مضخة الزيت (محرك الاحتراق الداخلي)

^{لتبسيط العملية وزيادة الموثوقية ،} تُستخدم المضخات الميكانيكية. وعادةً ما تُدار هذه المضخات بواسطة تروس ميكانيكية متصلة بعمود المرفق. يُعدّ خفض سرعة المضخة مفيدًا، ^{ولذلك يشيع} تشغيلها عبر عمود الكامات (إذا كان مُثبّتًا في كتلة الأسطوانات) أو عمود الموزع ، الذي يدور بنصف سرعة المحرك. عند وضع مضخة الزيت في الجزء السفلي من المحرك، يُستخدم عمود إدارة شبه رأسي، يُدار بواسطة تروس حلزونية مائلة من عمود الكامات. بدأت بعض المحركات، مثل محرك فيات توين كام لعام 1964، كمحركات ذات صمامات علوية (OHV) مع مضخة زيت تُدار من عمود كامات تقليدي في كتلة الأسطوانات . عند تطوير محرك الكامات العلوية المزدوجة، تم الاحتفاظ بترتيب مضخة الزيت السابق، وأصبح عمود الكامات عمودًا قصيرًا. حتى عند نقل موضع الموزع من مكانه السابق في كتلة الأسطوانات إلى تركيبه على أعمدة الكامات في رأس الأسطوانات، بقي موضع مضخة الزيت في مكانه، وأصبح موضع الموزع غير المستخدم مغطى بلوحة مانعة للتسرب. ^{[ 4 ]} قد تحتوي المحركات الصغيرة أو الدراجات البخارية على مضخات تروس داخلية مثبتة مباشرة على عمود المرفق الخاص بها.

لضمان الموثوقية، من النادر استخدام آلية دفع خارجية، سواءً كانت سيرًا منفصلاً أو تروسًا خارجية، على الرغم من أن المضخات التي تعمل بواسطة عمود الكامات غالبًا ما تعتمد على نفس سير التوقيت. وفي بعض الأحيان، تُستخدم سيور إضافية منفصلة عند إضافة مضخات حوض الزيت الجاف إلى المحركات أثناء عملية الضبط.

لا تُستخدم مضخات الزيت الكهربائية، وذلك لضمان الموثوقية. تُركّب أحيانًا بعض مضخات الزيت الكهربائية المساعدة، المعروفة باسم "مضخات مؤقت التوربو "، في المحركات التوربينية . تعمل هذه المضخات كمضخة زيت ثانية تستمر في العمل بعد توقف المحرك، لتوفير زيت التبريد لمحامل التوربو الساخنة لبضع دقائق ريثما يبرد. ^{[ ج ]} هذه مضخات إضافية ولا تحل محل مضخة الزيت الميكانيكية الرئيسية.

استخدام مضخة كهربائية كمضخة رئيسية للمحرك سيتطلب محركات كهربائية كبيرة، وقد يكون تشغيلها مباشرةً من المحرك أقل تكلفة. على سبيل المثال، تُضخ مضخة زيت محرك BMW S65 حوالي 45 لترًا في الدقيقة من الزيت بضغط 5.5 بار. ^{[ 5 ]} ويتطلب تشغيل هذه المضخة محركًا كبيرًا جدًا.

يؤدي ارتفاع ضغط الزيت إلى تلف موانع التسرب الرئيسية الأمامية أو الخلفية للمحرك، أو إلى انفجار سدادات الزيت. بعبارة أخرى، قد يتعرض أي منفذ مغلق إلى علبة المرافق للتلف. غالبًا ما يعني ارتفاع ضغط الزيت ضغطًا مرتفعًا للغاية عند بدء التشغيل البارد، ولكن هذا عيب في التصميم وليس نتيجة حتمية لارتفاع الضغط. صحيح أن عبارة "إذا رفعت الحد الأقصى للضغط، سيرتفع الضغط البارد بشكل مفرط"، ولكنها غير مقصودة.

