Устройство и принцип работы масляного насоса двигателя

Масляный насос двигателя

Система смазки является одной из основных систем двигателя современного автомобиля. Ее назначение – подача моторного масла к взаимодействующим друг с другом механическим элементам ДВС для уменьшения трения, снижения износа, частичного отвода тепла и очищения поверхностей. Учитывая специфичные ударно-радиальные нагрузки, воздействующие на основные элементы КШМ и ГРМ, тяжелые условия работы большинства узлов и деталей двигателя, к надежному и безотказному функционированию системы смазки предъявляют особые требования. В первую очередь это касается «сердца» системы – масляного насоса.

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.

Признаки неисправности маслонасоса

Для двигателя внутреннего сгорания одинаково опасны как снижение, так и существенное повышение давления масла относительно значения, установленного заводом-изготовителем. В первом случае возрастает износ механических элементов, увеличивается доля неравномерного разрушения опорных поверхностей под действием ударных нагрузок и механических загрязнений, возникает опасность перегрева двигателя. Во втором случае снижается вязкость масла, а следовательно – его свойства, повышается температура, нарушается режим смазки деталей и распределение материала между ними. Обычно именно по отклонению давления от номинального можно судить о неисправности масляного насоса. Ее несложно заметить, считав показания манометра или контрольной лампы, расположенной на панели приборов. Однако и эти устройства могут давать сбои.

Перегрев ДВС, наличие местных точечных подтеков масла свидетельствуют о превышении номинального давления, что может быть вызвано неправильной регулировкой или неисправностью редукционного клапана масляного насоса. В то же время, перегрев ДВС, сопровождающийся гулом и металлическим лязгом при работе говорит о падении давления, которое, в свою очередь, может быть вызвано следующими факторами:

• износом шестерен;
• разгерметизацией корпуса;
• проскальзыванием шкива привода или обломом шпонки;
• заклиниванием редукционного клапана в открытом положении.

Тем не менее, подобные признаки могут наблюдаться и при других неисправностях системы смазки. Примером может служить засорение масляных магистралей продуктами износа, засорение полноточных фильтров, несоответствие типа масла рекомендуемому. Поэтому с уверенностью утверждать о факте поломки маслонасоса можно только после комплексной диагностики системы смазки.

Проверка технического состояния детали

Простейший, но эффективный метод диагностики производительности, а значит – и исправности масляного насоса, заключается в подключении внешнего манометра к системе смазки и наблюдении изменений его показаний при изменении частоты вращения коленчатого вала ДВС. Если значения давления соответствуют номинальным, расход моторного масла в норме, а аварийные индикаторы «молчат» — насос в порядке.

При обнаружении пониженного или повышенного давления масла проводится проверка регулировки редукционного клапана и при необходимости – настройка детали. Анализируется тип и состояние масла, фильтрующих элементов, проверяется наличие разгерметизацией системы. Если подобных неисправностей нет, выносят вердикт о поломке масляного насоса. Его проверку выполняют в такой последовательности:

1. Внешний осмотр, проверка целостности корпуса.
2. Демонтаж, разборка, осмотр деталей и опорных поверхностей, поиск люфтов.
3. Измерение зазоров между зубьями, осевых расстояний, сопоставление с номинальными значениями.
4. Измерение геометрических параметров шестерен, сопоставление с номинальными значениями.

На основе анализа выявленных проблем выносится вердикт о целесообразности ремонта масляного насоса. Если нарушена целостность корпуса, присутствует сильный износ рабочих пар или деформированные детали, насос, как правило, подлежит замене.

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. Разумеется, при этом проводится замена моторного масла и фильтров, не будет лишней и последующая промывка системы.

От технического состояния элементов системы смазки во многом зависит характер работы, надежность и ресурс двигателя. Поэтому важно тщательно следить за их работой и не забывать проверять исправность деталей в ходе проведения ТО автомобиля.

Устройство масляного насоса [видео]

Без системы смазки ни один ДВС не сможет работать продолжительное время. Чтобы смазывались самые загруженные компоненты двигателя требуется масляный насос.
Видео про устройство масляного насоса в конце статьи.

