Как работает масляный насос

Принцип работы масляного насоса

Масляный насос предназначен для создания оптимального давления в системе смазки двигателя внутреннего сгорания, нуждающейся в постоянной циркуляции масла. Устройство приводит в движение распределительный или коленчатый вал с помощью вала привода.

Виды маслонасосов двигателей внутреннего сгорания

Большое разнообразие моделей автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, их рабочих параметров и типов моторов обуславливают отличия в конструкции масляных насосов.

По типу управления все модификации разделяются на регулируемые и нерегулируемые.

• У регулируемых маслонасосов можно изменять производительность для получения оптимального давления масла в системе.
• При использовании нерегулируемых маслонасосов коррекция параметров осуществляется при помощи редукционных клапанов.

По типу конструкции масляные насосы двигателей внутреннего сгорания разделяются на шестеренные и роторные. Во втором случае транспортировка масла по системе и создание определенного давления осуществляется при помощи роторных лопастей, а в шестеренных конструкциях аналогичные функции выполняются шестеренками.

Шестеренные модели масляных насосов, в свою очередь, разделяются на конструкции с внешним и внутренним зацеплением.

• Шестеренные маслонасосы с внешним зацеплением имеет шестерни, расположенные рядом друг с другом.
• В моделях с внутренним зацеплением меньшая шестерня размещается внутри большей. Это позволяет уменьшить габариты конструкции без снижения эксплуатационных параметров.

Назначение масляного насоса

Для большинства деталей двигателя статичной смазки недостаточно – они требуют регулярного поступления свежих порций смазочного материала, предварительно охлажденных и отфильтрованных от продуктов износа. Поэтому важно обеспечить циркуляцию масла в системе, создав определенное давление в магистралях. Именно эта задача и возложена на масляный насос.

Маслонасос создает разрежение в системе, засасывая смазочный материал из поддона картера через маслоприемник.

В процессе движения по этой линии масло фильтруется через последовательный полноточный фильтр, реже – через неполноточный элемент.

Прошедшее через насос масло поступает в главную магистраль, а оттуда распределяется по каналам и подается к потребителям в соответствии с условиями их работы. Так, подшипники коленчатого и распределительного валов получают масло под максимальным давлением, шестерни ГРМ, клапанный механизм и часть зеркала цилиндров смазываются разбрызгиванием, а к штангам, толкателям, кулачкам масло поступает уже самотеком.

Устройство и принцип работы

Масляный насос приводится в действие крутящим моментом, поступающим от распределительного вала через зубчатую передачу или шкив. Существуют также автономные схемы привода насоса, использующие электродвигатель, однако они не получили широкого распространения.

Конструктивно насос представлен герметичным металлическим корпусом, в котором расположена одна пара или две пары шестерен. В паре шестерен одно из зубчатых колес является ведущим, то есть соединено шпонкой с валом привода, а второе вращается свободно. При проектировании и изготовлении масляных насосов основным требованием, предъявляемым к конструкции, является минимальный зазор между зубцами взаимодействующих шестерен, а также между зубцами каждой шестерни и корпусом. Это необходимо для обеспечения максимального КПД прибора.

Транспортировка смазочного материала осуществляется во впадинах, образующихся между зубьями взаимодействующих шестерен при их вращении. Таким образом, шестерни «выдавливают» масло в главный канал непрерывным потоком, формируя требуемое давление, регулировка которого возложена на редукционный клапан.

Редукционный клапан чаще всего располагается в корпусе масляного насоса и необходим для предохранения системы смазки от избыточных давлений, особо опасных во время пуска холодного ДВС, когда вязкость смазочного материала велика. Клапан располагают в канале, противоположные края которого соединены с камерами нагнетания и всасывания масляного насоса. Когда давление в норме, канал перекрыт поршнем или шариком, который поджимается пружиной. Сжатие пружины регулируют масляной пробкой, задавая тем самым давление в системе. При превышении порогового значения, поршень или шарик отходит от седла, открывая канал и выпуская часть нагнетаемого в главную магистраль масла обратно в камеру всасывания.

