Масляные насосы

Масляные насосы, применяемые в современных двигателях, бывают двух типов - с внешним зацеплением шестерен и с внутренним зацеплением шестерен или роторов.

Масляный насос с внешним зацеплением шестерен показан на рис. 2.84,а. В корпусе 1 насоса помещаются ведущая 2 и ведомая 5 шестерни. Ведущая шестерня 2 насажена на валик 4 со шпонкой 3, приводимый во вращение от одного из валов двигателя. Ведомая шестерня 5 свободно вращается на оси 6. Масло транспортируется во впадинах между зубьями и выдавливается в нагнетательный канал.

При входе в зацепление зубья шестерен создают высокое давление масла в зазорах между ними. Возникающие радиальные нагрузки вызывают износы подшипников валика 4 и втулки-подшипника 12, запрессованной в шестерню 5. Разгрузочная канавка 11 сообщает указанные зазоры с полостью нагнетания, предотвращая повышение давления масла.

Как правило, в масляных насосах используются шестерни с малым количеством зубьев (7...9). В некоторых случаях шестерни изготовляют косозубыми, что увеличивает производительность насоса при тех же его габаритах и уменьшает пульсацию давления в системе. В одном корпусе насоса может быть размещено несколько пар шестерен, образуя многосекционный насос, что упрощает привод и размещение насосов на двигателе. При этом, например, одна секция насоса (большая) подает масло в систему для смазки деталей, другая (радиаторная) обеспечивает охлаждение масла (рис. 2.83).

Рис. а) Односекционный с внешним зацеплением шестерен; б) двухсекционный

Пример конструкции двухсекционного шестеренного масляного насоса дизеля с редукционными клапанами представлен на рис. 2.84,6. Располагают насосы обычно в картере двигателя на одной из крышек 7 коренных подшипников, а привод шестерен 3 главной секции насоса и шестерен 2 радиаторной секции насоса осуществляют от коленчатого вала через шестерни 5 и 6. Для снижения шумности работы и динамических нагрузок шестерни иногда выполняют косозубыми.

Предохранительный (редукционный) клапан 7 (рис. 2.84) поддерживает заданное давление в системе путем перепуска части масла из нагнетающей полости насоса в поддон двигателя или обратно во всасывающую полость. Предпочтение отдается второму способу, так как при этом исключается контакт масла с воздухом и картерными газами и снижается его аэрация. В этом случае редукционный клапан располагают в корпусе масляного насоса. Перепускной канал перекрывается шариком 7 или поршеньком, поджимаемым пружиной 8. С помощью пробки 9 можно изменять сжатие пружины, а, следовательно, давление в масляной магистрали. При повышении давления шарик отжимается от седла и масло возвращается во всасывающую полость насоса. В тракторных дизелях редукционные клапаны поддерживают давление в системе перед агрегатами очистки масла в пределах 0,6...1,2 МПа.

Основные преимущества данного насоса это его невысокая стоимость, удобство ремонта, может поддерживать высокое давление масла. К недостаткам шестеренных насосов следует отнести значительное уменьшение коэффициента подачи при большой частоте вращения зубчатых колес и, поэтому она должна быть не более 3000 об/мин, а также динамические нагрузки на привод насоса вследствие пульсирующей подачи масла.

Масляные насосы с внутренним или эпициклоидным зацеплением шестерен роторов. По сравнению с обычными шестеренными насосами с эвольвентными шестернями наружного зацепления героторный насос имеет вдвое меньшие габаритные размеры при одинаковой производительности и одинаковом числе оборотов приводного вала. У насоса с внутренним эпициклоидным зацеплением более высокий объемный КПД (до 0,9) по сравнению с насосом внешнего эвольвентного зацепления (до 0,81), т.е. на 5 – 10% больше. Насосы с внутренним эпициклоидным зацеплением значительно технологичнее других применяемых типов. Шестерни этих насосов могут легко изготавливаться из металлокерамики с минимальным допуском на механическую обработку, главным образом протяжку. Эти насосы менее чувствительны к вязкости масла. Кроме того, проведенный анализ по затрачиваемой мощности на привод, уровню шума, колебаниям давления масла подтверждает целесообразность применения насоса с внутренним эпициклоидным зацеплением.

Конструкция насоса с внутренним зацеплением представлена на рис. 2.84,6. В корпусе свободно вращается наружный ротор с вырезом в виде звезды. В зацеплении с ним находится внутренний ротор, посаженный на эксцентричный по отношению к наружному ведущий вал.

Рис. Насос с внутренним циклоидальным зацеплением; Шестеренный насос с внутренним зацеплением

Количество выступов на внутреннем роторе на одно меньше числа впадин в наружном. Вращающийся вместе с ведущим валом внутренний ротор увлекает за собой наружный ротор. Так как оси внутреннего и наружного роторов не совпадают, при их вращении на стороне всасывания происходит увеличение объемов, заключенных между зубьями. Всасываемое в результате этого масло перемещается на сторону нагнетания. На стороне нагнетания объемы между зубьями вновь уменьшаются, в результате чего масло вытесняется в магистраль системы смазки.

Одна из разновидностей насосов с внутренним зацеплением шестерен это регулируемый героторный масляный насос. Он способен поддерживать давление масла на уровне 3,5 бар практически во всем рабочем диапазоне скоростных режимов.

Регулирование подачи насоса производится с помощью промежуточного кольцевого корпуса, на который действует пружина регулятора.

Преимуществами этого насоса являются: сниженные на 30% затраты мощности на привод; сниженная кратность прокачки масла; уменьшенная деструктуризация смазочного масла; уменьшенное вспенивание масла в насосе благодаря стабилизации давления практически во всем диапазоне скоростных режимов.

Рис регулируемый героторный масляный насос. Работа насоса при давлении масла ниже 3,5 бар; Работа насоса при давлении масла выше 3,5 бар.

Работа насоса при давлении масла ниже 3,5 бар.

При понижении давления ниже 3,5 бар пружина регулятора отжимает до упора промежуточный кольцевой корпус, преодолевая действующее на него давление масла (указано стрелками). Вместе с промежуточным корпусом изменяется положение внутреннего ротора таким образом, что объемы между зубьями наружного и внутреннего роторов увеличиваются на большую величину. В результате растет количество масла, транспортируемого со стороны всасывания на сторону нагнетания и далее в магистраль системы смазки. Увеличение подачи масла приводит к повышению его давления.

Работа насоса при давлении масла выше 3,5 бар.

Под давлением масла (указано стрелками) промежуточный корпус перемещается, преодолевая усилие пружины. Вместе с ним изменяет положение внутренний ротор, вызывая уменьшение прироста объемов между зубьями внутреннего и наружного роторов. В результате уменьшается количество масла, транспортируемого со стороны всасывания на сторону нагнетания, и подача масла в магистраль падает. При этом давление масла в ней соответственно снижается.

Дата добавления: 2015-08-27