Все современные отечественные двигатели внутреннего сгорания комплектуются шестерёнными масляными насосами. Данные масляные насосы получили широкое распространение за счёт технологичности и простоты конструкции, дешевизны, малой материалоёмкости, меньшей чувствительности к загрязнению рабочей жидкости, а также небольших затрат на ТО (техническое обслуживание).
Различные типы масляных насосов имеют следующие средние значения удельной мощности:
1) шестерённые – 3,9-4 кВт/кг;
2) лопастные – 2,5-2,6 кВт/кг;
3) поршневые с постоянным объёмом – 1,7-1,8 кВт/кг.
В смазочных системах ДВС применяются односекционные и двухсекционные шестерённые масляные насосы. Тип их привода зависит от типа двигателя: у дизельных двигателей привод масляного насоса реализован от коленчатого вала, а у карбюраторных двигателей, как правило, от распределительного вала.
Шестерённые насосы [рис. 1, А] функционируют по следующему принципу. В процессе вращения ведущей (4) и ведомой (11) шестерён, смонтированных на валу (14) оси (10) в замкнутом объёме корпуса (13) насоса, их зубья входят в зацепление в зоне всасывающей (приёмной) камеры (12) и выходят из него в зоне нагнетательной камеры (6). При выходе зуба одной шестерни из впадины другой происходит увеличение общего объёма камеры всасывания (12) – создаётся разряжение. Вследствие этого масло, путём подсасывания и камеры верхней секции насоса либо специального маслопровода (3), смонтированного в блок-картере двигателя, заполняет впадины (5), освободившиеся между зубьями, и переносится вдоль корпуса непосредственно в полость нагнетательной камеры. Здесь зубья шестерён (4) и (11) входят во впадины, вытесняя оттуда масло. Масло из камеры поступает в соответствующие маслопроводы (7). В случае засорения маслопровода либо загрязнения потребителя масло через обратный клапан (8) поступает по трубопроводу (9) во всасывающую полость (12) насоса.
Рис. 1. Шестерённый масляный насос.
А) – Принципиальная схема шестерённого масляного насоса:
1) – Маслозаборник;
2) – Поддон блок-картера;
3) – Заборный маслопровод;
4) – Ведущая шестерня;
5) – Впадины;
6) – Нагнетательная камера;
7) – Нагнетательный маслопровод;
8) – Обратный клапан;
9) – Маслопровод;
10) – Ось;
11) – Ведомая шестерня;
12) – Всасывающая полость;
13) – Корпус;
14) – Ведущий вал;
Б) – Конструктивная схема двухсекционного масляного насоса:
1) – Пробка шарикового перепускного клапана;
2) – Корпус нижней секции;
3) – Ведущая шестерня;
4) – Плунжерный редукционный клапан;
5) – Крышка (основание насоса);
6) – Нагнетательная камера;
7) – Ведущая шестерня;
8) – Канал подачи масла из верхней секции насоса в каналы блока двигателя;
9) – Корпус верхней секции;
10) – Ведущий вал;
11) – Ось ведомой шестерни;
12) – Ведомая шестерня;
14) – Приёмная (всасывающая) камера;
15) – Канал подачи масла из нагнетательной камеры нижней секции к перепускному клапану;
16) – Отверстие перепуска масла в приёмную камеру нижней секции;
17) – Шариковый перепускной клапан;
18) – Ось ведомой шестерни;
19) – Ведомая шестерня;
20) – Центровочный штифт корпуса;
21) – Бобышка корпуса для подсоединения игольчатого запорного крана трубки подачи масла в масляный радиатор;
23) – Отверстие для подачи масла из картера двигателя в насос.
Конструкция двухсекционных шестерённых масляных насосов представлена на примере масляного насоса двигателя ЗИЛ-130. Верхней секцией масляного насоса масло подаётся к деталям двигателя, а также компрессора и к масляному фильтру, нижней секцией – в масляный радиатор.
