Test Sürücüsü Dahili Sürtünme II

Yağlama Türleri ve Çeşitli Motor Parçalarının Yağlama Yöntemi

Yağlama türleri

Sürtünme, yağlama ve aşınma dahil olmak üzere hareketli yüzeylerin etkileşimleri, triboloji adı verilen bir bilimin sonucudur ve yanmalı motorlarla ilişkili sürtünme türleri söz konusu olduğunda, tasarımcılar birkaç tür yağlayıcı tanımlarlar. Hidrodinamik yağlama, bu işlemin en çok talep edilen şeklidir ve meydana geldiği tipik yer, çok daha yüksek yüklere maruz kalan krank milinin ana ve biyel kolu yataklarındadır. Yatak ve V şaftı arasındaki minyatür boşlukta görünür ve oraya bir yağ pompası tarafından getirilir. Yatağın hareketli yüzeyi daha sonra yağı pompalayan ve dağıtan ve nihayetinde tüm yatak boşluğu boyunca yeterince kalın bir film oluşturan kendi pompası olarak hareket eder. Bu nedenle, tasarımcılar bu motor bileşenleri için kovanlı yataklar kullanır, çünkü bilyeli yatağın minimum temas alanı yağ tabakası üzerinde aşırı derecede yüksek bir yük oluşturur. Dahası, bu yağ tabakasındaki basınç, pompanın kendisinin yarattığı basınçtan neredeyse elli kat daha yüksek olabilir! Pratikte bu kısımlardaki kuvvetler yağ tabakası üzerinden iletilir. Tabii ki, hidrodinamik yağlama durumunu korumak için, motorun yağlama sisteminin her zaman yeterli yağ sağlaması gerekir.

Bazı noktalarda yüksek basıncın etkisi altında bazı parçalarda yağlama filminin yağladığı metal parçalara göre daha stabil ve daha sert hale gelmesi ve hatta metal yüzeylerde deformasyona yol açması mümkündür. Geliştiriciler bu tip yağlamayı elastohidrodinamik olarak adlandırır ve yukarıda belirtilen bilyalı yataklarda, dişli çarklarda veya valf kaldırıcılarda kendini gösterebilir. Hareketli parçaların birbirine göre hızının çok düşük olması durumunda, yük önemli ölçüde artar veya yeterli yağ beslemesi olmadığında, sözde sınır yağlaması sıklıkla gerçekleşir. Bu durumda, yağlama, yağ moleküllerinin destek yüzeylerine yapışmasına bağlıdır, böylece bunlar nispeten ince, ancak yine de erişilebilir bir yağ filmi ile ayrılır. Ne yazık ki bu durumlarda, ince filmin düzensizliklerin keskin kısımları tarafından "delinmesi" tehlikesi her zaman vardır, bu nedenle yağlara, metali uzun süre kaplayan ve doğrudan temasla tahrip olmasını önleyen uygun aşınma önleyici katkı maddeleri eklenir. Hidrostatik yağlama, yükün aniden yön değiştirmesi ve hareketli parçaların hızının çok düşük olması durumunda ince bir film şeklinde oluşur. Burada, Federal-Mogul gibi ana bağlantı çubukları gibi rulman şirketlerinin, sık başlatmalarda kısmen kuru rulman aşınması gibi start-stop sistemleriyle ilgili sorunların üstesinden gelebilmeleri için bunları kaplamak için yeni teknolojiler geliştirdiklerini belirtmek gerekir. her yeni lansmanda tabi oldukları. Bu daha sonra tartışılacaktır. Bu sık çalıştırma, sırayla, bir yağlama formundan diğerine geçişe yol açar ve "karışık film yağlayıcı" olarak tanımlanır.

