سیستم روغن‌کاری موتور: مدار، اجزا و مسیر حرکت روغن

عملکرد بهینه موتورهای احتراق داخلی مستقیماً به پایداری مدار روغن‌کاری تحت فشار (هیدرواستاتیک) وابسته است. در این مدار، روغن نه تنها وظیفه کاهش اصطکاک و سایش قطعات متحرک مانند یاتاقان‌های ثابت و متحرک میل لنگ و میل سوپاپ را بر عهده دارد، بلکه به عنوان ناقل حرارت برای خنک‌کاری این قطعات نیز عمل می‌کند.

در ادامه، نقشه جامع مدار روغن‌کاری، مسیر جریان روغن از کارتل تا خروجی فیلتر و نقش حیاتی اجزایی مانند اویل‌پمپ، سوپاپ‌های فشارشکن و سوپاپ یک‌طرفه فیلتر را بر اساس سرفصل‌های فنی بررسی می‌کنیم

اجزای اصلی مدار روغن‌کاری موتور

برای روانكاری قطعات متحرك  از مدار روغن کاری موتور که تحت فشار  يا هيدرواستاتيك می‌باشد مطابق شكل (1) استفاده می‌شود.

1-اسبك ، فنر سوپاپ و سوپاپ 2- ميل سوپاپ 3- سوپاپ فشار شكن 4- مسيرعبور روغن5- سنسور يا فشنگی روغن 6- فيلتر روغن 7- مجرای پاشش روغن از شاتون به سيلندر 8- مجرا یا ریل  انتقال روغن به ياتاقان های ثابت 9- پمپ روغن چرخ دنده ای 10- ياتاقان های ثابت 11- كارتل 12- فيلتر سیمی

شكل1-مدار روغن كاری موتور

با توجه به شكل بالا ، روغن درون كارتل ، توسط پمپ روغن يا اويل پمپ به نقاط زیر ارسال می‌گردد :

1-نقش اویل پمپ و سوپاپ فشارشکن در حفظ فشار مدار

سوپاپ فشار شکن (3) ، چنانچه فشار بیش از حد مجاز باشد، این مجرا باز شده و روغن اضافی  را به کارتل باز می‌گرداند تا فشار خط روغنکاری همواره در حد مجاز حفظ شود. افزایش بیش از حد فشار مدار روغنکاری باعث افزایش توان دریافتی از موتور توسط پمپ روغن شده و اصطکاک بین قطعات متحرک موتور و روغن تحت فشار نیز افزایش داده و نهایتاً مطالب فوق باعث افزایش تلفات توان موتور، مصرف سوخت و آلودگی می‌گردد.

2-سنسور یا فشنگی روغن؛ نگهبان فشار سیستم

در صورت كاهش فشار روغن و يا قطع كامل روغن ، چراغ هشداری را درون داشبورد روشن نموده و راننده را از خطر ايجاد مشكل برای موتور خودرو آگاه می كند.

3- فیلتر روغن و اهمیت تصفیه ذرات فلزی

تمامی روغن به فيلتر روغن (6) رفته و پس از فيلتر شدن و گرفتن ذرات فلز و ناخالصی موجود در روغن ، روغن فيلتر شده به قسمت های مختلف موتور ارسال می گردد.
روغن تصفيه شده توسط فیلتر ، ابتدا به ياتاقان های ثابت ميل لنگ و سپس از طريق مجاری درون ميل لنگ به يا تاقان‌های متحرك ميل لنگ می رسد . مقداری از روغن نيز پس از عبور از یاتاقان های متحرک میل لنگ ، از طريق مجرای شاتون به ديواره سیلندر پاشيده و روغنكاری جداره سيلندر را نيز علاوه برروغنی كه توسط لنگ های ميل لنگ به آن پاشيده می شود انجام می‌دهد .
مقداری از روغن خروجی از فيلتر روغن (6) به سمت ياتاقان‌های ميل سوپاپ (2) رفته و عمل روانكاری یاتاقان های میل سوپاپ و مكانيزم سوپاپ‌ها را انجام می دهد .[/vc_column_text]

