Насос масляный: бесперебойная подача смазки

В каждом двигателе обязательно присутствует смазочная система, обеспечивающая бесперебойную подачу смазки ко всем трущимся деталям. Масло в системе должно циркулировать — эта задача решается с помощью масляного насоса. О масляных насосах, их типах, устройстве и месте в двигателе узнайте в этой статье.

Назначение и место масляного насоса в силовом агрегате

Современные бензиновые и дизельные силовые агрегаты имеют комбинированную систему смазки, в которой используется как простое разбрызгивание смазочного материала, так и его принудительный подвод непосредственно к поверхностям трущихся деталей. Принудительная подача осуществляется к деталям, работающим в самых сложных режимах — ко всем подшипникам коленчатого вала, опорам распределительного вала, осям коромысел, валам приводов масляного насоса и распределителя зажигания, и т.д. Требуемое давление масла обеспечивается с помощью насоса.

Масляный насос — один из ключевых компонентов системы смазки двигателя. Этот агрегат выполняет прокачку масла из поддона мотора через масляный фильтр в главную масляную магистраль. Также с помощью насосов (отдельных или многосекционных) осуществляется подача масла на центробежный масляный фильтр, на турбокомпрессор и другие особо нагруженные детали.

На большинстве двигателей используется только один масляный насос, однако число насосов может быть два-три и больше. Это зависит от конструкции, назначения, режимов работы и характеристик двигателя. Например, на обычном двигателе вполне достаточно одного насоса, но наличие турбины уже требует установки двухсекционного насоса или даже отдельного насоса. А моторы спортивных авто или мотоциклов могут иметь уже три и больше насосов, которые обеспечивают бесперебойную смазку всех деталей на любых режимах.

Типы современных масляных насосов

В настоящее время находят применение два типа масляных насосов:

• Шестеренчатые;
• Шиберные (лопастные, пластинчатые).

В свою очередь, шестеренчатые насосы можно разделить на три типа:

• С внешним зацеплением шестерен;
• С внутренним зацеплением шестерен;
• Роторные насосы.

Роторные насосы — это те же насосы с внутренним зацеплением шестерен, однако их шестерням придана особая форма зубцов. Благодаря этому удалось избавиться от разделительной пластины и сделать конструкцию более простой (хотя производство роторных насосов более сложное и требует прецизионного изготовления деталей).

Роторные насосы подразделяются на два вида:

• Нерегулируемые;
• Регулируемые.

Также масляные насосы можно разделить на несколько видов по конструктивным особенностям.

По количеству секций насосы бывают:

• Односекционные;
• Двухсекционные.

В двухсекционных насосах имеется сразу две нагнетательные секции с одним приводом, которые работают, как два самостоятельных насоса. Такие насосы применяются в двигателях с отдельным масляным фильтром центробежной очистки, в этом случае одна насосная секция направляет масло в главную масляную магистраль двигателя, а вторая — только на центробежный фильтр, из которого очищенное масло поступает обратно в масляный поддон.

По типу привода насосы бывают:

• С механическим приводом;
• С электрическим приводом.

Большинство масляных насосов имеет механический привод от коленчатого вала через привод ГРМ или непосредственно от распределительного вала. В первом случае для отбора мощности от цепи или ремня ГРМ предусмотрена отдельная шестерня или шкив, который через систему шестерен и валов передает крутящий момент на масляный насос. Во втором случае на распредвале крепится косозубая шестерня, от которой крутящий момент на насос передается посредством наклонного вала. Во многих двигателях привод масляного насоса объединен с приводом распределителя зажигания.

Масляные насосы с электрическим приводом используются редко, обычно они ставятся на мощные и дорогие двигатели с турбокомпрессорами для обеспечения смазки турбин до запуска мотора и некоторое время после его остановки.

Устройство и работа насосов с внешним зацеплением шестерен

Шестеренчатые насосы с внешним зацеплением шестерен — это классическое решение, которое за многие десятилетия не утратило своей актуальности. Основу насоса составляет корпус, в котором плотно установлено две зацепленных шестерни, при этом одна из шестерен соединена с приводным валом.

Работает агрегат просто. При вращении шестерен с одной стороны давление воздуха падает (это пространство называется камерой разрежения), за счет чего происходит всасывание масла. Это масло захватывается шестернями так, что оно оказывается зажато между зубцами шестерен и стенками насоса, и под давлением выбрасывается с противоположной стороны — это пространство называется камерой нагнетания.

