اویل پمپ (پمپ روغن)

پمپ روغن (اویل پمپ) در یک موتور احتراق داخلی (موتور درون سوز)، وظیفه گردش روغن موتور تحت فشار به سمت یاتاقان‌های دوار، پیستون لغزنده و میل‌بادامک موتور را بر عهده دارد. با این کار، یاتاقان‌ها روانکاری شده و امکان استفاده از یاتاقان‌های روانکاری شده با ظرفیت بالاتر فراهم می‌شود، همچنین به خنک‌کاری موتور نیز کمک می‌شود. علاوه بر این هدف اولیه در روانکاری، روغن تحت فشار همچنین به عنوان یک سیال هیدرولیک برای تأمین توان دریچه های کوچک نیز به کار می‌رود. یکی از موارد کاربرد قابل توجه با این روش، استفاده از آن برای بادامک‌های هیدرولیکی در میل‌بادامک و فعال‌سازی شیر مربوط است. یکی از موارد استفاده دیگر که بیش از پیش هم به کار برده می‌شود، مربوط به کشنده‌های موجود در تسمه‌تایم یا تغییردهنده‌ها (واریاتورها) در سیستم‌های CVVT است.

بیشتر بخوانید: سیستم روانکاری موتور

انواع پمپ‌ها

انواع مختلفی از پمپ‌ها وجود دارند که از آن‌ها استفاده می‌شود. پمپ‌های چرخ دنده‌ای، پمپ‌های گردان و پمپ‌های پره‌ای، انواع مختلفی از پمپ‌ها هستند که معمولاً از آن‌ها استفاده می‌شود. در گذشته از پمپ‌های پیستونی استفاده می‌شده است، اما امروزه از این مدل پمپ‌ها صرفاً در موارد نادر و برای موتورهای کوچک استفاده می‌شود.

برای آن‌که نیازی به راه‌اندازی اولیه وجود نداشته باشد، معمولاً پمپ‌ها را در پایین، به صورت نیمه‌مغروق یا در حدود سطح روغن در مخزن نصب می‌کنند. یک لوله کوتاه با یک صافی که دارای شبکه سیمی است، به سمت پایین مخزن وجود دارد.

بیشتر بخوانید: اجزای سیستم روانکاری موتور

محرک پمپ

برای سادگی و قابلیت اطمینان، از پمپ‌هایی استفاده می‌شود که به وسیله یک مجموعه از چرخ دند‌ه‌ها توسط میل‌لنگ به حرکت در می‌آیند. کاهش سرعت پمپ بهتر است و به همین دلیل، استفاده از بادامک برای به حرکت درآوردن پمپ (در صورتی که بر روی بلوک سیلندر سوار شده باشد) یا شفت توزیع‌کننده که با سرعتی برابر با نصف سرعت موتور حرکت می‌کند، یک کار معمول به حساب می‌آید. برای نصب پمپ در سمت پایین، از یک شفت محرک تقریباً عمودی که به وسیله چرخ دنده‌های اریب از میل‌لنگ به حرکت در می‌آیند، استفاده می‌شود. برخی از موتورهایی مانند موتور دو بادامکی فیات، موتورهای OHV بودند که در آن‌ها، پمپ روغن توان مورد نیاز برای حرکت خود را از یک میله‌بادامک سنتی در بلوک سیلندر دریافت می‌کرد. زمانی که موتورهای دو بادامکیِ بالاسری ابداع شدند، ساختار قبلی برای پمپ‌های روغن همچنان باقی ماندند و فقط میله‌بادامک به صورت یک شفت با بدنه کوتاه‌تر در آمد. حتی زمانی که موقعیت توزیع‌کننده از محل نصب‌شده قبلی جابجا شده و بر روی میله‌بادامک سر سیلندر هم نصب شد، باز هم محرک پمپ روغن در سر جای خود باقی ماند. در این مدل، محل توزیع‌کننده‌ای که از آن استفاده نمی‌شد، با یک صفحه روانساز پوشیده شد. در موتورهای کوچک‌تر یا اسکوترها نیز ممکن است از پمپ‌های چرخ دنده‌ای داخلی استفاده شده باشد که به صورت مستقیم بر روی میل‌لنگ آن‌ها نصب شده‌اند.

