Вопрос36: Система смазки. Назначение, устройство, принцип действия. Принцип смазки двигателя


Система смазки двигателя. Общее устройство и принцип действия

Назначение системы смазки заключается в снижении трения сопряженных деталей двигателя. Кроме того система смазки выполняет и побочные функции — понижает температуру деталей двигателя, удаляет продукты износа и нагара, защищает детали двигателя от коррозии.

Общее устройство

В систему смазки двигателя входят:

  • поддон картера с маслозаборником
  • масляный насос
  • масляный радиатор
  • масляный фильтр
  • соединительные магистрали и каналы

Рис. Схема системы смазки: 1 — масляный поддон; 2 — датчик уровня и температуры масла; 3 — масляный насос; 4 — редукционный клапан; 5 — масляный радиатор; 6 — масляный фильтр; 7 — перепускной клапан; 8 — обратный клапан; 9 — датчик давления масла; 10 — коленчатый вал; 11 — форсунки; 12 — распределительный вал выпускных клапанов; 13 — распределительный вал впускных клапанов; 14 — вакуумный насос; 15 — турбонагнетатель; 16 — стекание масла; 17 — сетчатый фильтр; 18 — дроссель.

Предназначением поддона картера двигателя является хранения масла. Проконтролировать уровень масла в поддоне можно используя щуп, а также датчик уровня и температуры масла.

Масляный насос служит для закачки масла в систему. В действие он приводится коленчатым, распределительным или дополнительным приводным валом. Самыми распространенными являются масляные насосы шестеренного типа.

Рис. Односекционный шестеренный масляный насос со встроенным редукционным клапаном:1 — впускная полость; 2 — нагнетательная полость; 3 — редукционный клапан

От продуктов нагара и износа масло очищается масляным фильтром. Очищение моторного масла достигается фильтрующим элементом, замену которого рекомендуется производить одновременно с заменой масла.

Охлаждение и нагрев моторного масла производит масляный радиатор. Через масляный радиатор пропускается охлаждающая жидкость, которая нагревает масло в холодном двигателе и охлаждает его, когда двигатель горячий. Масло в двигателе должно иметь температуру выше 100°С чтобы из него выпаривалась остаточная вода, но его температура не должна превосходить границу в диапазоне от от 138°С до 148°С.

Давление масла в системе контролируют датчики установленные в масляной магистрали. Датчик направляет сигнал к лампе на приборной панели. Также информация о давлении может поступать в систему управления двигателем. При снижении давления сверх нормы, система управления должна остановить двигатель.

Современные двигатели могут иметь датчики уровня и температуры масла. Поступающая от них информация также отображается на приборной панели.

Постоянное рабочее давление в системе смазки поддерживается с помощью одного или нескольких редукционных (перепускных) клапанов, которые устанавливают в масляных насосе и фильтре.

Принцип действия системы смазки двигателя

Самой распространенной системой смазки двигателей в настоящее время является комбинированная. В такой системе одни детали смазываются под давлением, а другие – самотеком или разбрызгиванием.

Двигатель смазывается циклически. После его запуска, масло закачивается в систему масляным насосом. Насос создает необходимое давление и подает масло в масляный фильтр, в котором происходит его очистка от механических примесей. Далее масло по каналам подается к:

  • шатунным шейкам коленчатого вала
  • коренным шейкам коленчатого вала
  • опорам распределительного вала
  • верхней опоре шатуна для смазки поршневого пальца

К рабочей поверхности цилиндра масло поступает из отверстий в нижней опоре шатуна или от специальных форсунок.

Другие части двигателя смазываются разбрызгиванием, т.е. часть масла вытекающего из зазоров в соединениях разбрызгивается подвижными частями КШМ и ГРМ. При разбрызгивании масла создается масляный туман, который при оседании смазывает детали двигателя.

Масло стекает в поддон картера двигателя под действием силы тяжести, после чего цикл смазки повторяется.

Также в некоторых автомобилях применяется система смазки с сухим картером. В такой системе основной запас масла содержится в автономном масляном баке, откуда подается в главную масляную магистраль двигателя нагнетающей секцией масляного насоса. Такие системы обеспечивают бесперебойный подвод масла к трущимся деталям двигателя на длительных крутых подъемах, спусках и при кренах без какого-либо масляного голодания и утечек масла через сальники коленчатого вала. Кроме того, применение системы с сухим картером позволяет уменьшить высоту двигателя, снизить расход масла и сохранять его физико-химические свойства в течение более длительного периода благодаря возможности удаления из масла картерных газов.

Рис. Типичная схема смазочной системы двигателя с сухим картером:1 — масляная центрифуга; 2 — двигатель; 3 — полнопоточный фильтр грубой очистки; 4 — масляный радиатор; 5 — перепускной клапан; 6 — масляный бак; 7 — змеевик для подогрева масла; 8 — предпусковой маслозакачивающий насос; 9 — маслопрцемный сетчатый фильтр; 10, 11 — нагнетающая и откачивающая секции основного масляного насоса

Видео: Система смазки двигателя

Устройство системы смазки двигателей ГАЗ-69, ГАЗ-69А, ГАЗ-63 и ГАЗ-51А, ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157 и ЗИЛ-151, ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-150, ЯАЗ-М-206Б

Ознакомиться с особенностями устройства двигателей отечественных автомобилей ГАЗ, ЗИЛ, УРАЛ И ЯАЗ можно в следующей записи.

Система смазки двигателя ВАЗ

Система смазки двигателя ВАЗ — комбинированная, т.е. смазывание происходит одновременно двумя способами: под давлением и разбрызгиванием. При температуре масла 85 °С и частоте вращения коленвала 5600 мин-1, давление в системе смазки составляет от 3,5 до 4,5 кгс/см2. При минимальной частоте вращения коленчатого вала (от 850 до 900 мин-1) минимальное давление должно составлять не менее 0,5 кгс/см2. Вместимость системы смазки, включая масло в масляном фильтре, составляет 3,75 л.

Рис. Схема системы смазки двигателя ВАЗ:1 — масляный насос; 2 — масляный картер: 3 — канал подачи масла от насоса к фильтру; 4 — горизонтальный канал для подачи масла от фильтра в масляную магистраль; 5 — канал для подачи масла к шестерне привода масляного насоса и распределителя зажигания; 6 — канал в шейке коленчатого вала; 7 — передний сальник коленчатого вала; 8 — канал подачи масла от масляной магистрали к коренному подшипнику и к валику привода масляного насоса и распределителя зажигания; 9 — шестерня привода масляного насоса и распределителя зажигания; 10 — валик привода масляного насоса и распределителя зажигания; 11 — канал для стока масла; 12 — канал в кулачке распределительного вала; 13 — магистральный канал в распределительном валу; 14 — канал в опорной шейке коленчатого вала; 15 — кольцевая выточка на средней опорной шейке распределительного вала; 16 — крышка маслоналивной горловины; 17 — наклонный канал с головке цилиндров; 18 — вертикальный канал в блоке цилиндров; 19 — масляная магистраль; 20 — датчики давления и контрольной лампы давление масла; 21 — канал подачи масла к коренному подшипнику; 22 — канал подачи масла от коренного подшипника к шатунному; 23 — указатель уровня масла; 24 — масляный фильтр; 25 — перепускной клапан масляного фильтра; 26 — противодренажный клапан

Подробней система смазки двигателя ВАЗ рассмотрена нами в следующей статье.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Система смазки двигателя: назначение, устройство, устранение неполадок

Изучая устройство транспортного средства, применяемые в его работе технические жидкости и порядок проведения технического обслуживания, нельзя не затронуть особенности системы смазки. Система смазки автомобильного двигателя обеспечивает средству передвижения стабильность и эффективность в его ежедневной работе, поэтому очень важно разобраться в ее строении, изучить выполняемые ею функции и ознакомиться с принципом ее работы.

Назначение системы смазки и выполняемые функции

Система смазки двигателя

Двигатель внутреннего сгорания любого транспортного средства состоит из множества элементов, которые в процессе его работы весьма агрессивно взаимодействуют между собой. Ввиду их постоянного движения внутри установки возникает высокая сила трения, влекущая за собой большие мощностные потери и, как следствие, повышенное потребление топлива. Длительная работа «на сухую» может и вовсе привести к заклиниванию силового агрегата: усиленное взаимодействие деталей приведет к нагреванию их поверхностей и дальнейшему расширению; в результате, это уменьшит рабочие зазоры конструкции и приведет к их заполнению металлической стружкой, образовавшейся вследствие разрушения основных элементов.

