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油泵(內燃機)
編輯油泵是一種內燃機部件,它在壓力下將發動機油循環到發動機的旋轉軸承、滑動活塞和凸輪軸。這可以潤滑軸承,允許使用更高容量的流體軸承,還有助于冷卻發動機。除了潤滑的主要目的外,加壓油越來越多地用作驅動小型執行器的液壓油。這種方式的xxx個顯著用途是用于凸輪軸和氣門驅動中的液壓挺桿。最近越來越普遍的用途可能包括用于正時皮帶的張緊器或用于可變氣門正時系統的變速器。
泵
編輯使用的泵類型不同。齒輪泵擺線泵和葉片泵都是常用的。柱塞泵過去曾使用過,但現在很少用于小型發動機。為避免啟動需要,泵始終安裝在低位,無論是淹沒還是在油底殼中的油位附近。帶有簡單金屬絲網過濾器的短拾取管到達油底殼底部。
泵驅動
為了簡單和可靠,使用了機械泵,由曲軸的機械齒輪系驅動。降低泵速是有益的,因此通常從凸輪(如果它安裝在缸體中)或分配器軸驅動泵,后者以發動機速度的一半轉動。將油泵置于低位使用近乎垂直的驅動軸,由凸輪軸的斜齒輪驅動。一些發動機,例如1964年的菲亞特雙凸輪發動機,最初是OHV發動機,其油泵由氣缸體中的傳統凸輪軸驅動。在開發雙頂置凸輪軸發動機時,保留了以前的油泵布置,凸輪軸變成了縮短的短軸。即使分配器位置從以前的塊安裝移動到安裝在氣缸蓋凸輪軸上,油泵驅動器保持在同一位置,未使用的分配器位置現在被一個盲板覆蓋。小型發動機或踏板車可能將內齒輪泵直接安裝在曲軸上。為了可靠性,很少使用外部驅動機構,無論是單獨的皮帶驅動還是外齒輪,盡管凸輪軸驅動泵通常依賴于相同的正時皮帶。有時在調整期間將干式油底殼泵添加到發動機的情況下,會使用額外的單獨皮帶。不使用電動油泵,同樣是為了可靠性。一些“渦輪計時器”電動輔助油泵有時安裝在渦輪增壓發動機上。這些是第二個油泵,在發動機停止后繼續運行,為渦輪增壓器的熱軸承提供幾分鐘的冷卻油,同時冷卻。這些是輔助泵,不能代替主要的機械油泵。電動泵再次作為主發動機泵將需要大型電動機,直接從發動機驅動可能更便宜。例如,BMWS65發動機的油泵可輸送約。45LPM(每分鐘升)油在5.5bar壓力下。這種泵需要一個非常大的電機來驅動。
潤滑系統
編輯加油系統解決了在發動機運行時正確潤滑發動機的需求。正確潤滑發動機不僅可以減少運動部件之間的摩擦,而且還是從活塞、軸承和軸中帶走熱量的主要方法。未能正確潤滑發動機將導致發動機故障。油泵迫使機油通過發動機中的通道,以將機油正確分配到不同的發動機部件。在常見的加油系統中,油通過金屬絲網過濾器從油底殼(油底殼,美國英語)中抽出,該金屬絲網過濾器從油中去除一些較大的碎屑。油泵產生的流動使油可以分布在發動機周圍。在這個系統中,機油在通過發動機之前會流過機油濾清器,有時還會經過機油冷卻器。
油壓
編輯大多數發動機產生的油壓應為每1000轉每分鐘(rpm)約10psi,峰值約為55-65psi。局部壓力(曲軸軸頸和軸承處)遠高于50、60psi和c。由泵的安全閥設置,將達到數百磅/平方英寸。這種較高的壓力是由曲軸軸頸本身相對于軸承的相對速度(不是RPM或軸頸尺寸直接以英尺/秒為單位)、軸承寬度(最接近的壓力泄漏處)、油粘度和溫度產生的,與軸承間隙(泄漏率)。泵壓力所做的只是填充孔并刷新環形空間中的油,而不是泄漏排出它的速度。這就是為什么低速發動機具有相對較大的軸頸,只有適中的泵尺寸和壓力。低壓表示軸承的泄漏量高于泵的輸送量。
表壓
編輯泵出口處的油壓,即打開泄壓閥的壓力,只是由軸承間隙和限制引起的流動阻力。油壓表或警告燈僅給出其發送器進入加壓系統該部分的點的壓力-不是所有地方,不是平均值,也不是系統壓力的一般圖像。盡管經常與水力工程理論進行比較,但這并不是一個封閉系統,其中油壓在任何地方都是平衡且相同的。所有發動機都是開放式系統,因為機油通過一系列受控泄漏返回油底殼。由于泵和軸承之間的泄漏次數,離泵最遠的軸承總是具有最低壓力。軸承間隙過大會增加系列中xxx個和最后一個軸承之間的壓力損失。根據條件,發動機可能具有可接受的表壓,但一根連桿上的壓力仍然只有5psi,在高負載下會失效。壓力實際上是由發動機周圍機油流動的阻力產生的。因此,油壓在運行過程中可能會隨著溫度、發動機轉速和發動機磨損而變化。較冷的油溫會導致較高的壓力,因為油較稠,而較高的發動機轉速會使泵運行得更快并推動更多的油通過發動機。由于發動機冷啟動時溫度的變化和正常的較高發動機轉速,發動機啟動時的油壓高于正常工作溫度下的油壓是正常的,正常工作溫度下的油壓通常在30到45psi之間。過多的油壓會給發動機造成不必要的工作,甚至會向系統中添加空氣。為確保油壓不超過額定xxx值,
高油壓
