نظام تزييت الحوض الجاف
محتوى
يحتاج أي محرك احتراق داخلي إلى نظام تشحيم عالي الجودة. ترجع هذه الحاجة إلى التشغيل المستمر لأجزاء الوحدة في ظل ظروف زيادة الضغط الميكانيكي (على سبيل المثال ، أثناء تشغيل المحرك ، يدور العمود المرفقي باستمرار ، وتبادلي المكابس في الأسطوانات). حتى لا تبلى الأجزاء التي تحتك ببعضها البعض ، يجب تشحيمها. يخلق زيت المحرك طبقة واقية ، بحيث لا تتلامس الأسطح بشكل مباشر مع بعضها البعض (لمزيد من المعلومات حول خصائص زيت المحرك وكيفية اختيار الزيت المناسب لمحرك الاحتراق الداخلي لسيارتك ، اقرأ على حدة).
على الرغم من وجود طبقة زيتية تمنع الاحتكاك الجاف لأجزاء المحرك ، إلا أن التآكل لا يزال يتشكل. نتيجة لذلك ، تظهر جزيئات معدنية صغيرة. إذا بقوا على سطح الجزء ، سيزداد الإنتاج عليه ، وسيتعين على سائق السيارة إجراء إصلاح شامل للسيارة. لهذا السبب ، من المهم للغاية وجود كمية كافية من زيوت التشحيم في الحوض ، والتي يتم من خلالها تشحيم جميع مكونات وحدة الطاقة بكثرة. يتم التخلص من النفايات في الحوض وتبقى فيه حتى يتم إزالتها عن طريق الشطف أو التخلص منها بعد إزالة الحوض.
بالإضافة إلى خصائص التشحيم ، يؤدي الزيت أيضًا وظيفة التبريد الإضافي. نظرًا لوجود احتراق مستمر لخليط وقود الهواء في الأسطوانات ، فإن جميع أجزاء الوحدة تتعرض لضغط حراري خطير (ترتفع درجة حرارة الوسط في الأسطوانة إلى 1000 درجة أو أكثر). يتضمن جهاز المحرك عددًا كبيرًا من الأجزاء التي تحتاج إلى تبريد ، ولكن نظرًا لعدم وجود علاقة بينها وبين نظام التبريد ، فإنها تعاني من نقص في نقل الحرارة. ومن الأمثلة على هذه الأجزاء المكابس نفسها ، وقضبان التوصيل ، وما إلى ذلك.
للحفاظ على هذه الأجزاء باردة والحصول على الكمية المناسبة من التزييت ، فإن السيارة مزودة بنظام تزييت. بالإضافة إلى التصميم الكلاسيكي الموصوف في مراجعة أخرى، يوجد أيضًا إصدار مستنقع جاف.
دعونا نفكر في كيفية اختلاف الحوض الجاف عن الحوض الرطب ، وعلى أي مبدأ يعمل النظام ، وأيضًا ما هي مزاياها وعيوبها.
ما هو زيت التشحيم الجاف؟
بغض النظر عن تعديل نظام التزييت ، فإن مبدأ التشغيل هو نفسه بالنسبة لهم. تمتص المضخة الزيت من الخزان ، وتحت الضغط ، تغذيه عبر خطوط الزيت إلى مكونات المحرك الفردية. بعض الأجزاء على اتصال دائم مع مادة التشحيم ، والبعض الآخر يتم تسويته بكثرة برذاذ الزيت ، الذي تشكل نتيجة للتشغيل النشط لآلية الكرنك (للحصول على تفاصيل حول كيفية عملها ، اقرأ هنا).
