自動車エンジンの潤滑システムの構成と目的
自動車エンジンの機械部品には、搭載ユニットを除いて、通常、転がり軸受がありません。 滑り摩擦ペアの潤滑原理は、加圧下で液体オイルを供給するか、クランクケースのガス中に浮遊する水滴が表面に付着する、いわゆるオイルフォグの条件下で動作することに基づいています。
潤滑系機器
供給オイルはエンジンのクランクケースに保管されており、そこから持ち上げてすべての潤滑コンポーネントに供給する必要があります。 このために、次のメカニズムと部品が使用されます。
- クランクシャフトによって駆動されるオイルポンプ。
- チェーン、ギア、またはオイルポンプの直接駆動。
- 粗いオイルフィルターと細かいオイルフィルター、最近ではそれらの機能がフルフローフィルターに統合されており、オイルレシーバーの入口に金属メッシュが取り付けられており、大きな粒子を保持します。
- ポンプ圧力を調整するバイパスバルブと圧力リリーフバルブ。
- 摩擦対に潤滑剤を供給するためのチャネルおよびライン。
- 必要な領域にオイルミストを生成する追加の校正穴。
- 高負荷エンジンのクランクケース冷却フィンまたは独立したオイルクーラー。
多くのエンジンでは作動油としてオイルも使用されます。 油圧バルブクリアランスコンペンセーター、あらゆる種類のテンショナー、レギュレーターを制御します。 ポンプの性能も比例して向上します。
さまざまなシステム
すべての設計ソリューションは、ドライ サンプ システムとオイル バス システムに大別できます。 民間車両の場合、エンジンサンプの形の貯蔵装置を使用するだけで十分です。 役目を終えたオイルはそこに流れ、一部冷却されてオイル受けを通ってポンプに戻されます。
しかし、このシステムには多くの欠点があります。 特にダイナミクスにおいては、車は重力ベクトルに対して常に明確に方向付けられているわけではありません。 加速、制動、急旋回時に車体が傾いたり過負荷が発生したりすると、凹凸のある路面ではオイルが飛び散り、ポンプ吸入口から遠ざかる可能性があります。 これにより、メッシュが露出し、ポンプによるクランクケースガスの捕捉、つまりラインのエアレーションが発生します。 空気は圧縮性があるため、圧力が不安定になり、供給が中断される可能性があり、これは容認できません。 すべてのメインシャフトのすべり軸受、特に過給エンジンのタービンは局所的に過熱して破壊されます。
この問題を解決するには、ドライサンプシステムを設置します。 それは言葉の文字通りの意味で乾燥しているわけではなく、そこに到着したオイルがすぐにポンプによって汲み上げられ、ガス含有物が除去されて別の体積に蓄積され、その後途切れることなくポンプに流れ込むだけです。ベアリング。 このようなシステムは構造的により複雑で高価ですが、スポーツエンジンや強制エンジンでは他に方法はありません。
部品への潤滑剤の供給方法
圧力潤滑と飛沫潤滑には違いがあります。 これらは個別に使用されるわけではないため、組み合わせた方法について説明することができます。
高品質の潤滑が必要な主なコンポーネントは、クランクシャフト、カムシャフト、バランサーシャフトのすべり軸受と、追加機器の駆動装置、特にオイルポンプ自体です。 シャフトは、エンジン本体の要素に穴をあけて形成されたベッド内で回転します。摩擦を最小限に抑え、メンテナンス性を確保するために、減摩材でできた交換可能なライナーがシャフトとベッドの間に配置されています。 オイルはチャネルを通って校正された断面のギャップにポンプで送り込まれ、液体摩擦条件下でシャフトを維持します。
ピストンとシリンダーの間の隙間はスプレーによって潤滑され、多くの場合は別個のインジェクターを使用しますが、コネクティングロッドにドリルで穴を開けたり、単にクランクケースからのオイルミストによって潤滑されることもあります。 後者の場合、摩耗が大きくなり、擦り傷が発生する可能性があります。
特に注目すべきはタービンベアリングの潤滑です。 ここのシャフトは汲み上げられたオイルの中で浮遊しながら猛スピードで回転するため、非常に重要なユニットです。 ここでは、集中的なオイル循環により、高温に加熱されたカートリッジから熱が奪われます。 ほんのわずかな遅れがすぐに故障につながります。
エンジンオイル回転率