Чтобы предотвратить это состояние и продлить срок полезного использования, двс оборудуется смазочной конструкцией, которая облегчает ход деталей, создавая вокруг элементов системы внутреннего сгорания прочную защитную пленку.

Таким образом, система смазки любого двухтактного или четырехтактного двигателя выполняет следующий ряд функций:

  1. Уменьшение силы трения между рабочими элементами;
  2. Охлаждение их поверхностей;
  3. Снижение рабочей температуры двигателя;
  4. Выведение металлической стружки и загрязняющих частиц за пределы рабочего пространства установки;
  5. Предотвращение скоротечного износа, разрушения и закоксовки деталей;
  6. Обеспечение требуемого давления рабочей жидкости для эффективной работы двс (изменение фаз газораспределительного механизма, регулировка гидравлическими компенсаторами рабочих зазоров клапанов).

Устройство системы смазки

Для чего предназначена данная система разобрались, теперь настало время изучить ее устройство. У каждого автомобиля – своя система смазки, поэтому ее конструктивные составляющие могут существенно отличаться друг от друга. Она может дополняться какими-то элементами, а может и вовсе не иметь нижеперечисленные компоненты, но, как правило, для современных систем характерно наличие следующих элементов:

  • Картер с поддоном. Поддон – это самая нижняя часть силовой установки. К картеру он прикрепляется при помощи болтов и уплотнительных прокладок и служит своего рода «хранилищем» для рабочей жидкости. В поддоне происходит ее охлаждение и «успокоение» — благодаря специальным перегородкам моторное масло перестает волноваться при движении транспортного средства по неровностям.
  • Фильтр. Фильтрующий элемент в системе смазки служит местом, куда рабочая жидкость «приносит» ухудшающий работу силовой установки мусор. Это может быть нагар, копоть, попавшая извне пыль, металлическая стружка и прочие загрязняющие вещества. После засорения фильтра, моторное масло начинает быстро терять свои свойства из-за чрезмерного количества грязевых частиц, что приводит к потере мощностных показателей всего автомобиля. Чтобы не допустить губительные для двс последствия, необходимо своевременно проводить замену рабочей жидкости и не забывать менять фильтрующие элементы.

Масляной фильтр

  • Масляный насос. Без насоса работа механизма не была бы возможна: именно он создает требуемое давление внутри установки и «заставляет» рабочую жидкость воздействовать на механизмы. В автомобилях применяется два вида насосов – шестеренчатые и роторные. Первый вид агрегатов обеспечивает подачу масла с постоянным давлением, роторный – допускает изменение силы подачи. Внутри моторного отсека создается давление от 2 до 16 атмосфер.
  • Радиатор. Данный элемент системы смазки двигателя обеспечивает охлаждение моторного масла. Причем охлаждение может быть двух видов – жидкостное и воздушное.
  • Редукционные и перепускные клапаны. Эти элементы позволяют уменьшать давление, если его показатель превышает установленную норму. Устанавливаются данные элементы внутри силовой установки рядом с масляным насосом, фильтром и т.д. и активируются благодаря срабатыванию специальных датчиков. Например, при засорении фильтра перепускной клапан пускает рабочую жидкость в обход ему, чтобы не допустить остановку всего двигателя.
  • Датчики давления и температуры масла. Именно благодаря им бортовой компьютер узнает о работоспособности системы. Датчик давления устанавливается в центральной магистрали и осуществляет замер основного параметра. В случае отклонения его от нормы, на приборной панели автомобиля загорается индикатор.
  • Каналы смазки. Не трудно догадаться для чего используются данные элементы: они обеспечивают подачу моторной жидкости к взаимодействующим механизмам.
  • Главная магистраль. Осуществляет поступление масла от насоса к фильтру. Благодаря большому сечению магистраль сохраняет циркуляцию жидкости на нужном уровне. Также, благодаря магистрали осуществляется смазывание подшипников коленчатого вала.

В зависимости от конструктивных особенностей транспортного средства, современная смазочная установка может быть дополнена иными компонентами.

Виды систем смазок

Несмотря на то, что все приборы системы смазки выполняют одни и те же функции, она может быть трех видов:

  • система с разбрызгивающей подачей масла,
  • система с подачей жидкости под давлением,
  • комбинированная система.

Первый вид имеет достаточно простое устройство: здесь масло попадает на рабочие детали благодаря специальным черпакам, установленным на кривошипных головках шатунов. Захватываемая из поддона жидкость рассеивается по рабочей зоне в виде масляного тумана.

Недостаток такого метода распределения масла связан с неравномерным смазыванием конструктивных элементов из-за периодического изменения его уровня в нижней емкости двигателя — поддоне.

Объем рабочей жидкости постоянно меняется при увеличении оборотов коленчатого вала, наклонах транспортного средства и в режиме агрессивного вождения. Черпаки не могут контролировать количество разбрызгивающейся жидкости, поэтому мотор периодически начинает испытывать масляной голодание или, наоборот, захлебываться от чрезмерного количества жидкости.

Второй вид системы подразумевает непрерывную подачу моторного масла на все элементы установки. Смазочный состав собирается в картере установки, а затем по специальным каналам подается на рабочий узел. После выполнения поставленных целей масло стекает в поддон картера. Если в первом типе системы отрегулировать количество масла не получается, то во втором такая регулировка вполне возможна. Несмотря на то, что система обеспечивает экономное и рациональное распределение технической жидкости, широкого распространения она не получила – слишком затратное и трудоемкое производство она предполагает.

Моторное масло в двигателе

Объединив технологии разбрызгивания и подачи масла под давлением, инженерам удалось создать комбинированный тип распределения смазки: на основные узлы конструкции, максимально подверженные износу, защитная жидкость подается под давлением, в то время, как остальная часть механизмов, эксплуатируемая в более спокойных условиях, орошается маслом путем разбрызгивания.

Комбинированная система предполагает применение мокрого и сухого картера. Под мокрым картером подразумевается его постоянное заполнение рабочей жидкостью. Простота и надежность принципа позволили ему получить массовое распространение: практически все стандартные автомобили оснащены подобной системой. Тем не менее, в ней присутствуют не совсем приятные недостатки: в случае попадания в картер воздуха или топливной смеси, масляный состав начинает пениться и терять смазочные свойства. В результате, двс остается без должного уровня защиты. Чтобы не допустить подобный неблагоприятный эффект, диагностика системы автомобиля на предмет ее разгерметизации должна проводиться регулярно.

Сухой картер обеспечивается благодаря наличию в силовой установке специального бачка, куда стекает вся отработанная жидкость. Здесь ее смешивание с воздухом и топливной смесью попросту невозможно. К преимуществам такой системы следует отнести стабильность ее работы в условиях прохождения транспортным средством препятствий с большим углом наклона. Принцип сухого картера применяется на гоночных, спортивных автомобилях и некоторых внедорожниках.

Принцип работы смазочной конструкции

Работа системы смазки

Принцип работы системы смазки заключается в бесперебойной подаче рабочей жидкости ко всем элементам, подверженным механическому износу.

Схема работы смазочной системы выглядит следующим образом. Во время запуска силовой установки маслоприемник захватывает требуемое количество масла из поддона картера и направляет его в масляный насос. Насос в свою очередь задает жидкости силу и скорость, с которой она будет циклически циркулировать по системе. После насоса масло попадает в фильтр и проходит тщательное очищение. Как говорилось ранее, если данный элемент цепи загрязнен, то перепускной клапан пустит рабочую смазку в обход фильтрующего элемента. После него ГСМ направляется к подшипникам шатунов и коленвала, опорам и пальцам распредвала, к коромыслам привода клапанов. При наличии турбокомпрессора масло также распределяется на его вал.

Попадание рабочей смеси на внутренние стороны цилиндров рабочая смесь осуществляется посредством отверстий в головке шатуна. Здесь оно обеспечивает беспрепятственный ход маслосъемных и компрессорных колец, снижает износ стенок цилиндров. После смазывания элементов силовой установки отработанная жидкость  возвращается обратно в поддон автомобиля, где под воздействием бесперебойно вращающегося кривошипно-шатунного механизма распыляется по остальным элементам системы.

