А что внутри
В принципе, устройство масляных насосов даже самых современных и высокотехнологичных автомобилей не отличается особой сложностью и по своей конструкции консервативно. В этом, кстати, так же кроется одна из причин надежности и долговечности узла. О предназначении масляного насоса рассказывает Александр Левин, технический консультант компании «Ferdinand Bilstein Rus»:
«Масляный насос – это узел, который подает масло под давлением в систему смазки двигателя. Также его функцией является смазка всех подвижных элементов двигателя внутреннего сгорания. В двигателях с сухим картером, помимо смазки, масляный насос перекачивает масло с картера двигателя к масляному баку. К масляному насосу присоединяется заборник с сетчатым фильтром грубой очистки. Разновидностей масляных насосов много, по конструкции различают поршневые, шестеренчатые (или шестеренные – прим. ред.), роторные и др. насосы. На современных автотранспортных средствах стоят двигатели внутреннего сгорания и применяются в основном насосы шестеренчатые».
Действительно, в последнее время на автомобили ставят главным образом шестеренчатые масляные насосы. Но помимо них можно встретить насосы и других типов. Кстати говоря, масляные насосы можно классифицировать различными способами. Например, по виду управления масляные насосы можно разделить на регулируемые и нерегулируемые. Как понятно из названия, к первому относятся насосы, способные изменять свою производительность для поддержания необходимого давления. Ко второму – поддерживающие постоянное давление посредством редукционного клапана.Однако чаще всего масляные насосы классифицируют по их конструкции. Илья Шельменкин, начальник отдела технического контроля «ТД ЛУЗАР», поясняет:
«Масляные насосы по их конструкции и внешнему виду очень разнообразны. Принцип насоса, вид привода, а также исполнение корпуса являются наиболее часто встречающимися отличиями. В зависимости от цели применения, места встраивания и мощности используются масляные насосы, работающие по различным принципам».
Илья Шельменкин приводит такую классификацию:
Зубчатые насосы
В зубчатых насосах транспортировка масла осуществляется между зубьями и стенкой посредством вращательных движений двух зубчатых колес. Сцепление пары зубчатых колес препятствует вытеканию масла обратно в картер. Таким образом, с одной стороны образуется зона повышенного давления, в то время как со стороны впуска появляется зона пониженного давления.
Шестеренные насосы
В шестеренном насосе к внутреннему колесу эксцентрично расположено внешнее зубчатое колесо, находящееся в корпусе насоса. Как и в обыкновенном зубчатом насосе, масло транспортируется в промежуточные пространства между зубьями. При продолжающемся вращении насоса с той стороны, в которой зубья движутся по направлению друг от друга, образуется зона пониженного давления. Это всасывающая сторона насоса. А в месте, где зубья снова сцепляются друг с другом, создается повышенное давление. Здесь имеет место выталкивание масла под давлением. Преимущество шестеренных насосов по отношению к обыкновенным зубчатым заключается в более высокой мощности насоса, особенно при малой частоте вращения.
Роторные насосы
Роторный насос состоит из наружного ротора с внутренними зубьями и из внутреннего ротора с наружными зубьями. Наружный ротор обкатывается поверх зубьев внутреннего ротора и таким образом вращается в корпусе насоса. Внутренний ротор имеет на один зуб меньше, нежели наружный ротор, так что при вращении осуществляется транспортировка жидкости из одного промежутка между зубьями наружного ротора в следующий. При вращательном движении пространства со стороны всасывания увеличиваются, в то время как со стороны нагнетания они уменьшаются. Такая конструкция способна при большом потоке транспортируемого материала производить высокое давление.
Илья Шельменкин:
«Как правило, масляные насосы приводятся в движение непосредственно от двигателя. Привод осуществляется либо напрямую через зубчатое зацепление, либо через штекерные соединения на коленчатом валу или через зубчатые колеса, приводные цепи или через зубчатые ремни».