Принцип работы масляного насоса:

1. Всасывающий канал
2. Ведущая шестерня
3. Приводной вал
4. Нагнетательный канал
5. Ось ведомой шестерни

Общая работа насоса заключается в принудительном вытеснении масла путем создания необходимого давления в системе смазки. В поршневых двигателях зачастую используются шестеренные насосы с внутренним или внешним зацеплением. Их функционирование основано на взаимодействии передач . В обоих случаях устройство масляного насоса обычно приводится в работу с помощью коленчатого вала или цепной передачи.

Во внешнем шестеренчатом насосе масло всасывается в камеру, где в пространстве, ограниченном зубьями, наружным диаметром корпуса насоса и передних стенок, оно транспортируется под давлением вследствие вращения шестерней из всасывающего канала в другие части масляной системы. Под давлением оно попадает в отверстия в блоке цилиндров, коленчатом валу, подшипниках, толкателях клапанов, головке и т. д. В конструкции такого насоса очень важно поддерживать межзубный зазор (зазор между зубьями двух взаимодействующих колес).

Насос с внутренней сеткой транспортирует масло в межзубных пространствах взаимодействующих колес, которые также ограничены боковыми стенками. В их конструкции крайне важно, чтобы расстояние от боковых стенок и высота зубьев были максимально точными. Форма зубов также должна быть сделана очень тщательно.

Шестеренные насосы расположены как можно ближе к уровню масла. Они обычно изготавливаются из высококачественной углеродистой стали и характеризуются простой конструкцией и высокой надежностью. Также могут работать в диапазоне оборотов от 500 до 4000 об/мин, при этом расход зависит от скорости вращения и размеров насоса.

Масляные насосы с внутренним зацеплением стоят дороже, однако в двигателях легковых автомобилей цены не должны быть такими высокими. Вот почему обычно используются насосы с внешним зубчатым зацеплением, которые работают на более высоких скоростях, хотя первые можно найти во многих моделях. Насосы с внутренними шестернями чаще всего оборудуют грузовики, которым требуется значительное количество масла в системе смазки.

Масляный насос двигателя: устройство, принцип работы, схема, ремонт

Масляный насос является основным элементом, обеспечивающим надежную и гарантированную работу двигателя внутреннего сгорания. Он обеспечивает бесперебойную смазку всех подвижных элементов системы, подавая ее посредством постоянного давления и обеспечивая циркуляцию масла.

При качественной работе масляного насоса, прокачка смазочного материала происходит регулярно и стабильно. Давление в системе не превышает критических точек и не приближается, как к максимальной отметке, так и к минимальной.

Содержание статьи

Степень точности работы масляного насоса напрямую влияет на долговечность и износоустойчивость мотора, а также на оптимальный расход топливного материала и уровень вредных атмосферных выбросов.

Устройство масляного насоса не отличается большой сложностью. При желании и постоянном контроле, можно всегда заметить необычную работу двигателя и предотвратить сложные последствия, приняв своевременные меры по устранению неполадок.

Разновидности маслонасосов и их особенности

Так как, устройство масляного насоса отличается по нескольким критериям, существует большое разнообразие двигателей, которые могут иметь различные технические параметры.

Все модификации маслонасосов делятся на две основные группы по типу управления. Это:
регулируемые устройства;
нерегулируемое оборудование.

Регулируемые устройства способны поддерживать постоянное и оптимальное давление масла в системе. Если насос является нерегулируемым, давление масляного насоса корректируется при помощи редукционного клапана.

По конструктивным особенностям, устройство масляного насоса разделяют на:
шестеренный насос с наружным зацепленим;
роторный тип передачи;
шестеренчатый насос с внутренним зацепленим.

Схема масляного насоса роторной конструкции включает специальные роторные лопасти, которые способствуют созданию конкретного давления в системе двигателя внутреннего сгорания и транспортировке смазочного материала.

В шестеренных насосах этот процесс поддерживается, благодаря системе, в которую входят нескольких шестеренок. Такая шестерня может работать, как с внешним, так и с внутренним зацеплением.

Стоит отметить, что параметры работы двух видов маслонасосов отличаются несущественно, что не относится ко внешним габаритам оборудования. Корпус масляного насоса, когда шестеренка с меньшим диаметром расположена внутри большой, имеет минимальные габаритные размеры, что отражается на его востребованности, но не влияет на техническое функционирование и параметры эксплуатации оборудования.

Назначение маслонасоса

Схема управления насосом любого типа основана на создании насосом давления масла в системе и засасывании его через специальное приспособление из поддона картера. Этот процесс сопровождается этапом фильтрации и очищением через фильтр или другой элемент.