Возможные неполадки в работе системы и способы их устранения

Некоторые моторные неполадки в системе смазки могут возникнуть неожиданно, даже если вы не так давно осуществляли ремонт автомобиля или проводили его техническое обслуживание. Перечислим основные проблемы и разберемся со способами их решения:

Вид неисправностиПричинаУстранение
Датчик давления масла не горит при включении зажигания1. Индикатор перегорел1. Замените лампочку датчика в приборной панели
2. Повреждение провода, окисление разъема2. Осмотрите место соединения и при необходимости произведите замену провода
3. Выход из строя датчика давления масла3. Замените датчик на новый
Индикатор давления масла горит на холостому ходу, при повышении оборотов отключаетсяНизкое давление масла из-за его перегрева. Система охлаждения работает неправильно«Погоняйте» автомобиль на повышенных оборотах в течение 15-20 минут, чтобы охладить двигатель; проведите диагностическое обследование работоспособности охлаждающей системы
Индикатор на приборной панели горит при повышенных оборотах мотораНеисправен редукционный клапанС помощью щупа проверьте уровень моторного масла в автомобиле, при необходимости замените редукционный клапан
Индикатор горит постоянно1. Слишком низкое количество масляной жидкости1. Проверьте уровень масла и долейте его при необходимости
2. Насос не работает, канал масляного насоса загрязнен2. Прочистите или замените насос
Большой расход маслаИзнос цилиндров, поршневых колец, маслосъемных колпачков, уплотнительных элементовПроизведите осмотр двигательной системы и устраните причину утечки

И напоследок

Система смазки двигательной установки защищает автомобиль от ежедневных перегревов и значительно повышает его ресурс. Поэтому важно держать ее в исправном состоянии. Для этого водитель должен своевременно проводить техническое обслуживание транспортного средства и устранять мелкие неисправности, которые в дальнейшем могут привести к дорогостоящему ремонту.

proavtomaslo.ru

Система смазки - назначение, устройство и основные элементы: масляный насос, масляный фильтр, радиатор.

Назначение и характеристика

Смазочной называется система, обеспечивающая подачу масла к трущимся деталям двигателя.

Система смазки двигателя внутреннего сгорания служит для уменьшения трения и изнашивания деталей двигателя, для охлаждения и коррозионной защиты трущихся деталей и удаления с их поверхностей продуктов изнашивания. В двигателях автомобилей применяется комбинированная система смазки различных типов (рисунок 1).

Рисунок 1 – Типы смазочных систем, классифицированных по различным признакам.

Комбинированной называется система смазки, осуществляющая смазывание деталей двигателя под давлением и разбрызгиванием. Давление создается масляным насосом, а разбрызгивают масло коленчатый вал и другие быстровращающиеся детали двигателя.

Под давлением смазываются наиболее нагруженные трущиеся детали двигателей – коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, опорные подшипники распределительного вала, подшипники вала привода масляного насоса и др.

Разбрызгиванием смазываются стенки цилиндров, поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, детали газораспределительного механизма, его цепного или шестеренного привода и другие детали двигателей. В двигателях со смазочной системой без масляного радиатора охлаждение масла, которое нагревается в процессе работы, происходит в основном в масляном поддоне.

При наличии в смазочной системе масляного радиатора охлаждение масла осуществляется и в масляном поддоне, и в масляном радиаторе, которые включается в работу при длительном движении автомобиля с высокими скоростями и при эксплуатации автомобиля летом.

В смазочной системе с открытой вентиляцией картера двигателя картерные газы, состоящие из горючей смеси и продуктов сгорания, удаляются в окружающую среду.

При закрытой вентиляции картера двигателя картерные газы принудительно удаляются в цилиндры двигателя на догорание, что предотвращает попадание газов в салон кузова легкового автомобиля и уменьшает выброс ядовитых веществ в окружающую среду.

Моторные масла

Для смазывания двигателей автомобилей применяют специальные моторные масла минерального происхождения, которые получают из нефти, а также синтетические. Марки моторных масел весьма разнообразны. Их основными свойствами являются вязкость, маслянистость и чистота (отсутствие механических примесей и кислот). Вязкость характеризует чистоту масла, его текучесть и способность проникать в зазоры между трущимися деталями. Маслянистость характеризует свойство масла обволакивать трущиеся детали масляной пленкой. Для повышения качества моторных масел к ним добавляют специальные присадки, повышающие смазывающие свойства масел.

Устройство и принцип работы системы смазки

На рисунке 2 представлена смазочная система двигателя легкового автомобиля ВАЗ.

Смазочная система комбинированная, без масляного радиатора и с закрытой вентиляцией картера двигателя.

Смазочная система включает в себя масляный поддон, масляный насос с редукционным клапаном и маслоприемником, масляный фильтр, маслопроводы (каналы в головке и блоке цилиндров, коленчатом и распределительном валах), заливную горловину и указатель уровня масла.

Рисунок 2 – Смазочная система двигателя легкового автомобиля

1 - вал; 2, 4 - каналы; 3 - горловина; 5 - лампа; 6 - датчик; 7 - магистраль; 8 - стержень; 9 - фильтр; 10 - насос; 11 - маслоприемник; 12 – поддон

Масло заливают в поддон 12 через горловину 3 и его количество контролируют специальным стержнем 8, конец которого находится в масляной ванне. При работе двигателя масло забирается из поддона насосом 10 через маслоприемник 11 и по приемному каналу в блоке цилиндров подается в фильтр 9, который включен в главную масляную магистраль 7 последовательно. Из фильтра масло через главную магистраль и канал в блоке цилиндров под давлением поступает соответственно к коренным подшипникам коленчатого вала и переднему подшипнику вала 1 привода масляного насоса, а также к заднему подшипнику по центральному каналу вала.

Максимальное давление масла, создаваемое насосом, ограничивается редукционным клапаном, установленным в масляном насосе.

При засорении фильтра масло поступает в главную масляную магистраль, минуя фильтр, через перепускной клапан, который установлен в фильтре. От коренных подшипников масло через внутренние каналы коленчатого вала подается к шатунным подшипникам и от них через отверстия в нижних головках шатунов разбрызгивается на стенки цилиндров.

Поршневые кольца и поршневые пальцы смазываются маслом, снимаемым со стенок цилиндров, и масляным туманом, находящимся внутри двигателя. К центральному опорному подшипнику распределительного вала масло из фильтра под давлением поступает через главную магистраль 7, канал 4 и канавку в опоре в центральный канал 2 распределительного вала и из него к другим опорным подшипникам и кулачкам вала.

Звездочка и цепь привода распределительного вала смазываются маслом, вытекающим из переднего опорного подшипника вала. Стержни клапанов, направляющие втулки и другие детали клапанов смазываются маслом, разбрызгиваемым механизмами двигателя при их работе. Отработавшее масло стекает в поддон картера двигателя. Давление масла в смазочной системе контролируется контрольной лампой 5, датчик 6 которой установлен на блоке цилиндров двигателя.

Масляный поддон

Является резервуаром для масла. Он закрывает двигатель снизу, и в нем масло охлаждается. Масляный поддон 12 - стальной, штампованный. Внутри поддона имеется специальная перегородка, уменьшающая колебания масла при движении автомобиля. Поддон крепится к нижнему торцу блока цилиндров (к картеру) через уплотнительную прокладку, изготовленную из пробкорезиновой смеси. Он имеет резьбовое отверстие с пробкой, предназначенное для слива масла.

Масляные насосы – назначение и типы

Масляный насос подает масло под давлением к трущимся поверхностям деталей двигателя. На двигателях применяют масляные насосы шестеренного типа с установленным в насосе редукционным клапаном, отрегулированным на давление 0,45 МПа и не подлежащим регулировке в процессе эксплуатации.