Коллегу дополняет Александр Левин:
«Как было сказано ранее, чаще всего мы имеем дело с шестеренчатыми масляными насосами, которые в свою очередь различаются по типам: с внешним, внутренним эпициклоидальным или эвольвентным зацеплением. Насосы с внутренним зацеплением более сложны в производстве и требуют повышенных затрат мощности на их привод. Однако преимуществом насосов с внутренним эвольвентным зацеплением являются их малые габариты, низкий уровень шума и меньшее влияние износа шестерен на его производительность за счет большего перекрытия шестерен. Для упрощения конструкции насосы с внутренним зацеплением устанавливаются непосредственно на коленчатом вале. В современных двигателях масляные насосы устанавливаются внутри, и демонтаж или ремонт связаны со снятием не только масляного поддона и передней крышки, но в большинстве случаев со снятием ДВС с автомобиля».
Шестеренные насосы относятся к нерегулируемым. В случае существенного повышения давления в системе лишнее масло стравливается в картер или всасывающую полость через редукционный клапан. Роторные насосы могут быть как регулируемые, так и нерегулируемые. В нерегулируемых при излишнем давлении некоторая часть масла сбрасывается через опять же перепускной клапан. В регулируемых присутствует подвижный статор с регулировочной пружиной. Если давление понижается, регулировочная пружина изменяет положение статора, который в свою очередь меняет расположение ротора и его лопастей. Как следствие идет увеличение объемов поступающего масла и давления в системе. В противоположном случае все происходит с точностью до наоборот – регулировочная пружина сжимается по причине повышения давления, а объемы прокачиваемого масла и давление снижаются. Таковы в двух словах принципы действия масляных насосов, используемых сегодня практически во всех современных автомобилях. Есть конечно определенные экзотические системы и устройства, например, пластинчатые или коловратные насосы, но они встречаются совсем редко, поэтому забивать ими голову, пожалуй, не стоит. В любом случае, если придется иметь дело с представителем такого вот экзотического класса – лучше будет поискать о нем дополнительную информацию, желательнее всего в базе производителя. Среди основных брендов масляных насосов, представленных в нашей стране, наибольшие доли российского рынка занимают такие марки как LUZAR, MANDO, JP Group, SWAG, febi, HANS PRIES (TOPRAN), DELLO, KROSS (KH Motors), Motive Components, Onnuri, UkorAuto, Metzger, Vaico, Kolbenschmidt/Pierburg. Их изделия отличаются надлежащим качеством, износостойкостью, они удобны в подборе, сопровождаются необходимой технической документацией. В частности, ТД «ЛУЗАР» сегодня выпускает масляные насосы для автомобилей ВАЗ и ГАЗ. Всего ассортимент данной товарной группы насчитывает 8 позиций. Но уже в следующем году планируется расширение ассортимента для автомобилей иностранного производства.Компания febi bilstein занимается механообработкой металлических деталей с 1844 года, благодаря чему она приобрела большой опыт в этой области. Часть предлагаемых febi bilstein масляных насосов изготовлена на собственном производстве. Каждый масляный насос, поставляемый компанией febi bilstein, отличается высоким качеством. Точность изготовления и качество являются главными приоритетами для компании.Все масляные насосы febi bilstein проходят проверку на специальном испытательном стенде, который воспроизводит реальные условия эксплуатации. Моделируя работу двигателя, каждый масляный насос проверяется на герметичность, давление, число оборотов в минуту и производительность в литрах. При этом масло имеет рабочую температуру. 100%-й контроль качества позволяет быть уверенным, что масляные насосы febi bilstein обеспечивают оптимальное давление масла в двигателе, что является определяющим фактором для предотвращения повреждения двигателя.Говоря о производителях, нельзя не сказать и о совершенно отдельном пласте масляных насосов – продукции китайских производителей. Тут, как вы сами понимаете, ничего гарантировать нельзя – как попадешь. Что-то есть вполне приличное по форме и содержанию, а некоторые образцы не то что в автомобиль ставить, просто в руки брать страшно. Поэтому, учитывая важность такого узла как масляный насос, выбирать уместнее продукцию проверенных марок и не гнаться за дешевизной. Думаю, не стоит объяснять, чем грозит использование дефектного, низкокачественного масляного насоса: самые серьезные проблемы с двигателем — это лишь полбеды. Как бы не пришлось потом капремонт проводить.