После насоса масло подается по всем необходимым каналам, ко всем узлам и деталям.

Клапаны и цилиндры смазываются методом разбрызгивания, распределительный и коленчатый вал обрабатываются маслом под давлением, а такие детали, как кулачки, толкатели и штанги получают смазку, которая движется самотеком.

Принцип работы маслонасоса

Вал привода масляного насоса обеспечивает вращение зубчатых колес, что позволяет непрерывно выдавливать смазку в основную систему под определенным давлением, благодаря редукционному клапану.

Таким образом, обеспечивается транспортировка масла через специальные впадины ко всем «нуждающимся» узлам и деталям.

Для некоторых модификаций автомобилей производитель предлагает двухсекционную схему масляного насоса, когда в корпусе имеется дополнительный отдел, отвечающий за охлаждение масляного радиатора.

Для регулирования количества подаваемого в двигатель автомобиля масла используется редукционный клапан.

Конструктивно редукционный клапан масляного насоса это отдельно расположенный узел, который находится на общей с ним линии и состоит из:
1 — шара
2 — пружины
3 – упорного элемента.

Пружина в этом случае рассчитана на определенное усилие и обеспечивает открытие и закрытие системы в зависимости от давления масла. Таким образом, при достижении порогового значения, когда величина давления масла выше необходимого, оно давит на шар, сжимает пружину и открывает линию сброса излишков в картер.

Когда величина давления возвращается в допустимый диапазон, усилие на пружине падает, он расправляется и шарик поз.1 снова перекрывает сливную линию.

Где стоит масляный насос

В конструкции двигателя масляный насос находится около картера и обеспечивает подачу в него масла. Для работы такой системы нужен только один масляный насос двигателя.

В таком варианте корпус масляного насоса является одновременно и боковой крышкой двигателя.

При такой компоновке, на рисунке обозначено:
1 – масляный насос двигателя
2 — прокладка
3 – приемник масла
4 – прокладка картера

Если установлен насос нерегулируемого типа, то при достижении избыточного давления лишнее количество масла будет сливаться обратно в картер, через редукционный клапан.

В мощных спортивных автомобилях устанавливается система смазки с сухим масляным картером. В такой системе предусматривается отдельный резервуар и может быть установлено два или три масляных насоса двигателя для охлаждения и смазки при достижении автомобилем максимальной скорости.

Если рассматривать не только двигатель, а всю систему автомобиля целиком, то схема работы и управления масляным насосом выглядит следующим образом.

Устройство масляного насоса

Устройство шестеренчатого масляного насоса

Конструктивно корпус масляного насоса является герметичным узлом из металла, внутри которого размещаются несколько пар шестеренок. В каждой паре, одна из шестеренок крутится свободно поз. 1,6(ось и ведомая шестерня масляного насоса), а другая имеет вал привода насоса и соединяется с ним специальной шпонкой.

Это зубчатое колесо считается основным и называется ведущим поз. 3,4 (ось и ведущая шестерня масляного насоса).

Масло поступает через канал поз. 2 и направляется в нагнетательный канал поз. 5.

При производстве оборудования учитывается расстояние между работающими колесиками и корпусом масляного насоса. Этот зазор должен иметь минимальную величину, чтобы добиться лучших показателей коэффициента полезного действия функционального узла.

Устройство роторного масляного насоса

Насосы роторного типа отличаются простотой конструкции и минимальным количеством функциональных узлов. Это:
две специальные полости (нагнетательная поз.4 и всасывающая поз. 1);
два ротора (внутренний поз. 6 и внешний поз. 3);
вал привода масляного насоса поз.5.

Лопасти двух роторов, взаимодействуя между собой, способствуют засасыванию смазочного материала поз. 2 внутрь насоса.

Когда давление масляного насоса приближается к избыточному значению, вступает в работу редукционный клапан масляного насоса, который способствует сбрасыванию лишнего количества смазки.

Подобная схема управления насосом приемлема для нерегулируемого оборудования.

Регулируемое оборудование оснащено подвижной пружинкой, находящейся в статоре и корректирующей внутренний объем специальной камеры, в которой находятся два ротора.

Таким образом, скручивая пружину, можно менять давление во всей системе. Подобный принцип работы позволяет поддерживать заданный режим давления, не зависимо от того, как вращается вал масляного насоса.