به منظور افزایش اطمینان، به ندرت از مکانیزم‌های محرک از بیرون، اعم از یک محرک تسمه‌ای یا چرخ دنده‌های بیرونی استفاده می‌شود و این در حالی است که پمپ‌هایی که توان خود را از میل‌بادامک دریافت می‌کنند، با استفاده از همان تسمه‌تایم کار می‌کنند. در صورتی که پمپ‌های مخزن خشک نیز در حین گردش به موتور اضافه شوند، در بعضی از موارد از تسمه‌هایی جداگانه استفاده می‌شود.

از پمپ‌های روغن الکتریکی نیز به واسطه قابلیت اطمینان آن‌ها استفاده نمی‌شود. در بعضی از موتورهای توربوشارژ نیز گاهی از پمپ‌های روغن کمکی الکتریکی "توربوتایمر" استفاده می‌شود. این پمپ، پمپی است که پس از توقف موتور همچنان کار می‌کند تا برای چند دقیقه، روغن خنک‌کاری را به یاتاقان‌های داغ در یک توربوشارژر برساند تا این یاتاقان‌ها خنک شوند. این پمپ‌ها، پمپ‌های کمکی هستند و بنابراین نمی‌توانند جایگزین پمپ‌های روغن اصلی مکانیکی شوند.

پمپ روغن مدل ژیروتور در یک موتور اسکوتر

سیستم روغن کاری

سیستم روانکاری موتور، روانکاری درست نه تنها اصطکاک موجود در میان قطعات متحرک را کاهش می‌دهد، بلکه یک روش مناسب برای گرمازدایی از پیستون‌ها، یاتاقان‌ها و شفت‌ها نیز به حساب می‌آید. در صورتی که روانکاری به صورت درست خود انجام نشود، باعث می‌شود تا موتور خراب شده و از کار بیفتند. نیروی ناشی از پمپ روغن باعث می‌شود تا روغن موتور در گذرگاه‌های موجود در موتور به حرکت در آمده و به شکل صحیح در اجزای مختلف موتور توزیع شود. در یک سیستم روغن‌کاری معمولی، روغن از مخزن خود (که در انگلیسی آمریکایی به آن pan می‌گویند) بیرون کشیده می‌شود. این روغن از یک صافی شبکه‌ای عبور می‌نماید تا ذرات درشت‌تر از روغن جدا شوند. جریانی که توسط پمپ روغن (اویل پمپ) ایجاد می‌شود، کمک می‌کند تا روغن در پیرامون موتور توزیع شود. در این سیستم، جریان روغن از یک صافی روغن و در بعضی از موارد، از یک خنک‌کننده روغن عبور می‌نماید و سپس به گذرگاه‌های روغن در موتور وارد می‌شود. این روغن، سپس پخش می‌شود تا پیستون‌ها، رینگ‌ها، فنرها، بدنه شیرها و سایر اجزای دیگر را روانکاری نماید.

پمپ روغن در یک اتوبوس مسافربری تویوتا (نوع موتور 1 Hz)

فشار روغن

فشار روغن در بیشتر موتورهای باید در سرعت 1000 دور گردش در دقیقه (rpm) در حدود psi 10 باشد و بیشترین مقدار آن نیز باید در حدود psi 55-65 باشد.

فشار محلی (در سر محور میل‌لنگ و یاتاقان)، بسیار بیشتر از psi 50، 60 و غیره است که توسط شیر اطمینان پمپ تنظیم شده است و به صدها psi هم می‌رسد. این مقدار فشار بالاتر به واسطه سرعت‌های نسبی بر حسب فوت بر دقیقه (و نه RPM یا اندازه‌ی سر محور به صورت مستقیم) در خود سر محور میل‌لنگ در برابر یاتاقان، عرض یاتاقان (کمترین نشتی فشار)، ویسکوزیته روغن و دما تولید می‌شود که نسبت به لقی یاتاقان (نرخ نشتی) متعادل می‌شود.

