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.

Как устроен масляный насос двигателя

В современных автомобилях смазка основных узлов двигателя осуществляется преимущественно под давлением. Для создания последнего на требуемом уровне в конструкции системы предусмотрен масляный насос. Он выполняет цикличную подачу масла, обеспечивая непрерывность процесса. От точности работы маслонасоса зависит долговечность деталей двигателя, расход топлива (механические потери энергии) и уровень вредных выбросов.

Виды и устройство насосов

Основной принцип работы всех масляных насосов двигателей схож: всасывание моторного масла из поддона картера (масляного бака) и нагнетание в магистрали системы смазки. Конструктивно это могут быть шестеренчатые, роторные и пластинчатые насосы с возможностью принудительной регулировки уровня давления или без таковой. Отличается и способ приведения их в действие.

Шестеренчатые насосы

Этот тип механизмов относится к нерегулируемым. Привод такого масляного насоса осуществляется от коленчатого вала двигателя. На практике это означает, что уровень давления напрямую зависит от оборотов мотора. Чтобы при этом давление масла в нагнетательной магистрали системы смазки было постоянным и не превышало критических значений, такие масляные насосы всегда дополняются редукционным клапаном.

Шестеренчатый масляный насос с внешним зацеплением

Конструктивно шестеренчатый насос состоит из следующих элементов:

• Ведущая шестерня, соединенная с коленвалом.
• Ведомая шестерня, приводимая в движение ведущей шестерней.
• Герметичный корпус с нагнетательным и всасывающим каналами.
• Редукционный клапан масляного насоса – он представляет собой плунжер с пружиной, который при повышении давления отжимается, открывая канал сброса масла.
• Уплотнители (сальники).

Шестеренчатые насосы могут быть:

• С внешним зацеплением – шестерни располагаются рядом и имеют внешние зубья. Недостатком данного типа является сложность достижения высокого уровня сжатия, поскольку это провоцирует рост удельных давлений в зоне зацепления зубьев. И хотя благодаря применению специального разгрузочного паза проблему можно решить, насосы с подобным пазом неэффективны для широкого спектра частот вращения и на малых оборотах производительность будет очень мала.
• С внутренним зацеплением – ведущая шестерня имеет внешние зубья и расположена внутри ведомой, зубья которой направлены внутрь. Шестерни не имеют общей оси и образуют полукруглый зазор (полость). Такой маслонасос имеет более компактные размеры.

Шестеренчатый маслонасос с внутренним зацеплением

Принцип работы шестеренчатого насоса очень прост: смазка поступает внутрь через всасывающий канал, где сжимается шестернями и выталкивается под давлением в нагнетательный канал. Маслонасосы с внутренним зацеплением также могут оснащаться разделительным серпом (серповидной перегородкой). Он устанавливается между зубьями роторов в зоне из максимального удаления друг от друга. Благодаря этому происходит уплотнение полостей нагнетания и обеспечивается более высокое рабочее давление.

Масляные насосы автомобильных двигателей всегда приводятся в движение от мотора. Передача при этом может осуществляться посредством зубчатого зацепления, приводных цепей или ремней.

Роторные насосы для перекачки моторного масла

Маслонасосы роторного типа сходны с шестеренчатыми внутреннего зацепления. Однако вместо шестерней сжатие масла осуществляется при помощи неподвижного статора (большего диаметра) и подвижного ротора (расположенного внутри статора). Такие насосы могут быть нерегулируемыми (с редукционным клапаном) и регулируемые.

Роторный маслонасос ДВС

Нерегулируемые роторные масляные насосы имеют привод от коленвала и создают уровень давления пропорционально его вращению. Избыточное давление так же как и в шестеренчатых масляных насосах сбрасывается редукционным клапаном.

Отличием регулируемых роторных насосов является наличие подвижного статора и специальной регулировочной пружины. Сам процесс регулировки основан на принципе изменения объема рабочей полости (зазор между роторами), что осуществляется поворотом статора. Так, если частота вращения коленчатого вала повышается, двигатель потребляет больше масла, что приводит к снижению давления.

Пружина реагирует на это и перемещает статор, изменяя позицию ведомого ротора и изменяя рабочую полость насоса. Увеличивается производительность маслонасоса. Регулируемый маслонасос позволяет поддерживать стабильный уровень давления независимо от режима работы двигателя.

Пластинчатые или шиберные маслонасосы

Для некоторых типов двигателей может быть использован пластинчатый или шиберный масляный насос. Такая конструкция позволяет регулировать производительность исходя из оборотов двигателя.

Состоит шиберный насос из корпуса, внутри которого находятся ротор и статор. Их оси смещены, благодаря чему в нижней части образуется серповидный зазор. Ротор также оснащен подвижными пластинами, вставленными в специальные пазы. Под действием центробежной силы на участке зазора между ротором и статором они выдвигаются и образуют отдельные камеры сжатия масла. При вращении ротора объем камер постоянно изменяется. Когда объем увеличивается, создается разрежение и происходит всасывание масла. Когда камера уменьшается, давление возрастает и выполняется нагнетание.

Особенности эксплуатации и неисправности маслонасосов

В системах смазки с мокрым картером (масло находится в поддоне двигателя) маслонасос располагается между маслоприемником и фильтром в передней части двигателя. Для систем с сухим картером (резерв смазки находится в специальном баке) насос находится между масляным баком и очищающим фильтром. В некоторых моделях авто он также может находиться возле дополнительного масляного радиатора системы воздушного охлаждения. Его легко найти, ориентируясь на передачу привода масляного насоса, соединенную с коленвалом.

Ресурс насосов достаточно большой – несколько сотен тысяч километров пробега. Основными требованиями правильной эксплуатации этого узла является использование качественного масла, регулярная очистка фильтра, а также своевременная доливка и замена. Негативное влияние может оказать некорректный запуск двигателя, особенно в условиях пониженных температур, а также попадание в масло охлаждающей жидкости.

Наиболее распространенными проблемами являются:

• Износ зубьев шестерен или поверхности роторов.
• Увеличение зазоров между основными рабочими элементами и корпусом.
• Коррозия поверхностей.
• Поломка редукционного клапана (заклинивание, несвоевременное срабатывание).
• Неисправности привода масляного насоса.

Поломки масляного насоса приводят к нарушению режимов подачи смазки к основным узлам двигателя. При этом негативными для мотора являются как слишком высокое, так и низкое давление. В случае обнаружения неисправностей в маслонасосе в большинстве случаев его полностью меняют на новый.