Масляный насос принцип работы кратко

Обновлено: 06.07.2024

Чтобы смазать все узлы автомобильного двигателя, необходимо доставить к ним масло. А для этого, в свою очередь, требуется создать определенный уровень давления. Эту функцию выполняет масляный насос (или маслонасос). Если сильно упрощать, он представляет собой разновидность помпы. Поговорим более подробно, как устроен этот узел двигателя, каков принцип его работы и назначение, какие чаще всего у него возникают неисправности.

Что такое масляный насос в автомобиле

Работа автомобильного двигателя сопряжена с высокими нагрузками. Один из главных факторов, способствующих быстрому износу деталей и узлов – повышенное трение. Полностью его исключить невозможно. Однако можно свести к минимуму, что позволит существенно снизить интенсивность взаимодействующих друг с другом деталей и узлов. Для этого используют масло. Но для того, чтобы его применение было эффективным, необходимо равномерное его распределение.

Под воздействием естественное силы тяжести масло не может достичь элементов двигателя, которые необходимо смазать. Поэтому конструкция автомобиля предусматривает наличие такого узла, как масляный насос. Он создает повышенное давление, благодаря которому масло достигает своей цели.

Таким образом, главная задача устройства – обеспечение прокачки масла под достаточным напором по всей смазочной системе автомобильного двигателя.

Устройство масляного насоса

Рассмотрим устройство узла на примере его самой распространенной разновидности – шестеренчатого. Он включает в себя следующие элементы:

корпус с двумя каналами;
пара шестерней;
редукционный клапан;
сальники.

Принцип действия масляного насоса

Работа узла происходит следующим образом:

с помощью шкива привода смазочного насоса коленвал вращает одну из шестерен, она начинает при этом вращать другую;
под воздействием разницы давления, создаваемого движением зубьев шестерен, в корпус всасывается смазка (для этого используется канал, который так и называется – всасывающий);
под давлением зубьев масло сжимается, напор жидкости повышается, и она начинает выталкивается во второй канал (его называют нагнетательным);
в результате масло циркулирует по системе смазки и омывает нужные детали и узлы двигателя.

Что касается клапана, то он необходим на случай резкого повышения давления. Когда оно происходит, он срабатывает и выбрасывает часть масла в участок системы, расположенные перед всасывающим клапаном. В результате давление снижается.

Виды автомобильных масляных насосов

Масляные насосы в зависимости от конструкции бывают следующих видов:

шестеренчатые;
роторные;
шиберные (пластинчатые);
лопастные;
электронасосы.

Устройство и схема работы первой разновидности описана выше. Здесь же стоит остановиться на ее преимуществах и недостатках. Главный плюс подобной конструкции – простота устройства и высокая надежность. Минусов два. Во-первых, такой тип устройств работает от коленвала, поэтому забирает часть энергии двигателя машины. Во-вторых, давление в системе смазки (то есть производительность узла) напрямую зависит от оборотов двигателя, поэтому иногда его повышение происходит не вовремя.

Роторные приборы схожи по конструкции с шестереночными. Однако в них двигается только один элемент (собственно ротор). Второй (статор) – постоянно в одном и том же положении. Такой тип узлов делится на нерегулируемые и регулируемые. Первые посредством привода подсоединяются к коленчатому валу. В результате этого напор, образуемый ими, напрямую зависит от оборотов ДВС. Вторые подразумевают наличие подвижного статора и особой пружины. В них статор может перемещаться под ее действием. В результате изменяется объем рабочей камеры, а вместе с ним — давление.

Шиберные насосы представляют собой разновидность роторных. Однако, в отличие от последних, они оснащены особыми пластинами (отсюда и второе название этой разновидности маслозакачивающего насоса – пластинчатый). Под действием вращения они выдвигаются из пазов, в которых находятся в состоянии покоя, и образуют дополнительные области повышения давления. Когда оно достигает высоких значений, пластины слегка раздвигаются, увеличивая объем таких областей. Напор масла изменяется в меньшую сторону. Главное достоинство этого типа узла – автоматическая регулировка и отсутствие зависимости от оборотов двигателя.

