Sistemul de lubrifiere a motoarelor cu ardere internă – pompele de ulei

18 ianuarie 2024, 9:55

Indiferent de tipul de sistem de transmisie a puterii sau de sursa de energie, în care are loc în mod normal contactul mecanic între diferitele componente, se poate spune în general că lubrifierea adecvată este esențială pentru funcționarea sa economică și sigură.
Folosirea lubrifiantului potrivit este departe de a fi o sarcină banală, în plus, condițiile pot fi foarte diferite pentru fiecare motor, la care sistemul de ungere trebuie să se adapteze.
În acest articol, vom scrie despre tehnologia de lubrifiere a motorului în general și vom descrie mai detaliat pompele de ulei.

Despre lubrifiere în general
Indicatorii de viață și de economie ai motoarelor cu ardere internă au putut crește în trecut, parțial pentru că, între timp, a avut loc o dezvoltare uriașă în domeniul tehnologiei de lubrifiere și al producției de ulei.
Componentele motorului funcționează în diferite condiții: știfturile arborelui cotit se rotesc, pistonul și segmentele pistonului se mișcă în sus și în jos (și puțin înainte și înapoi), tija pistonului oscilează, tijele supapelor și supapele se mișcă uneori înainte și înapoi în timp ce se mișcă se și rotesc. Prin urmare, cerințele lor de lubrifiere pot fi diferite. Unele elemente sunt lubrifiate prin ungere sub presiune (lagăre), altele prin ungere și prin pulverizare (cilindri). În unele cazuri, temperatura pieselor ajunge la sute de °C, în timp ce altele ajung uneori la zeci de °C - dar ambele trebuie lubrifiate cu același ulei. Datorită diferitelor moduri de funcționare ale autovehiculelor, apar și dificultăți suplimentare, cum ar fi alegerea uleiului de motor, față de care cerințele sunt adesea diametral opuse.
În timpul funcționării, temperaturile sunt aproximativ după cum urmează: 130-180 °C în zona chiulasei, 150-200 °C la cilindri, 100-150 °C în jurul arborelui cotit și 120-130 °C în baie de ulei.

Sisteme de lubrifiere
Setul de dispozitive, echipamente și instrumente utilizate pentru lubrifierea motorului cu ardere internă formează sistemul de ungere al motorului. Sistemul poate fi împărțit în trei grupe în funcție de ungerea suprafețelor de frecare:

  • Unse prin imersie (lubrifiată cu ulei și ungere prin pulverizare)
  • Ungere sub presiune (ungere forțată)
  • Lubrifiere combinată prin imersie și presiune

Ungerea sub presiune a tuturor componentelor motorului face ca sistemul de lubrifiere să fie complicat și costisitor. Din acest motiv, la motoarele de mașină se folosește ungerea complexă: piesele foarte solicitate sunt lubrifiate cu ulei sub presiune, celelalte elemente (cilindri, pistoane, inele, came) cu ulei și lubrifiere prin pulverizare.
Sistemul de lubrifiere constă dintr-un circuit principal și unul sau mai multe circuite secundare. Circuitul principal este format dintr-o baie de ulei, una sau mai multe pompe de ulei, supape de siguranță și canale care conduc uleiul la punctul de lubrifiere.
Pompa de ulei împinge uleiul în canalul principal, iar apoi lubrifiantul ajunge la rulmenții principali prin canalele de ramificație. În unele cazuri, canalul principal este direcționat prin arborele cotit. Circuitul auxiliar include filtrul de ulei al circuitului auxiliar și răcitorul de ulei. Sistemul de lubrifiere include instrumente care indică presiunea și temperatura uleiului, un indicator al nivelului de ulei în baia de ulei și dispozitive de siguranță care împiedică creșterea presiunii în baia de ulei și în canalele de ulei.

Sistemele de lubrifiere pot fi împărțite în funcție de locul în care este depozitat uleiul. Majoritatea motoarelor stochează ulei în partea inferioară a carterului, în baia de ulei, care conține până la 90% din întregul volum de ulei; in acest caz vorbim de ungerea in carter umed. Cu toate acestea, pentru unele motoare, uleiul este stocat într-un rezervor de ulei separat, unde uleiul scurs din carter este pompat în rezervor. Aceasta se numește ungere cu carter uscat. Deși acesta din urmă este un design mult mai complicat și mai costisitor, aplicarea sa este aproape esențială pentru mașinile de curse și sport, deoarece în absența unei bai de ulei de dimensiuni normale, motorul poate fi amplasat semnificativ mai jos, ceea ce conferă vehiculului un centru  de greutate mai jos și astfel o dinamică de conducere mai bună. În plus, această soluție poate fi găsită și la motoarele vehiculelor, avioanelor și navelor care călătoresc pe teren dificil, deoarece elimină eventualele defecțiuni de lubrifiere în situațiile în care sursa de alimentare este foarte înclinată față de orizontală.

Pompe de ulei în sistemul de lubrifiere
În cazurile examinate de noi, pompele care ai roți dințate, cu palete sau cu piston sunt utilizate de obicei pentru a circula uleiul. Pompa cu roti dintate este cea mai comună la motoarele cu ardere internă ale autovehiculelor, datorită designului său extrem de simplu și funcționării fiabile. În plus, necesarul său de spațiu este mic, ceea ce reprezintă un avantaj semnificativ. Pompele cu angrenaje constau dintr-una sau mai multe angrenaje, astfel încât acestea pot fi în mai multe etape.
Dinții pot fi atât externi, cât și interni, avantajul dinților interni poate fi dimensiunea mai mică a incluziunii.

Vedere în secțiune transversală a unei pompe de ulei  (Sursă: www.wikipedia.org)

Scopul de a transporta uleiului sub presiune este de a duce lubrifiantul în toate punctele mai îndepărtate, adică de a depăși rezistența hidrodinamică. Cantitatea de ulei livrata de pompa a crescut de cateva ori in ultimele 4-5 decenii pentru motoarele de aceeasi putere. Cantitățile de livrare mai mari sunt justificate de funcționarea forțată a motoarelor, care implică o degajare semnificativ mai mare de căldură din rulmenții arborelui cotit și elementele răcite cu ulei.

Vedere  a pompei de ulei de transmisie externă (Sursă: www.wikipedia.org)

La motoarele moderne, atât numărul, cât și sarcina suprafețelor lubrifiate prin lubrifiere sub presiune a crescut, astfel încât presiunea de funcționare a pompelor a urmat treptat exemplul. La o temperatură a uleiului între 70 și 80 °C, presiunea canalului principal variază între 0,2 și 0,5 MPa. Aceasta nu scade sub 0,1 MPa nici la ralanti, iar datorită vâscozității mai mari a uleiului la pornire la rece, ajunge la 1,2-1,5 MPa la ralanti.
În timpul funcționării, caracteristicile pompei de ulei se schimbă foarte mult. Astfel, creșterea jocurilor axiale și radiale ale angrenajelor reduce într-o măsură extremă performanța pompei de ulei. Prin urmare, pentru a putea avea o cantitate adecvată pe durata de viață a motoarelor, pompa de ulei este proiectată pentru un multiplu al cantității de ulei care urmează să fie livrată.

Comentarii

Comentariul trebuie sa conțină mai mult de 5 caractere!

Vă rugăm să acceptați regulamentele!

Nu există comentarii. Fii primul!