Современные масляные насосы делят на одно- и двухсекционные. Отличие двухсекционной системы от описанной выше конструкции заключается в наличии дополнительной секции корпуса, шестерни которой отвечают за подачу масла в масляный радиатор для его охлаждения, обычно – с последующим сливом в поддон. Классическим примером такого устройства служат насосы двигателей грузовых автомобилей марок ЗИЛ и ЯМЗ.

Конструктивные особенности масляных насосов роторного типа

Как правило, масляный насос роторного типа состоит из небольшого количества деталей, среди которых:

1. всасывающая и нагнетательная полости;
2. внешний и внутренний роторы;
3. вал привода.

Работа масляного насоса с роторами строится на взаимодействии двух роторов. В нерегулируемых конструкциях масло, которое засасывается внутрь, передается в систему роторными лопастями. Если давление становится избыточным, открывается редукционный клапан и лишнее масло сбрасывается.

Регулируемыми их делает наличие подвижного статора. У него есть специальная регулировочная пружинка, подкручивая или скручивая которую можно изменять объем камеры с роторами, за счет чего изменяется и общее давление в системе. Благодаря статору удается добиться стабильного давления в смазочной системе независимо от того, с какой интенсивностью вращается коленвал.

Устройство масляного насоса с возможностью регулировки также сложностью не отличается, но позволяет добиться гораздо большей эффективности работы смазочной системы.

Достоинства регулируемых масляных насосов

Сегодня регулируемые масляные насосы считаются гораздо более приемлемыми, чем нерегулируемые, ведь отличаются рядом весомых преимуществ, среди которых:

• примерно на треть меньшая отбираемая у двигателя мощность;
• меньший износ масла за счет снижения частоты и числа оборотов;
• масло меньше вспенивается.

То есть, регулируемый масляный насос позволяет обеспечить более ровную циркуляцию масла и больший промежуток между его заменами, что и делает его более предпочтительным оборудованием.

Признаки неисправности масляного насоса

Как и любая другая система с подвижными частями, масляной насос может выйти из строя.

О неисправностях в масляной системе будет сигнализировать лампа масла давления.

Причинами этого могут стать различные факторы, среди которых:

• снижение уровня масла в картере;
• поломка приборов, контролирующих давление;
• применение некачественного или неприспособленного для данного насоса масла;
• засорение масляного фильтра;
• поломка предохранительного или смазочного клапана;
• засорение самого масляного насоса и прочие проблемы.

Признаками проблем со смазочной системой становятся:

1. снижение давления масла;
2. увеличение его расхода.

Об этом обязательно просигнализирует контрольная лампа на приборной панели.

Следует отметить, что при снижении давления масла необходимо сразу прекратить использование автомобиля и заняться выяснением причин проблемы.

Преимущества масляных насосов с возможностью регулирования

Использование регулируемых маслонасосов более предпочтительно, поскольку такие модели дают ряд заметных преимуществ:

• снижение доли мощности, отбираемой у двигателя (примерно на 33%),
• снижение интенсивности отработки масла благодаря уменьшению количества оборотов, снижению частоты,
• снижение вспенивания масла.

Регулируемый масляный насос дает возможность получить равномерную циркуляцию масла в системе смазки и увеличить срок его службы (реже требуется замена), что дает заметную экономическую выгоду.

Особенности ремонта и замены

Ремонт масляного насоса может заключаться в замене рабочей пары (что не всегда целесообразно), замене редукционного клапана и РТИ, постановке втулок в изношенные посадочные отверстия.

В ряде случаев возможно восстановление шестерен путем наплавки с последующей слесарной обработкой. Поддаются ремонту и нарушенные резьбовые соединения – их растачивают либо снабжают резьбовыми втулками.

Однако куда чаще масляный насос заменяется в сборе. Это связано с относительно невысокой стоимостью детали, а также большой трудоемкостью работ по восстановлению изношенных элементов. В таком случае процесс сводится к демонтажу изношенного маслонасоса и установке нового с герметичным подключением к прочим элементам системы смазки.