Масляный насос двигателя с шестернями наружного зацепления (рисунок 3) имеет две шестерни наружного зацепления. К корпусу 7 насоса через крышку 5 прикреплен маслоприемный патрубок 2 с фильтрующей сеткой 1 и редукционным клапаном 3. Ведущая шестерня 8 напрессована на ведущем валу 10 насоса. Ведомая шестерня 6 свободно вращается на оси 9, запрессованной в корпусе насоса. При вращении шестерен создается разрежение, масло через фильтрующую сетку и патрубок поступает под крышку 5 насоса и через отверстие в крышке - в полость разрежения корпуса насоса. Масло, заполняющее впадины между зубьями шестерен, переносится в полость нагнетания, а оттуда поступает в приемный канал блока цилиндров двигателя. При повышении давления масла в смазочной системе более допустимого редукционный клапан 3 открывается, перепуская при этом часть масла из полости нагнетания в маслоприемный патрубок 2, и давление в системе не повышается. Давление открытия редукционного клапана не регулируется. Оно обеспечивается его пружиной 4. Ведущему валу 10 насоса вращение передается с помощью шестерни 11 вала привода масляного насоса, который приводится цепной передачей от коленчатого вала двигателя. Масляный насос установлен внутри масляного поддона и прикреплен двумя болтами к блоку цилиндров.

carspec.info

Назначение, устройство и работа приборов системы смазки

Маслоприемник 11 предназначен для забора масла из поддона двигателя. Он имеет металлическую сетку, которая задерживает крупные частицы металла, нагара и других примесей. Маслоприемник размещен в поддоне так, что он забирает наименее загрязненное масло из верхних слоев (частицы металла, нагара и другие примеси находятся в нижних слоях масла и осаждаются на дне поддона). С этой же целью в некоторых двигателях маслоприемник делается плавающим.

Рис. Схема работы шестеренчатого масляного насоса: 1 — корпус насоса; 2 — нагнетательная полость; 3 — ведомая шестерня; 4 — ведущая шестерня; 5 — редукционный клапан; 6 — пружина клапана; 7 — впускная полость

Масляный насос служит для подачи масла к трущимся деталям двигателя под давлением. В автомобильных двигателях обычно применяются шестеренчатые масляные насосы, принцип действия которых состоит в следующем. Шестерни насоса, вращаясь в противоположные стороны, своими зубьями захватывают масло из впускной полости 7, сообщенной с маслоприемником. Заключенное между впадинами зубьев и корпусом масло переносится в нагнетательную полость 2. Когда зубья входят в зацепление, масло выдавливается из впадин и накапливается в нагнетательной полости, создавая в ней давление, под действием которого масло поступает к трущимся деталям двигателя.

В чугунном корпусе 4 масляного насоса размещены ведущая 2 и ведомая 3 шестерни.

Ведущая шестерня жестко связана с валом 5. На противоположном конце вала закреплена шестерня 6 привода насоса.

Ведомая шестерня насоса свободно вращается на оси 8, установленной в корпусе. Обе шестерни плотно прилегают к стенкам корпуса насоса.

Масляный насос приводится в действие распределительным или коленчатым валом.

Рис. Масляный насос: 1 — крышка насоса; 2 — ведущая шестерня; 3 — ведомая шестерня; 4 — корпус насоса; 5 — вал привода насоса; 6 — шестерня привода насоса; 7 и 9 — прокладки; 9 — ось ведомой шестерни; 10 — редукционный клапан; 11 — пружина клапана; 12 — регулировочная пробка

Давление в системе смазки зависит от количества масла, подаваемого насосом в магистраль, вязкости масла и изношенности деталей двигателя. При малом давлении в системе смазки количество подаваемого масла к трущимся деталям будет недостаточно. Инструкциями по эксплуатации автомобилей особо оговаривается минимально допустимое давление масла, при котором двигатель может нормально работать.

Чрезмерное давление может вызвать повреждение приборов системы смазки. Для предупреждения чрезмерного давления служит редукционный клапан, который ограничивает давление в системе смазки.

Редукционный клапан устанавливается в корпусе масляного насоса или в масляной магистрали. Работает он следующим образом. При нормальном давлении в системе смазки клапан (шарик) 5 под действием пружины 6 закрывает перепускное отверстие, соединяющее нагнетательную 2 и впускную 7 полости масляного насоса. Натяжение пружины клапана регулируется пробкой 12.

Рис. Фильтр грубой очистки масла: 1 — пробка сливного отверстия; 2 — отстойник; 3 — стержень очистительных пластин; 4 — корпус фильтра; 5 — перепускной клапан; 6 — пружина; 7 — корпус клапана; в — гайка; 9 — центральный стержень; 10 — гайка сальника; 11 — сальник; 12 — рукоятка; 13 — фильтрующая стальная пластина; 14 — промежуточная звездочка; 15 — очистительная пластина; 16 — прокладка; 17— стержень

Если давление в масляной магистрали повысилось и стало выше нормального, клапан .под действием давления, образовавшегося в нагнетательной полости 2, смещается влево, сжимая пружину, и открывает (перепускное отверстие. При этом в магистраль поступает только часть масла, а остальное масло по соединительному каналу перетекает из нагнетательной полости во впускную. Как только давление в масляной магистрали станет нормальным, клапан под действием пружины перекроет перепускное отверстие.

Масляные фильтры служат для тщательной очистки масла от механических примесей, не задержанных сеткой маслоприемника насоса.

На двигателях устанавливаются два масляных фильтра: фильтр грубой очистки, который присоединяется к системе смазки последовательно (через него проходит все масло, нагнетаемое насосом), и фильтр тонкой очистки, который присоединяется к системе смазки параллельно (через него проходит только небольшая часть масла).

Фильтр грубой очистки состоит из корпуса, колпака (отстойника) с пробкой и фильтрующего элемента. Фильтрующие элементы бывают пластинчатого или сетчатого типа.

Фильтрующий пластинчатый элемент состоит из стальных пластин 13 и промежуточных звездочек 14, собранных на центральном стержне 9. Между пластинами, разделенными звездочками, образуются зазоры (щели), через которые проходит масло.

Рис. Масляный фильтр грубой очистки двигателя ЯАЗ-М-206Б: 1 — прокладка стержня колпака; 2 — стержень колпака; 3 — колпак; 4 — наружный фильтрующий элемент; 5 — внутренний фильтрующий элемент; 6 — резиновое уплотнительное кольцо; 7 — корпус фильтра; 8 — прокладка болта корпуса; 9 — болт корпуса; 10 — пробка сливного отверстия

Все частицы, размер которых больше зазора между пластинами, задерживаются в зазорах между пластинами или остаются на наружной поверхности фильтрующего элемента и оседают в отстойнике, откуда они периодически удаляются через сливное отверстие. Фильтр очищается поворотом рукоятки 12. При этом поворачивается центральный стержень, а вместе. с ним и фильтрующий элемент. Очистительные пластины 15, входящие в зазоры между пластинами 13, неподвижны и при повороте фильтрующего элемента очищают наружную его поверхность и зазоры между пластинами 13.

Устройство фильтра с сетчатыми фильтрующими элементами показано на рисунке.

Масло входит через верхний канал в корпус 7 фильтра и затем под давлением проходит через очень мелкую сетку фильтрующих элементов 4 и 5. Очищенное масло через канал в центральной части корпуса уходит в масляную магистраль, как показано на рисунке стрелками.

Рис. Фильтр тонкой очистки: 1 — крышка корпуса фильтра; 2 — калиброванное отверстие; 3 — корпус фильтра; 4 — центральная трубка; 5 — прокладка; 6 — картонная пластина; 7 — перепускное отверстие; 8 — пробка сливного отверстия; 9 — втулка; 10 — пружина; 11 — грязевой отсек

Примеси, размер частиц которых больше ячеек сетки, задерживаются сеткой и оседают в колпаке 3, откуда они удаляются через отверстие, закрываемое пробкой 10. Часть примесей осаждается на поверхности фильтрующих элементов, вследствие чего сетки со временем засоряются и фильтр перестает работать. Поэтому фильтры такого типа должны периодически разбираться для очистки и промывки фильтрующих элементов.

В системе смазки предусмотрен перепускной клапан 5, который при засорении фильтра грубой очистки позволяет непрофильтрованному маслу проходить в магистраль, минуя фильтр.

Фильтр тонкой очистки состоит из корпуса 3, крышки 1 корпуса и фильтрующего элемента, который помещен на центральной трубке 4.

Фильтрующий элемент собран из картонных пластин 6 и прокладок 5. В прокладках сделаны грязевые отсеки 11, а в перемычках между отсеками — радиальные каналы.

