Regimul de curgere a uleiului in canalizatiile sistemului de ungere

Regimul de curgere a uleiului in canalizatiile sistemului de ungere

Sistemul de ungere se caracterizeaza printr-o retea de canale si conducte pentru transportul uleiului la diferite suprafete aflate in miscare relativa sau care necesita racire.

Regimul de curgere a uleiului printr-o conducta rectilinie si de sectiune constanta este caracterizat prin numarul lui Reynolds.

(15.1)

unde:  w - viteza medie a lichidului;

d - diametrul interior al conductei si

 - vascozitatea cinematica a uleiului.

In cazul conductelor drepte, viteza critica de curgere se plaseaza in jurul valorii
w = 2000.n/d; sub aceasta valoare regimul de curgere este laminar; depasirea vitezei critice conduce la un regim turbulent de curgere.

La regimul de curgere laminara, traiectoriile de curgere sunt paralele cu axa conductei (canalului) si viteza de curgere la distanta x de axa are valoarea , h fiind inaltimea manometrica la punctul considerat. Variatia vitezei de curgere este parabolica, la peretele conductei are valoarea zero, iar pe axa valoarea maxima legala cu 2w. Pierderea de sarcina h in functie de viteza medie de curgere este:

(15.2)

unde: l - lungimea conductei.

Valoarea vitezei critice este de 4 m/s. Depasirea acestei viteze conduce la un regim de curgere instabil. La viteza medie de curgere de 8 m/s viteza maxima atinge valoarea  w_max=1,2w, iar pierdere de sarcina , parametrul  depinde in principal de rugozitatea conductei

putand fi determinata cu relatia:

(15.3)

In cazul in care conductele (canalele) au variatii de directie sau sectiune, regimul de curgere local este asimilat regimului turbulent. Pierderea de sarcina in punctele de variatie poate fi determinata cu ajutorul relatiei:

(15.4)

unde:  a - coeficient care tine seama de natura variatiei. In cazul largirii bruste a conductei de la diametrul d la d₁, ; in cazul coturilor bruste cu schimbare unghiulara ; in cazul coturilor cu raza de racordare r 5d,

Dezaerarea uleiului

La functionarea motoarelor cu ardere interna aerul este prezent in uleiul din sistemul de ungere. Aerul se poate concentra in spuma care pluteste la suprafata uleiului din baie sau ramane in suspensie, ceea ce este mai grav, dimensiunea bulelor de aer fiind influentata de caracteristicile uleiului; temperatura, viscozitate, tensiune superficiala.

Prezenta bulelor de aer in ulei poate provoca o serie de fenomene negative ca: neregularitate a debitului care induce functionarea cu vibratii a pompei, presiunea uleiului in sistemul de ungere la limita de securitate datorita functionarii cu intreruperi; inrautatirea filtrabilitatii uleiului, posibilitatea aparitiei rupturii filmului de ulei; cresterea riscului de aparitie a fenomenului cavitatiei in cuzineti.

Functionarea corecta a sistemului de ungere presupune prezenta unei cantitati minime de aer in ulei, pentru aceasta se impun urmatoarele masuri:

a) limitarea introducerii aerului in ulei;

b) asigurarea timpului necesar dezaerarii;

c) evitarea fenomenelor care limiteaza procesul dezaerarii.

In mod obisnuit aerul este introdus in ulei la aspiratia uleiului in pompa. Depasirea unei anumite turatii limita provoaca acest proces.

Pentru a se indeparta aceasta turatie limita in conditiile de functionare trebuie avute in vedere urmatoarele recomandari: nivelul minim real al uleiului in baia de ulei sa fie intotdeauna deasupra sorbului de aspiratie (tinandu-se cont de nivelul minim pe joja si de conditiile de functionare si drum: accelerare, decelerare, ruliu, tangaj, panta accentuata, conducta de aspiratie a uleiului sa fie larga si scurta; returul uleiului prin supapa de siguranta sa fie sub nivelul minim real al uleiului; conducta de retur al uleiului din turbocompresor sa fie deasupra nivelului maxim al baii de ulei si cat mai departe de sorbul pompei; biela si contragreutatile arborelui cotit sa nu atinga suprafata uleiului din baie.

Aceste recomandari indeplinite nu elimina prezenta aerului in ulei deoarece uleiul se intoarce in baie sub forma de picaturi care traverseaza atmosfera din baia de ulei.

Dezaerisirea uleiului se produce in timpul repausului din functionare. an aceste conditii capacitatea baii de ulei trebuie sa fie maxima in functie de conditiile impuse de motor. Se recomanda ca volumul de ulei in baie sa nu fie inferior la 0,136 l/kW_nominal. Timpul de recirculare a uleiului sa nu fie inferior la 12 s, ceea ce presupune un debit al pompei de 0,78 l/kW_min.

Fenomenul de dezaerare a uleiului poate fi limitat de catre aditivii antispumanti, care provoaca o crestere a tensiunii superficiale a uleiului, precum si de aditivii amelioratori ai indicelui de viscozitate.

Timpul necesar pentru dezaerare este in functie de aditivii prezenti in ulei si de sectiunea de trecere a sistemului de ventilatie a carterului.

Dezaerarea uleiului este un factor important pentru o buna rezistenta a uleiului la agentii chimici.

Ungerea motoarelor in doi timpi cu baleiaj prin carter

In cazul motoarelor in doi timpi cu baleiaj prin carter ungerea suprafetelor aflate in miscare relativa prezinta o serie de dificultati deoarece in carter nu se poate introduce ulei datorita suprapresiunii pentru baleiaj si comunicatiei directe dintre carter si interiorul cilindrului. Ungerea in acest caz se realizeaza prin intermediul combustibilului dupa doua procedee: a) amestecarea uleiului cu combustibilul; b) injectarea uleiului in curentul de amestec aer-combustibil.

In primul caz uleiul se amesteca cu combustibilul in proportie de 4…5% la introducerea acestuia in rezervor. In al doilea caz procedeul implica prezenta unei pompe de joasa presiune ca sa injecteze ulei in carburator, procedeul este mai complicat insa implica o reducere a consumului de ulei.

Suprafetele aflate in miscare relativa indiferent de procedeul utilizat se ung astfel: amestecul aer-vapori de benzina si picaturi fine de benzina si ulei ajung in carter unde datorita contactului cu piesele calde o parte din benzina se vaporizeaza iar picaturile de ulei din amestec se depun pe suprafatele fusurilor si bratelor arborelui cotit care le proiecteaza pe oglinda cilindrului. Cantitatea de ulei este insuficienta si lagarele de alunecare ale arborelui cotit sunt inlocuite cu lagare de rostogolire. Amestecul aer-benzina care ajunge in camera de ardere joaca in continuare rolul de lubrifiant deoarece mai contine picaturi de benzina si ulei, benzina se vaporizeaza, in continuare si picaturile de ulei se depun pe oglinda cilindrului asigurand ungerea pistonului si segmentilor. an cazul in care in benzina se mareste cantitatea de ulei nu se asigura imbunatatirea ungerii ci se mareste cantitatile de depuneri datorita arderii incomplete a uleiului.