Верхняя секция размещается в корпусе (9) [рис. 1, Б] и включает в себя ведущую (7) и ведомую (12) шестерни. Шестерня (7) смонтирована на шпонке ведущего вала (10) насоса, а шестерня (12) установлена на оси (11), которая запрессована в корпусе (9). От маслоприёмника масло поступает во всасывающую камеру (13) верхней секции насоса. Приёмное отверстие (23) расположено в верхней плоскости корпуса насоса, которая примыкает к площадке крепления насоса на блоке цилиндров ДВС, и совпадает с каналом в блоке, по которому осуществляется подача масла от маслоприёмника.
Из расположенной в верхней секции всасывающей камеры масло захватывается зубьями шестерён (7) и (12) и подаётся в нагнетательную камеру (6), которая образована в крышке (5) насоса, где смонтирован плунжерный редукционный клапан (4). Нагнетательное отверстие, расположенное там же, служит для поступления масла из камеры (6) в канал (8), который соединяет верхнюю секцию насоса с каналами в блоке цилиндров.
Из нагнетательной камеры (22) нижней секции масло подаётся через отверстие в бобышке (21) в трубку подачи масла в масляный радиатор. Вместе с тем, по каналу (15) масло подаётся к шариковому перепускному клапану (17). Если запорный кран масляного радиатора закрыт либо масло слишком густое и для его прохода через радиатор необходимо повышенное давление, перепускной клапан (17) открывается (при давлении 0,12 МПа), чья регулировочная пружина опирается на пробку (1), тем самым пропуская масло через отверстие (16) в приёмную камеру (14) нижней секции. Центровочный штифт (20) предназначения для центрирования корпусов нижней и верхней секций масляного насоса в процессе монтажа. Для соединения корпусов используются винты.
Как правило, подача верхней и нижней секций масляного насоса различны, что достигается за счёт разной ширины шестерён в каждой секции (при аналогичном количестве зубьев и постоянной частоте вращения шестерён).
В [табл. 1] приведены основные параметры шестерёнчатых насосов автомобилей и тракторов сельскохозяйственного назначения.
Таблица. 1. Основные параметры шестерённых насосов тракторов и автомобилей сельскохозяйственного назначения.
| Параметры | Марка двигателя (тип насоса) | |||||
| Д-240 (одно-секци-онный) | СМД-62 (двух-секци-онный) | СМД-66 (одно-секци-онный) | КамАЗ-740 (двух-секци-онный) | ЗМЗ-53 (двух-секци-онный) | ЗИЛ-130 (двух-секци-онный) | |
| Подача масла: | ||||||
| верхней (основной) секцией | в смазо-чную систему, центри-фугу и масляный радиатор | в центри-фугу и смазо-чную систему | в центри-фугу, смазо-чную систему и масляный радиатор | в полно-поточный фильтр и смазо-чную систему | в смазо-чную систему и масляный радиатор | в смазо-чную систему и центри-фугу |
| нижней (дополни-тельной) секцией | — | в масляный радиатор | — | в центри-фугу и масляный радиатор | в центри-фугу | в масляный радиатор |
| Привод вала насоса | от шестерни коленчатого вала | от шестерни распределительного вала | ||||
| Подача насоса, не менее (л/мин): | ||||||
| основной секции | 36 | 70 | 80 | 80 | 60 | 50 |
| дополни-тельной секции | — | 18,5 | — | 20 | 15 | 23 |
| Частота вращения вала насоса (об/мин) | 2320 | 1870 | 1900 | 2800 | 1700 | 1600 |
| Давление в главной магистрали при температуре масла 80-95 град. Цельсия, не менее (МПа): | ||||||
| при номинальной частоте вращения коленчатого вала | 02-03 | 0,2-0,3 | 0,3-0,5 | 0,4-0,55 | 0,2-0,275 | 0,25-0,3 |
| при минимальной частоте вращения коленчатого вала | 0,08 | 0,12 | 0,1 | 0,1 | 0,05 | 0,1 |