На пластинах 6 сделано по наружной окружности пять вырезов, глубина которых немного больше ширины кольцевой поверхности прокладок 5. Образующиеся таким образом между прокладками и пластинами узкие щели служат для прохода масла в грязевые отсеки.

Фильтрующий элемент с обеих сторон закрыт стальными крышками и стянут скобами.

Фильтрация масла происходит следующим образом. Масло из главной магистрали поступает в фильтр через входную трубку и заполняет его корпус. Часть примесей, находящихся в масле, осаждается при этом на дно корпуса.

Находясь под давлением, масло через щели, образованные вырезами в пластинах 6, проходит в грязевые отсеки, а из отсеков через зазоры между пластинами и прокладками — в радиальные каналы в перемычках. Так как зазоры между пластинами и перемычками прокладок очень малы, то почти все примеси остаются в грязевых отсеках и в радиальные каналы поступает очищенное масло. Из радиальных каналов масло проходит в кольцевой зазор между элементом и центральной трубкой и затем через отверстие 2 и трубку стекает в картер. Фильтрующие элементы со временем засоряются и их необходимо периодически заменять.

Рис. Фильтр тонкой очистки двигателя ЯАЗ-М-206Б: 1 — пробка сливного отверстия; 2 — центральная трубка; 3 — калиброванное отверстие; 4 — крышка; 5 — пружина; 6 — гайка крышки; 7 — прокладка; 8 — фильтрующий элемент; 9 — корпус

На рисунке изображен фильтр, фильтрующий элемент 8 которого сформован из минеральной шерсти на стальном каркасе. Элемент устанавливается в корпус 9 и прижимается пружиной 5 к буртику центральной трубки 2.

Масло из главной магистрали поступает через входной штуцер во внутреннюю полость корпуса фильтра. Находясь под давлением, масло проходит через фильтрующий элемент.

Очищенное масло попадает через калиброванное отверстие 3 в центральную трубку 2 и стекает в картер.

В случае засорения фильтрующий элемент заменяется новым.

В последнее время в отечественной автомобильной промышленности стали широко применяться вместо фильтра тонкой очистки более совершенные фильтры центробежной очистки масла.

Фильтр центробежной очистки масла состоит из ротора 6, который, опираясь на шарикоподшипник 14, может свободно вращаться на оси 1, закрепленной в корпусе 15 фильтра. На ротор фильтра надет и закреплен фасонной гайкой 11 колпак 7.

Соединения колпака и ротора уплотнены резиновыми уплотнителем 5 и прокладкой 10. Снаружи все детали фильтра закрыты съемным кожухом 8.

Работает фильтр следующим образом. Масло из магистрали двигателя проходит, как показано на рисунке стрелками, через сверления в оси ротора и самом роторе, заполняет полость колпака и через фильтрующую сетку 9 и вертикальные каналы ротора поступает к двум жиклерам 2, через которые оно с силой выбрасывается в полость корпуса фильтра и по его стенкам стекает в картер двигателя.

Под действием реактивного момента струй масла, выбрасываемого под давлением из жиклеров, ротор вместе с колпаком и сопряженными с ним деталями приводится во вращение со скоростью порядка 5000—6000 об/мин.

Рис. Фильтр центробежной очистки масла двигателя автомобиля Урал-375: 1 — ось ротора: 2 — жиклер; 3 — поддон: 4 и 10 — прокладки; 5 — уплотнитель; 6 — ротор; 7 — колпак; 8 — кожух; 9 — фильтрующая сетка; 11 — гайка крепления колпака; 12 — гайка крепления ротора; 13 — барашек; 14 — шарикоподшипник; 15 — корпус фильтра

Под действием центробежных сил находящиеся во вращающемся вместе с ротором и колпаком масле механические примеси как более тяжелые, чем масло, отбрасываются к стенкам колпака 7, на которых и оседают, образуя плотный осадок. Очищенное таким образом масло далее выбрасывается через жиклеры ротора фильтра, освобождая место в полости колпака для поступления следующей порции неочищенного масла. Следует отметить, что процесс очистки масла в таком фильтре идет при работающем двигателе непрерывно и характеризуется очень высокой степенью очистки масла.

Накапливающийся на внутренних стенках колпака 7 осадок из механических примесей периодически удаляется при промывке колпака и фильтрующей сетки в бензине при техническом обслуживании автомобиля.

Масляный радиатор. Во время работы двигателя масло нагревается, становится менее вязким и легче выжимается из зазоров между трущимися поверхностями. Чтобы не допустить возникновения полусухого трения, необходимо охлаждать масло, поддерживая его температуру в определенных пределах. Масло частично охлаждается в поддоне двигателя, однако для современных многооборотных двигателей естественное охлаждение масла в поддоне недостаточно, приходится применять специальные масляные радиаторы.

Рис. Установка масляного радиатора на автомобиле ГАЗ-63: 1 — масляный радиатор; 2 — радиатор системы охлаждения двигателя; 3 — кран включения масляного радиатора

Обычно применяются трубчатые масляные радиаторы, которые устанавливаются перед водяным радиатором. Масляный радиатор 1 подключается к масляной магистрали параллельно, поэтому через него проходит только часть масла, нагнетаемого насосом в магистраль. Включается масляный радиатор краном 3 при работе автомобиля в тяжелых дорожных условиях и летом при температуре окружающего воздуха выше 20° С.

На рисунке показан масляный радиатор двигателя ЯАЗ-М-206Б, включенный в систему охлаждения.

Радиатор состоит из корпуса 6, секций 2, омываемых охлаждающей жидкостью системы охлаждения двигателя, и крышки 1. Масло, проходя внутри секций, охлаждается или нагревается в зависимости от температуры охлаждающей жидкости системы охлаждения.

Контрольные приборы системы смазки служат для контроля за уровнем и давлением масла.

Переполнение поддона картера маслом приводит к чрезмерному нагарообразованию в камерах сжатия цилиндров, недостаток масла — к нарушению смазки трущихся деталей двигателя. Уровень масла проверяется маслоизмерительным стержнем, вставляемым в картер через специальное отверстие. На нижнем конце стержня нанесены метки верхнего, нижнего и промежуточных уровней масла. Нормальный уровень масла должен находиться около верхней метки. Если уровень масла находится ниже нижней метки, запускать двигатель нельзя.

Рис. Масляный радиатор двигателя ЯАЗ-М-206В: 1 — крышка; 2 — секция; 3 — выходное водяное отверстие; 4 — паронитовые прокладки; 5 — входной масляный канал; 6 — корпус; 7 — выходной масляный канал; 8 — входное водяное отверстие

Давление масла в системе смазки двигателя контролируется по манометру или по электрическому указателю давления, расположенным на щитке приборов. Стрелки этих приборов указывают давление масла в кг/см2.

На двигателе ЯАЗ-М-206Б для контроля за давлением масла, кроме манометра, используется также сигнальная лампочка, которая загорается, если давление в системе смазки падает ниже допустимого.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Смазочная система двигателя | Системы смазки двигателя автомобиля

Смазочная система предназначена для подачи моторного масла к трущимся поверхностям деталей двигателя, а также хранения, очистки и охлаждения масла. Моторное масло уменьшает силы трения и износ трущихся деталей, охлаждает поверхности трения, удаляет с них продукты износа и способствует снижению коррозионного износа.

В современных поршневых ДВС применяется комбинированный способ смазки:

  • наиболее нагруженные детали (подшипники коленчатого и распределительного валов, оси коромысел, толкатели клапанов, иногда поршневые пальцы) смазываются под давлением;
  • остальные трущиеся детали (зеркала цилиндров, поршневые компрессионные кольца и др.) — разбрызгиванием.

Необходимо, чтобы смазочная система двигателя в любых условиях его эксплуатации и на всех режимах работы обеспечивала надежный и бесперебойный подвод моторного масла ко всем трущимся и охлаждаемым маслом деталям двигателя, длительную работу двигателя без перегрева масла и без его долива или замены, малый расход масла (не более 1 % расхода топлива для дизелей), минимальные затраты мощности на функционирование и достаточную степень очистки масла от механических примесей, воды, свободных кислот и щелочей, а также не требовала больших материальных и трудовых затрат на техническое обслуживание, была компактной, не создавала значительных гидравлических сопротивлений и имела небольшую стоимость.