Yağlama sistemleri

En eski otomotiv ve motosiklet içten yanmalı motorları ve hatta daha sonraki tasarımlar, yağın motora bir tür "otomatik" gres nipelinden yerçekimi ile girdiği ve içinden aktığı veya geçtikten sonra yandığı damlama "yağlama" özelliğine sahipti. Günümüzde tasarımcılar bu yağlama sistemlerini ve yağın yakıtla karıştırıldığı iki zamanlı motorlar için yağlama sistemlerini "toplam kayıplı yağlama sistemleri" olarak tanımlamaktadır. Daha sonra, bu sistemler, motorun içine ve (genellikle bulunan) valf sistemine yağ sağlamak için bir yağ pompasının eklenmesiyle geliştirildi. Bununla birlikte, bu pompalama sistemlerinin, bugün hala kullanımda olan daha sonraki cebri yağlama teknolojileriyle hiçbir ilgisi yoktur. Pompalar harici olarak monte edilmiş, karter içine yağ beslemiş ve daha sonra sıçrayarak sürtünme parçalarına ulaşmıştır. Bağlantı çubuklarının altındaki özel bıçaklar, yağ karterine ve silindir bloğuna püskürtülür, bunun sonucunda mini banyolarda ve kanallarda fazla yağ toplanır ve yerçekimi etkisi altında ana ve biyel kolu yataklarına akar ve eksantrik mili yatakları. Basınç altında zorunlu yağlamalı sistemlere bir tür geçiş, volanın yağı kaldırması ve kartere borulaması (ve şanzımana dikkat etmesi) için tasarlanmış bir su değirmeni çarkı gibi bir şeye sahip olduğu Ford Model T motorudur. alt kısımlar krank mili ve bağlantı çubukları yağı kazıdı ve sürtünme parçaları için bir yağ banyosu oluşturdu. Eksantrik milinin de krank karterinde olduğu ve valflerin sabit olduğu göz önüne alındığında, bu özellikle zor değildi. Birinci Dünya Savaşı ve bu tür yağlayıcılarla çalışmayan uçak motorları bu yönde güçlü bir itici güç sağladı. Dahili pompalar ve karışık basınç ve sprey yağlama kullanan ve daha sonra yeni ve daha ağır yüklü otomobil motorlarına uygulanan sistemler bu şekilde doğdu.

Bu sistemin ana bileşeni, basınç altında yağı yalnızca ana yataklara pompalayan motorla çalıştırılan bir yağ pompasıydı, diğer parçalar ise püskürtmeli yağlamaya dayanıyordu. Bu nedenle, tamamen zorunlu yağlamalı sistemler için gerekli olan krank milinde olukların oluşturulması gerekli olmadı. İkincisi, hızı ve yükü artıran motorların geliştirilmesiyle bir gereklilik olarak ortaya çıktı. Bu aynı zamanda yatakların sadece yağlanması değil aynı zamanda soğutulması gerektiği anlamına geliyordu.

Bu sistemlerde, ana ve alt biyel kolu yataklarına (ikincisi yağı krank milindeki oluklardan alır) ve eksantrik mili yataklarına basınçlı yağ verilir. Bu sistemlerin en büyük avantajı, yağın pratik olarak bu yataklarda dolaşmasıdır, yani; içlerinden geçer ve kartere girer. Böylece sistem yağlama için gerekenden çok daha fazla yağ sağlar ve bu nedenle yoğun bir şekilde soğutulur. Örneğin, 60'lı yıllarda, Harry Ricardo ilk olarak saatte üç litre yağın, yani 3 hp'lik bir motor için sirkülasyonu sağlayan bir kural getirdi. – Dakikada XNUMX litre yağ sirkülasyonu. Bugünün bisikletleri çok daha fazla çoğaltılıyor.

Yağlama sistemindeki yağ sirkülasyonu, karmaşıklığı silindirlerin sayısına ve konumuna ve zamanlama mekanizmasına bağlı olan, gövde ve motor mekanizmasına yerleştirilmiş bir kanal ağı içerir. Tasarımcılar, motorun güvenilirliği ve dayanıklılığı için uzun zamandır boru hatları yerine kanal şeklindeki kanalları tercih ettiler.

Motorla çalışan bir pompa, krank karterinden yağ çeker ve onu muhafazanın dışına monte edilmiş bir sıralı filtreye yönlendirir. Daha sonra bir (sıralı) veya bir çift kanal (boksör veya V şeklindeki motorlar için) alır ve neredeyse tüm motor uzunluğu boyunca uzanır. Daha sonra, küçük enine oluklar kullanılarak, ana yataklara yönlendirilir ve bunlara üst yatak kovanındaki girişten girilir. Yataktaki çevresel bir yarık yoluyla, yağın bir kısmı soğutma ve yağlama için yatağa eşit olarak dağıtılırken, diğer kısım aynı yuvaya bağlanan krank milindeki eğik bir delik aracılığıyla alt bağlantı çubuğu yatağına yönlendirilir. Üst bağlantı kolu yatağının yağlanması pratikte daha zordur, bu nedenle bağlantı çubuğunun üst kısmı genellikle pistonun altında yağ sıçramalarını tutacak şekilde tasarlanmış bir haznedir. Bazı sistemlerde, yağ, biyel kolundaki bir delikten yatağa ulaşır. Piston cıvata yatakları da sıçrayan yağlanır.