انواع پمپ روغن (اویل پمپ) و عملکرد آن‌ها در موتور

برای روغن كاری قطعات مختلف موتور از سه نوع پمپ مختلف در موتورها استفاده می‌گردد:

• پمپ روغن چرخ دنده خارجی
• پمپ روغن چرخ دنده داخلی
• پمپ روغن روتوری

1-پوسته پمپ   2- چرخ دنده محرك كه نيروی خود را از ميل بادامك می گيرد    3- چرخ دنده متحرك كه نيروی خود را از چرخ دنده محرك می‌گيرد   4- مجرای خروجی  5- مجرای ورودی

شكل2-اويل پمپ چرخ دنده خارجی

اویل پمپ چرخ‌دنده خارجی:

در این نوع (شکل ۲)، چرخ‌دنده محرک نیرو را از میل‌بادامک گرفته و با چرخش چرخ‌دنده‌ها، روغن از مجرای ورودی کشیده شده و به مجرای خروجی (۴) ارسال می‌شود.

شكل3-كنترل لقی بين قطعات اويل پمپ چرخ دنده خارجی بوسيله خط كش و فيلتر

بايد توجه نمود كه عمل پمپ  نمودن روغن توسط اويل پمپ بايد به درستی انجام گيرد ، در غير اين صورت موجب آسيب جدی موتور می شود ، از اينرو همواره در هنگام تعمير موتور بايد مطابق شكل (3) لقی بين قطعات اويل پمپ را اندازه گرفته و در صورتی كه لقی ها در محدوده مجاز نباشند ، نسبت به تعمير يا تعويض اويل پمپ اقدام نمود.

1-مجرای ورودی 2-پوسته پمپ 3-چرخ دنده خارجی محرك كه نيروی خود را از ميل لنگ می گيرد 4-قطعه هلالی شكل 5-چرخ دنده داخلی متحرك كه نيروی خود را از چرخ دنده خارجی دريافت می كند 6- مجرای خروجی

شكل 4- پمپ روغن چرخ دنده داخلی

ملاحظه می گردد كه حداكثر لقی قابل قبول بين دندانه چرخ دنده ها و پوسته اويل پمپ درحدود 0/2ميلی متر ، حداكثر لقی بين سطح پيشانی چرخ دنده ها و سطح  بالايی پوسته اويل پمپ 0/1 ميلی متر و لقی بين دو چرخ دنده بين 0/1 تا 0/2 ميليمتر می باشد .

شكل5-كنترل لقی بين قطعات مختلف اويل پمپ

اویل پمپ چرخ‌دنده داخلی:

در این مدل (شکل ۴)، چرخ‌دنده محرک نیرو را از میل‌لنگ دریافت می‌کند. وجود قطعه هلالی‌شکل (۴) باعث هدایت بهینه روغن به سمت مجرای خروجی می‌شود. شكل (5) نحوه كنترل لقی بين قطعات اويل پمپ چرخ دنده داخلی را نشان می دهد.

1-پوسته اويل پمپ 2-روتور خارجی متحرك 3-روتور داخلی محرك كه حركت خود را از ميل سوپاپ دريافت می كند 4- مجرای خروجی 5- مجرای ورودی

شكل6-اويل پمپ روتوری

اویل پمپ روتوری:

در این پمپ (شکل ۶)، روتور داخلی که حرکت خود را از میل‌سوپاپ می‌گیرد، با دوران روتور خارجی، روغن را بین دندانه‌ها محبوس کرده و به سمت خروجی هدایت می‌کند.

با توجه به شكل (6)، با دوران روتور خارجی، روتور داخلی نيز دوران كرده و روغنی كه از طريق مجری ورودی بين دندانه‌های روتور داخلی و روتور خارجی محبوس مانده به تدريج به سمت مجرای خروجی حركت كرده و از طریق مجرای خروجی نيز به سمت مجاری  مدار روغن كاری موتور هدايت می‌شود .شكل (7)  نيز نحوه كنترل لقی بين قطعات اويل پمپ روتوری را نشان می‌دهد.