Виды масляных насосов

По конструкционным особенностям они могут быть:

1. Роторного типа (масло передаётся лопастями роторов).
2. Шестеренного типа (масло передаётся посредством шестерёнок).

Последние, в свою очередь, по конструкции делятся на два вида: с наружным зацеплением (две шестерни находятся около друг друга), и с внутренним зацеплением (одна шестерня находится в другой). Если производительность таких насосов одинаковая, габаритные размеры у шестерённого насоса внутреннего зацепления меньше, чем у насосов с наружным зацеплением шестерёнок, вследствие нахождения шестерёнок одной в другой.

Устройство роторного типа

1. всасывающая полость
2. масло
3. внешний ротор
4. нагнетательная полость
5. приводной вал
6. внутренний ротор

Конструкция масляного насоса роторного типа представляет собой ведущий (внутренний) и ведомый (внешний) роторы, помещённые в корпусе.

В нерегулируемом роторном насосе масло, всасываемое насосом, нагнетается в систему, переносясь через лопасти роторов. При превышении давления так же автоматически срабатывает редукционный клапан.

В отличие от нерегулируемого, в регулируемом насосе роторного типа присутствует подвижный статор, снабжённый регулировочной пружиной для обеспечения постоянного давления, независимо от частоты вращения коленчатого вала. Этот подвижный статор контролирует постоянство давления, изменяя объём полости между внутренним и внешним роторами, поворачивая статор в нужном направлении.

Преимуществами регулируемого масляного насоса перед нерегулируемым типом являются:

Конструктивные типы и исполнения насосов

Масляные насосы по их конструкциям и внешнему виду очень разнообразны. Принцип насоса, вид привода, а также исполнение корпуса являются наиболее часто встречающимися отличиями.

В зависимости от цели применения, места встраивания и мощности используются масляные насосы, работающие по различным принципам.

Наиболее часто встречающиеся конструкции насосов следующие:

• Зубчатые насосы
• Шестеренные насосы
• Роторные насосы

Зубчатые насосы

В зубчатых насосах транспортировка масла осуществляется между зубьями и стенкой посредством вращательных движений двух зубчатых колес. Сцепление пары зубчатых колес препятствует вытеканию масла обратно в картер. Таким образом, с одной стороны образуется зона повышенного давления, в то время как со стороны впуска появляется зона пониженного давления.

Шестеренный насос

В шестеренном насосе к внутреннему колесу эксцентрично расположено внешнее зубчатое колесо, находящееся в корпусе насоса. Как и в обыкновенном зубчатом насосе, масло транспортируется в промежуточные пространства между зубьями. При продолжающемся вращении насоса с одной стороны, в которой зубья движутся по направлению друг от друга, образуется зона пониженного давления. Это всасывающая сторона насоса. А в месте, где зубья снова сцепляются друг с другом, создается повышенное давление. Здесь имеет место выталкивание масла под давлением. Преимущество шестеренчатых насосов по отношению к обыкновенным зубчатым заключается в более высокой мощности насоса, особенно при малой частоте вращения.

Роторный насос

Роторный насос состоит из наружного ротора с внутренними зубьями и из внутреннего ротора с наружными зубьями. Наружный ротор обкатывается поверх зубьев внутреннего ротора и, таким образом, вращается в корпусе насоса. Внутренний ротор имеет на один зуб меньше, нежели наружный ротор, так что при вращении осуществляется транспортировка жидкости из одного промежутка между зубьями наружного ротора в следующий. При вращательном движении пространства со стороны всасывания увеличиваются, в то время как со стороны нагнетания они уменьшаются. Такая конструкция способна при большом потоке транспортируемого материала производить высокое давление.

Масляный насос

Узнайте, что такое масляный насос в автомобиле и как он работает. Их виды, отличия, фотографии, видео и схемы.

Понятие и назначение масляного насоса

«Масляным» является насос, оказывающий давление в системе на смазку, вследствие чего, все подвижные элементы двигателя внутреннего сгорания обеспечиваются смазкой. В сухом картере, помимо транспортировки смазки, эта деталь в автомобиле способствует так же перекачке масла с картера двигателя к масляному баку.