في النظام الكلاسيكي ، يتدفق زيت التشحيم بشكل طبيعي إلى الحوض حيث توجد مضخة الزيت. يضمن حركة النفط عبر القنوات المناسبة. يسمى هذا النوع من النظام بالحوض الرطب. التناظرية الجافة تعني نظامًا متطابقًا ، فقط لها خزان منفصل (ليس في أدنى نقطة في الوحدة ، ولكنه أعلى) ، حيث تضخ المضخة الرئيسية مادة التشحيم ، ومضخة زيت إضافية. هناك حاجة إلى مضخة ثانية لضخ مادة التشحيم إلى أجزاء المحرك.
في مثل هذا النظام ، ستكون أيضًا كمية معينة من سائل التشحيم في الحوض. إنه جاف بشروط. إنه فقط في هذه الحالة ، لا يتم استخدام البليت لتخزين حجم الزيت بالكامل. هناك خزان منفصل لهذا الغرض.
على الرغم من حقيقة أن نظام التشحيم الكلاسيكي قد أثبت أنه صيانة منخفضة التكلفة وموثوقية عالية للتشغيل ، إلا أنه لا يخلو من عيوبه. مثال على ذلك هو منصة نقالة مكسورة عندما تتغلب السيارة على التضاريس الوعرة وتصطدم بحجر حاد. ضع في اعتبارك الظروف الأخرى التي يكون فيها نظام الحوض الجاف مفيدًا.
ما هو نظام الحوض الجاف المستخدم؟
في أغلب الأحيان ، سيتم تجهيز سيارة رياضية وفئة معينة من المعدات الخاصة وبعض سيارات الدفع الرباعي بنظام تزييت محرك مماثل. إذا تحدثنا عن سيارات الدفع الرباعي ، فمن المفهوم لماذا لا يكون خزان الزيت لمحرك الاحتراق الداخلي في أدنى نقطة في السيارة. هذا مهم للغاية عند المشي على الطرق ، عندما لا يرى السائق حجارة حادة تحت الماء أو عند التغلب على التضاريس الوعرة بأسطح الطرق الصخرية.
ماذا عن السيارات الرياضية؟ لماذا تحتاج السيارة الرياضية إلى حوض جاف إذا كانت تتحرك باستمرار على سطح مستوٍ تمامًا تقريبًا؟ في الواقع ، عند السرعات العالية ، حتى التغييرات الطفيفة في المسار يمكن أن تكون محفوفة بالشرارات الوفيرة من أسفل السيارة بسبب تشبث المنصة النقالة بسطح الطريق. عندما يقوم السائق بالفرملة بشكل حاد قبل الدخول في منعطف ، تميل السيارة إلى الأمام ، مما يقلل من الخلوص الأرضي إلى مستويات حرجة.
ولكن حتى هذا ليس هو الأكثر أهمية بالنسبة للسيارات الرياضية. عندما يعمل العمود المرفقي بأقصى سرعة ، في التصميم الكلاسيكي لنظام التزييت ، يتم جلد معظم مواد التشحيم في رذاذ زيت وتزويدها بمكونات مختلفة من وحدة الطاقة. بطبيعة الحال ، يتم تقليل مستوى مواد التشحيم في الخزان بشكل كبير.
في ظل الظروف العادية ، تكون مضخة الزيت قادرة على ضخ الزيت وخلق الضغط المطلوب لتشغيل الماكينة. ومع ذلك ، فإن الطريقة الرياضية للقيادة ترتبط دائمًا بحقيقة أن مادة التشحيم المتبقية في الحوض تتناثر بسبب اللفات المستمرة للسيارة. في هذا الوضع ، لا يمكن للمضخة أن تعمل بكفاءة ولا تمتص كمية كافية من السائل.
بسبب الجمع بين كل هذه العوامل ، قد يتعرض المحرك للجوع في الزيت. نظرًا لأن الأجزاء سريعة الحركة لا تتلقى الكمية المناسبة من التزييت ، يتم إزالة الطبقة الواقية عليها بسرعة ، مما يؤدي إلى الاحتكاك الجاف. بالإضافة إلى ذلك ، لا تتلقى بعض العناصر التبريد الكافي. كل هذا يقلل بشكل كبير من العمر التشغيلي لمحرك الاحتراق الداخلي.