حتى مضخات الزيت القياسية (بغض النظر عن العلامة التجارية أو الطراز) لا تتمتع بسعة كافية لصمام تخفيف الضغط: فمنفذ تخفيف الضغط صغير جدًا بحيث لا يستوعب كمية الزيت البارد. ولهذا السبب يوجد فرق ملحوظ بين الزيت البارد والساخن، وبين دورات المحرك العالية والمنخفضة، وما إلى ذلك، ولكن هذا لا يمثل عادةً مشكلة في المحركات القياسية بفضل صمام تخفيف الضغط الزنبركي المذكور سابقًا. أما منفذ تخفيف الضغط المصمم بشكل صحيح (وهو غير موجود في محركات الإنتاج) فيسمح بمرور أي كمية من الزيت التي تمر عبر التروس، بغض النظر عن لزوجة الزيت أو درجة حرارته، ولن يتغير قراءة المقياس إلا بشكل طفيف.

يُراقب ضغط الزيت بواسطة وحدة إرسال ضغط الزيت، والتي تُثبّت عادةً على كتلة المحرك. قد تكون هذه الوحدة إما مستشعر ضغط زنبركي أو مستشعر ضغط إلكتروني، وذلك حسب نوعها. قد تتسبب مشاكل في وحدة إرسال ضغط الزيت أو في التوصيلات بينها وبين شاشة السائق في قراءات غير طبيعية لضغط الزيت حتى وإن كان الضغط ضمن المعدل الطبيعي.

هناك أربعة أسباب فقط لانخفاض ضغط الزيت:

1. لا يوجد زيت أو مستوى الزيت منخفض في المحرك؛
2. مضخة زيت مهترئة أو معيبة أو زنبرك صمام تخفيف الضغط مكسور؛
3. تآكل المحامل الرئيسية (لا علاقة لأطراف المحامل الكبيرة بضغط الزيت، حيث أن معظم الضغط عليها يتم توفيره بواسطة قوة الطرد المركزي)؛ و
4. كسر أو انسداد في قناة الزيت.

انخفاض ضغط الزيت قد يُسبب تلفًا للمحرك. أول ما يتلف هو محامل عمود الكامات في حال كان المحرك من نوع OHC، حيث يمر الزيت عبر مُقيد، وانخفاض الضغط يُؤدي إلى نقص التزييت في الجزء العلوي من المحرك. إذا كانت المكابس مزودة بفتحات تهوية (كما في سيارات سكانيا)، فقد يُسبب ذلك احتكاكًا بين المكبس وبطانة الأسطوانة. كما قد تتعطل محامل عمود المرفق وذراع التوصيل. من مؤشرات انخفاض ضغط الزيت: إضاءة مؤشر التحذير، أو انخفاض قراءة الضغط على المقياس، أو سماع أصوات طقطقة أو قرقعة من المحرك. انخفاض ضغط الزيت مشكلة يجب معالجتها فورًا لتجنب حدوث أضرار جسيمة.

السبب الرئيسي لانخفاض ضغط الزيت في المحرك هو تآكل أجزائه الحيوية. مع مرور الوقت، تتعرض محامل المحرك وأختامه للتآكل. قد يؤدي هذا التآكل إلى فقدان هذه الأجزاء لأبعادها الأصلية، مما يسمح بتدفق كمية أكبر من الزيت، وبالتالي انخفاض ضغط الزيت بشكل كبير. على سبيل المثال، قد يتسبب تآكل 0.001 بوصة من محامل المحرك الرئيسية في فقدان ضغط الزيت بنسبة تصل إلى 20%. ^{[ 6 ]} قد يحل استبدال المحامل المتآكلة هذه المشكلة، ولكن في المحركات القديمة التي تعاني من تآكل شديد، لا يمكن فعل الكثير سوى إجراء صيانة شاملة للمحرك.