Приведение в действие масляного насоса осуществляется посредством коленчатого вала либо распределительного вала через приводной вал.

Виды (по характеру управления)

Их можно объединить в две группы, зависимо от особенностей управления:

Первые поддерживают неизменное давление в системе смазки благодаря регулированию производительности насоса. В нерегулируемых же давление не изменяется за счёт действия редукционного клапана.

Виды масляных насосов (зависимо от конструкции)

По конструкционным особенностям они могут быть:

Роторного типа (масло передаётся лопастями роторов).

Последние, в свою очередь, по конструкции делятся на два вида: с наружным зацеплением (две шестерни находятся около друг друга), и с внутренним зацеплением (одна шестерня находится в другой). Если производительность таких насосов одинаковая, габаритные размеры у шестерённого насоса внутреннего зацепления меньше, чем у насосов с наружным зацеплением шестерёнок, вследствие нахождения шестерёнок одной в другой.

1. Устройство масляного насоса шестеренного типа

В корпусе насоса размещены ведущая (первая) и ведомая (вторая) шестерни. Они передают масло от всасывающего канала через нагнетательный канал в систему. Зависимо от частоты вращения коленчатого вала, прямо пропорционально меняется производительность масляного шестеренного насоса. Если давление нагнетаемого масла выше допустимой величины, определённой для насоса, то часть масла переходит во всасывающую полость или прямо в картер двигателя при помощи редукционного клапана, срабатывающего с ростом давления автоматически.Масляные насосы шестеренного типа относятся к нерегулируемым видам.

2. Устройство роторного типа

Конструкция масляного насоса роторного типа представляет собой ведущий (внутренний) и ведомый (внешний) роторы, помещённые в корпусе.

В нерегулируемом роторном насосе масло, всасываемое насосом, нагнетается в систему, переносясь через лопасти роторов. При превышении давления так же автоматически срабатывает редукционный клапан.

В отличие от нерегулируемого, в регулируемом насосе роторного типа присутствует подвижный статор, снабжённый регулировочной пружиной для обеспечения постоянного давления, независимо от частоты вращения коленчатого вала. Этот подвижный статор контролирует постоянство давления, изменяя объём полости между внутренним и внешним роторами, поворачивая статор в нужном направлении.

Преимуществами регулируемого масляного насоса перед нерегулируемым типом являются:

Снижение величины отбираемой мощности от двигателя (до 30%).

3. Принцип работы регулируемого насоса роторного типа

А — Сторона нагнетания
Б — Сторона всасывания

С ускорением частоты вращения коленчатого вала потребность в притоке масла растёт, вследствие чего в системе давление снижается. Регулировочная пружина, реагируя на снижение давления, приводит в движение статор, воздействующий после этого на прикасающийся к нему ведомый ротор. Вследствие этого объём всасывающей полости уменьшается и, соответственно, снижается производительность масляного насоса.

Масляный насос двигателя

Каждая силовая установка автомобиля состоит из механизмов и системы, выполняющие определенные функции. И, пожалуй, одной из самых важных является система смазки. Она обеспечивает подачу смазочного материала между сопряженными элементами узлов и механизмов, снижая трение между ними, отводя тепло и продукты износа.

Практически на всех авто используется комбинированная смазка, обеспечивающая смазывание поверхностей под давлением, а также путем разбрызгивания. То есть, к одним сопряженным элементам смазочный материал поступает принудительно, а другие смазываются во время самотечного прохода масла по поверхностям.

При всей своей важности данная система состоит из небольшого количества элементов – поддона, к котором располагается смазочный материал, маслозаборника, насоса, фильтра, каналов для подачи масла к трущимся поверхностям.