油壓過高的最終結果是前或后主發動機密封件將被炸開或油塞被吹出。換句話說,任何可能以某種方式密封的曲軸箱進入都可能被炸毀。高油壓通常意味著冷啟動時的極高壓力,但這是設計缺陷,而不是高壓的自動結果。如果提高xxx壓力,冷壓過高的觀察是準確的,但不是故意的。即使是普通泵(無論品牌和型號)也沒有足夠的溢流閥容量:溢流口太小,無法處理冷油量。這就是為什么冷油和熱油、高轉速和低轉速等之間存在顯著差異的原因,但由于上面提到的彈簧式泄壓閥,這通常不是普通發動機的問題。正確設計的泄壓口(在生產發動機中沒有)將流過齒輪將通過的任何油量,無論油的粘度或溫度如何,儀表讀數只會略有不同。油壓由通常安裝在發動機缸體上的油壓發送單元監控。這可以是彈簧壓力傳感器或電子壓力傳感器,具體取決于發送單元的類型。當油壓完全可以接受時,油壓發送單元或其與駕駛員顯示屏之間的連接出現問題可能會導致油壓讀數異常。
低油壓
機油壓力低只有四個原因:
- 發動機無油或低油;
- 油泵磨損或有缺陷或泄壓閥彈簧損壞;
- 磨損的主軸承(大端與油壓無關,因為大部分壓力是由向心力提供的);和
- 油道破裂或堵塞。
機油壓力低會導致發動機損壞。如果車輛是OHC,首先失敗的將是凸輪承載軸承,因為這是通過限流器供給的,低壓將使發動機頂部的潤滑不足。如果活塞有冠狀噴嘴(例如,斯堪尼亞),這可能會導致活塞/襯里咬合。曲軸和連桿軸承也可能卡住。機油壓力低的跡象可能是警告燈亮起、儀表上的壓力讀數低或發動機發出咔噠聲/叮當聲。油壓低是一個必須立即解決的問題,以防止嚴重損壞。發動機油壓低的主要原因是發動機重要部件的磨損。隨著時間的推移,發動機軸承和密封件會遭受磨損。磨損會導致這些零件最終失去其原始尺寸,而這種增加的間隙允許隨著時間的推移有更多的油流過,這會xxx降低油壓。例如,發動機主軸承磨損0.001英寸會導致高達20%的油壓損失。簡單地更換磨損的軸承可能會解決這個問題,但在磨損嚴重的舊發動機中,除了徹底檢修發動機外,無能為力。油中的顆粒也會導致嚴重的油壓問題。機油流過發動機后,又回到油底殼,會帶走很多雜物。碎屑會導致吸油濾網和油泵本身出現問題。吸油篩上的孔尺寸約為0.04平方英寸(0.26平方厘米)。這種大小的孔只能拾取較大的碎片,并允許許多較小的碎片流過它。篩子上的孔非常大(相對于碎屑而言),因為在低溫和低發動機轉速下,機油非常粘稠,需要大開口才能自由流動。即使屏幕上有這些大孔,它仍然會堵塞并導致油壓低。屏幕上0.005英寸(0.13毫米)厚的涂層可以將孔尺寸減小到約0.03平方英寸(0.19平方厘米),即使在通過吸油濾網和機油濾清器后,碎屑也會留在機油中。更換機油和機油濾清器以盡量減少流經發動機的碎屑量非常重要。這種有害碎屑以及高里程發動機中的正常發動機磨損導致軸承和其他運動部件之間的間隙增加。低油壓可能僅僅是因為油底殼中沒有足夠的油,由于燒油(通常由活塞環磨損或閥密封件磨損引起)或泄漏。活塞環用于密封燃燒室,以及從氣缸內壁去除油。然而,當它們磨損時,它們的效率會下降,從而在燃燒過程中將油留在氣缸壁上。在某些發動機中,燃燒少量機油是正常的,不一定會引起任何警報,而大量機油消耗表明發動機可能需要大修。
高性能發動機中的油泵
并非所有發動機都有相同的注油需求。例如,高性能發動機對潤滑系統施加了更高的壓力。在這種情況下,潤滑系統必須特別堅固,以防止發動機損壞。今天在路上行駛的汽車中的大多數發動機的轉速都不會超過5,000-6,000rpm,但在高性能發動機中并非總是如此,其發動機轉速可能高達8000-9000rpm。在這樣的發動機中,機油必須足夠快地循環,否則空氣可能會被困在機油中。此外,為了釋放動力,一些高性能應用中的發動機運行重量較輕的油,這需要較少的動力來運行油泵。當今發動機中常見的機油重量通常為5W-30或10W-30機油,而高性能發動機可能使用粘度較低的0W-20機油。
濕式和干式油底殼系統
編輯傳統的濕式油底殼發動機只有一個油泵。它通常位于發動機下部內部,通常位于曲軸下方和/或一側。在干式油底殼發動機上,至少需要兩個油泵:一個用于對發動機部件周圍的油進行加壓和分配,另外至少一個“掃氣泵”用于排出積聚在發動機底部的油。該回油泵有時(但不總是)位于發動機的“油底殼”中,而且至關重要的是,該回油泵的流量容量必須超過在整個發動機內加壓和分配機油的泵的流量。由于干式油底殼的外部儲油器,多余的空氣會在機油被泵回發動機之前從機油中逸出。干式油底殼還可以提供更多動力,因為它們減少了風阻、油濺到旋轉組件中,并且來自回油泵的真空改善了環密封。干式油底殼在賽車應用中更受歡迎,因為它提高了動力并減少了油晃動,否則會降低油壓。干式油底殼的缺點是增加了重量,增加了部件,以及更多的泄漏和問題發生的機會。
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