试驾内部摩擦 II
各种发动机零件的润滑类型和润滑方法
润滑方式
运动表面的相互作用（包括摩擦，润滑和磨损）是一门称为摩擦学的科学成果，当涉及与内燃机相关的摩擦类型时，设计人员定义了几种润滑剂。 流体动力润滑是该过程中最需要的形式，通常发生在曲轴的主轴承和连杆轴承中，承受的载荷要大得多。 它出现在轴承和V轴之间的微小空间中，并由油泵带到那里。 轴承的移动表面然后充当其自己的泵，该泵进一步泵送和分配油，并最终在整个轴承空间中形成相当厚的膜。 由于这个原因，设计人员将套筒轴承用于这些发动机部件，因为滚珠轴承的最小接触面积在油层上产生了极高的负载。 此外，该油膜中的压力几乎是泵本身产生的压力的五十倍！ 实际上，这些部分中的力是通过油层传递的。 当然，为了维持流体动力润滑状态，发动机润滑系统必须始终提供足够量的油。
在某些时候，某些部位在高压的影响下，润滑膜可能比所润滑的金属部件更稳定，更硬，甚至导致金属表面变形。 开发人员将这种润滑称为弹性流体动力润滑，它可以在上述球轴承，齿轮或气门挺杆中体现出来。 如果运动部件的相对速度非常低，则负载会显着增加，或者供油不足，通常会发生所谓的边界润滑。 在这种情况下，润滑取决于油分子在支撑表面上的附着力，从而使它们被相对较薄但仍可触及的油膜分隔开。 不幸的是，在这些情况下，总是存在薄膜会被不规则的尖锐部分“刺穿”的危险，因此，向油中添加了适当的抗磨添加剂，这些添加剂长时间覆盖了金属并防止其因直接接触而损坏。 当负载突然改变方向并且运动部件的速度非常低时，静液压润滑以薄膜形式发生。 在此值得注意的是，诸如主要连杆之类的轴承公司（如联邦辉门）已经开发了新技术对其进行涂层处理，以便它们能够解决启停系统的问题，例如频繁启动，部分干燥的轴承磨损他们在每次新发布时都会受到影响。 这将会在稍后讨论。 这种频繁的启动又导致从一种形式的润滑剂过渡到另一种形式的润滑剂，被定义为“混合膜润滑剂”。
润滑系统
最早的汽车和摩托车内燃机，甚至后来的发展，都是滴“润滑”，油在重力作用下从一种“自动”的油嘴进入发动机，通过后会漏出或漏出。烧坏。 今天的设计者将这些润滑系统以及用于二冲程发动机的润滑系统（油与燃料混合）定义为“全损润滑系统”。 后来，这些系统得到改进，增加了一个油泵，为发动机内部和（经常发现的）气门机构供油。 然而，这些泵送系统与今天仍在使用的后来的强制润滑技术无关。 泵安装在外部，将油送入曲轴箱，然后通过飞溅到达摩擦部件。 连杆底部的特殊叶片将机油喷入曲轴箱和气缸体，多余的机油被收集在微型油槽和通道中，并在重力作用下流入主轴承和连杆轴承和凸轮轴轴承。 在压力下强制润滑系统的一种过渡是福特 T 型发动机，其中飞轮有类似水磨轮的东西，旨在提升油并将其输送到曲轴箱（并注意变速箱），然后下部曲轴和连杆刮油并形成用于摩擦零件的油浴。 鉴于凸轮轴也在曲轴箱中并且气门是静止的，这并不是特别困难。 第一次世界大战和根本不使用这种润滑剂的飞机发动机在这个方向上提供了强有力的推动。 这就是使用内部泵和混合压力和喷雾润滑的系统诞生的原因，然后将其应用于新的和更重负载的汽车发动机。
该系统的主要组件是发动机驱动的油泵，仅在压力下将油泵送到主轴承，而其他零件则依靠喷雾润滑。 因此，没有必要在曲轴上形成凹槽，这对于具有完全强制润滑的系统来说是必需的。 后者是由于增加速度和负载的电动机的发展所必需的。 这也意味着不仅必须润滑轴承，还必须冷却轴承。
在这些系统中，加压油供应至主连杆轴承和下连杆轴承（后者通过曲轴中的凹槽接收油）和凸轮轴轴承。 这些系统的最大优点是油实际上在这些轴承中循环，即穿过它们并进入曲轴箱。 因此，系统提供的油比润滑所需的油多得多，因此它们被集中冷却。 例如，早在 60 年代，哈里·里卡多 (Harry Ricardo) 就首先引入了一项规则，规定每小时循环 3 升机油，即 XNUMX 马力的发动机。 – 每分钟 XNUMX 升机油循环。 今天的自行车被复制了很多倍。