للقضاء على كل هذه العواقب السلبية ، طور المهندسون نظام حوض جاف. كما ذكرنا سابقًا ، يختلف تصميمه إلى حد ما عن الإصدار القياسي.
مبدأ التشغيل وجهاز "الحوض الجاف"
يوجد زيت تشحيم أجزاء المحرك في مثل هذا النظام في خزان يتم ضخه منه بواسطة مضخة ضغط. اعتمادًا على الجهاز ، يمكن أن يدخل زيت التشحيم إلى مشعاع التبريد أو مباشرة إلى المحرك من خلال القنوات المخصصة لذلك.
بعد أن يؤدي الجزء وظيفته (تشحيم الأجزاء ، وإزالة الغبار المعدني منها ، إذا تم تشكيله ، وإزالة الحرارة) ، يتم جمعه تحت تأثير قوة الجاذبية في المقلاة. من هناك ، يتم امتصاص السائل على الفور بواسطة مضخة أخرى ويتم إدخاله في الخزان. لمنع الجزيئات الصغيرة التي يتم غسلها في الحوض من العودة إلى المحرك ، يتم الاحتفاظ بها في مرشح الزيت في هذه المرحلة. في بعض التعديلات ، يمر الزيت عبر المبرد ، حيث يتم تبريده ، تمامًا مثل مانع التجمد في ثاني أكسيد الكربون.
في هذه المرحلة ، الحلقة مغلقة. اعتمادًا على تصميم النظام ، قد يكون هناك عدة وحدات شفط فيه ، مما يسرع من تجميع الزيت في الخزان. لتثبيت تزييت الوحدة ، تحتوي العديد من مركبات الأحواض الجافة على معدات إضافية. دعونا نلقي نظرة فاحصة على كيفية عمل نظام التشحيم ، والوظيفة التي يؤديها كل عنصر فيه.
نظام حوض المحرك الجاف
في السيارات الحديثة ، يمكن استخدام تعديلات مختلفة لتزييت محرك الحوض الجاف. بغض النظر ، فإن عناصرها الرئيسية هي:
- خزان إضافي للشحوم ؛
- مضخة تخلق رأسًا في الخط ؛
- مضخة تسحب الزيت من الحوض (مماثلة للنسخة الكلاسيكية في حوض مبلل) ؛
- المبرد الذي يمر من خلاله الزيت ، ويتحرك من الحوض إلى الخزان ؛
- جهاز استشعار حراري لزيوت التشحيم.
- جهاز استشعار يسجل ضغط الزيت في النظام ؛
- منظم الحراره؛
- مرشح مماثل لذلك المستخدم في الأنظمة الكلاسيكية ؛
- تصغير وتجاوز الصمام (حسب طراز النظام ، قد يختلف عددها).
يمكن أن يكون خزان الزيت الإضافي بأشكال مختلفة. كل هذا يتوقف على كيفية تنظيم حجرة المحرك في طراز سيارة معين. العديد من الدبابات لها حواجز متعددة في الداخل. إنها ضرورية لتهدئة مادة التشحيم أثناء تحرك السيارة ، وهي لا تحتوي على رغوة.
أثناء التشغيل ، تمتص مضخة الزيت ، جنبًا إلى جنب مع مادة التشحيم ، الهواء جزئيًا. لمنع الضغط الزائد في الخط ، توجد فتحة تهوية في الخزان لها نفس الغرض مثل فتحة فتحة علبة المرافق.
كما أن لديها مستشعر درجة الحرارة ومستشعر ضغط في الخط. لكي يلاحظ السائق عدم وجود مواد التشحيم في الوقت المناسب ، يوجد مقياس عمق في الخزان يتم من خلاله فحص المستوى في الخزان.