يمكن أن تتسبب الجزيئات الموجودة في الزيت بمشاكل خطيرة في ضغط الزيت. فبعد مرور الزيت عبر المحرك، يعود إلى حوض الزيت، وقد يحمل معه كمية كبيرة من الشوائب. هذه الشوائب قد تُسبب مشاكل في مصفاة سحب الزيت ومضخة الزيت نفسها. يبلغ قياس فتحات مصفاة سحب الزيت حوالي 0.26 سم² (0.04 بوصة مربعة ) ^. [ 6 ^{] لا تلتقط} هذه الفتحات إلا القطع الكبيرة من الشوائب، بينما تسمح بمرور الكثير من القطع الصغيرة. تكون فتحات المصفاة كبيرة جدًا (مقارنةً بالشوائب) لأن الزيت يكون شديد اللزوجة عند درجات الحرارة المنخفضة وسرعة المحرك البطيئة، ويحتاج إلى فتحات واسعة ليتدفق بحرية. وحتى مع وجود هذه الفتحات الكبيرة، قد تنسد المصفاة وتتسبب في انخفاض ضغط الزيت. يمكن لطبقة بسمك 0.13 مم (0.005 بوصة) على المصفاة أن تُقلل حجم الفتحات إلى حوالي 0.19 سم² (0.03 بوصة مربعة ) ^، مما يُقلل بدوره من تدفق الزيت بنسبة 44%. ^{[ 6 ]}   

حتى بعد مرور الزيت عبر مصفاة سحب الزيت وفلتر الزيت، قد تبقى بعض الشوائب فيه. لذا، من الضروري تغيير الزيت وفلتر الزيت لتقليل كمية الشوائب التي تمر عبر المحرك. هذه الشوائب الضارة، بالإضافة إلى التآكل الطبيعي للمحرك في المحركات ذات المسافات المقطوعة العالية، تتسبب في زيادة الخلوص بين المحامل والأجزاء المتحركة الأخرى.

قد يكون انخفاض ضغط الزيت ناتجًا ببساطة عن عدم كفاية الزيت في حوض الزيت، أو احتراق الزيت (عادةً بسبب تآكل حلقات المكبس أو تلف صمامات منع التسرب)، أو التسرب. تعمل حلقات المكبس على إحكام إغلاق غرفة الاحتراق، بالإضافة إلى إزالة الزيت من الجدران الداخلية للأسطوانة. مع ذلك، عندما تتآكل هذه الحلقات، تقل فعاليتها، مما يؤدي إلى تراكم الزيت على جدران الأسطوانة أثناء الاحتراق. في بعض المحركات، يُعد احتراق كمية صغيرة من الزيت أمرًا طبيعيًا ولا يستدعي القلق بالضرورة، بينما يُعد استهلاك الزيت بكميات كبيرة مؤشرًا على أن المحرك قد يحتاج إلى صيانة شاملة.

لا تتشابه جميع المحركات في احتياجاتها من التزييت. فالمحركات عالية الأداء، على سبيل المثال، تُعرّض نظام التزييت لضغط أكبر. في هذه الحالة، يجب أن يكون نظام التزييت متينًا للغاية لمنع تلف المحرك. ^{[ 2 ]} لا تتجاوز سرعة دوران معظم محركات السيارات الحديثة 5000-6000 دورة في الدقيقة، ولكن هذا ليس هو الحال دائمًا في محركات الأداء العالي، حيث قد تصل سرعة دوران المحرك إلى 8000-9000 دورة في الدقيقة. في مثل هذه المحركات، من الضروري أن يدور الزيت بسرعة كافية، وإلا فقد ينحصر الهواء فيه. كذلك، ولزيادة الطاقة، تستخدم بعض المحركات في تطبيقات الأداء العالي زيوتًا ذات لزوجة أقل، مما يتطلب طاقة أقل لتشغيل مضخة الزيت. تتراوح لزوجة الزيوت الشائعة في المحركات الحديثة عادةً بين 5W-30 و10W-30، بينما قد تستخدم محركات الأداء العالي زيتًا أقل لزوجة 0W-20. ^{[ 8 ]}