Системы смазки двигателей. Типы смазки двигателя


Общие сведения о системе смазки

 

Система смазки двигателей предназначена для предотвращения повышенного изнашивания, перегрева и заеда­ния трущихся поверхностей, уменьшения затраты индикаторной мощности на механические потери в двигателе и удаления продуктов износа. В некоторых двигателях систему смазки используют для ох­лаждения днища поршня. Масло, кроме того, улучшает уплотнение поршневыми кольцами надпоршневого пространства и предохраняет детали двигателя от коррозии.

Система смазки двигателей должна:

- обеспечивать бесперебойную подачу масла к трущимся деталям при работе на различных скоростных и нагрузочных режимах, подъемах и спусках до 35% и кренах до 25%, температуре окружающего воздуха от +50° до —50°С, при положительных и отрицательных горизонтальных и вертикальных ускорениях;

- обеспечивать достаточную степень очистки масла от механических примесей;

- обеспечивать возможность длительной работы двигателя под нагрузкой без перегрева масла;

- иметь простую конструкцию;

- не требовать больших трудозатрат на техническое обслуживание.

Условия смазки и смазочные масла для отдельных узлов и дета­лей двигателя выбирают в зависимости от нагрузки на трущиеся по­верхности, скорости взаимного перемещения этих поверхностей, тем­пературной напряженности деталей, длительности их работ и других факторов. Для трущихся пар, работающих в наиболее тяжелых ус­ловиях, т. е. при высоких удельных давлениях и скоростях взаимного перемещения (подшипники коленчатого вала), необходимо наиболее благоприятное трение — жидкостное, при котором смазочный слой имеет толщину, достаточную для полного отделения друг от друга тру­щихся поверхностей.

По конструктивным и другим соображениям поддержание условий жидкостного трения не всегда бывает возможно и целесообразно, например для пары поршень — цилиндр (полужидкостное трение). С одной стороны, вообще трудно создать устойчивую достаточной толщины пленку между по­верхностями деталей, совершающих возвратно-поступательное дви­жение, а с другой стороны, излишняя смазка на стенках цилиндра вызывает закоксовывание поршневых колец. В очень тяжелых усло­виях работает также пара стержень — втулка выпускного клапана. При наличии высоких температур, превышающих часто температуру коксования масла, эта пара все время работает в условиях полужид­костного и даже сухого трения. Ряд сопряженных поверхностей дета­лей двигателя совершает малые взаимные перемещения (детали ме­ханизма газораспределения), работает при сравнительно малых удель­ных нагрузках. Для таких трущихся пар достаточно обеспечить полу­сухое или полужидкостное трение, не опасаясь, что отдельные высту­пы на трущихся поверхностях входят при этом в непосредственное взаимное соприкосновение.

 

Системы смазки.

Основным компонентом системы является масляный насос, нагнетающий масло под давлением к подшипникам скольжения и высоконагруженным парам трения. Другие части двигателя смазываются разбрызгиванием и масляным тума­ном. После контактирования масла с парами трения оно стекает и собирается в масляном поддоне, где происходит его охлаждение, гашение пены и осаждение загрязняющих примесей.

По способу подачи масла к трущимся поверхнос­тям деталей двигателя различают системы смазки разбрызгиванием, под давлением и комбинированные (смешанные).

В автомобильных двигателях применяют комбинированную систему, при которой трущиеся пары смазываются под давлением и разбрызгиванием. Под давлением масло, как правило, подводится к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, к подшипникам распределительного вала, к осям коромысел и наконечникам штанг. В некоторых конструкциях под давлением смазывается сопряжение поршневой головки шатуна с поршневым пальцем, а также организуется принудительный впрыск масла на поверхности зеркала цилиндра. Остальные подвижные детали двигателей смазываются разбрызгиванием — каплями, образующимися при вытекании масла из подшипников коленчатого вала.

В зависимости от места размещения основного запаса масла системы смазки могут быть с мокрым или сухим картером.

В автомобильных двигателях наиболее распространены системы смазки с мокрым картером, которые имеют более простую конструкцию. В этом случае основной запас масла находится в поддоне картера и при работе двигателя масло подается к трущимся деталям масляным насосом.

