganisha mwisho na kuirudisha kwenye hifadhi.

Mfumo wa kulainisha unaweza pia kujumuisha radiator ili kupoza mafuta kwenye injini nzito (hii ilikuwa kawaida kwa injini za zamani kutumia mafuta ya madini rahisi) au mchanganyiko wa joto uliounganishwa na mfumo wa baridi. Hii itajadiliwa baadaye.

Pampu za mafuta na valves za misaada

Pampu za mafuta, pamoja na jozi ya gia, zinafaa sana kwa uendeshaji wa mfumo wa mafuta na kwa hivyo hutumiwa sana katika mifumo ya kulainisha na katika hali nyingi huendeshwa moja kwa moja kutoka kwa crankshaft. Chaguo jingine ni pampu za rotary. Hivi majuzi, pampu za pampu za kuteleza pia zimetumika, ikijumuisha matoleo tofauti ya uhamishaji, ambayo huboresha operesheni na hivyo utendaji wao kuhusiana na kasi na kupunguza matumizi ya nishati.

Mifumo ya mafuta inahitaji vali za misaada kwa sababu kwa kasi kubwa kuongezeka kwa kiwango kinachotolewa na pampu ya mafuta hakilingani na kiwango kinachoweza kupita kwenye fani. Hii ni kwa sababu ya ukweli kwamba katika kesi hizi vikosi vikali vya centrifugal hutengenezwa katika mafuta yenye kuzaa, kuzuia usambazaji wa mafuta mpya kwa kuzaa. Kwa kuongezea, kuanza injini kwa joto la chini la nje huongeza upinzani wa mafuta na kuongezeka kwa mnato na kupungua kwa kuzorota kwa mifumo, ambayo mara nyingi husababisha maadili muhimu ya shinikizo la mafuta. Magari mengi ya michezo hutumia sensor ya shinikizo la mafuta na sensorer ya joto la mafuta.

(kufuata)

Nakala: Georgy Kolev