تمام کاری که فشار روغن انجام می‌دهد، این است که "حفره‌ها را پر کند" و روغن موجود در فضای حلقوی را سریع‌تر از مقدار نشتی روی آن، با روغن تازه جایگزین نماید. به همین دلیل است که در موتورهایی که با سرعت پایین کار می‌کنند، سر محورها نسبتا بزرگ هستند و اندازه و فشار پمپ نیز کم است. فشار پایین نشان‌دهنده آن است که نشتی از یاتاقان‌ها، بیشتر از آهنگ تأمین توسط پمپ است.

گیچ فشار روغن

فشار روغن در خروجی پمپ که در واقع، همان فشار لازم برای باز کردن شیر اطمینان است، خیلی ساده همان مقدار مقاومت در برابر جریانی است که به واسطه لقی‌ها و موانع در یاتاقان ایجاد می‌شود.

گیج فشار روغن یا لامپ هشدار صرفا مقدار فشاری را نشان می‌دهد که در آن، فرستنده آن به بخش سیستم تحت فشار -و نه در همه محل‌ها، نه در یک مقدار میانگین و نه در یک تصویر عمومی از فشار سیستمیک- وارد می‌شود.

با وجود مقایسه‌ای که همواره نسبت به نظریه مهندسی هیدرولیک انجام می‌شود، اما این سیستم یک "سیستم بسته" نیست که در آن، فشار روغن در همه قسمت‌ها به تعادل رسیده و برابر شود. تمامی موتورها، "سیستم‌های باز" به حساب می‌آیند، زیرا روغن به وسیله مجموعه‌ای از نشتی‌های کنترل‌شده به سمت مخزن باز می‌گردد. یاتاقان‌هایی که بیشترین فاصله را نسبت به پمپ دارند، همواره دارای کمترین مقدار فشار هستند، زیرا بیشترین مقدار نشتی بین این یاتاقان‌ها و خود پمپ رخ می‌دهد. در صورتی که مقدار لقی یاتاقان بیش از اندازه معمول باشد، افت فشار در بین اولین و آخرین یاتاقان در این مجموعه افزایش می‌یابد.

بسته به شرایط، در یک موتور ممکن است فشار گیج قابل قبولی وجود داشته باشد و مقدار فشار در یک شاتون، صرفا برابر با psi 5 است که باعث می‌شود تا در بارهای زیاد، از کار بیفتد.

این فشار به واسطه مقاومت در برابر جریان روغن پیرامون موتور به وجود می‌آید. به همین دلیل، فشار روغن ممکن است در حین کارکرد موتور، بسته به دما، سرعت موتور و خوردگی روی موتور متفاوت باشد. با توجه به این‌که در دماهای سردتر، روغن نیز ضخامت بیشتری دارد، بنابراین فشار روغن می‌تواند بیشتر باشد. این در حالی است که در سرعت‌های بیشتر موتور، پمپ نیز سریع‌تر کار می‌کند و روغن بیشتری در موتور جریان می‌یابد. با توجه به این که در زمان روشن‌کردن موتور یعنی زمانی که موتور هنوز سرد است، دما متغیر است و سرعت‌ موتور نیز در حالت معمول بیشتر است، بنابراین فشار روغن در این حالت نسبت به حالت کاری موتور در دماهای معمول بیشتر است. در حالت کارکرد معمولی موتور، فشار روغن معمولا بین psi 35-45 است. در صورتی که فشار روغن خیلی زیاد باشد، موتور ممکن است به قدری زیاد کار کند که نیازی به این مقدار کار وجود ندارد. همچنین ممکن است هوا نیز به درون سیستم وارد شود. برای حصول اطمینان از این که فشار روغن به مقداری بیشتر از مقدار بیشینه اسمی آن نمی‌رسد، در صورتی که مقدار فشار روغن از یک مقدار از پیش‌تعیین‌شده بیشتر شود، یک شیر اطمینان فنری باز شده و مقدار فشار اضافی را به سمت یک ساکشن پمپ تخلیه نموده و یا آن را به صورت مستقیم به سمت مخزن روغن باز می‌گرداند.