В системах с сухим картером основной запас масла содержится в автономном масляном баке и масло подается к трущимся деталям, нагнетающим масляным насосом. Стекающее в поддон масло полностью удаляется из него откачивающим насосом и вновь подается в масляный бак.

Система смазки с сухим картером обеспечивает длительное движение на крутых подъемах и спусках и кренах. Масло не с картерными газами, меньше нагревается, большее время масло сохраняет свои свойства. Однако эта система смазки в автомобильных двигателях практически не используется ввиду наличия дополнительных элементов.

Чтобы увеличить срок службы масла и уменьшить износ трущихся деталей, устанавливают фильтры грубой и тонкой очистки масла. С этой же целью забор масла из картера двигателя производится че­рез маслоприемник, из верхнего, наименее загрязненного тяжелыми примесями слоя. В зависимости от схемы включения в масляную ма­гистраль средств очистки масла различаются системы смазки с не- полнопоточной и полнопоточной центробежной очисткой, или фильтра­цией. Повышенное давление в картерном пространстве двигателя устра­няется благодаря тому, что оно сообщается с атмосферой специальным устройством (сапуном), препятствующим выбрасыванию масляного тумана, или оборудуется устройствами для принудительной вентиляции картера. Отсос из картера газообразных продуктов сгорания и паров топлива попадающих в картер, и заполнение картера холодным чистым воздухом увеличивают срок службы масла.

В двигателях с напряженным режимом работы применяют для ох­лаждения масла специальные радиаторы.

 

3. Состав системы смазки.

Система состоит из (Рис. 1.):

- масляного поддона с маслоизмерительным щупом и сливной пробкой;

- сетчатого маслоприемника;

- насоса;

- редукционного клапана;

- масляного фильтра;

- системы вентиляции картера;

- масляных магистралей в корпусе блока цилиндров и коленвала;

- масляного радиатора.

 

  Рис. 1. Система смазки ДВС

Масляные насосы

Масляный насос предназначен для нагнетания масла в магистрали системы смазки.

В двигателях автомобилей, как правило, используются шестеренчатые насосы с шестернями внешнего зацепления (рис.2.а). В отдельных конструкциях применяются шестерни внутреннего зацепления (рис.2.б ).

Основу масляного насоса, схема которого показана на (рис.2.а), составляют две находящиеся в зацеплении шестерни, одна из которых приводится в движение валиком, а другая свободная от вращения на оси. Обе шестерни размещены в корпусе с минимальными торцовыми и радиальными зазорами. При работе насоса масло, находящееся во впадинах между зубьями шестерен, транспортируется в направлении, указанном стрелками, в полость 2. Здесь за счет входа зубьев в зацепление масло выжимается из впадин и нагнетается в магистраль.

При входе зубьев в зацепление образуется замкнутый объем, в котором создается большое давление, вызывающее повышенный износ вала, втулок и способствующее кавитационному разрушению шестерен. Во избежание этого явления на торцовых плоскостях корпуса и крышки насоса выфрезеровываются разгрузочные канавки 1, по которым масло может перетекать из указанных объемов в полость нагнетания. Подобную разгрузку можно осуществить и путем применения шестерен с косым зубом.

В системах смазки с мокрым картером могут применяться одно- или двухсекционные масляные насосы.

На рис. 2.в показан двухсекционный насос двигателя ЯМЗ-238. Обе секции этого насоса расположены последовательно в одном корпусе, разделенном специальной перегородкой. Ведущие шестерни секций приводятся во вращение общим валом, а ведомые свободно посажены на общей оси.

Большая секция обеспечивает подачу масла под давлением в главную масляную магистраль двигателя, а секция меньшего размера прокачивает масло через радиатор.

Расположение масляного насоса и его привод зависят от общей компоновки двигателя и типа системы смазки.

В системах смазки с мокрым картером масляный насос может устанавливаться внутри двигателя, если его привод осуществляется от коленчатого вала, или на наружной стенке блок-картера, если он приводится от распределительного вала.

