LOTNICTWO.org
Układ olejowy silnika tłokowego
08.07.2007.
Olejenie i chłodzenieZadowalające olejenie i chłodzenie elementów silnika stanowi podstawowy warunek
niezawodności jego działania i trawałości. Układ olejenia silnika oraz jego układ chłodzenia są
funkcjionalnie współzależne. O ile chłodzenie ma na celu utrzymanie odpowiedniej temperatury przez
odprowadzenie ciepła bezpośrednio od nieruchomych części silnika, o tyle odprowadzenie ciepła od części
ruchomych odbywa się za pomocą oleju. Nieprawidłowe chłodzenie silnika wywołuje jego przegrzewanie
się lub przechłodzenie, powodując pogorszenie warunków smarowania elementów silnika, a tym samym
ich wzmożone zużycie lub nawet uszkodzenia. Olej krążący w układzie olejenia silnika spełnia rozmaite
zadania, a mianowicie:
- zmniejsza opory tarcia,
- odbiera ciepło od elementów silnika,
- wymywa zanieczyszczenia mechaniczne (pył przenoszony przez powietrze),
- chroni elementy wewnątrz silnika przed korozją,
- służy jako ciecz robocza w hydraulicznych układach sterowniczych i silnikowych (np. urządzenie
sterujące ustawieniem łopat).
Ponadto w niektórych silnikach olej krążący w układzie olejenia jest wykorzystywany do ogrzewania
gaz
ników, co zapobiega ich obladzaniu. Olejenie decyduje o intensywności zużywania się
współpracujących powierzchni. Zbyt małe natężenie dopływu oleju np. do łożysk ślizgowych umożliwia
bezpośrednie stykanie się gładzi czopów i panewek, zwiększając wielokrotnie opory tarcia oraz
intensywność wydzielania się ciepła. Szczególne zagrożenia stwarza niedostateczne chłodzenie olejem
tłoków, ponieważ nieuchronnie doprowadza do ich przegrzewania się i „puchnięcia“
wskutek rozszerzalności cieplnej. Niewielkie przegrzanie tłoków powoduje zakleszczanie się w nich
pierścieni i niekiedy ich pękanie. Wówczas pierścienie przestają pośredniczyć w odprowadzaniu nadmiaru
ciepła od ścianek cylindrów. Prawie zawsze podczas uruchamiania zimnego silnika, szczególnie w niskiej
temperaturze otoczenia, olejenie większości elementów silnika jest niezadowalające. Wówczas bowiem
wskutek dużej lepkości oleju opory jego przepływu są znaczne i do poszczególnych miejsc dopływa zbyt
mało oleju. Jeżeli podgrzanie oleju przed uruchomieniem silnika jest niemożliwe (nadmuch gorącego
powietrza), powinno się choćby zmniejszyć lepkość oleju przez rozcienczenie go benzyną. Podczas
nagrzewania silnika benzyna z rozgrzewającego się oleju stopniowo odparowuje i szybko polepszają się
warunki smarowania elementów silnika. Oczywiście uruchomionego silnika nie powinno się obciążać tak
długo jak, nie nagrzeje się prawidłowo olej.Układ olejenia i jego podstawowe elementyTypowy układ
olejenia lotniczego silnika tłokowego przedstawiono schematycznie na rysunku. Olej do miejsc
smarowania doprowadzany jest w sposób wymuszony pod ciśnieniem 0,4 - 0,8 MPa, które w
odgałęzieniach układu olejenia utrzymuje pompa ciśnieniowa tłocząca olej pobierany ze zbiornika.
Wyciekający olej z miejsc smarowania spływa swobodnie (grawitacyjnie) do odstojnika w kadłubie silnika,
skąd przez dodatkową pompę niskociśnieniową jest przetłaczany przez chłodnicę z powrotem do
zbiornika.W układzie olejenia jest kilka filtrów. Filtry zgrubnego oczyszczania w odgałęzieniach pomp
ssawnych zatrzymują względnie duże zanieczyszczenia, które mogły przypadkowo przedostać się do
zbiornika oleju lub wnętrza silnika. Pozostałe zanieczyszczenia są oddzielane przez filtr dokładnego
czyszczenia usytuowany w odgałęzieniu tłocznym pompy utrzymującej wymagane ciśnienie oleju. Olej
tłoczony jest do miejsc olejenia kanałami znajdującymi się w kadłubie silnika oraz za pośrednictwem wału
korbowego. Podczas pracy silnika ilość oleju krążącego w układzie ciągle maleje, przede wszystkim
wskutek przenikania oleju do roboczych przestrzeni cylindrów i spalania. Większość tych ubytków oleju
zależy głównie od stanu technicznego silnika, a zwłaszcza od luzów między pierścieniami tłokowymi i
gładzią cylindrów. Dodatkowo ubytki oleju z układu olejenia są następstwem unoszenia części mgły
olejowej przez powietrze uchodzące przez wywietrznik. Dlatego wymaga się przed startem sprawdzenia
oleju w zbiorniku i w razie potrzeby uzupełnienia. Wymagającmi ciągłej kontroli parametrami
określającymi działanie układu olejenia każdego silnika lotniczego są ciśnienie oraz temperatura oleju.