Разбираемся в проблеме
Как уже было отмечено выше, масляные насосы относятся к узлам, имеющим достаточно большой ресурс, и потому они могут исправно прослужить довольно-таки долго. Илья Шельменкин:
«На длительность эксплуатации масляного насоса влияют, по большому счету, только два фактора: качество и количество масла, залитого в систему смазки. Как и любой подвижный механизм, насос должен смазываться, и делается это за счет того же масла, которое насос прокачивает через себя. Исходное качество масла, равно как и частота его замены, влияют на срок службы насоса. К «слабым местам» конструкции можно отнести пружины, применяемые в конструкции масляного насоса. Как и любым напряженным металлическим элементам, им свойственна усталость металла, приводящая к ослаблению пружины и, как следствие, падению давления в системе смазки».
Проблема с масляным насосом не станет скромничать и проявит себя сразу через индикацию сигнальной лампы «давление масла» на приборной панели. Это самый первый и основной признак неисправности, от которого стоит исходить. Также о дефекте могут свидетельствовать шумы, но диагностика «по шумам» в данном случае, скажем прямо, не самый эффективный и точный способ. Да и точно определить, что шумит именно масляный насос, чаще всего просто физически не возможно. Поэтому будем отталкиваться от очевидных вещей. Итак, загорелась контрольная лампа. Первым делом проверяем уровень моторного масла. Это позволит исключить самую банальную и распространенную оплошность под названием «проглядели» – бессмысленно сразу пускаться в хитроумные изыскания, когда на поверку может оказаться, что проблема и яйца выеденного не стоит. Александр Левин:
«Первым внешним показателем недостаточного количества масла является сигнализация контрольной лампы давления масла на щитке приборов (во многих современных автомобилях есть электронные датчики уровня масла). Вторым показателем является повышенный шум в работе ДВС. Первое, что необходимо сделать, это проверить и довести уровень масла до нормы».
Удостоверившись в том, что уровень моторного масла в норме, сужаем круг поиска. Проблема может быть как в насосе, так и в датчике давления масла. Для того чтобы проверить давление масла понадобится манометр. Вкручиваете манометр вместо датчика давления масла и проверяете давление, на холостом ходу оно должно быть не менее определенного значения. Это значение указано в спецификации автопроизводителя для конкретной марки и модели автомобиля. В общем случае можно говорить о том, что предельно критический минимум давления лежит на уровне 30 кПа – 50 кПа (0,3 бар – 0,5 бар). Если давление в норме, значит, вышел из строя датчик – меняем датчик (дополнительно его, конечно, можно проверить тестером, чтобы точно исключить все варианты) и забываем о маслоподаче. Если же оно ниже – нужно искать причину в насосе, так как виной всему скорее всего он. Справедливости ради следует отметить, что причиной падения давления может служить износ подшипников коленчатого вала. Но такая проблема характерна лишь для очень старых двигателей, нуждающихся в гораздо более серьёзном ремонте, нежели манипуляции с масляным насосом, а потому к теме нашего повествования имеет лишь весьма опосредованное отношение. Как правило, это происходит на запредельных пробегах, когда мотор уже разменял 150-200 тыс. км.В редких, очень редких случаях падение давления может быть связано с состоянием масляного фильтра – он либо забит, либо не полностью прикручен/не затянут как следует. Да, да, такие прецеденты тоже встречаются, хотя верится в это с трудом, но тем не менее, «особо одаренные» мастера иногда совершают и такие ошибки. Масло тогда попросту не попадает в систему, а сбрасывается через редукционный клапан.И уж совсем уникальная ситуация, когда забит (или что-то попало под) редукционный клапан. Насос, даже самый мощный, не сможет нагнетать нужное давление. Впрочем, неисправности редукционного клапана, связанные с износом, далеко не редкость, но о них мы расскажем чуть ниже.Если все эти проверки проведены и ничего не дали, можно смело сказать, что все сторонние причины индикации сигнальной лампы на панели приборов исключены, и беда кроется исключительно в насосе.