Рис.2. Шестеренчатые насосы:

а - односекционный с шестернями внешнего зацепления; б — с шестернями внутреннего зацепления; в - двухсекционный насос; г - трехсекционный насос; 1 - разгрузочная канавка; 2 - нагнетательная полость; 3 - всасывающая полость; 4 - ведомая шестерня; 5 - ведущий валик; б и 20 -шпонки; 7 - промежуточная шестерня; 8 - упорный фланец; 9 - болт крепления промежуточной шестерни; 10 - ось промежуточной шестерни; 11 - болт крепления оси; 12 - ведущая шестерня радиаторной секции; 13 - ось ведомых шестерен; 14 - корпус радиаторной секции; 15 - ведомая шестерня радиаторной секции; 16 - корпус нагнетательной секции; 17 — ведомая шестерня нагнетающей секции; 18 - стяжной болт; 19 - ведущая шестерня нагнетающей секции; 21 - втулки шестерен; 22 - ведущие шестерни откачивающих секций; 23 - ведомые шестерни откачивающих секции.

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Системы смазки двигателей - багги-планс.рф

Двигатель для работы нуждается в смазке. В статье приведено описание основных систем смазки двигателей внутреннего сгорания, их достоиства и недостатки.

Системы смазки автомобильных ДВС

Бесперебойный подвод масла к трущимся поверхностям в ДВС обеспечивает система смазки. Система смазки автомобильного двигателя должна обеспечивать подачу достаточного количества масла к трущимся деталям при работе на различных скоростных и нагрузочных режимах, при подъемах и спусках до 35%, кренах до 25%, при отрицательных и положительных температурах окружающего воздуха, положительных и отрицательных горизонтальных и вертикальных ускорениях. Кроме того, она должна обеспечивать возможность длительной работы двигателя без перегрева масла с минимальным его расходом, а также обеспечивать достаточную очистку масла от механических примесей, не требовать больших трудозатрат на обслуживание.

Подвод масла к трущимся поверхностям осуществляется с помощью циркуляционных систем смазки или путем добавления масла в состав топлива (3-6% по объему).

Последний вариант смазки используется в маломощных двухтактных двигателях с криво-шипно-камерной продувкой. Масло, добавленное в топливо, в смеси с воздухом поступает в кривошипную камеру, где частично конденсируется на деталях ЦП Г и КШМ, а частично попадает в КС. В связи с этим к маслам для таких двигателей предъявляются особые требования по зольности и коксуемости.

В остальных двигателях применяются циркуляционные системы смазки, в которых масло, подводимое к трущимся поверхностям, собирается, очищается от продуктов износа и повторно подается для смазки деталей.

В зависимости от способа подвода масла в циркуляционных системах различают подачу смазки под давлением и путем разбрызгивания. В современных системах смазки двигателей используются оба варианта подвода масла, поэтому их называют комбинированными. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного вала, вала турбокомпрессора, оси коромысел привода клапанов, сопряжения шатунов с поршневыми пальцами и др. В некоторых конструкциях для улучшения смазки организуется принудительный впрыск масла на зеркало цилиндра, а также на внутреннюю поверхность днища поршня с целью его охлаждения. Подвод масла под давлением организуется также в охлаждаемых циркулирующим маслом поршнях, к поршням с изменяемой степенью сжатия, гидравлическим толкателям клапанов, механизмам изменения фаз газораспределения и к другим исполнительным механизмам. Остальные подвижные детали двигателя смазываются путем разбрызгивания - каплями, образующимися при вытекании масла из подшипников коленчатого вала и других сопряжений. При этом распределение разбрызгиваемого масла в значительной степени связано с компоновкой двигателя.

В зависимости от места размещения основного запаса масла различают системы смазки с мокрым (рис. 1.24, а) и сухим (рис. 1.24, б) картером.

В автомобильных двигателях наиболее распространены системы смазки с мокрым картером, которые имеют более простую конструкцию. В этом случае основной запас масла находится в поддоне картера и при работе двигателя масло подается к трущимся деталям масляным насосом.

В системах с сухим картером основной запас масла содержится в автономном масляном баке и масло подается к трущимся деталям нагнетающим масляным насосом. Стекающее в поддон масло полностью удаляется из него откачивающим насосом и вновь подается в масляный бак.