润滑系统中的机油循环包括在车身和发动机机构中建立的通道网络，其复杂性取决于气缸的数量和位置以及正时机构。 为了提高发动机的可靠性和耐用性，设计人员长期以来一直偏爱通道形通道而不是管道。
发动机驱动的泵从曲轴箱中抽出机油，并将其引导至安装在壳体外部的在线过滤器。 然后，它需要一个（用于直列）或一对通道（用于平角或V型发动机），从而延伸发动机的几乎整个长度。 然后，使用较小的横向凹槽将其导向主轴承，并通过上轴承壳的入口进入主轴承。 通过轴承中的周向槽，一部分油均匀地分布在轴承中以进行冷却和润滑，而另一部分则通过连接到同一槽的曲轴中的斜孔被引导到下部连杆轴承中。 在实践中，润滑上部连杆轴承更加困难，因此，连杆的上部通常是一个储油器，该储油器旨在容纳活塞下方的油溅。 在某些系统中，机油会通过连杆本身的孔到达轴承。 依次对活塞螺栓轴承进行飞溅润滑。
类似于循环系统
当凸轮轴或链条传动装置安装在曲轴箱中时，该传动装置使用直通油润滑，而当轴安装在缸盖中时，传动链条通过液压延伸系统的受控漏油进行润滑。 在福特 1.0 Ecoboost 发动机中，凸轮轴传动皮带也经过润滑 - 在这种情况下，通过浸入油底壳中。 向凸轮轴轴承供应润滑油的方式取决于发动机是否有底轴或顶轴 - 前者通常从曲轴主轴承开槽接收润滑油，而后者开槽连接到主下槽。 或者间接地，在头部或凸轮轴本身中有一个单独的公共通道，如果有两个轴，则乘以二。
设计人员寻求创建一种系统，在该系统中以精确控制的流量润滑阀门，以避免通过气缸中的导阀溢流和漏油。 液压升降机的存在增加了额外的复杂性。 在油浴中或通过在微型浴中喷洒来润滑岩石，不规则表面，或通过油离开主通道的通道进行润滑。
至于圆柱壁和活塞裙，它们通过下部连杆轴承流出并在曲轴箱中扩散的油完全或部分润滑。 较短的发动机经过设计，因此它们的气缸直径更大且更靠近曲轴，因此可以从该源获取更多的机油。 在一些发动机中，汽缸壁从连杆壳体上的侧孔汲取额外的油，该侧孔通常指向活塞在汽缸上施加更大的侧向压力（在运行期间燃烧期间活塞施加压力）的一侧。 ... 在V型发动机中，通常将润滑油从进入对置气缸的连杆上喷到气缸壁上，以便对顶侧进行润滑，然后将其拉到底侧。 在此应注意，在涡轮增压发动机的情况下，机油会通过主机油通道和管道进入后者的轴承。 但是，它们通常使用第二个通道，该通道将油流引向指向活塞的专用喷嘴，该喷嘴设计用于冷却它们。 在这些情况下，油泵的功能要强大得多。
在干式油底壳系统中，油泵从单独的油箱中接收油，并以相同的方式分配。 辅助泵从曲轴箱中吸取机油/空气混合物（因此，它必须具有大容量），然后通过该装置将后者分离，然后将其返回到油箱中。
润滑系统还可以包括散热器，以冷却较重的发动机中的机油（对于使用简单矿物油的较旧发动机而言，这是常见的做法）或连接至冷却系统的热交换器。 这将会在稍后讨论。
油泵和溢流阀
包括齿轮副在内的油泵非常适合油系统的运行，因此广泛用于润滑系统，并且在大多数情况下直接由曲轴驱动。 另一种选择是旋转泵。 最近，还使用了滑片泵，包括可变排量版本，它优化了操作，从而优化了它们与速度相关的性能并降低了能耗。
机油系统需要溢流阀，因为在高速下，机油泵提供的油量增加与通过轴承的油量不匹配。 这是由于在这种情况下，在轴承油中形成了强大的离心力，从而阻止了向轴承提供新的油量。 此外，在较低的外部温度下启动发动机会增加机油阻力，同时增加粘度并降低机构的反冲力，这通常会导致机油压力达到临界值。 大多数跑车使用机油压力表和机油温度表。
（跟随）
文字：Georgy Kolev