Czujnik ciśnienia z zasady umieszcza się w odgałęzieniu tłocznym pompy ciśnieniowej. Natomiast czujniki
temperatury bywają usytuowane rozmaicie, lecz z zasady mierzą temperatury oleju tłoczonego przez
pompę ciśnieniową oraz oleju zasysanego z kadłuba silnika. Podstawowymi elementami układu olejenia
są filtry i pompy. Lotnicze silniki tłokowe są wyposażone w zębate pompy oleju, jako najbardziej
niezawodne. Zespół pompujący pompy zębatej stanowi para kół zębatych ułożyskowanych w odpowiednio
ukształtowanym kadłubie. Działanie pompy polega na przenoszeniu oleju w przestrzeniach
międzyzębnych z przestrzeni magistrali ssawnej do tłocznej. Ze względu na silne spienienie oleju
zasysanego do pompy niskociśnieniowej jej wymagana sprawność musi być większa o 50 - 100% niż
wydajność pompy utrzymującej wymagane ciśnienie w instalacji. Prawie zawsze obie pompy układu
olejenia mają wspólny kadłub i napęd oraz koła o identycznych modułach i liczbach zębów, lecz różniące
się szerokościami wieńców.Właściwości olejów silnikowychOleje produkowane są w dwóch podstawowych
grupach:
- oleje mineralne,
http://www.flyboys.pl Kreator PDF Utworzono 13 July, 2009, 19:11
LOTNICTWO.org
- oleje syntetyczne. Oleje mineralne są produktami przeróbki ropy naftowej. Charakterystycznymi
własnościami olejów decydującymi o ich przydatności w określonych zakresach zastosowania są: lepkość,
wskaz
nik lepkości, trwałość, smarność i temperatura krzepnięcia.Im mniejsza lepkość oleju, tym
intensywniej przejmuje on ciepło od nagrzanych części, tym łatwiej zmywa nagar i inne osady, a nadto
tym mniejsze są opory tarcia między współpracującymi częściami oraz opory przepływu oleju przez
kanały i przewody układu olejenia. Jednak zbyt mała lepkość oleju może utrudniać utrzymanie warunków
tarcia płynnego w łożyskach ślizgowych, ponadto olej o małej lepkości może łatwo przenikać do komory
spalania silnika, przez co zwiększa się jego zużycie i powstaje nagar. Smarność oleju jest to cecha
charakteryzująca zdolność przylegania oleju do powierzchni współpracujących elementów i trwałość
powlekającego je fi lmu olejowego. Oleje lotnicze powinny odznaczać się największą smarnością.Trwałość
oleju jest to jego odporność na starzenie się w określonych warunkach pracy. Ze względu na
utrzymywanie się wysokich temperatur oraz bardzo dużą powierzchnię stykania się spienionego oleju z
powietrzem ulega on utlenianiu i rozkładowi składników. Ponadto wskutek zanieczyszczenia produktami
spalania w oleju tworzą się aktywne chemicznie związki powodujące korozję. Do olejów silnikowych w
trakcie ich produkcji dodawane są rozmaite substancje spełniające różne zadania. Głównymi dodatkami
są tzw. inhibitory opóz
niające proces starzenia oraz zmniejszające jego podatność na pienienie się.
Ponadto stosuje się dodatki obniżające temperaturę krzepnięcia oleju. Tak powstaje olej syntetyczny,
który jest nieco rzadszy od minralnego, więc lepiej odprowadza ciepło z silnika. Dobrze nadaje się do
pracy w niskich temperaturach.Miski olejoweZależnie od specyfiki stosowanych rozwiązań, wyróżniamy
olejenie z miską suchą, z olejenie miską półsuchą i olejenie z miską mokrą. W dolnej części skrzyni
korbowej znajduje się zbiornik oleju (miska olejowa), z którego pompa zębatkowa zasysa olej, ten
następnie jest tłoczony do wszystkich miejsc, gdzie zachodzi poślizg współpracujących części. Część
elementów smarowana jest rozbryzgiem. Za sprawą wirującego wału korbowego, którego przeciwwagi
zanurzają się w oleju, w bloku tworzy się mgła olejowa (rozbryzgiem smarowany jest np. układ cylinder-
tłok). Inaczej realizowane jest olejenie silnika w systemie „z suchą miską”. W tym
przypadku olej zasysany z miski podawany jest przez pompę o dużej wydajności do zbiornika oleju, stąd
zaś mniej wydajna pompa tłoczy go do arterii olejowych. Istnieje jeszcze jeden system olejenia - z miską
półsuchą. W tym przypadku obracające się koło zamachowe (ewentualnie przeciwwagi wału korbowego)
porywa olej zbierający się w skrzyni korbowej i wywołuje jego cyrkulację po odpowiednio
ukształtowanych wewnętrznych powierzchniach bloku silnika (nie należy tego systemu mylić z
smarowaniem rozbryzgowym). Silnik, w którym zastosowano systemy olejenia z miską suchą lub
półsuchą jest mało wrażliwy na odchylanie kadłuba silnika od pionu.
http://www.flyboys.pl Kreator PDF Utworzono 13 July, 2009, 19:11