Александр Левин:
«Диагностирование работоспособности масляного насоса не ограничено только подключением манометра для проверки параметров давления масла. Необходимо также проверить состояние масляного фильтра, маслозаборника в поддоне и работоспособность датчика
давления масла. И всё необходимо делать в комплексе, не исключая ни одного шага технического регламента. Ремонт масляного насоса в современных автомобилях дорогой, поэтому принято его менять как узел в сборе».
Действительно, в сытые докризисные годы с ремонтом насосов связывались редко – проще было заменить неисправный узел. Но теперь, как показывает ситуация на местах (в автомастерских и специализированных сервисных центрах) времена изменились, экономия – прежде всего, поэтому к попыткам восстановить масляный насос прибегают все чаще. На самом деле наиболее целесообразно демонтировать вышедшую из строя деталь и изучить ее. В последнее время все чаще на автомобили ставят необслуживаемые (неразборные) насосы, которые тем не менее наши умельцы все-таки умудряются как-то распотрошить и что самое удивительное – потом вполне сносно собрать. Так вот главный предмет изучения – это возможность разборки-сборки насоса и замены его изношенных компонентов. Проще говоря – постарайтесь понять «цену вопроса»: не исключено, что дешевле и полезнее будет действительно поставить новую деталь, чем связываться с трудоемким ремонтом и операциями, исход которых совершенно не очевиден – вероятность критичных повреждений в процессе ремонта ни в коем случае нельзя исключать.
Но вернемся к неисправностям. По словам Александра Левина, основными неисправностями масляных насосов являются: низкое или высокое давление:
«Масляный насос подвержен и механическим повреждениям, и причина появления такой неисправности в основном связана с недостаточным количеством масла и его свойствами. Масло смазывает и охлаждает весь агрегат, а его недостаточное количество повышает рабочую температуру и уровень износа трущихся деталей в масляном насосе. Это приводит к расширению зазоров между элементами, что ведёт к снижению давления масла, а продукты износа попадают в масляную систему, в редукционные клапана, которые могут или не закрываться полностью, или не открываться полностью. Поддержание соответствующего уровня масла в двигателе является важным условием долговечности и работоспособности масляного насоса».
Илья Шельменкин:
«Система смазки, а также механика двигателя состоят из большого количества подвижных и неподвижных деталей. Каждый элемент конструкции взаимодействует с другими компонентами. Поэтому проблемы давления и подачи масла могут иметь различные причины. При выходе из строя одного из элементов конструкции страдает вся система смазки. Если проблему не увидеть своевременно или вообще проигнорировать, то от этого будут страдать все взаимосвязанные элементы конструкции. Часто, несмотря на небольшую по значимости причину, двигатель полностью выходит из строя».
Перед тем, как ставить вопрос о замене масляного насоса, Илья Шельменкин настоятельно рекомендует перепроверить следующие пункты и устранить возможные неполадки.