Особенно высокие требования предъявляются к смазочным системам ТС, работающих в тяжелых условиях (очень высокая или очень низкая температура, движение по пересеченной местности с крутыми подъемами и спусками, движение по воде, большие ускорения и замедления). Среди ТС, работающих в наиболее тяжелых условиях, можно выделить армейские машины, гусеничные транспортеры и тягачи, а также амфибийные машины. Например, смазочные системы двигателей армейских машин должны обеспечивать бесперебойную подачу масла к трущимся деталям при подъемах и спусках до 35 %, кренах до 25 % и температурах -50… +50 °С.

Существуют смазочные системы с мокрым и сухим картером.

Смазочные системы с мокрым картером

Наиболее широко распространены системы с мокрым картером, поскольку их конструкция наиболее проста. Типичная схема смазочной системы с мокрым картером представлена на рисунке. Она состоит из масляного поддона 11, масляного насоса 16 с маслоприемником 13 и редукционным клапаном 17, масляных фильтров грубой 5 и тонкой 1 очистки, маслопроводов 7 и 14, масляного радиатора (или теплообменника) 19 с краном включения 18 и клапаном 15 подачи масла к радиатору, указателей давления 6 и уровня 12 масла, а также маслоналивной горловины 2.

При работе двигателя масло из поддона через сетку маслоприемника засасывается насосом 16 и через фильтр 5 грубой очистки нагнетается в маслопровод 7, расположенный в блоке цилиндров. Оттуда оно по каналам в перегородках блока поступает к коренным подшипникам 10 коленчатого вала, смазывает их и далее по каналам в шейках и щеках вала подается к шатунным подшипникам 9. Излишек масла выдавливается через зазоры из этих подшипников и при их вращении разбрызгивается в виде масляного тумана, смазывая стенки цилиндров, поршневые пальцы и другие детали двигателя. Из маслопровода 7 масло также подается к подшипникам 8 распределительного вала, распределительным шестерням 20 и полым осям 3 коромысел клапанов. Часть масла (8…20 %) поступает в фильтр тонкой очистки, очищается там от мельчайших примесей и сливается обратно в поддон. Кроме подачи масла к трущимся деталям насос 16 обеспечивает циркуляцию части масла через масляный радиатор 19 (или теплообменник), в котором оно охлаждается. Поддержание постоянного давления в системе обеспечивает редукционный клапан, перепускающий масло из нагнетающей полости насоса во всасывающую при достижении в системе определенного давления. Если вязкость масла большая или фильтр грубой очистки сильно загрязнен, то под действием высокого давления открывается перепускной клапан 4, позволяющий маслу пройти без очистки мимо фильтра.

Рис. Типичная схема смазочной системы двигателя с мокрым картером:1 — фильтр тонкой очистки; 2 — маслоналивная горловина; 3 — полая ось коромысел; 4 — перепускной клапан; 5 — фильтр грубой очистки; 6 — указатель давления масла; 7, 14 — маслопроводы; 8 — подшипник, распределительного вала; 9 — шатунный подшипник; 10 — коренной подшипник; 11 — масляный поддон; 12 — указатель уровня масла; 13 — маслоприемник; 15 — клапан подачи масла к радиатору; 16 — масляный насос; 17 — редукционный клапан; 18 — кран включения радиатора; 19 — масляный радиатор; 20 — распределительные шестерни

Смазочные системы с сухим картером

В смазочных системах с сухим картером основной запас масла содержится в автономном масляном баке, откуда подается в главную масляную магистраль двигателя нагнетающей секцией масляного насоса. Такие системы обеспечивают бесперебойный подвод масла к трущимся деталям двигателя на длительных крутых подъемах, спусках и при кренах без какого-либо масляного голодания и утечек масла через сальники коленчатого вала. Кроме того, применение системы с сухим картером позволяет уменьшить высоту двигателя, снизить расход масла и сохранять его физико-химические свойства в течение более длительного периода благодаря возможности удаления из масла картерных газов.

Рис. Типичная схема смазочной системы двигателя с сухим картером:1 — масляная центрифуга; 2 — двигатель; 3 — полнопоточный фильтр грубой очистки; 4 — масляный радиатор; 5 — перепускной клапан; 6 — масляный бак; 7 — змеевик для подогрева масла; 8 — предпусковой маслозакачивающий насос; 9 — маслопрцемный сетчатый фильтр; 10, 11 — нагнетающая и откачивающая секции основдого масляного насоса

Типичная схема смазочной системы с сухим картером для мощных дизелей представлена на рисунке. Перед пуском двигателя масло из масляного бака 6 с помощью предпускового маслозакачивающего насоса имеющего электропривод, подается, минуя все фильтры, в главную масляную магистраль двигателя, для того чтобы в начальный период пуска снизить трение и износ его деталей.

В зимнее время масло в баке, основной маслоподводящей магистрали и насосе 8 предварительно подогревается предпусковым жидкостным подогревателем. Подогрев масла в баке обычно осуществляется с помощью змеевика 7, в котором циркулирует нагретая жидкость системы охлаждения двигателя. При работе двигателя за счет функционирования нагнетающей секции 10 основного масляного насоса масло из бака подается через маслоприемный сетчатый фильтр 9 в полнопоточный фильтр 3 грубой очистки, а оттуда — в главную масляную магистраль двигателя. Смазав трущиеся детали, масло стекает в передний и задний маслоприемники двигателя, откуда его основная часть (80…92%) удаляется обратно в бак с помощью откачивающей секции 11 основного масляного насоса. Эта секция состоит из двух пар шестерен — по одной на каждый маслоприемник. По пути в бак масло охлаждается в масляном радиаторе 4. Если масло еще холодное, а значит, имеет высокую вязкость, то для предохранения радиатора от разрушения срабатывает перепускной клапан 5. Небольшое количество масла (8…20%) от откачивающей секции насоса подается в фильтр тонкой очистки — масляную центрифугу 1. Очищенное в центрифуге масло стекает в картер двигателя. В некоторых системах с сухим картером центрифуга не используется. В таких случаях неполнопоточный фильтр тонкой очистки располагается в одном корпусе с ленточно-щелевым фильтром грубой очистки! Очищенное в секции тонкой очистки масло стекает в картер двигателя.

Масляный насос

Во время работы двигателя циркуляция масла в смазочной системе обеспечивается основным масляным насосом, имеющим привод от коленчатого вала через механизм передач. Для достижения достаточно высокого давления в смазочной системе должны использоваться высоконапорные насосы, среди которых можно выделить шестеренные, винтовые и плунжерные. Обычно применяются шестеренные насосы с шестернями внешнего (чаще) или внутреннего зацепления. Они просты в изготовлении, надежны, имеют малые Габариты и массу. Шестерни насоса могут быть прямо- и косозубыми.

Рассмотрим работу односекционного шестеренного масляного насоса со встроенным редукционным клапаном. Масло, поступающее из поддона двигателя или масляного бака во впускную полость 1 насоса, попадает во впадины между зубьями и при вращении шестерен переносится под давлением в нагнетательную полость 2. Давление в этой полости ограничивает редукционный клапан 3, пружина которого рассчитана на определенное усилие.

Рис. Односекционный шестеренный масляный насос со встроенным редукционным клапаном:1 — впускная полость; 2 — нагнетательная полость; 3 — редукционный клапан

Масляный фильтр

Для очистки масла (в основном от механических примесей) используются, как правило, два фильтра — грубой и тонкой очистки. Первый всегда полнопоточный. Он задерживает механические примеси, в основном продукты износа деталей двигателя. Фильтр тонкой очистки чаще всего неполнопоточный из-за большого сопротивления, которое он оказывает протеканию масла. Некоторые фильтры тонкой очистки кроме задержания механических примесей могут также за счет специальных пропиток фильтрующего элемента поглощать воду, свободные кислоты и щелочи. Засоренные в процессе эксплуатации двигателя масляные фильтры грубой очистки промывают или прочищают. Засоренные фильтры тонкой очистки заменяют новыми при каждой смене масла.

Фильтры грубой очистки масла аналогичны топливным фильтрам грубой очистки. Они могут быть сетчатыми, пластинчато-, ленточно- и проволочно-щелевыми. На тяжелых дизелях чаще всего используются ленточно-щелевые двухступенчатые фильтры.