Лопастной маслонасос использует для обеспечения движения жидкости крыльчатку с несколькими лопастями. Вращается она за счет привода, которому, в свою очередь, передает вращение коленчатый вал.

Также маслонасос может быть электрическим . В таком случае он работает от бортовой сети транспортного средства и регулируется ЭБУ на основе показаний датчиков. Этот тип масляных насосов обеспечивает наиболее стабильную работу и поддержание постоянного уровня давления вне зависимости от работы других деталей и узлов транспортного средства.

В зависимости от количества секций маслонасосы бывают:

Первые имеют одну секцию и единственную вращающуюся часть (или комплекс таких частей). У вторых – 2 объединенные между собой секции и 2 вращающиеся части (например, две группы ротор-статор для роторных вариантов). При этом одна работает на впуск, а другая на выпуск масла. Оборудование такой конструкции чаще всего устанавливают на мощные дизельные двигатели (в частности, оно используется на автомобилях КАМАЗ).

В зависимости от того, где находится устройство, оно может быть:

Штатный маслонасос установлен в месте, изначально предусмотренном конструкцией транспортного средства. Выносной ставят на другом участке системы для обеспечения дополнительного давления.

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.

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.

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.

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.

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.

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 предназначен для создания давления в системе смазки, и тем самым обеспечить смазку движущихся частей двигателя внутреннего сгорания. В системе смазки с сухим картером масляный насос дополнительно выполняет функцию перекачки масла из картера двигателя в масляный бак.

Масляный насос приводится в действие от коленчатого вала или распределительного вала с помощью приводного вала.

По характеру управления масляные насосы разделяются на нерегулируемые и регулируемые. Нерегулируемые насосы поддерживают постоянное давление в системе смазки с помощью редукционного клапана. В регулируемых насосах постоянное давление поддерживается путем изменения производительности насоса. В зависимости от конструкции различают масляные насосы шестеренного и роторного типа.

Масляный насос шестеренного типа представляет собой две шестерни – ведущую и ведомую, размещенные в корпусе. Масло в насос поступает через всасывающий канал, захватывается шестернями и нагнетается в систему через нагнетательный канал. Производительность шестеренного насоса пропорциональна частоте вращения коленчатого вала. При превышении давления нагнетаемого масла определенной величины срабатывает редукционный клапан и перепускает часть масла во всасывающую полость или непосредственно в картер двигателя.

Различают два вида конструкций шестеренных насосов:

шестеренный насос с наружным зацеплением (шестерня около шестерни);
шестеренный насос с внутренним зацеплением (шестерня в шестерне).

При равной производительности шестеренный насос с внутренним зацеплением имеет меньшие габаритные размеры. Масляные насосы шестеренного типа являются нерегулируемыми.

Масляный насос роторного типа объединяет два ротора – внутренний (ведущий) и внешний (ведомый), которые помещены в корпус. Масло всасывается в насос, захватывается лопастями роторов и нагнетается в систему. Также как в шестерном насосе, при необходимости срабатывает редукционный клапан. Указанную конструкцию имеет нерегулируемый роторный насос.

Более совершенной конструкцией является регулируемый масляный насос роторного типа, который обеспечивает постоянное давление во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала.

Для реализации функции регулирования давления в конструкцию роторного насоса добавлен подвижный статор с регулировочной пружиной. Регулирование производится путем изменения объема полости между ведущим и ведомым роторами за счет поворота статора.

Применение регулируемого масляного насоса позволяет снизить величину отбираемой мощности от двигателя (в среднем на 30%), износ масла благодаря меньшей оборачиваемости, вспенивание масла.

Принцип работы регулируемого роторного насоса

При увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличивается потребность в масле и соответственно происходит падение давления в системе. С падением давления регулировочная пружина сдвигает статор, который в свою очередь изменяет положение ведомого ротора. Соответственно увеличивается объем всасывающей полости и повышается производительность насоса.

При уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя, уменьшается расход масла и повышается давление в системе. За счет повышения давления сжимается регулировочная пружина, которая перемещает статор и изменяет положение ведомого ротора. Это приводит к уменьшению объема всасывающей полости и снижению производительности насоса.

Читайте также: