Регулювання тиску олії
У двигунах із системою мастила під тиском максимальний тиск у системі обмежується за допомогою клапана скидання тиску. Цей клапан (іноді званий редукційним клапаном) розміщується на випуску насоса. Клапан скидання обмежує максимальний тиск у системі, зливаючи масло назад у впускний канал насоса (рис. 3.15). Максимальний тиск олії визначається пружністю пружини клапана скидання. За відсутності клапана скидання тиск олії буде необмежено зростати зі зростанням швидкості обертання двигуна. Максимальний тиск зазвичай встановлюється на рівні мінімально допустимого тиску, що забезпечує надійне змащення всіх вузлів двигуна.
Для змащення двигуна потрібно від трьох до шести галонів олії за хвилину (1 галон (амер.) дорівнює = 3,78 л).
Масляний насос підбирається так, щоб його продуктивність була достатньою для забезпечення необхідного тиску на низьких оборотах двигуна, але при цьому не надмірно великий, щоб уникнути виникнення кавітації на високих оборотах. Кавітація виникає в тому випадку, коли швидкість викачування масла насосом стає більшою за пропускну здатність всмоктуючого патрубка. Коли насосу бракує олії, він засмоктує повітря й у потоці олії з'являються повітряні пробки чи порожнечі. Коли насос починає засмоктувати повітря або пари, він переходить у режим кавітації.
Мал. 3.15. Пружинні клапани скидання тиску — поршневий та кульовий
Примітка. Призначення штампованої кришки, одягненої зверху на сито всмоктуючого патрубка масляного насоса, - запобігання кавітації. Масло утримується під кришкою, що допомагає запобігти небезпеці всмоктування насосом повітря, особливо при різких гальмуваннях та розгонах автомобіля.
Вийшовши з насоса, масло подається до вузлів, що рухаються, по просвердленим маслопроводам (рис. 3.16). Після того, як масло потрапляє на деталі, що підлягають мастилу, тиск стає вже не потрібним. Завдяки ефекту гідродинамічного мастила між поверхнями деталей виникає і стабільно зберігається плівка мастила. На створення надлишкового тиску олії витрачається додаткова потужність, а якість мастила — нітрохи не краще, ніж за мінімально необхідного тиску.
Чинники, що впливають на тиск олії в системі мастила
Олія в системі мастила буде перебувати під тиском тільки в тому випадку, якщо продуктивність масляного насоса перевищуватиме витрату масла через всі "витікання" у двигуні. Витік масла відбувається через зазори в кінцевих точках системи змащення. Кінцевими точками є зазори в підшипниках, клапанні коромисли, отвори, що розбризкують, в шатунах і т.п. Це спеціально передбачені зазори в двигуні, необхідні для його нормальної роботи. У міру зношування деталей двигуна зазори збільшуються і в результаті витоку олії зростають.
Продуктивність масляного насоса повинна бути досить великою, щоб забезпечувати подачу масла в систему змащення з запасом, що покриває його витрати через ці витоку. Продуктивність масляного насоса визначається його розмірами, швидкістю обертання і станом. Коли двигун працює на холостому ходу, насос обертається повільно і розвиває низьку продуктивність.
Якщо витрата олії через витоку перевищує продуктивність масляного насоса, тиск олії в системі мастила виявляється недостатнім.
З підвищенням швидкості роботи двигуна продуктивність масляного насоса зростає і зростаючий тиск в системі мастила призводить до збільшення витрати масла через витоку. В результаті тиск масла зростає до тих пір, поки не досягне регульованого максимального значення.
Рис. 3.16. Потік масла, що поступає в двигун через всмоктуючий патрубок масляного насоса і, врешті-решт, стікає назад, в піддон картера.
В'язкість моторної олії впливає і на продуктивність масляного насоса та на його витрату через витік. Рідка олія (що володіє дуже низькою в'язкістю) легко прослизає повз зуби насоса і легко витікає через зазори. Гаряча олія має знижену в'язкість, тому тиск олії в прогрітому двигуні часто виявляється низьким. Холодне масло має більш високу в'язкість (густоту), ніж гаряче. В результаті тиск олії, в холодному двигуні, навіть на холостому ході виявляється вищим. Високий тиск олії в холодному двигуні призводить до того, що клапан скидання тиску в цьому випадку повинен відкриватися більше, щоб скинути надлишок олії понад необхідне для розігрітого двигуна. Чим більший тиск масла в системі, тим сильніше стискається пружина редукційного клапана і тим більше стає просвіт клапан, що відкривається.
Використання двигуна масла більш високої в'язкості призводить до того, що тиск масла в системі охолодження досягає встановленого порога спрацьовування клапана скидання на більш низькій швидкості обертання двигуна.