В фильтрах тонкой очистки в качестве фильтрующего элемента применяют бумагу, картон, войлок, древесные опилки, пряжу и другие материалы со специальной пропиткой. Наиболее широко распространен картонный фильтр типа «многолучевая звезда». Ранее, когда использовались только минеральные моторные масла, в качестве фильтров тонкой очистки часто применялись реактивные масляные центрифуги, в которых механические примеси, загрязняющие масло, отделяются под действием центробежных сил.

Центробежные фильтры имеют значительные преимущества:

  • они обеспечивают высокую степень очистки масла при относительной простоте процесса
  • их фильтрующие свойства и пропускная способность почти не зависят от загрязнения ротора
  • отсутствует необходимость в замене элементов при обслуживании

В то же время практика использования центрифуг в смазочных системах, в которых применяются синтетические и полусинтетические масла, показала, что вместе с вредными примесями, загрязняющими масло, из него выводятся также некоторые полезные присадки.

Охлаждение масла

Для охлаждения масла используют жидкостно-масляные теплообменники и воздушно-масляные радиаторы. В теплообменниках масло охлаждается жидкостью системы охлаждения двигателя, тогда как в воздушно-масляных радиаторах — воздухом. Конструкции теплообменников могут быть самыми разными. Обычно применяют кожухообразные и пластинчатые теплообменники, устанавливая их в жидкостном тракте системы охлаждения. Масляные радиаторы по конструкции аналогичны радиаторам системы охлаждения. Наиболее широкое распространение получили трубчатые, трубчато-пластинчатые и трубчато-ленточные радиаторы. Для повышения теплоотдачи в трубки масляного радиатора иногда помещают вставки-завихрители.

Теплообменники по сравнению с радиаторами имеют следующие преимущества:

  • простота конструкции
  • компактность и небольшая масса, поскольку теплопроводность жидкости значительно больше теплопроводности воздуха
  • простота компоновки в моторном отделении
  • отсутствие необходимости в циркуляции воздуха
  • более стабильная температура масла, не зависящая от нагрузки двигателя и температуры окружающего воздуха
  • быстрый прогрев масла перед пуском в зимних условиях с помощью жидкостного предпускового подогревателя

Недостатком теплообменников, в которых масло охлаждается жидкостью системы охлаждения двигателя, является то обстоятельство, что его температура не может быть ниже температуры охлаждающей жидкости.

Видео: Система смазки двигателя

ustroistvo-avtomobilya.ru

Система смазки. Назначение, устройство, принцип действия.

Система смазки служит для подачи моторного масла к трущимся парам двигателя.

Функции:

  1. Снижение сил трения

  2. Охлаждение поверхности

  3. Уплотнение зазора

  4. Удаление продуктов износа

Применяется комбинированная система смазки, в которой наиболее нагруженные детали смазываются под давлением, а остальные разбрызгиванием или самотеком.

Состоит из:

1) Поддон

2) Маслоприемник

3) Масляный насос

4) Клапан

5) Щуп

6) Масляный фильтр

6а) Противодренажный клапан (исключает слив мала из фильтра при неработающем двигателе)

6б) Картонный фильрующий элемент с вискозной вставкой

6в) Перепускной клапан (исключает масляное голодание по мере засорения фильтрующего лемента)

7) Манометр

8) Лампа-сигнализатор аварийного снижения давления в системе смазки

9) Главная масляная магистраль

10) Заливная горловина

11) Каналы для подачи масла под давлением к распредвалу

12) Каналы для подачи масла под давлением к коренным подшипникам коленвала, и далее по специальным сверлениям в коленвале к шатунным подшипникам

Давление масла у большинства двигателей легковых а/м составляет в прогретом двигателе при номинальной частоте вращения коленвала (~5600 об/мин) должно быть 0,35–0,45 МПа и не менее 0,04 МПа при оборотах холостого хода (~850 об/мин)

Принцип действия системы смазки:

В современных двигателях применяется комбинированная система смазки, в которой часть деталей смазывается под давлением, а другая часть – разбрызгиванием или самотеком.

Смазка двигателя осуществляется циклически. При работе двигателя масляный насос закачивает масло в систему. Под давлением масло подается в масляный фильтр, где очищается от механических примесей. Затем по каналам масло поступает к коренным и шатунным шейкам (подшипникам) коленчатого вала, опорам распределительного вала, верхней опоре шатуна для смазки поршневого пальца.

На рабочую поверхность цилиндра масло подается через отверстия в нижней опоре шатуна или с помощью специальных форсунок.

Остальные части двигателя смазываются разбрызгиванием. Масло, которое вытекает через зазоры в соединениях, разбрызгивается движущимися частями кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. При этом образуется масляный туман, который оседает на другие детали двигателя и смазывает их.

Под действием сил тяжести масло стекает в поддон и цикл смазки повторяется.

Вопрос37: Общее устройство и принцип работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель состоит из цилиндра 5 и картера 6, который снизу закрыт поддоном 9 (рис. а). Внутри цилиндра перемещается поршень 4 с компрессионными (уплотнительными) кольцами 2, имеющий форму стакана с днищем в верхней части. Поршень через поршневой палец 3 и шатун 14 связан с коленчатым валом 8, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Коленчатый вал состоит из коренных шеек 13, щек 10 и шатунной шейки 11. Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал составляют так называемый кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала

. Положение поршня в цилиндре, при котором расстояние его от оси вала двигателя достигает максимума, называется верхней мертвой точкой (ВМТ). Нижней мертвой точкой (НМТ) называют такое положение поршня в цилиндре, при котором расстояние его от оси вала двигателя достигает минимума.

. Объем цилиндра, образуемый поршнем при его перемещении между мертвыми точками, называется рабочим объемом цилиндра Vh.

Рис 1.2. Схема поршневого двигателя внутреннего сгорания

Рабочий объем двигателя представляет собой произведение рабочего объема цилиндра на число цилиндров.

Отношение полного объема цилиндра Va к объему камеры сгорания Vc называют степенью сжатия

Рабочим циклом называют совокупность последовательных процессов, осуществляемых с целью превращения тепловой энергии топлива в механическую.

а) б)

Рис. 1.3. Схемы рабочего цикла двигателей

Рабочий цикл четырехтактного ДВС

Двигатель, рабочий цикл которого осуществляется за четыре такта, или за два оборота коленчатого вала, называется четырехтактным. Рабочий цикл в таком двигателе происходит следующим образом. Рабочий цикл 4-тактного карбюраторного ДВС совершается за 4 хода поршня (такта), т. е. за 2 оборота коленчатого вала. При 1-м такте — впуске поршень движется от верхней мёртвой точки (в. м. т.) к нижней мёртвой точке (н. м. т.). Впускной клапан при этом открыт и горючая смесь из карбюратора поступает в цилиндр. В течение 2-го такта — сжатия, когда поршень движется от н. м. т. кв. м. т., впускной и выпускной клапаны закрыты и смесь сжимается до давления 0,8—2 Мн/м2 (8—20 кгс/см2). температура смеси в конце сжатия составляет 200—400°C. В конце сжатия смесь воспламеняется электрической искрой и происходит сгорание топлива. Сгорание имеет место при положении поршня, близком к в. м. т. В конце сгорания давление в цилиндре составляет 3—6 Мн/м2 (30—60 кгс/1см2), а температура 1600—2200°C. 3-й такт цикла —сгорание и расширение называется рабочим ходом; в течение этого такта происходит преобразование тепла, полученного от сгорания топлива, в механическую работу. 4-й такт — выпуск происходит при движении поршня от н. м. т. к в. м. т. при открытом выпускном клапане. Отработавшие газы вытесняются поршнем.

Рабочий процесс четырехтактного дизельного двигателя включает следующие такты:

1. Такт впуска. При движении поршня в цилиндре образуется разряжение и через воздушный фильтр в его полость поступает атмосферный воздух. При этом впускной клапан открыт.

2. Такт сжатия. Поршень движется, сжимая поступивший воздух. Для надежного воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. Впускной и выпускной клапаны при этом закрыты.

3. Такт расширения (или рабочий ход). Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, начинается процесс сгорания с быстрым повышением температуры и давления. В этот момент оба клапана закрыты. Под действием давления газов поршень перемещается, тем самым совершая полезную работу.

4. Такт выпуска. Поршень перемещается вверх, выталкивая в выпускной коллектор отработанные газы, температура которых снижается.