Если по каким-либо причинам давление в системе возрастает (при увеличении частоты вращения коленвала), открывается редукционный клапан и часть масла из нагнетательной камеры возвращается на впуск насоса. Это сокращает количество масла, всасываемого из поддона, и предотвращает дальнейший рост давления.

Насос устанавливается непосредственно в картере двигателя, для подачи масла в него предусмотрен погруженный в масляную ванну маслоприемник с сеткой, обеспечивающий грубую очистку.

Устройство и работа насосов с внутренним зацеплением шестерен

В насосе данного типа насосная секция состоит из двух шестерен — одной большой, внутри которой эксцентрично вставлена маленькая. Причем размер внутренней шестерни таков, что между нею и внешней шестерней образуется серповидная полость, и между зубцами шестерен располагается разделительная пластина. Обе шестерни вращаются, причем внутренняя шестерня является ведущей, в внешняя — ведомой.

При вращении шестерен с одной узкой стороны серповидной полости создается разрежение, которое обеспечивает всасывание масла. Это масло захватывается зубцами шестерен, и оказывается зажатым между зубцами и разделительной пластиной. При вращении шестерен масло достигает противоположной стороны серповидной полости, здесь оно сжимается (так как объем полости уменьшается) и с силой выбрасывается через нагнетательное окно.

В этом насосе также имеется редукционный клапан, сам насос устанавливается в картере двигателя и оснащается маслоприемником с сеткой.

Устройство и работа роторных насосов

Конструктивно роторный насос аналогичен только что описанному насосу с внутренним зацеплением шестерен, но с одним исключением — в роторных насосах шестерни имеют особую форму, благодаря которой удалось отказаться от использования разделительной пластины. Поэтому шестерни часто называют внутренним и внешним роторами.

Роторы расположены таким образом, что их зубцы (лопасти) всегда соприкасаются и образуют ряд герметичных полостей переменного объема. Всасывающее окно насоса располагается на участке движения роторов, на котором происходит увеличение полости и падение давления воздуха — это приводит к всасыванию масла. При дальнейшем вращении роторов полость отходит от всасывающего окна, одновременно снижается ее объем, и давление в масле растет. В этот момент полость достигает нагнетательного окна, и сжатое масло с силой выталкивается в систему.

В регулируемом насосе роторного типа имеется статор, который может изменять положение внешнего ротора. При изменении положения статора изменяется объем полостей, в результате чего изменяется и количество проходящего через насос масла. Управление статором осуществляется электромеханическим или электронным блоком.

Устройство и работа шиберного насоса

Насосная секция шиберного насоса содержит две основных детали: ротор с установленными в нем подвижными пластинами (шиберами), вставленный в овальный статор — таким образом образуется две серповидные полости, на узких краях которых располагаются всасывающие и нагнетательные окна. При вращении ротора пластины выходят из пазов и упираются в статор, образуя ряд замкнутых камер изменяющегося объема. При расширении камеры в ней падает давление воздуха и происходит всасывание масла. При дальнейшем вращении камера с маслом покидает всасывающее окно, вскоре происходит уменьшение ее объема, в результате чего давление масла растет. При достижении нагнетательного окна масло под давлением поступает в систему.

Данный тип насоса наибольшее распространение получил в системах ГУР, а в двигателях он используется ограничено.

Вопросы обслуживания и ремонта масляного насоса

Масляные насосы являются необслуживаемыми, поэтому обычно не нуждаются в каком-либо вмешательстве. Однако с течением времени насос изнашивается и может полностью выйти из строя, что проявляется падением давления масла и перегревом двигателя, а в сложных случаях может привести и к заклиниванию.

Шестеренчатые двигатели периодически следует проверять, для этого насос необходимо снять с двигателя и произвести ряд измерений с помощью щупов. Перечень необходимых измерений приведен в инструкции по эксплуатации и обслуживанию автомобиля. Также при проверке насоса следует определить общее состояние его деталей, износ шестерен, наличие трещин и деформаций и т.д. Все дефектные детали подлежат замене.

Нужно отметить, что есть определенные требования и к эксплуатации двигателя, диктуемые насосом. В частности, нельзя глушить двигатель, особенно турбированный, на больших оборотах — в этом случае насос быстро остановится и многие продолжающие вращаться детали останутся без смазки. А при запуске двигатель, особенно в холодное время года, обязательно нужно прогреть на холостых оборотах, без предварительного прогрева насос не сможет эффективно подавать густое масло в систему, что чревато негативными последствиями.

При грамотной эксплуатации мотора и своевременном ремонте насос будет служить долго, всегда обеспечивая надежную смазку и качественную работу силового агрегата.