فشار روغن بیش از حد معمول

در صورتی که فشار روغن بیش از اندازه معمول شود؛ نتیجه این خواهد بود که آب‌بندهای موتور اصلی جلویی یا عقبی از بین می‌روند یا این‌که پلاگ‌های روغن بیرون می‌زنند. به بیان دیگر، در این حالت ممکن است هر یک از آب‌بندهایی که برای محفظه لنگ به کار رفته‌اند، از بین بروند. فشار بالاتر روغن معمولا به این معنا است که فشارهای بسیار زیادی در زمان راه‌اندازی سرد موتور وجود دارند، اما این امر بیش از آنکه یک نتیجه معمول برای فشار بالا به حساب بیاید، یک مشکل طراحی قلمداد می‌شود. این امر که "اگر فشار بیشینه را بالا ببرید، فشار سرد نیز بیش از اندازه‌ زیاد می‌شود" صحیح است، اما عمدی نیست.

حتی پمپ‌های کارکرده (فارغ از برند و مدل‌ آن‌ها) دارای ظرفیت کافی در شیر اطمینان خود نیستند: درگاه اطمینان خیلی کوچک است و نمی‌تواند حجم روغن سرد را جابجا نماید. به همین دلیل است که تفاوت‌های عمده‌ای میان روغن سرد و گرم، RPM زیاد و کم و غیره مشاهده می‌شود، اما به خاطر وجود شیر اطمینان فنری که در بالا به آن اشاره شد، این موضوع در موتورهای کارکرده، مشکل به حساب نمی‌آید. در صورتی که یک درگاه اطمینان به درستی طراحی شده باشد (که معمولا در موتورهای تولیدی وجود ندارد)، فارغ از ویسکوزیته یا دمای روغن، هر مقداری از روغن در چرخ دنده‌ها به حرکت در می‌آید و مقدار قرائت‌شده از روی گیج نیز صرفا اندکی متفاوت است.

فشار روغن به وسیله یک واحد ارسال فشار روغن که معمولا بر روی بلوک موتور نصب شده است، پایش می‌شود. بسته به نوع مدل ارسال‌کننده، این پایش ممکن است به وسیله یک سنسور فشار فنری یا یک سنسور فشار الکترونیکی باشد. در صورتی که واحد ارسال فشار روغن یا اتصالات بین آن و نمایشگر پیش روی راننده اشکال داشته باشند، حتی در صورتی که فشار روغن در یک محدوده کاملا قابل قبول هم قرار داشته باشد، باز هم ممکن است مقدار فشار روغن، غیرعادی نشان داده شود.

فشار کم روغن

تنها 4 دلیل ممکن است باعث شوند که فشار روغن کم شود:

1. در موتور، روغن وجود ندارد یا مقدار روغن، کم شده است.
2. پمپ روغن (اویل پمپ) خورده شده یا اینکه معیوب است. همچنین ممکن است فنر شیر اطمینان فشار شکسته باشد.
3. یاتاقان‌های اصلی خورده شده‌اند (در سرهای بزرگ‌تر، نمی‌توان برای فشار روغن کاری را انجام داد، زیرا بیشتر فشار وارده به این قسمت‌ها توسط نیروی جانب به مرکز تأمین می‌شود).
4. حفره روغن، شکسته یا اینکه مسدود شده است.

در صورتی که فشار روغن کم باشد، ممکن است موتور آسیب ببیند. در صورتی که موتور OHC باشد، اولین قسمتی که ممکن است از کار بیفتد، یاتاقان‌های حامل بادامک هستند، زیرا این قسمت از طریق یک مقیدکننده تغذیه می‌شود و فشار پایین روغن می‌تواند باعث شود تا قسمت بالای موتور، به شدت با مشکل کمبود روانکاری روبرو شود. در صورتی که پیستون‌ها به صورت جت‌های تاجی‌شکل باشند (مثلا در اسکانیا)، این امر می‌تواند منجر به گیرکردن پیستون یا آستری آن شود. همچنین یاتاقان‌های میل‌لنگ یا شاتون نیز ممکن است گیر کنند. یکی از نشانه‌های کمبود روغن، روشن‌شدن چراغ هشدار است. همچنین این مقدار کم را می‌توان از روی عقربه مربوطه خواند و یا اینکه ممکن است سر وصداهایی شبیه به تق‌تق یا جیرینگ‌جیرینگ از موتور به گوش برسد. کمبود فشار روغن، مشکلی است که بلافاصله باید به آن رسیدگی شود تا از واردشدن آسیب جدی به موتور جلوگیری شود.