Рис. 1.4. Впуск Рис 1.5. Сжатие

Рис. 1.6. Расширение Рис. 1.7. Выпуск

.

studfiles.net

20. Общее устройство и принцип действия системы смазки

Во время работы двигателя его подвижные детали скользят по неподвижным. Трущиеся поверхности деталей двигателя, несмотря на хорошую обработку, имеют шероховатости (рис. 38). В процессе работы неровности на соприкасающихся поверхностях способствуют увеличению силы трения, препятствующей движению, тем самым снижают мощность двигателя. Сухое трение вызывает повышенный нагрев деталей и ускоряет их износ. Чтобы уменьшить силу трения и одновременно охладить детали, между их трущимися поверхностями вводят слой масла. Жидкостное трение в десятки раз меньше, чем сухое. При жидкостном трении износ деталей во много раз меньше.

Рис. 38(33). Трение: а - сухое, б - жидкостное

Смазочная система двигателя необходима для непрерывной подачи масла к трущимся поверхностям деталей и отвода от них тепла.

Моторные масла. Для смазывания деталей автотракторных двигателей используют высококачественные моторные масла. Масла, используемые для двигателей внутреннего сгорания, должны обладать оптимальной вязкостью, хорошей смазывающей способностью, высокими антикоррозийными свойствами, стабильностью. Для улучшения эксплуатационных свойств масел к ним добавляют специальные присадки. В последнее время моторные масла наряду с ранее принятыми наименованиями сортов маркируются на шесть групп: А, Б, В, Г, Д Е.

Для двигателей сельскохозяйственных тракторов и автомобилей применяют масла групп Б, В и Г. При маркировке масел, например М-8Б1, М - 10Г2, приняты следующие обозначения: М — моторное; 8, 10 — кинематическая вязкость, мм2/с при 100 °С; Б, Г — принадлежность к группе масла; 1 — для карбюраторных двигателей, 2 — для дизельных.

Летом применяют обычно моторное масло с кинематической вязкостью 10 мм2/с, а зимой — 8 мм2/с. Следует помнить, что цифра в марке масел показывает, во сколько раз вязкость масла больше, чем вязкость воды при температуре 100° С.

Масла группы Б предназначены для малофорсированных двигателей, В — для среднефорсированных, Г — для высокофорсированных. Масло должно строго соответствовать марке двигателя и сезону. Слишком вязкое масло плохо проходит в зазоры между трущимися деталями, а недостаточно вязкое не держится в зазоре. В обоих случаях увеличивается износ трущихся поверхностей деталей и мощность двигателя снижается.

Надежность работы двигателей во многом зависит от чистоты моторных масел. Масла не должны содержать механических примесей и воды. Механические примеси и вода попадают в масла главным образом при транспортировке, приеме, выдаче и хранении, а механические примеси особенно при работе двигателей в условиях большой запыленности воздуха. Поэтому при выполнении всех операций необходимо предупреждать попадание в масла механических примесей и воды.

Схема смазочной системы двигателя. В двигателях внутреннего сгорания применяется комбинированная смазочная система. К наиболее нагруженным деталям масло подается под давлением, а к остальным — разбрызгиванием, масляным туманом и самотеком.

Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, клапанный механизм, втулки распределительного вала и распределительных шестерен.

В смазочную систему двигателя (рис. 39) входят поддон 1 картера, масляный насос 2, масляный фильтр 6, масляный радиатор 8, масляные каналы и трубопроводы, манометр 11, маслозаливная горловина 16. Уровень масла контролируется масломерным стержнем 4 при неработающем двигателе.

Путь циркуляции масла под давлением в смазочной системе у большинства автотракторных двигателей одинаков. На рис. 39 приведена принципиальная схема работы смазочной системы двигателя. При работе двигателя масло из поддона картера засасывается шестеренчатым насосом и подается под давлением к фильтру. Очищенное масло охлаждается в масляном радиаторе и поступает в главный масляный канал — магистраль 13. Из этого канала масло проходит по каналам в блоке к коренным подшипникам коленчатого вала и к шейкам распределительного вала.

По наклонным каналам коленчатого вала масло попадает в полость 14 шатунных шеек, где дополнительно очищается и, выходя на поверхность шеек, смазывает шатунные подшипники. От первого коренного подшипника масло поступает к пальцу промежуточной шестерни 5 и втулке шестерни топливного насоса.

Рис. 39(34). Принципиальная схема смазочной системы: 1 - поддон картера, 2 - масляный насос, 3 - редукционный клапан масляного насоса, 4 - масломерный щуп, 5 - промежуточная шестерня, 6 - масляный фильтр, 7 - редукционные (температурный) клапан, 8 - масляный радиатор, 9 - сливной клапан, 10 - распределительный вал, 11 - манометр, 12 - ось коромысел, 13 - главный масляный канал, 14 - полость шатунной шейки, 15 - коленчатый вал, 16 - маслозаливная горловина

По каналу в одной из шеек распределительного вала масло пульсирующим

потоком подается в вертикальный канал блока и по каналам в головке и наружной трубке — в пустотелую ось 12 коромысел. Через отверстия в валике коромысел масло поступает ко втулкам коромысел и, стекая по штангам, смазывает толкатели и кулачки распределительного вала.

Стенки цилиндров и поршней, поршневые пальцы, распределительные шестерни смазываются разбрызгиванием. Масло, вытекающее из подшипников коленчатого вала и стекающее с клапанного механизма, разбрызгивается быстровращающимся коленчатым валом на мелкие капли, образуя масляный туман. Капельки масла, оседая на поверхности цилиндров, поршней, кулачков распределительного вала, смазывают их и стекают в поддон картера, откуда масло вновь начинает свой путь. Поршневой палец смазывается капельками масла, которые забрызгиваются в отверстие верхней головки шатуна. В двигателях, имеющих канал в стержне шатуна, поршневой палец смазывается под давлением.

Работу смазочной системы контролируют по манометру 11, показывающему давление в главной магистрали. На некоторых двигателях, кроме того, устанавливают термометр, измеряющий температуру масла в смазочной системе и датчики аварийного падения давления масла.

На рис. 40 представлена смазочная система тракторного двигателя с качающимися толкателями 5 и двухсекционным масляным насосом. От основной секции 12 насоса масло поступает в двойной фильтр 9 с параллельно работающими секциями. Часть очищенного масла, использованного для привода во вращение роторов фильтра, сливается в поддон картера. Остальное масло, очищенное в фильтре, нагнетается в масляную магистраль 18 и далее по каналам — к трущимся деталям двигателя, как описано выше. К клапанному механизму масло подается через пустотелый болт 4, качающийся толкатель 5 и полость штанги 3.

Радиаторная секция 15 масляного насоса нагнетает масло в радиатор 10. Пройдя через него, охлажденное масло сливается в поддон картера. В зимнее время, повернув кран-переключатель 17 на 180°, направляют поток неохлажденного масла в поддон картера, минуя масляный радиатор.

Масло заливают в картер двигателя через маслозаливную горловину 19. Рекомендуется после заливки масла в картер запустить двигатель на 2—3 мин для заполнения системы маслом. Затем следует остановить двигатель, дать маслу стечь (в течение 10 мин) и проверить уровень масла.

Для измерения уровня масла в картере двигателя имеется масломерный щуп 16. На нижнем конце стержня выбиты две горизонтальные риски. Масло заливают до уровня верхней риски, обозначенной буквой П. Если уровень масла на неработающем двигателе будет меньше нижней риски на стержне, обозначенной буквой О или Н, двигатель нельзя пускать в работу. Излишки масла спускают из картера двигателя через отверстие в поддоне, закрытое пробкой 14.

Рис. 40(35). Система смазки двигателя А - 41: 1 - сапун, 2 - коромысло, 3 - штанга, 4 - пустотелый болт, 5 - качающийся толкатель, 6 - секции масляного фильтра, 7 - манометр, 8 - термометр, 9 - масляный фильтр, 10 - масляный радиатор, 11 - сливной клапан, 12 - основная секция масляного насоса, 13 - поддон картера, 14 - пробка, 15 - радиаторная секция масляного насоса, 16 - масломерный щуп, 17 - кран - переключатель, 18 - масляная магистраль, 19 - маслозаливная горловина, 20 - масляный канал в шатуне

studfiles.net