Система смазки с сухим картером обеспечивает длительную работу на крутых подъемах, спусках и при кренах без утечки масла через сальники коленчатого вала, а также дает возможность снизить высоту двигателя. Отсутствие запаса масла в зоне вращения коленчатого вала исключает возможность его забрасывания на стенки цилиндров, что положительно влияет на снижение эксплуатационного расхода смазки. Кроме того, при сухом картере масло в меньшей степени нагревается от горячих деталей и подвергается воздействию картерных газов, благодаря чему сохраняет свои физико-химические свойства в течение более длительного времени, чем в системах с мокрым картером.

В основу большинства систем смазки положен один и тот же принцип, иллюстрируемый рис. 1.24. Масло из поддона 11 (или бака 14) нагнетающим насосом 2 через полнопоточный фильтр 4, подается в масляную магистраль. Давление в ней контролируется манометром 5. Из масляной магистрали масло подается к шейкам коленчатого вала 16 (в некоторых вариантах к одной шейке, а к остальным по внутренним каналам коленвала), распределительного вала 8 и к другим парам трения. Слив избытка масла из магистрали осуществляется через фильтр 9. Контроль температуры масла осуществляется термометром 12, охлаждение - с помощью радиатора 13. Уровень масла контролируется мерным щупом 10. Для откачки масла в системах с сухим картером используются насосы 15. В качестве насосов в системах смазки, как правило, используются шестеренчатые насосы (прямозубые или косозубые) с шестернями внешнего или внутреннего зацепления (рис. 1.25, а, б)

Рис. 1.24. Схемы систем смазки:а - с мокрым картером; б - с сухим картером; 1 - маслоприемник; 2 - нагнетающий насос; 3, 9 - фильтры; 4 - редукционный клапан; 5 - манометр; 6 - подвод масла к коленчатому валу; 7 - поршень; 8 - распредвал; 10- щуп; 11- картер; 12 - указатель температуры; 13 - радиатор; 14 - бак; 15 - откачивающий насос; 16 - коленчатый вал.

Рис. 1.25. Схемы шестеренных насосов системы смазки:а- с внешним зацеплением; б - с внутренним зацеплением; 1 - разгрузочная канавка; 2 - полость нагнетания; 3 - полость всасывания.

Производительность масляного насоса и создаваемое давление в значительной мере зависит от вязкости масла и частоты вращения вала двигателя, которая изменяется в широких пределах. Кроме того, в процессе эксплуатации сопряженные детали двигателя изнашиваются, что приводит к увеличению зазоров между ними и к повышению количества прокачиваемого масла. Чтобы обеспечить бесперебойную подачу масла ко всем трущимся деталям при неблагоприятном сочетании указанных факторов, расчетную производительность масляного насоса увеличивают, а для поддержания требуемого давления в магистрали вводят регулятор, называемый редукционным клапаном.

В автомобильных двигателях применяются конические, сферические, пластинчатые и цилиндрические редукционные клапаны. На рис. 1.26 показан цилиндрический клапан, который состоит из плунжера 2 и пружины 3, установленных в корпусе 1 с отверстиями. В случае повышения давления в магистрали плунжер 2, сжимая пружину 3, перемещается и обеспечивает перепуск части масла в поддон или во всасывающую полость насоса. Требуемая характеристика клапана достигается соответствующим подбором пружины.

Рис. 1.26. Плунжерный редукционный клапан: 1 - корпус; 2 - плунжер; 3 - пружина.

Редукционные клапаны могут устанавливаться в корпусе насоса на входе в главную масляную магистраль или в конце масляной магистрали. Установка редукционного клапана в корпусе насоса исключает возможность резкого повышения давления на входе в магистраль. Однако в этом случае давление в конце магистрали, под которым смазываются подшипники, может значительно колебаться при изменении гидравлического сопротивления системы и расхода масла. В связи с этим в некоторых системах устанавливают два редукционных клапана - в начале и в конце магистрали. Кроме редукционных в системах смазки могут устанавливаться нагнетательные, впускные, обратные и перепускные клапаны. Давление масла в системах смазки ДВС различных типов и назначения находится в пределах от 0,2 до 1,5 МПа. Большие значения относятся к быстроходным форсированным двигателям. Производительность используемого в системе смазки насоса должна обеспечивать расход масла 13-68 л/кВт • ч. Наибольшие значения используются для форсированных быстроходных двигателей с масляным охлаждением поршней. Объем масла в системах смазки с мокрым картером для двигателей различных типов составляет 0,03-0,48 л/кВт.