ميزة الخزان الإضافي هي أن صانع السيارات يمكنه تنظيم حجرة المحرك بطريقته الخاصة. وهذا يسمح بتوزيع وزن جميع الآليات لتحسين المناولة في السيارات الرياضية. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن وضع الخزان في حجرة المحرك بحيث يتم نفخ مادة التشحيم فيها أثناء القيادة ، ويتم توفير تبريد إضافي.
عادة ما توجد مضخة توصيل الزيت أسفل خزان الزيت بقليل. تجعل طريقة التثبيت هذه وظيفته أسهل قليلاً ، حيث لا يتعين عليه إنفاق الطاقة لضخ السائل - فهو يدخل تجويفه تحت تأثير الجاذبية. هناك حاجة إلى صمام تخفيض الضغط وصمام جانبي في النظام للتحكم في ضغط الزيت.
يتطابق دور مضخة الإخلاء مع آلية مماثلة مثبتة في أي نظام تزييت لمحرك احتراق داخلي رباعي الأشواط (للاختلافات بين المحركات رباعية الأشواط وثنائية الأشواط ، اقرأ هنا). هناك العديد من التعديلات على هذه المنافيخ ، وهي تختلف في تصميمها عن المضخات المثبتة لخزان الزيت الإضافي.
اعتمادًا على طراز المحرك ، قد يكون هناك العديد من وحدات الضخ. على سبيل المثال ، في وحدة ذات تصميم كتلة أسطوانية على شكل حرف V ، تحتوي المضخة الرئيسية على منفذ إضافي يجمع مواد التشحيم المستخدمة من آلية توزيع الغاز... وإذا كان المحرك مزودًا بشاحن توربيني ، فسيتم أيضًا تركيب قسم ضخ إضافي بالقرب منه.
يعمل هذا التصميم على تسريع تراكم الشحوم في الخزان الرئيسي. إذا كان سيتم تصريفه بشكل طبيعي ، فهناك احتمال كبير أن يكون المستوى في الخزان منخفضًا جدًا وأن المحرك لن يتلقى كمية كافية من الزيت.
يتم توصيل تشغيل مضخات الإمداد والتفريغ بالعمود المرفقي. أثناء الدوران ، تعمل المنافيخ أيضًا. هناك تعديلات ، ولكن نادرًا ما تكون كافية ، تعمل من عمود الحدبات. يتم نقل عزم الدوران من العمود المرفقي إلى آلية المضخة إما من خلال حزام أو من خلال سلسلة.
في هذا التصميم ، من الممكن تثبيت العدد المطلوب من الأقسام الإضافية التي ستعمل من عمود واحد. تتمثل ميزة هذا الترتيب في أنه في حالة حدوث عطل ، يمكن تفكيك المضخة من المحرك دون التدخل في تصميم الوحدة نفسها.
على الرغم من أن مضخة التصريف لها نفس مبدأ التشغيل وتصميم مشابه لمضخة الحوض الرطب ، فقد تم تعديلها بحيث لا يضيع أداءها ، حتى عند امتصاص الزيت الرغوي أو الهواء جزئيًا.
العنصر التالي غير الموجود في أنظمة الأحواض الرطبة هو المبرد. مهمتها هي نفس مهمة المبادل الحراري لنظام التبريد. كما أن لها تصميم مشابه. اقرأ المزيد عن هذا. في مراجعة أخرى... في الأساس ، يتم تثبيته بين مضخة زيت الحقن ومحرك الاحتراق الداخلي ، ولكن هناك أيضًا خيارات تركيب بين مضخة الإخلاء والخزان.
هناك حاجة إلى ترموستات في نظام التزييت من أجل منعه من التبريد قبل الأوان عندما يسخن المحرك. يحتوي نظام التبريد على مبدأ مشابه موصوف بالتفصيل. هنا... باختصار ، بينما يتم تسخين محرك الاحتراق الداخلي (خاصة خلال فترة البرد) ، يكون الزيت الموجود فيه أكثر سمكًا. لهذا السبب ، لا يحتاج إلى تبريد حتى يتدفق ولتحسين تزييت الوحدة.