دلیل اصلی برای کمبود فشار روغن در موتور، خوردگی بخش‌های حیاتی آن است. یاتاقان‌ها و آب‌بندهای موتور به مرور زمان خورده شده و از بین می‌روند. خوردگی در این قسمت‌ها باعث می‌شود تا ابعاد اصلی و اولیه آن‌ها تغییر کرده و لقی در آن‌ها افزایش یابد. این لقی‌های بیشتر باعث می‌شوند تا به مرور مقدار روغن بیشتری در آن‌ها جریان یابد و در نتیجه، فشار روغن کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در صورتی که یاتاقان‌های اصلی موتور به اندازه‌ی 001_/0 اینچ خورده شوند، فشار روغن تا 20 درصد کاهش می‌یابد. به سادگی می‌توان این یاتاقان‌های خورده‌شده را تعویض کرده و مشکل را حل نمود، اما در موتورهای قدیمی‌تر که مقدار خوردگی‌ها بسیار زیاد است، برای رفع مشکل چاره‌ای به جز تعمیرات اساسی (اورهال) موتور وجود ندارد.

ذراتی که در روغن‌ها وجود دارند نیز می‌توانند مشکلات جدی برای فشار روغن ایجاد نمایند. پس از آن که روغن در درون موتور جریان می‌یابد، مجددا به مخزن روغن بر می‌گردد و این روغن برگشتی، می‌تواند حاوی ذرات بسیار زیادی باشد. این ذرات می‌توانند مشکلات زیادی را در بیرون‌آوردن روغن از صفحه برداشت روغن و خود پمپ ایجاد نمایند. سوراخ‌های موجود بر روی صفحه برداشت روغن، دارای اندازه‌ای در حدود 04_/0 اینچ مربع هستند. این سوراخ‌ها می‌توانند ذرات بزرگ‌تر را از روغن جدا کنند، اما ذرات ریز همچنان به همراه روغن جریان می‌یابند. سوراخ‌های صفحه (نسبت به اندازه ذرات) بسیار بزرگ هستند، زیرا در دمای پایین و سرعت کم موتور، روغن بسیار ویسکوز است و برای آنکه بتواند آزادانه به حرکت در بیاید، این سوراخ‌ها باید بزرگ باشند. با وجود اینکه این سوراخ‌ها بسیار بزرگ هستند، اما باز هم ممکن است مسدود شده و منجر به کاهش فشار روغن شوند. می‌توان از یک پوشش با ضخامت 005_/0 اینچ بر روی این صفحه استفاده نمود تا اندازه سوراخ‌ها تا حدود 03_/0 اینچ مربع cm² 19_/0) کاهش یابند. بدین ترتیب، جریان روغن تا حدود 44 درصد کاهش می‌یابد.

ذرات، همچنان پس از عبور از صفحه برداشت روغن و فیلتر روغن، باز هم ممکن است وجود داشته باشند. یکی از نکات مهم این است که روغن و همچنین فیلتر آن باید تعویض شوند تا مقدار ذراتی که به همراه روغن در موتور جریان می‌یابند، کاهش یابند. این ذرات‌ مضر و همچنین خوردگی معمول در موتورهایی که مسافت‌های زیادی را طی نموده‌اند، می‌توانند منجر به افزایش لقی‌ها بین یاتاقان‌ها و سایر قطعات متحرک دیگر شوند.

فشار کم روغن ممکن است ناشی از کمبود مقدار روغن در مخزن به واسطه سوختن روغن (که معمولا در رینگ پیستون یا خوردگی در آب‌بندهای شیر رخ می‌دهد) و یا به واسطه نشتی باشد. رینگ‌های پیستون، محفظه احتراق را آب‌بندی کرده و همچنین روغن را از روی دیواره‌های داخلی سیلندرها جدا می‌نمایند. اما زمانی که این رینگ‌ها خورده می‌شوند، اثربخشی آن‌ها نیز کم می‌شود و در حین احتراق، روغن همچنان بر روی دیواره‌های سیلندر باقی می‌ماند. در برخی از موتورها، سوختن مقداری اندک از روغن، امری معمول به حساب می‌آید و نیازی نیست که برای آن هشداری داده شود، اما در صورتی که سوختن روغن زیاد باشد، این امر می‌تواند نشانه‌ای از آن باشد که موتور باید اورهال شود.