شكل7- كنترل لقي بين قطعات مختلف اويل پمپ روتوری

فیلتر روغن و وظیفه سوپاپ‌های حیاتی آن

شكل (8) فيلتر روغن موتور را نشان مي دهد.

1-روغن تصفيه شده به سمت مدار روغنكاری موتور 2- روغن از اويل پمپ 3- مجراي خروج به كاتل 4- سوپاپ فشار شكن 5- مجرای كنارگذر يا By pass

شكل8- فيلتر روغن موتور و نحوه ورود و خروج روغن

با توجه به شكل (8) روغن از اطراف فيلتر وارد شده و بعد از عبور از لايه‌هاي سيم فلزی، كاغذ و الياف‌های مختلف ، فيلتر شده و از قسمت مركزی آن خارج می شود و به سمت مدار روغنكاری موتور هدايت می گردد.

سوپاپ کنارگذر (By-pass) و پیشگیری از قفل روغن

چنانچه فیلتر بیش از حد کثیف شده و توانایی عبور روغن را نداشته باشد، فشار روغن در ورودی فیلتر افزایش می‌یابد. در این حالت، سوپاپ کنارگذر (۵) باز شده و روغن (حتی به صورت فیلتر نشده) را به مدار می‌فرستد تا از گرسنگی روغن (Oil Starvation) و آسیب جدی به یاتاقان‌ها جلوگیری شود.

1-سوپاپ كنارگذر يا By pass 2- اعضاي فيلتر كننده 3- جداره فلزی فيلتر 4- سوپاپ يكطرفه درحالت باز 5- سوپاپ يكطرفه در حالت بسته  6- واشر لاستيكی آب بندی كننده 7- بلوك سيلندر 8- روغن از اويل پمپ 9- روغن به مدار روغن کاری موتور

شكل 9- فيلتر با سوپاپ يكطرفه و سوپاپ By pass

سوپاپ یک‌طرفه؛ ضامن روان‌کاری در استارت اولیه

در هنگام خاموش بودن موتور، تخلیه روغن از فیلتر و مجاری باعث ایجاد تأخیر در روغن‌رسانی در استارت بعدی می‌شود. سوپاپ یک‌طرفه (شکل ۹) از بازگشت روغن به کارتل جلوگیری کرده و مدار را همواره پر نگه می‌دارد.

عواقب خرابی سوپاپ یک‌طرفه:

• تخلیه مدار پس از خاموش شدن موتور.

• تأخیر در رسیدن روغن به یاتاقان‌های ثابت و متحرک در استارت بعدی.

• ایجاد تماس فلز با فلز و سایش شدید قطعات در لحظات اولیه روشن شدن موتور.

سلامت سیستم روغن‌کاری؛ ضامن طول عمر موتور

در نهایت، سیستم روغن‌کاری تنها یک مدار انتقال روغن نیست، بلکه مجموعه‌ای هوشمند از قطعات (پمپ، سوپاپ‌ها و فیلتر) است که با هماهنگی دقیق، فشار هیدرواستاتیک لازم را برای حفاظت از یاتاقان‌ ها و قطعات متحرک فراهم می‌کند. همان‌طور که بررسی شد، افت فشار روغن یا عملکرد ناقص اویل‌پمپ و سوپاپ‌های فیلتر، می‌تواند در کوتاه‌مدت باعث سایش‌های جبران‌ناپذیر و در بلندمدت منجر به خرابی کامل موتور شود.

سرویس‌های دوره‌ای، استفاده از روغن‌موتور استاندارد و توجه به علائم هشداردهنده (مانند تغییر در رفتار چراغ روغن)، ساده‌ترین و موثرترین راه برای حفظ سلامت این مدار حیاتی است.

نویسنده صیاد نصیری