Устройство системы смазки – Система смазки — назначение, устройство и основные элементы: масляный насос, масляный фильтр, радиатор.

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 залив

Устройство системы смазки | Системы смазки двигателя автомобиля

Рис. Элементы системы смазки двигателя:
1 — маслонасос, 2 — маслозаборник, 3 — поддон для масла, 4 — маслофильтр, 5 — канал подачи масла, 6 — пробка маслоналивной горловины.

Устройство системы смазки показано на рисунке. Маслонасос, размещенный на коленвале двигателя, всасывает масло из поддона для смазки и подает его в фильтр. Профильтрованное масло подается к двум каналам, расположенным в корпусе. По одному каналу масло поступает к коренным подшипникам, а также разбрызгивается на поршни, кольца и поверхности цилиндров. Второй канал подает масло в головку и через отверстия в осях толкателей смазывает толкатели, клапаны и распредвал.

Составными частями насоса являются две шестерни: с наружными и внутренними зубьями, сцепленными между собой. Шестерня с наружными зубьями посажена на колевал и ее зубья имеют несколько меньшую высоту, чем у шестерни с внутренними зубьями. Во время вращения сцепленные зубья шестерен создают разрежение с одной стороны, куда всасывается масло, и избыточное давление с другой строены, откуда масло подается в выходной канал.

Рис. Составные части маслонасоса: 1 — корпус, 2 — шестерня с наружными зубьями, 3 — шестерня с внутренними зубьями, 4 — крышка, 5 — прокладка, 6 — поршень редукционного клапана, 7 — пружина клапана, 8 — шайба, 9 — фиксирующее пружинное кольцо.

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

.

Устройство системы смазки двигателей ГАЗ, ЗИЛ, Урал и ЯАЗ

Система смазки двигателей ГАЗ-69, ГАЗ-69А, ГАЗ-63 и ГАЗ-51А

Двигатели автомобилей ГАЗ-69, ГАЗ-69А, ГАЗ-63 и ГАЗ-51А имеют комбинированную систему смазки, выполненную по одной и той же схеме.

Масло из поддона через маслоприемник 20 забирается насосом 2 и нагнетается через фильтр грубой очистки в главную магистраль, расположенную вдоль блока цилиндров. Из главной магистрали масло по поперечным каналам в блоке направляется к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, а также к подшипникам распределительного вала и толкателям клапанов. В отличие от двигателя автомобиля ГАЗ-69 толкатели двигателя автомобиля ГАЗ-63 смазываются маслом, собирающимся в специальных карманах.

Рис. Схема смазки двигателя автомобиля ГАЗ-69: а — схема системы смазки двигателя: б — схема смазки кулачков распределительного вала; 1 — трубка смазки шестерен привода распределительного вала; 2 — масляный насос; 3 — редукционный клапан; 4 — фильтр тонкой очистки; 5 — фильтрующий элемент; 6 — болт крышки фильтра; 7 — пробка сливного отверстия; 8 — распределительный вал; 9 — маслоналивная труба; 10 — масляный радиатор; 11 — перепускной клапан; 12 — рукоятка валика фильтра грубой очистки; 13 — гайка сальника; 14 — кран масляного радиатора; 15 — датчик указателя давления масла; 16 — фильтрующие пластины; 17 — корпус фильтра грубой очистки; 18 — пробка сливного отверстия; 19 — очистительные пластины; 20 — плавающий маслоприемник; 21 — пробка сливного отверстия

Цилиндры двигателя и кулачки распределительного вала смазываются маслом, выбрасываемым из отверстий в нижних головках шатунов. Шестерни привода распределительного вала смазываются маслом, стекающим из подшипника распределительного вала по трубке 1. Остальные детали смазываются самотеком и разбрызгиванием.

На фильтре грубой очистки установлен датчик указателя давления масла 15. Свежее масло заливается через трубу 9.

В системе смазки двигателей этих автомобилей имеется масляный радиатор 10, который включается при помощи крана 14. В двигателе автомобиля ГАЗ-63 масло поступает в радиатор только тогда, когда давление в системе смазки выше 1 кг/см2. Если давление меньше, то предохранительный клапан прекращает циркуляцию масла через радиатор.

Давление в системе смазки двигателей этих автомобилей должно быть 2—4 кг/см2 при движении со скоростью 50 км/час. Падение давления ниже 1 кг/см2 на средних оборотах коленчатого вала свидетельствует о неисправности в системе смазки. Работа двигателя при таком давлении недопустима.

Система смазки двигателей ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157 и ЗИЛ-151

Двигатель автомобилей ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157 и ЗИЛ-151 имеет комбинированную систему смазки.

Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, поршневые пальцы, подшипники распределительного вала. Остальные трущиеся детали двигателя смазываются самотеком и разбрызгиванием.

Масляный насос шестеренчатый, двухсекционный. Верхняя секция подает масло в главную магистраль, а нижняя — в масляный радиатор.