Очистка масла от механических примесей в системах смазки осуществляется фильтрами. Наибольшее распространение в двигателях современных автомобилей получили бумажные полнопоточные поглощающие фильтры, улавливающие частицы размером до 0,5 мкм. Для исключения перегрева масла и сохранения нормального теплового режима трущихся пар масло в системе смазки двигателя, особенно в летний период, нуждается в охлаждении. Чаще всего для этого используются воздушно-масляные радиаторы, устанавливаемые перед радиатором системы охлаждения двигателя. С целью снижения вредного воздействия на масло прорывающихся из КС газов (кар-терных газов), а также снижения давления в картере для предотвращения утечек масла из двигателя, картер снабжают системой вентиляции. В настоящее время для минимизации вредных выбросов автомобильными двигателями в атмосферу используют закрытые системы вентиляции картера. Для отвода картер-ных газов в этих системах картер соединяется с впускным трубопроводом и (или) с воздушным фильтром.

 

buggy-plans.ru

Что такое система смазки?

Для того чтобы уменьшить трение между различными сопряженными деталями автомобиля, в особенности деталями двигателя, продлить их долговечность и улучшить работоспособность, необходима система смазки.

Помимо вышеуказанных функций она также удаляет продукты износа, охлаждает детали двигателя, производит защиту ДВС от коррозии.

Система смазки ДВС автомобиля имеет следующие детали и устройства: датчик давления масла, масляный фильтр, масляный радиатор, масляный насос, поддон картера двигателя (включая маслозаборник), редукционный клапан, масляные каналы и магистраль.

Все вышеперечисленные элементы смазочной системы двигателя выполняют определенные функции и имеют каждая свое назначение. Для того чтобы хранить масло, используется поддон картера. При помощи щупа контролируется уровень масла в двигателе, кроме него там могут быть расположены датчик уровня масла и датчик температуры масла.

Для того чтобы закачивать масло в систему, необходим масляный насос. Он приводится в действие благодаря работе коленвала двигателя, распредвала или при помощи дополнительного приводного вала. Более распространены масляные насосы, имеющие шестеренный тип.

Естественно, система смазки не может обойтись без фильтра: он очищает масло от загрязнений и продуктов износа и нагара. Фильтрующий элемент меняют с такой же периодичностью, как и масло. Для того чтобы охлаждалось масло в двигателе, применяется масляный радиатор.

Для контроля давления масла устанавливают специальные датчики, которые расположены в масляной магистрали. Датчик подает электросигнал, после которого на приборной панели загорается соответствующая лампочка.

На некоторых моделях датчик давления может показывать уровень масла в двигателе, а при опасном для эксплуатации давлении не включает мотор автомобиля. Для поддержания давления масла на постоянном уровне система смазки оснащается одним или двумя перепускными клапанами. А установка их обычно производится или в масляном насосе, или в фильтре.

В современных двигателях систему смазки применяют чаще всего комбинированную, то есть часть деталей смазывается под давлением, а остальные - самотеком или разбрызгиванием.

Весь процесс цикличен. Во время работы двигателя насосом производится закачка масла в систему. После чего под давлением масло попадет в фильтр. Пройдя очистку от примесей, по каналам поступит к шатунным и коренным шейкам коленвала, к опорам рапредвала, верхней опоре самого шатуна. Остальные же детали могут быть смазаны разбрызгиванием или самотеком, образуя так называемый масляный туман. Далее под действием силы тяжести масло стекает обратно в поддон картера, и цикл повторяется снова.

Техническое обслуживание системы смазки предназначено для того, чтобы предотвратить возможные ее неисправности и поломки. Оно может включать в себя следующие виды работ:

- проверку уровня масла в картере, проверку на наличие подтекания;

- соблюдение правил при пуске холодного двигателя;

- проверку креплений, очистку от загрязнения фильтров и отстойников;

- замену масла и промывку всей системы.

Техобслуживание, в котором нуждается система смазки, может производиться как самим владельцем автомобиля, так и профессионалами на СТО.

fb.ru

Смазочная система | Системы смазки двигателя автомобиля

По способу подвода масла к трущимся поверхностям деталей различают смазочные системы разбрызгиванием, под давлением и комбинирован­ные.