بمجرد وصول وسيط العمل إلى درجة الحرارة المطلوبة (يمكنك معرفة درجة حرارة تشغيل المحرك من مقال آخر) ، يفتح منظم الحرارة ويتدفق الزيت عبر المبرد للتبريد. هذا يضمن تبديد حرارة أفضل من الأجزاء الساخنة التي لا تتلامس مع سترة التبريد للمحرك.
إيجابيات وسلبيات نظام الحوض الجاف
تتمثل الميزة الأولى لأنظمة الأحواض الجافة في توفير تزييت ثابت ، بغض النظر عن وضع قيادة السيارة. حتى إذا تغلبت السيارة على ارتفاع طويل ، فلن يتعرض المحرك للجوع النفطي. نظرًا لأنه من المرجح أن ترتفع درجة حرارة المحرك أثناء القيادة القصوى ، فإن هذا التعديل يوفر تبريدًا أفضل للوحدة. هذا العامل ذو أهمية أساسية بالنسبة لمحركات الاحتراق الداخلي المزودة بتوربينات (للحصول على تفاصيل حول الجهاز ومبدأ تشغيل هذه الآلية ، اقرأ على حدة).
نظرًا لحقيقة أن الزيت لا يتم تخزينه في حوض ، ولكن في خزان منفصل ، فإن تصميم جهاز استقبال الزيت أصغر بكثير ، وبفضل ذلك تمكن المصممون من تقليل خلوص السيارة الرياضية. غالبًا ما يكون الجزء السفلي في مثل هذه السيارات مسطحًا ، مما له تأثير إيجابي على الديناميكا الهوائية للنقل (يتم وصف ما يؤثر على هذه المعلمة هنا).
إذا تم ثقب الحوض أثناء الركوب ، فلن ينسكب الشحم منه ، كما هو الحال في نظام التزييت الكلاسيكي. يعطي هذا ميزة في الإصلاحات الطارئة على الطريق ، خاصةً إذا تعرضت السيارة الرياضية متعددة الاستخدامات لمثل هذا الضرر بعيدًا جدًا عن أقرب متجر لقطع غيار السيارات.
الإضافة التالية للحوض الجاف هي أنه يجعل عمل وحدة الطاقة نفسها أسهل قليلاً. لذلك ، عندما تقف السيارة في البرد لفترة طويلة ، يصبح الزيت الموجود في الخزان أكثر سمكًا. في وقت بدء تشغيل وحدة الطاقة بنظام تزييت كلاسيكي ، يحتاج العمود المرفقي إلى التغلب ليس فقط على المقاومة الموجودة في الأسطوانات على شوط الانضغاط (عند تشغيل المحرك ، يتم تسهيل هذه القوة جزئيًا بواسطة القوة القصورية) ، ولكن أيضًا مقاومة الزيت السميك (العمود المرفقي في هذه الحالة في حمام الزيت). في الحوض الجاف ، يتم التخلص من هذه المشكلة ، نظرًا لأن جميع مواد التشحيم منفصلة عن العمود المرفقي ، مما يجعل محرك ICE يبدأ بشكل أسرع.
أثناء الدوران ، لا يعمل العمود المرفقي في نظام التشحيم مثل الخلاط. بفضل هذا ، لا يزبد الزيت ولا يفقد كثافته. يوفر هذا فيلمًا أفضل على الأسطح الملامسة لأجزاء الوحدة.
في الحوض الجاف ، يكون التزليق أقل تلامسًا مع غازات علبة المرافق. نتيجة لذلك ، يتم تقليل معدل التفاعل التأكسدي ، مما يزيد من موارد المادة. الجسيمات الصغيرة ليس لديها الوقت لتستقر في وعاء الزيت ، ولكن يتم إزالتها على الفور في الفلتر.