Причины низкого давления масла или его отсутствия:
• Слишком низкий уровень масла
• Слишком низкая вязкость масла (слишком жидкое)
• Образование масляной пены в кривошипной камере по причине слишком высокого уровня масла или неподходящего масла с неподходящими присадками или по причине загрязнения масла
• Закупорено сито всасывания масла• Неплотная труба всасывания масла (всасывается только воздух)
• Висячий (открытый) клапан регулировки давления масла
• Забитый масляный фильтр
• Закупоренные масляные каналы, шланги подачи масла и масляный радиатор
• Открытые или отломленные сопла впрыскивания масла (охлаждение поршней методом впрыска)
• Отсутствующие или выпавшие пробки закупоривания каналов, через которые подается давление, блока двигателя, головки цилиндров и коленчатого вала
• Изношенный подшипник скольжения коленчатого, распределительного, компенсационного вала и вала коромысла
• Изношенные или дефектные компоненты, такие как гидротолкатель, турбокомпрессор, впрыскивающие топливные насосы или топливные насосы высокого давления
• Неплотные уплотнительные поверхности в двигателеПричины слишком высокого давления масла (как правило, речь не идет о неисправности масляного насоса):
• Слишком высокая вязкость масла (слишком густое)
• Не работает клапан регулировки давления масла (остается закрытым)
• Забит масляный фильтр
• Закупорена проводка, по которой поступает масло под давлением
• По недоразумению был установлен слишком мощный насос.
Итак, допустим, все регламентированные манипуляции проведены, все пункты перепроверены, масляный насос демонтирован, и принято решение о его ремонте, благо, конструкция узла это позволяет. Сразу оцениваем степень износа рабочих механизмов – роторов или шестерней. Проверяем состояние прокладок и редукционного клапана. В любом случае при монтаже либо нового насоса, либо восстановленного в обязательном порядке заменяется прокладка поддона картера двигателя или уплотнение на месте посадки насоса. Впрочем, мы немного забежали вперед. О монтаже – ниже. Для оценки износа измеряем зазоры лопастей или в схождении шестерен, между шестернями (лопастями ротора) и корпусом насоса. У каждого насоса эти параметры разные, поэтому необходимые для контроля нормативные данные берем в спецификации. После этого меняем изношенные компоненты на новые, и собрав насос, устанавливаем его на прежнее место.Некоторые умельцы, опять же это установленный опытом факт, умудрялись наплавлять стенки корпуса насоса для сокращения зазоров. Науке только не известно, во сколько живых денег обходился такой ремонт и насколько он был трудоемок. Поэтому еще раз повторим: целесообразность каждого действия, каждой операции должна быть оправдана. И оправдана именно из соотношения стоимость-трудоемкость. Ничто не мешает просто заменить узел и не утруждать себя зубодробительной работой – очень часто это и проще, и легче, и дешевле.Ну и несколько обещанных слов о редукционном клапане. Клапан может быть двух видов – полностью извлекаемый из масляного насоса и встроенный в его корпус. Основные проблемы с клапаном – не поддержание давления на необходимом уровне и заклинивание (клапан не открывается при достижении предельного давления). В первом варианте, скорее всего, к своему логическому концу пришла пружина, исчерпав отпущенный ей производителем ресурс. Это происходит крайне редко, но происходит. Во втором – попадание различного рода загрязнений (не забывайте – масляный насос прокачивает неотфильтрованное масло), что приводит к заклиниванию клапана. Такое может случиться, если масло долго не заменялось, система была плохо промыта после капитального ремонта и т. д. Примечательно то, что заедание редукционного клапана в закрытом положении приводит к повышению давления масла, в открытом – к понижению. Способы ремонта здесь так же немудреные – разборка, прочистка, замена изношенных и вышедших компонентов на новые.
На ошибках учимся
К сожалению, вероятность ошибки при проведении любой работы и в том числе операций с масляным насосом исключить нельзя. Александр Левин называет основные ошибки, которые допускают автомеханики:
«При диагностике и ремонте/замене масляных насосов — это несоблюдение технологического регламента. Только чёткое соблюдение регламента приводит к быстрому обнаружению и устранению неисправности масляных насосов. Основными ошибками при подборе является подбор без использования оригинальных программ и каталогов производителей автомобилей».
Чтобы избежать ошибок, эксперт советует постоянно отслеживать технические изменения автопроизводителей, проводить обучение как для технических специалистов, так и для менеджеров по продажам.