このサイクルは、クランクケースからの流体の吸入、または「ドライ」タイプのポンプを使用してそこに到達するオイルの収集から始まります。 オイルレシーバーの入口では、修理技術の違反、エンジンの故障、または潤滑剤自体の摩耗により、さまざまな方法で侵入した大きな異物の一次洗浄が行われます。 このような汚れが過剰に存在すると、粗いメッシュが目詰まりを起こし、ポンプ入口でオイルが枯渇する可能性があります。
圧力はオイルポンプ自体で制御されていないため、最大許容値を超える場合があります。 たとえば、粘度の偏差によるものです。 したがって、減圧バルブがその機構と並行して取り付けられており、緊急時には余分なものをクランクケースに戻します。
次に、液体はフルフロー微細フィルターに入り、そこでの細孔のサイズはミクロン単位になります。 摩擦面にキズの原因となる粒子が隙間に入り込まないように、徹底したろ過を行っています。 フィルターが過充填された場合、フィルターカーテンが破裂する危険性があるため、フィルターをバイパスして流れを導くバイパスバルブが装備されています。 これは異常な状況ですが、フィルターに蓄積されたエンジンの汚れが部分的に除去されます。
ろ過された流れは数多くの高速道路を通って、すべてのエンジンコンポーネントに送られます。 設計ギャップが維持されていれば、圧力降下は制御され、ギャップのサイズにより必要な流れの絞りが確保されます。 オイル経路はクランクケースに戻されて終了し、そこで部分的に冷却され、再び使用できる状態になります。 場合によっては、熱はオイル クーラーを通過して熱の一部が大気中に放出されるか、熱交換器を通ってエンジン冷却システムに送られます。 これにより、温度に大きく依存する許容可能な粘度が維持され、酸化反応の速度も低下します。
ディーゼルエンジン・高負荷エンジンの潤滑の特長
主な違いは、オイルの指定された特性にあります。 製品にはいくつかの重要な特徴があります。
- 粘度、特に温度への依存性。
- 特性を維持する際の抵抗、つまり耐久性。
- 洗浄および分散特性、汚染生成物を分離し、それらが部品に到達するのを防ぐ能力。
- 酸性度と耐腐食性（特にオイルが古くなった場合）。
- 有害物質、特に硫黄の存在。
- 内部摩擦損失、省エネ機能。
ディーゼルエンジンは特に耐汚染性が求められ、高圧縮比の重質燃料を使用するとクランクケース内の煤や硫酸が濃縮されます。 すべての乗用ディーゼルエンジンにターボチャージャーが搭載されているため、状況はさらに悪化しています。 したがって、特別なオイルの使用説明書があり、これが添加剤パッケージで考慮されています。 さらに、いずれの場合も摩耗の蓄積は避けられないため、より頻繁に交換してください。
オイルはベースベースと添加剤のパッケージで構成されています。 通常、商品の品質はその根拠によって判断するのが通例です。 それは鉱物でも合成でも構いません。 組成物を混合すると、その油は半合成油と呼ばれますが、通常は合成成分が少量添加された単純な「ミネラルウォーター」になります。 もう一つの誤解は、合成繊維の絶対的な利点です。 起源も異なりますが、ほとんどの低価格製品は同じ石油製品から水素化分解によって作られています。
システム内のオイル量を適切に維持することの重要性
クランクケース内にオイルバスを備えたシステムの場合、レベルはかなり厳しい制限内に維持する必要があります。 エンジンのコンパクトさと高価な製品の経済的使用の要件により、容積パレットの作成は不可能です。 また、これを超えるとクランクシャフトのクランクとオイルバスミラーが接触し、泡立ちや特性の低下につながります。 レベルが低すぎると、横方向の過負荷または縦方向の加速によりオイル レシーバーが露出する可能性があります。
最新のエンジンはオイルを消費する傾向があります。これは、短縮されたピストンスカート、薄い省エネリング、およびターボチャージャーの使用が原因です。 したがって、オイルレベルゲージを使用して定期的に監視することが特に必要です。 さらに、レベルセンサーも取り付けられています。
各エンジンには最大オイル消費量が設定されており、XNUMX キロメートルあたりのリットルまたはキログラムで測定されます。 この指標を超えると、シリンダー、ピストンリング、またはバルブステムのオイルシールの摩耗に問題が発生していることを意味します。 顕著な煙は排気システム、触媒コンバーターの汚染、燃焼室内の炭素堆積物の形成から始まります。 モーターは大規模な修理または交換が必要です。 オイルの無駄はエンジンの状態を示す主な指標の XNUMX つです。