Типы, особенности конструкции масляного насоса

1. ведущая шестерня 2. корпус насоса 3. всасывающий канал 4. ведомая шестерня 5. ось 6. нагнетательный канал 7. разделительный сектор 8. ведомый ротор 9. ведущий ротор

Самым важным элементом в данной системе является масляный насос. Этот узел обеспечивает нагнетание масла в каналы, которое дальше поступает к узлам и механизмам. Поскольку часть составных элементов мотора смазываются принудительно, то смазочный материал должен подаваться под давлением. К тому же ряд элементов, нуждающихся в смазке путем разбрызгивания, расположены достаточно высокого относительно самого насоса (пример – распредвал, установленный в головке блока цилиндров), и масло еще нужно подать к нему по каналам, что невозможно без создания давления, которое обеспечивает движение смазки к высоко расположенным элементам.

На автомобилях используется несколько типов масляных насосов:

1. Шестеренчатые;
2. Роторные;

При этом каждый из типов включает несколько видов, отличающихся между собой конструкцией. Так шестеренчатые насосы бывают с внешним и внутренним зацеплением.

Видео: Система смазки двигателя

Шестеренчатый насос с внешним зацеплением

1. ведомая шестерня 2. всасывающий канал 3. ведущая шестерня 4. приводной вал 5. нагнетательный канал 6. ось ведомой шестерни

Насос с внешним зацеплением состоит из двух шестерен, установленных в корпусе. Взаимодействуют они между собой благодаря зацеплению зубьев, расположенных на внешней стороне. Одна из шестерен является ведущей и приводиться в движение она может от коленчатого или распределительного валов. Вторая шестерня является ведомой и вращается она за счет зацепления.

В корпусе имеются два канала – подающий и отводящий. Подающий соединен с маслозаборником второй конец которого опущен в поддон с маслом. Отводящий же канал соединен с магистралями, которые подают смазочный материал к трущимся поверхностям.

Работает такой насос по простому принципу: масло из подающего канала поступает в зону зацепления шестерен, захватывается зубьями и нагнетается в отводящий канал. Таким образом обеспечивается давление в системе.

Шестеренчатый насос внутреннего зацепления

Шестеренчатый насос с внутренним зацеплением имеет несколько иную конструкцию. В корпус насоса помещено тоже две шестерни, но одна находится внутри второй. Внутренняя шестерня является ведущей и зубья у нее расположены с внешней стороны. Ведомая же шестерня – внешняя и зубчатый сектор у нее сделан с внутренней стороны. Причем оси этих шестерен не совпадают, поэтому с одной стороны между ними образуется полость в виде серпа, в которую помещен серповидный разделительный сектор. Причем начало этой полости располагается возле подающего канала, а конец – у выпускного.

Работает этот насос так: при вращении масло из подающего канала благодаря образующемуся зазору в начале образования полости между шестернями попадает между зубьями ведомого элемента. Поскольку она получает вращение от ведущей шестеренки, масло перемещается в сторону выпускного канала внутри полости, а разделительный сектор отсекает лишнюю смазку и предотвращает перетекание его между зубьями.

За разделительным сектором объем полости уменьшается, поскольку она заканчивается и появляется зона начала зацепления шестерен. В этой зоне масло сжимается зубьями, но в этот момент масло проходит место расположения выпускного канала в которое оно уже под давлением выходит.

Ещё кое-что полезное для Вас:

Видео: Масляный насос vw, audi, skoda, seat — замеры износа, снятие, разборка и редукционный клапан

Особенности данного типа насосов

Шестеренчатый насос с внешним зацеплением на автомобилях сейчас практически не применяется, поскольку второй тип – с внутренним зацеплением, при той же производительности имеет значительно меньшие размеры, но конструктивно он сложнее.

Особенностью этих насосов является то, что они является нерегулируемыми. То есть, давление смазочного материала напрямую зависит от скорости вращения приводного вала. К примеру, на холостом ходу давление масла меньше, чем на средних и высоких оборотах, поскольку коленчатый или распределительный валы, от которых осуществляется привод, имеют небольшие обороты.