Александр Левин:
«Мы не проводим отдельного тренинга по масляным насосам, но мы внимательно следим за изменениями конструкции автопроизводителями и в своевременно корректируем технические бюллетени, которые вы можете найти в упаковке деталей febi».
Установка нового масляного насоса тоже сопряжена с целым рядом ошибок. Чтобы их избежать и обеспечить правильную работу и долговечность насоса, во время монтажа нового узла необходимо всегда соблюдать предписания по монтажу производителя двигателя. Кроме того, как подчеркивает Илья Шельменкин, всегда необходимо следовать следующим общим указаниям:
• Выпустите залитое масло. Его необходимо проверить на возможное загрязнение. Прежде всего, металлические загрязняющие частицы часто являются причиной закупоривания и механического износа отдельных компонентов двигателя.
• При установке насоса обязательно следите за чистотой. Труба всасывания масла, как правило, оснащена только одним фильтром грубой очистки. Металлические и загрязняющие частицы могут после ремонта беспрепятственно попасть внутрь нового насоса и в короткое время стать причиной повторного износа. Поэтому необходимо почистить по возможности все элементы конструкции, каналы и трубу всасывания масла, которые связаны с маслом.
• При установке нового масляного насоса всегда необходимо менять также масляный фильтр. Если система давления масла сильно загрязнена, ее тоже необходимо подвергнуть дополнительной чистке.
• Перед установкой нового масляного насоса его необходимо сравнить с геометрией старого насоса.
Привод насоса (зубчатые зацепления, цепные колеса, приводные цепи и ремни) необходимо проверить на возможные повреждения.Перед установкой насоса необходимо смазать предписанным маслом все движущиеся части насоса (зубчатые колеса, валы). При установке необходимо обратить внимание на правильное положение насоса. При возникновении монтажных проблем (неправильное прилегание, косое положение) не привинчивайте его с силой по отношению к креплениям на корпусе. Это может послужить причиной повреждения насоса, функциональных неполадок и негерметичности.При монтаже масляного насоса и трубы всасывания масла необходимо всегда использовать новые уплотнения и уплотнительные кольца. Избегайте общего использования жидких средств уплотнения. Их разрешается использовать и встраивать только там, где это предписано изготовителем двигателя. Крепежные винты насоса должны при установке затягиваться с учетом моментов затяжек, предписанных изготовителем двигателя и в соответствующей последовательности затягивания винтов.Если предусмотрены предохранительные шайбы против произвольного отвинчивания, то их необходимо использовать согласно предписанию изготовителя двигателя.Перед запуском двигателя рекомендуется заполнить систему масла при помощи специального напорного резервуара для подачи под давлением (метод вдавливания). При этом сторона нагнетания системы масла оказывается полностью заполненной маслом, и в ней нет воздуха. Как правило, систему заполняют до тех пор, пока масло не попадет в места смазки двигателя, расположенные в самых высоких и в самых отдаленных от масляного насоса местах. При этом масло должно выступить на клапанных коромыслах или из опорных мест распределительного вала. Таким образом, исключаются повреждения, которые могут возникнуть при запуске двигателя с недостаточным давлением масла.После «создания давления» в масляной системе двигатель заполняется до предписанного уровня масла. При пуске двигателя после смены масляного насоса двигателю необходимо несколько секунд, чтобы создать давление масла. Если давление масла не создается, тогда необходимо прервать процесс пуска, немедленно заглушите двигатель и устранить причину. В этом случае откажитесь от идеи работы двигателя на высоких оборотах с целью ускорения образования давления масла в системе. Пользуйтесь только теми маслами, которые предписывает и рекомендует производитель двигателя.Делайте профилактику двигателю согласно срокам от производителя.
Ну и в заключение, как водится, основной вывод из всего вышесказанного. Не стоит относить масляные насосы к малозначительным узлам современного автомобиля. Всегда имейте в виду: проблемы даже в такой маленькой по своим размерам детали, особенно проблемы запущенные и игнорируемые, неминуемо приведут к существенным поломкам в двигателе.