Dolaşım sistemine benzer

Kartere bir eksantrik mili veya zincirli tahrik takıldığında, bu tahrik düz yağ ile yağlanır ve mil kafaya takıldığında, tahrik zinciri hidrolik uzatma sisteminden kontrollü yağ sızıntısı ile yağlanır. Ford 1.0 Ecoboost motorunda eksantrik mili tahrik kayışı da yağlanır - bu durumda yağ karterine daldırılarak. Eksantrik mili yataklarına yağlama yağının beslenme şekli, motorun alt veya üst mile sahip olmasına bağlıdır - ilki genellikle krank mili ana yataklarından yivli olarak alır ve ikincisi yivli olarak ana alt yive bağlanır. veya dolaylı olarak, kafada veya eksantrik milinin kendisinde ayrı bir ortak kanal ile ve iki mil varsa, bu iki ile çarpılır.

Tasarımcılar, silindirlerdeki valf kılavuzlarından taşma ve yağ sızıntısını önlemek için valflerin hassas bir şekilde kontrol edilen akış hızlarında yağlandığı sistemler oluşturmaya çalışır. Hidrolik asansörlerin varlığıyla ek karmaşıklık eklenir. Kayalar, düzensizlikler bir yağ banyosunda veya minyatür banyolarda püskürtülerek veya yağın ana kanaldan çıktığı kanallar vasıtasıyla yağlanır.

Silindirik duvarlar ve piston eteklerine gelince, bunlar tamamen veya kısmen alt biyel kolu yataklarından krank karterine çıkan ve yayılan yağ ile yağlanır. Daha kısa motorlar, daha büyük çapa sahip oldukları ve krank miline daha yakın oldukları için silindirleri bu kaynaktan daha fazla yağ alacak şekilde tasarlanmıştır. Bazı motorlarda, silindir duvarı, genellikle pistonun silindire daha fazla yanal basınç uyguladığı (pistonun çalışma sırasında yanma sırasında basınç uyguladığı tarafa doğru yönlendirilen) bağlantı kolu muhafazasındaki bir yan delikten ek yağ çeker. ... V-motorlarda, karşı silindire hareket eden bir bağlantı çubuğundan silindir duvarına yağ enjekte etmek yaygındır, böylece üst taraf yağlanır ve ardından alt tarafa çekilir. Burada, turboşarjlı motorlar söz konusu olduğunda, yağın ikincisinin yatağına ana yağ kanalı ve boru hattından girdiğine dikkat edilmelidir. Bununla birlikte, genellikle, yağ akışını, onları soğutmak için tasarlanmış, pistonlara yönelik özel nozullara yönlendiren ikinci bir kanal kullanırlar. Bu durumlarda yağ pompası çok daha güçlüdür.

Kuru karter sistemlerinde, yağ pompası yağı ayrı bir yağ tankından alır ve aynı şekilde dağıtır. Yardımcı pompa, krank karterinden yağ / hava karışımını emer (bu nedenle büyük bir kapasiteye sahip olması gerekir), bu da cihazdan geçerek ikincisini ayırır ve rezervuara geri getirir.

Yağlama sistemi ayrıca daha ağır motorlarda yağı soğutmak için bir radyatör (bu, basit mineral yağlar kullanan eski motorlar için yaygın bir uygulamadır) veya soğutma sistemine bağlı bir ısı eşanjörü içerebilir. Bu daha sonra tartışılacaktır.

Yağ pompaları ve emniyet valfleri

Bir dişli çifti içeren yağ pompaları, bir yağ sisteminin çalışması için son derece uygundur ve bu nedenle yağlama sistemlerinde yaygın olarak kullanılır ve çoğu durumda doğrudan krank milinden tahrik edilir. Diğer bir seçenek ise döner pompalardır. Son zamanlarda, değişken deplasmanlı versiyonlar da dahil olmak üzere kayar kanatlı pompalar da kullanılmaya başlandı; bu pompalar, çalışmayı ve dolayısıyla hıza göre performanslarını optimize ediyor ve enerji tüketimini azaltıyor.

Yağ sistemleri emniyet valfleri gerektirir çünkü yüksek hızlarda pompanın sağladığı miktardaki artış, yataklardan geçebilecek miktarla eşleşmez. Bunun nedeni, bu durumlarda yatak yağında güçlü merkezkaç kuvvetlerinin oluşarak yatağa yeni miktarda yağ beslemesini engellemesidir. Ek olarak, motoru düşük dış sıcaklıklarda çalıştırmak, viskozitede bir artış ve mekanizmalardaki boşlukta bir azalma ile yağ direncini artırır, bu da genellikle kritik yağ basıncı değerlerine yol açar. Çoğu spor otomobil, bir yağ basıncı göstergesi ve bir yağ sıcaklığı göstergesi kullanır.

(takip etmek)

Metin: Georgy Kolev