Насосы регулируемого типа являются более практичными и продуктивными и имеют несколько весомых приоритетов. Это:
минимальное вспенивание смазочного материала;
минимизация использованной мощности двигателя, которая уменьшается на одну треть;
более продолжительный период использования масла, так как уменьшается число оборотов работы двигателя и его частота.

Ремонт и замена масляного насоса

Масляные насосы отличаются простотой конструкции и высокой степенью надежности. Они долго служат и редко выходят из строя. Основным критерием гарантированной работы служит качественное масло и регулярная профилактика.

Работающий мотор и вал привода насоса способствуют появлению твердых микрочастиц, что способствует появлению изъянов на рабочей поверхности функционального оборудования.

Своевременное техническое обслуживание автомобиля поможет избежать неприятностей и более серьезных поломок.

При появлении таких признаков, как увеличение количества расходуемого смазочного материала, а также существенное отклонение давления от нормативных показателей, является сигналом для проведения диагностических и профилактических мер.

Чаще всего, в масляном насосе встречаются следующие неполадки:
забился фильтр-сетка у насоса и не пропускается смазочный материал;
сломался редукционный клапан;
появилась выработка на поверхности деталей оборудования;
износилась прокладка масляного насоса;
износилась прокладка насоса;
поломка датчика давления масла;
расшатался крепеж фильтра на маслонасосе.

Неисправности масляного насоса можно устранить, если точно знать узел, который способствует сбою в его работе. Чаще всего, насос меняют полностью, в сборе, так как он обладает доступной ценой.

Восстанавливать износившиеся детали сложно и хлопотно. Гораздо эффективнее и выгоднее произвести демонтаж оборудования, вышедшего из строя, и заменить его на новую деталь. Затем следует проверить масляный насос на герметичность подключения к системе.

Также, следует поменять фильтры и сменить моторное масло.

Своевременные профилактические мероприятия системы смазки способствуют более надежной и гарантированной работе двигателя, а также его максимальному рабочему ресурсу.

Масляный насос- Устройство и принцип работы

Процесс работы каждой силовой установки обусловлен большим количеством препятствий, возникающих при взаимодействии систем и агрегатов. Самым серьёзным из них является сила трения. Взаимодействуя друг с другом, детали двигателя изнашиваются, это становится причиной поломок и выхода из строя.

Для снижения износа и продления срока службы агрегата, конструкцией предусмотрено применение смазки, в её обязанности входит:

• Покрытие деталей защитной плёнкой;
• Отвод излишков тепла;Удаление частиц, полученных в результате трения;
• Предотвращение коррозии деталей;
• Передача энергии и уплотнение изделий.

Нормальная эксплуатация двигателя невозможна без использования системы смазки, каждый агрегат, без исключения, остро в ней нуждается. Современные конструкции моторов используют комбинированную систему, когда смазка поверхностей осуществляется подачей масла и под давлением и разбрызгиванием. Подача обеспечивается насосом, нагнетающим давление в пределах от двух до 15 бар. От того, как работает масляный насос, напрямую зависит работоспособность двигателя, его состояние и возможности.

Масляный насос двигателя- назначение:

Благодаря масляному насосу в системе смазки двигателя создается давление, необходимое для циркуляции смазочного материала и его подаче к трущимся частям агрегата. Привод насоса осуществляется коленчатым или распределительным валом, во втором случае посредником выступает приводной вал.

Комбинированная система предусматривает применение картеров:

• Мокрого типа;
• Сухого типа.

Смысл в том, что мокрый картер заполнен жидкостью всё время, сухой предусматривает удалённое хранение смазки. В сухих картерах работа масляного насоса способствует поступлению масла в силовую установку, а так же откачивает её излишки из поддона в бак.

От применения сухого или мокрого картера зависит, где будет находиться масляный насос. В мокром картере насос ставится после маслоприёмника, перед фильтрующим элементом. В сухом нагнетательный узел монтируется после масляного бака до фильтра, откачивающий после картера перед масляным баком.

По возможности регулировки давления в системе насосы делятся:

1. Неуправляемые, давление жидкости в системе неизменно, регулируется редукционным клапаном;
2. ​ Управляемые, изменение давления возможно путём корректировки настроек насоса.

Устройство и принцип работы

Конструкции и характеристики насосов отличаются в зависимости от типов изделия:

1. Шестерёнчатый насос:

• Закрепление шестерён наружное;
• Закрепление шестерён внутреннее;

2.​ Роторный масляный насос.