نظرًا لأنه يتم تركيب مضخات الزيت في معظم تعديلات النظام خارج الوحدة ، في حالة حدوث عطل ، فلا داعي لتفكيك محرك الاحتراق الداخلي من أجل تنفيذ الإجراءات اللازمة. تسمح لنا هذه العوامل باستنتاج أن الوحدة ذات علبة المرافق من النوع الجاف أكثر موثوقية وكفاءة مقارنةً بالتناظرية الكلاسيكية.
على الرغم من هذا العدد من الجوانب الإيجابية ، فإن نظام الحوض الجاف له عدد من العيوب الخطيرة. فيما يلي أهمها:
- أولاً ، نظرًا لوجود آليات وأجزاء إضافية ، ستكون صيانة النظام أكثر تكلفة. في بعض الحالات ، يرتبط تعقيد الإصلاح بتشغيل الإلكترونيات (هناك أنواع يتم فيها التحكم في تزييت الوحدة بواسطة وحدة تحكم منفصلة).
- ثانيًا ، بالمقارنة مع النظام الكلاسيكي ، يتطلب هذا التعديل كمية أكبر من الزيت في محرك بحجم وتصميم متطابقين. ويرجع ذلك إلى وجود آليات وعناصر إضافية ، وأكثرها كثافة هو المبرد. نفس العامل يؤثر على وزن السيارة.
- ثالثًا ، سعر محرك الحوض الجاف أعلى بكثير من سعر نظيره الكلاسيكي.
في مركبات الإنتاج التقليدية ، لا يعد استخدام نظام الحوض الجاف أمرًا معقولًا. لا يتم تشغيل هذه المركبات حتى في ظل الظروف القاسية ، حيث يمكن تقييم فعالية مثل هذا التطوير. إنه أكثر ملاءمة لسباقات الرالي ، سباقات الحلبة مثل NASCAR وأنواع أخرى من رياضة السيارات. إذا كانت هناك رغبة في تحسين خصائص سيارتك بشكل طفيف ، فإن تركيب نظام الحوض الجاف لن يعطي تأثيرًا ملحوظًا دون التحديث الجاد لظروف التشغيل القاسية. في هذه الحالة ، يمكنك قصر نفسك على ضبط الرقاقة ، لكن هذا موضوع لمقال آخر.
بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة لأولئك المهتمين بموضوع الضبط التلقائي ، نقترح مشاهدة هذا الفيديو ، الذي يناقش بالتفصيل نظام الحوض الجاف وبعض التفاصيل الدقيقة المرتبطة بتثبيته:
أسئلة وأجوبة:
ماذا يعني حوض جاف؟ هذا نوع من أنظمة تزييت المحرك يحتوي على خزان منفصل يخزن زيت المحرك. تم تجهيز معظم السيارات الحديثة بنظام حوض مبلل.
ما هو مستنقع جاف؟ نظام الصرف الجاف مخصص بشكل أساسي للسيارات التي تتحرك جزئيًا على منحدرات شديدة الانحدار. في مثل هذا النظام ، يتلقى المحرك دائمًا تزييتًا مناسبًا للأجزاء.
ما هي ميزات تصميم أنظمة التزييت بالحوض الجاف؟ في حوض جاف ، يتدفق الزيت إلى حوض ، ومن هناك تمتصه مضخة الزيت وتضخه في خزان منفصل. في مثل هذه الأنظمة ، هناك دائمًا مضختان للزيت.
كيف يعمل نظام تزييت المحرك؟ في مثل هذه الأنظمة ، يتم تزييت المحرك بالطريقة الكلاسيكية - يتم ضخ الزيت عبر القنوات إلى جميع الأجزاء. في الحوض الجاف ، يمكن إصلاح انهيار الحوض دون فقد الزيت بالكامل.