Смазывание разбрызгиванием и за счет добавления масла в бензин применяется в пусковых двигателях тракторов. В смазочной системе под давлением предусмотрен подвод масла ко всем трущимся деталям под давле­нием с помощью насоса, только такую систему в автотракторных двигателях не применяют. Комбинированную смазочную систему применяют во всех ав­тотракторных двигателях. Эта система обеспечивает подвод масла под дав­лением к наиболее нагруженным и ответственным деталям. Трущиеся по­верхности менее нагруженных деталей или деталей, к которым затруднен подвод масла под давлением (поршень, цилиндр, зубья распределительных шестерен и др.), смазываются разбрызгиванием.

Комбинированная смазочная система работает следующим образом. Из поддона картера 11 масло через сетку маслозаборника 10 заса­сывается масляным насосом 8 и направляется к фильтру 18. Очищенное мас­ло охлаждается в масляном радиаторе 16 поступает по трубке 17 в главную масляную магистраль. Из этой магистрали масло проходит по сверлениям в блоке к коренным и шатунным 5 подшипникам коленчатого вала 7 и в канал 24 к шейкам распределительного вала. Далее по сверлениям в распредели­тельном и коленчатом валах масло идет ко всем шейкам. Масло, попавшее в полости шатунных шеек, смазывает шатунные подшипники. От первого ко­ренного подшипника масло поступает к промежуточной шестерне и втулке шестерни топливного насоса.

От одной из опорных шеек распределительного вала масло пульси­рующим потоком через канал 25 попадает во внутреннюю полость коромы­сел 26 и через отверстия в них смазывает втулки коромысел. Вытекая из вту­лок и разбрызгиваясь, масло попадает на трущиеся поверхности остальных деталей механизма газораспределения (клапаны, регулировочные болты, штанги, толкатели, кулачки распределительного вала), смазывает их и стека­ет в поддон картера.

Давление масла контролируют с помощью манометра 19, уста­новленного на щитке приборов в кабине трактора.

Нормальный режим работы смазочной системы поддерживают три ав­томатически действующих клапана: предохранительный 12, клапан- термостат 14 и сливной 13.

В качестве фильтра можно применять масляную реактивную центри­фугу или сменный бумажный фильтрующий элемент. На некоторых двигате­лях применяют и тот и другой фильтр.

Рисунок. Общая схема смазочной системы: 1-заливная горловина; 2 — сетка горловины; 3 — полость в шатунной шейке для очистки масла; 4 — измеритель уровня масла; 5 — шатунный подшипник; 6 — канал от коренной шей­ки к шатунной; 7 — коленчатый вал; 8 — масляный насос; 9 — сливная пробка; 10 — маслоза- борник насоса; 11 — поддон картера; 12 — предохранительной клапан; 13 — сливной клапан; 14 — клапан-термостат; 15 — трубка, подводящая масло к радиатору; 16 — масляный радиа­тор; 17- трубка, отводящая масло к главной магистрали; 18 — масляная центрифуга; 19 — манометр; 20 — ротор центрифуги; 21 — трубка, отводящая масло из центрифуги; 22 — фор­сунка; 23 — трубка, подводящая масло к центрифуге; 24 — канал (канавка) для подачи масла к шейкам распределительного вала; 25- канал (трубка) подвода масла к клапанному меха­низму; 26 — коромысло клапана

Предохранительный клапан 12 обеспечивает частичный слив масла в поддон 11 при значительном увеличении давления масла, нагнетаемого масляным насосом 8 при впуске и в начале работы двигателя, когда оно еще не прогрелось и поэтому имеет повышенную вязкость. Клапан-термостат 14 отключает радиатор 16, когда масло холодное. Когда температура масла становится выше нормальной, клапан автоматически закрывается, направляя горячее масло в радиатор 16 для охлаждения. Сливной клапан 13 поддержи­вает в главной масляной магистрали определенное давление масла при его рабочей температуре 80…95 оС. В некоторых двигателях вместо редукцион­ного клапана установлен кран-переключатель, имеющий два положения: 3 (зима) и Л (лето).

ustroistvo-avtomobilya.ru