Конструктивно, устройство шестерёнчатого масляного насоса, имеющего наружное зацепление, предусматривает наличие двух шестерён, ведущей и нет, помещённых в корпус. Движение ведущей задается коленчатым валом посредством ремня или цепи. Свободная шестерня закреплена на валу и способна вращаться. Вращаясь, шестерни создают разряжение воздуха с одной из сторон насоса, благодаря чему жидкость засасывается внутрь. Зубья шестерён проталкивают смазку на другую сторону изделия в специальную камеру и далее через фильтрующий элемент в силовую установку.

В насосе с внутренним зацеплением ведущая шестерня помещена внутрь ведомой шестерни, со смещением. Между деталями образуется полость, которая совместно с корпусом образует замкнутый сектор. Вращаясь, шестерни перемещают масло через камеру отбора смазки в камеру повышенного давления и далее в фильтрующий элемент и силовую установку.

Работа маслонасоса роторного типа основана на использовании роторов с установленными на них лопастями. Ведущий ротор расположен внутри ведомого ротора, с отклонением друг от друга по эксцентрику. Вращаясь, лопасти образуют камеру с изменяющимся объёмом. Проходя зону разряжения, в камеру поступает смазка, сжимаясь до определённого давления, оно поступает в камеру, откуда по системе распределяется по двигателю.

Процесс регулировки в роторном насосе обеспечивается способностью статора менять свое положение относительно ротора. Это изменяет объём полости и подаваемой в неё жидкости.

Защиту от избыточного давления в системе обеспечивает редукционный клапан. Он установлен на всех насосах, без исключения. При повышении давления клапан открывается и сбрасывает излишки жидкости либо в картер, либо в полость разряжения.

Признаки неисправности маслонасоса

При выходе масляного насоса из строя, будет нарушена работа всего агрегата в целом, поэтому крайне важно обнаружить проблему вовремя. В случае неисправности масляного насоса признаки, поломки будут отображаться на приборной доске водителя в виде горящей сигнальной лампочки.

Сигнал на приборной доске предупреждает:

• Критическое снижение рабочего давления жидкости;
• Чрезмерное потребление масла двигателем.

Важно! Следует помнить о том, что эксплуатация автомобиля с постоянно горящей сигнальной лампой давления масла в системе, запрещена.

Причины, которые могут привести к поломке масляного насоса:

• Недостаточное количество уровня масла в системе смазки;
• Выход из строя контрольных датчиков;
• Применение некачественной или не соответствующей требованиям смазки;
• Выход из строя клапана, регулирующего перепад давления;
• Повышенный износ деталей узла;
• Выход из строя прокладки узла;
• Фильтрующий элемент засорен;
• Маслоприёмник или корпус узла засорен.

Если причиной неисправности масляного насоса стало загрязнение, необходимо слить жидкость, снять картер силовой установки и провести очистку системы и деталей от грязи. В остальных случаях необходимо чётко диагностировать проблему и провести ремонт или замену необходимых агрегатов.

Проверка технического состояния

Проверку насоса проводят при падении давления в системе, утечке жидкости, повышенном шуме и т.п. Действия зависят от модели и конструкции изделия, его основные шаги заключаются в следующем:

• Проверка корпуса и крышки на наличие механических повреждений;
• Оценка износа зубьев шестерён;
• Оценка плотности закрытия крышки;
• Замер зазоров между зубцами шестерён (допустимый предел 0,1-0,3 мм);
• Замер зазоров между шестернями и корпусом (допустимый предел 0,1-0,25 мм);
• Замер зазоров между торцами шестерён и корпусом (допустимый предел 0,14-0,25 мм);
• Замер зазоров между осью и ведомой шестернёй (допустимый предел 0,017-0,057 мм);
• Замер зазоров между валом насоса и корпусом (допустимый предел 0,016-0,055 мм) и др.

При нормальных показателях, причина неисправности в других устройствах системы. Если один из показателей не соответствует норме, требуется замена изношенной детали, или агрегата в целом.

Масляный насос, простой, надёжный, небольшой агрегат, который рассчитан на длительный период эксплуатации. При правильном уходе и использовании качественных компонентов, узел может прослужить несколько сот тысяч километров пробега. Основные требования, использование качественного масла, своевременная замена жидкости и фильтрующих элементов, соблюдение правил эксплуатации силовой установки.