Вместе с тем, контроль за давлением масла все же осуществляется, поскольку его избыток может привести к выдавливанию сальников и уплотнителей. Регулировка выполняется благодаря установленному перепускному клапану в корпусе насоса. Представляет он собой подпружиненный поршень, установленный в канал, соединяющий выходную магистраль с поддоном. Работает он достаточно просто – при превышении давления свыше определенного значения, масло преодолевает усилие пружины и толкает поршень, из-за чего его канал открывается и начинает стекать в поддон. Как только давление упадет, пружина возвращает поршень на место.

Роторный тип масляного насоса

1. всасывающая полость 2. масло 3. внешний ротор 4. нагнетательная полость 5. приводной вал 6. внутренний ротор

Роторный масляный насос по принципу работы схож с шестеренчатым внутреннего зацепления. Но у него рабочими элементами являются не шестерни, а два ротора с лопастями. У него тоже имеется полость нагнетания, которая перекачивает масло, но отсутствует разделительный сектор за ненадобностью. В отличие от зубьев лопасти захватывают больше масла, что позволяет его закачивать в систему в требуемом количестве. На автотранспорте применяются как нерегулируемые, так и регулируемые роторные насосы.

Их достоинством помимо компактных размеров, является уменьшенный отбор мощности от двигателя.

Нерегулируемый вариант работает по тому же принципу что шестеренчатые, то есть для поддержания давления в заданном диапазоне используется перепускной клапан.

Регулируемый же тип насоса обеспечивает поддержание определенного значения давления на любых режимах работы двигателя. Достигнуто это благодаря использованию дополнительного компонента в конструкции – подпружиненного подвижного статора. В результате этого роторы помещены в него, а сам статор – в корпус насоса.

Регулируемый тип масляного насоса роторного типа
1. нагнетательная полость 2. внешний ротор 3. внутренний ротор 4. регулировочная пружина 5. всасывающая полость 6. приводной вал 7. подвижный статор А — Сторона нагнетания Б — Сторона всасывания

Его задача – изменение объема нагнетательной полости, имеющейся между роторами. А работает все так: на малых оборотах, когда давление недостаточно, пружина смещает статор, увеличивая объем, что приводит к перекачке большего количества масла, из-за чего давление возрастает.

При высоких же оборотах, когда давление повышается, масло начинает преодолевать усилие пружины и из-за чего статор отходит и пространство уменьшается, от этого снижается количество закачиваемого масла. Таким образом, за счет перемещения ротора и уменьшения-увеличения нагнетательной полости удается поддерживать давление в строго определенном значении.

Видео: Неисправности масляного насоса Volswagen-B3

Основные неисправности

Конструкция масляного насоса, к какому типу бы он не относился, сравнительно простая, что обеспечивает ему надежность и длительный ресурс. И все же неисправности у него бывают, точнее она одна – снижение производительности, что приводит к падению давления в системе. А это уже может привести к более серьезным поломкам, поскольку узлы, которые недостаточно смазываются, начинают интенсивно изнашиваться из-за масляного «голодания». Произойти же это может по разным причинам.

1. Первая из таких не относится к насосу, но приводит к негативным последствиям в его работе – закупорка сетки маслоприемника продуктами износа и грязью. В результате этого масло в недостаточных количествах поступает к насосу. Устранить такую неисправность несложно – достаточно снять поддон и маслоприемник, после чего тщательно очистить и промыть сетку.
2. Проблема с падением давления может произойти из-за износа составных частей насоса или длительной его работы с маслом, в котором имелось большое количество загрязняющих элементов. Результатом этого является образование и увеличение зазоров между деталями насоса. Из-за этого через эти зазоры смазочный материал просто перетекает внутри нагнетающей полости и шестерни или роторы не способны его захватить, чтобы выполнить нагнетание в магистраль. В большинстве случаев работоспособность системы смазки восстанавливается путем замены изношенных элементов или узла в целом.
3. Проблемы может создать и перепускной клапан. Из-за грязи он может заклинить в открытом положении, и масло будет постоянно перетекать в поддон. Устраняется такая неисправность разборкой и промывкой насоса и его каналов.

В целом же, чтобы насос проработал долго и не доставлял проблем достаточно всего лишь своевременно менять смазочный материал и фильтрующий элемент, чтобы поддерживать чистоту в системе смазки.