Voitelujärjestelmä

Voitelujärjestelmä on voiteluaineen toimittamiseen tarkoitettu osakokonaisuus. Voitelujärjestelmään kuuluvat esimerkiksi säiliö, pumppu, öljynsuodatin, lämmönsiirrin, ylipaineventtiili, painemittari sekä kanavia/letkuja voiteluaineen johtamiseksi haluttuun paikkaan. Voitelujärjestelmä voidaan rakentaa myös roiskevoiteluun tai öljykylpyyn perustuvaksi, mikä on edullista yksinkertaisuutensa vuoksi. Yleisiä voiteluaineita ovat voiteluöljyt ja voiteluvaseliinit.

Voiteluöljyjärjestelmä
Voiteluöljyyn perustuvia järjestelmiä on kolmea pääluokkaa: paine-, roiske- ja öljykylpyjärjestelmä. Voi olla myös näiden järjestelmien yhdistelmiä; esimerkiksi yhdistetty roiske- ja märkäsumppujärjestelmä.

Painevoitelujärjestelmä
Painevoitelujärjestelmää käytetään suurilla akselien kehänopeuksilla tai korkeilla termisillä tehoilla. Painevoitelua voidaan joutua käyttämään myös silloin, kun öljykylpyinen järjestelmä paisuntasäiliöineen ei mahdu laitteen rakenteeseen. Painevoitelujärjestelmä voidaan jakaa märkä- ja kuivasumppujärjestelmiin. Märkäsumppuvoitelujärjestelmässä voiteluöljy on moottorin pohjalla säiliössä, esimerkiksi polttomoottoreiden öljypohjassa. Kuivasumppujärjestelmässä voiteluöljy sijaitsee erillisessä säiliössä.

Voitelujärjestelmä ottaa käyttötehonsa moottorilta ja täten lisää moottorin polttoaineenkulutusta. Energiatehokkuutta parannettaessa voidaan käyttää muuttuvatilavuuksista öljypumppua, jonka tuottamaa tilavuusvirtaa säädetään moottorin voiteluainetarpeen mukaan ja näin säästetään energiaa. Tilavuusohjattu pumppu voi säästää 160 wattia energiaa, mikä tarkoittaa noin 1 % polttoaineensäästöä EU-kulutussyklissä. Vielä suurempi, 1,25 kW säästö öljypumpun tehontarpeessa saavutetaan 6000 1/min kierrosalueella.

Märkäsumppujärjestelmä
Painevoitelujärjestelmä käyttää voiteluaineena voiteluöljyä, jota voidaan kierrättää pumpun avulla. Voitelujärjestelmä toimii siten, että moottorin öljypumppu pumppaa öljyä säiliöstä öljykanaviin. Pääöljykanavassa öljypumpun jälkeen on yleensä öljynsuodatin ja mahdollisesti myös lämmönsiirrin. Öljynsuodatin erottelee hienot epäpuhtaudet voiteluaineesta. Säiliössä ennen öljypumppua on karkeasuodatin, eli sihti. Öljykanavissa öljy virtaa voideltaviin kohteisiin (laakerit, sylinterit, venttiilit yms) suorittamaan tehtävänsä ja palaa takaisin säiliöön valumalla, kun kanavista tuleva uusi öljy työntää edellämenevää öljyä ulos. Takaisin säiliöön valuva öljy lähtee uudelleen kiertoon. Voitelujärjestelmässä vallitsevaan paineeseen vaikuttaa pumpun lisäksi voiteluaineen viskositeetti ja kanavien aiheuttama virtausvastus. Viskositetti aiheuttaa virtausvastusta ja täten aiheuttaa voitelujärjestelmään paineen, suurempi viskositeetti aiheuttaa yleensä suuremman paineen.

Kuivasumppujärjestelmä

Kuivasumppujärjestelmässä voiteluaine toimitetaan voitelukohteisiin samaan tapaan kuin märkäsumppujärjestelmässäkin, mutta voiteluaine tulee moottorin ulkopuolisesta säiliöstä. Kuivasumppujärjestelmän etuina ovat mahdollisuus laskea moottorilohko alemmaksi, jolloin ajoneuvon painopiste alenee. Lisäksi kaarrenopeuden kesto on suurempi, sillä erillisessä säiliössä öljyyn vaikuttava vaakatason kiihtyvyys ei niin helposti aiheuta öljyn joutumista pumpun ulottumattomiin. Kuivasumppuvoitelua käytetään esimerkiksi urheiluautoissa, moottorikelkoissa ja moottoripyörissä.

Roiskevoitelujärjestelmä
Roiskevoiteluun perustuva järjestelmä voi toimia ilman öljypumppua. Kiertokankien alaosassa on kauhat, jotka heittävät öljysäiliössä olevaa öljyä ylös säiliöstä. Roiskevoitelua käytetään pienissä moottoreissa sen yksinkertaisuuden vuoksi ja se soveltuu pääosin vaakatasossa olevien akseleiden voiteluun.

Öljykylpyjärjestelmä
Öljykylpyinen voitelujärjestelmä on käytössä yleisesti hammaspyörävaihteistoissa. Öljykylpyjärjestelmässä voideltavat osat ovat osin upotettuna säiliöön. Öljykylpyvoitelu on edullinen ja painevoitelua toimintavarmempi ratkaisu. Hankaluuksia tuottaa öljyn laajeneminen sen lämmetessä, eli laajenevalle öljylle pitää olla tilaa.

Voitelurasvajärjestelmä

Voitelujärjestelmät jotka käyttävät voiteluaineena vaseliinia, eivät yleensä palauta voitelurasvaa säiliöön uutta kiertoa odottamaan, vaan vanha voiteluaine valuu pois kun uusi voitelurasva korvaa sen. Rasvausjärjestelmät eivät yleensä pumppaa jatkuvasti koneen käydessä, vaan annostelevat pieniä sykäyksiä ja korvaavat vanhaa rasvaa vähän kerrallaan.

Teollisuuden sovelluksissa, työkoneissa ja kuorma-autoissa käytetään yleensä automaattista keskusvoitelujärjestelmää - nk. rasvari. Keskusvoitelujärjestelmä toimittaa voiteluainetta (esim. vaseliinia) nivelakseleille, laakereille sekä muihin koneen voitelukohteisiin. Järjestelmä voitelee yhdellä napin painalluksella tai automaattisesti kaikki voitelukohteet, vähentäen koneen rasvausseisokkeja sekä ennaltaehkäisten voitelun puutteesta johtuvia vaurioita.

Lähteet

Polttomoottorit