پمپ‌های روغن در موتورهای با عملکرد بالا

نیاز به روغن در موتورهای مختلف با یکدیگر فرق می‌کند. به عنوان مثال، در موتورهایی که عملکرد بالایی دارند، فشار بیشتری بر روی سیستم روانکاری وجود دارد. در این موتورها، سیستم روانکاری باید بسیار استوار و قوی باشد تا بتواند از آسیب‌رسیدن به موتور جلوگیری کند. دور موتور در بیشتر خودروهای امروزی بیشتر از rpm 5000-6000 نیست، اما این موضوع برای موتورهای با عملکرد بالا صادق نیست. در این‌گونه موتورها، دور موتور ممکن است تا rpm 8000-9000 نیز باشد. در این‌ موتورها، روغن باید خیلی سریع بچرخد و در غیر این صورت، هوا وارد روغن خواهد شد. همچنین برای اینکه توان موتور آزاد شود، در برخی از موارد کاربرد، از روغن‌هایی با وزن کمتر استفاده می‌شود. در این صورت توان کمتری برای به حرکت‌درآوردن پمپ روغن مورد نیاز است. وزن‌های معمول روغن در موتورهای امروزی معمولا یا به صورت 5W-30 یا 10W-30 است و این در حالی است که در موتورهایی با عملکرد بالا، ممکن است از روغن 0W-20 که دارای ویسکوزیته کمتری است، استفاده شود.

سیستم‌های مخزن خشک و مخزن خیس

موتورهای مخزن خیس سنتی، دارای یک اویل پمپ هستند. این پمپ روغن عموما در درون بخش پایینی موتور و معمولاً در زیر و یا در یک سمت از میل‌لنگ واقع شده‌اند. اما در موتورهای مخزن خشک، معمولاً لازم است تا دو اویل پمپ وجود داشته باشد: یکی از این موتورها، فشار روغن را به وجود آورده و آن را در پیرامون اجزای موتور توزیع می‌کند. همچنین حداقل یک "پمپ زباله‌روب" دیگر هم در این موتورها وجود دارد تا روغنی را که در پایین موتور جمع شده است، تخلیه نماید. پمپ زباله‌روب در بعضی از موارد (و نه همیشه) در مخزن موتور قرار می‌گیرد. نکته بسیار مهم و اساسی این است که ظرفیت نرخ جریان در این پمپ زباله‌روب باید بیشتر از ظرفیت پمپی باشد که فشار را در روغن به وجود آورده و آن را در موتور پخش می‌کند.

به خاطر وجود مخزن بیرونی روغن در مخزن خشک، پیش از آنکه روغن از پمپ به سمت موتور برگردد، می‌توان هوای اضافی را از آن خارج نمود. در مخزن‌های خشک، مقدار توان می‌تواند بیشتر باشد، زیرا در این مدل‌ها مقدار تلاطم هوا کمتر است، روغن به سمت قطعات دوار بالا می‌رود و خلأ موجود در پمپ زباله‌روب نیز باعث می‌شود تا رینگ‌ها بهتر آب‌بندی شوند. در ماشین‌های مسابقه‌ای، بیشتر از مخزن‌های خشک استفاده می‌شود، زیرا در این موتورها توان موتور بیشتر بوده و تکان‌خوردن روغن نیز کمتر است که در غیر این‌صورت، فشار روغن کاهش خواهد یافت. از معایب مخزن‌های خشک می‌توان به وزن بیشتر، قطعات بیشتر، احتمال نشتی بیشتر و یا مشکلات دیگری که ممکن است رخ دهند، اشاره نمود.

شما مشتریان گرامی میتوانید برای دریافت اطلاعات در مورد انواع لوازم یدکی کیا و لوازم یدکی هیوندای و یا دیگر لوازم یدکی برای دیگر خودروها با کارشناسان ما تماس حاصل فرمایید.