Масляный радиатор 9 включается в систему при помощи крана 10 в тех случаях, когда двигатель работает с большими нагрузками и при высокой (выше 20° С) температуре окружающего воздуха. Если масляный радиатор отключен (кран 10 закрыт), масло в нижней секции насоса циркулирует через перепускной клапан 11.

Редукционный клапан 4 предупреждает чрезмерное давление в магистрали, если она засорена или масло слишком густое. Масляные фильтры грубой 6 и тонкой 7 очистки размещены в одном корпусе.

Давление в системе смазки контролируется указателем давления масла и должно быть при 1200 об/мин и прогретом двигателе не менее 1,5 и не более 5 кг/см2.

Система смазки двигателей ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-150

Система смазки двигателя автомобилей ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-150 не имеет масляного радиатора; масляный насос выполнен поэтому односекционным, во всем остальном она устроена и работает так же, как и система смазки двигателя ЗИЛ-157К.

В системе смазки двигателя автомобиля Урал-375 под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного вала, подшипник валика привода распределителя зажигания и масляного насоса, а также толкатели.

К втулкам коромысел привода клапанов предусмотрена пульсирующая подача масла, а к остальным трущимся деталям двигателя масло подается самотеком и разбрызгиванием.

 

Рис. Схема смазки двигателя автомобиля ЗИЛ-157К: 1 — плавающий маслоприемник; 2 — нижняя секция масляного насоса; 3 — верхняя секция масляного насоса; 4 — редукционный клапан; 5 —главная масляная магистраль; 6 — фильтр грубой очистки; 7 — фильтр тонкой очистки; 8 — перепускной клапан фильтра грубой очистки; 9 — масляный радиатор; 10 — кран включения радиатора; 11 — перепускной клапан

Из поддона 1 двигателя масло через неподвижный маслоприемник 2 засасывается в двухсекционный масляный шестеренчатый насос 4.

Нижняя секция насоса подает масло в радиатор, где оно охлаждается и стекает в картер.

Верхняя секция насоса нагнетает масло в фильтр 5 грубой очистки, откуда часть масла поступает в фильтр 6 центробежной очистки, а основной поток масла из фильтра грубой очистки непосредственно направляется в два продольных канала в блоке цилиндров.

По одному из каналов масло подается в систему смазки компрессора, по второму — к подшипникам коленчатого и распределительного валов.

Рис. Схема смазки двигателя автомобиля Урал-375: 1 — поддон картера; 2 — маслоприемник; 3 — грязеуловитель; 4 — масляный насос; 5 — фильтр грубой очистки масла; 6 — фильтр центробежной очистки масла; 7 — коромысло привода клапана; 8 — пробка сливного отверстия

Из среднего подшипника распределительного вала масло через отверстия в шейке один раз за оборот вала (при совпадении с отверстиями в блоке цилиндров) подается по каналам в головках блока цилиндров и стоиках коромысел в полость осей коромысел, откуда оно поступает через небольшие отверстия к втулкам коромысел.

Из втулок коромысел масло по каналам в коромыслах поступает к сферическим опорам штанг толкателей. Вытекающее из зазоров во втулках коромысел масло смазывает стержни клапанов и механизмы вращения клапанов.

Масло, поступающее к шатунным подшипникам, подвергается дополнительной центробежной очистке в грязеуловителях 3, выполненных в шатунных шейках коленчатого вала в виде каналов большого диаметра, закрытых резьбовыми пробками.

Пробка сливного отверстия поддона картера снабжена постоянным магнитом, который предназначен для улавливания находящихся в масле металлических частиц.

Система смазки двигателя ЯАЗ-М-206Б

В системе смазки двигателя ЯАЗ-М-206Б под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного и уравновешивающего валов, ось промежуточной шестерни, оси коромысел, вал привода нагнетателя и поршневые пальцы. Остальные детали двигателя смазываются разбрызгиванием и самотеком.

Масло из поддона через сетчатый фильтр 17 маслоприемника засасывается шестеренчатым масляным насосом 20 и нагнетается через фильтр грубой очистки 14, масляный радиатор 13 в главную масляную магистраль 12.

При засорении фильтра грубой очистки или масляного радиатора масло через перепускной клапан 15 может проходить из насоса в главную масляную магистраль, минуя фильтр и радиатор. Из главной масляной магистрали масло по каналам в блоке поступает ко всем коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала.

Из шатунных подшипников масло по вертикальным каналам в теле шатунов подается к -поршневым пальцам, а затем через форсунку 28 разбрызгивается на днище поршня и охлаждает поршень.

Из поперечных каналов масло по четырем вертикальным каналам 8 и 29 поступает к крайним подшипникам распределительного и уравновешивающего валов и затем по каналу 5 в распределительном валу к остальным его подшипникам. Из переднего подшипника распределительного вала масло по вертикальному каналу 4 проходит в горизонтальный канал 3 головки блока, откуда оно поступает к осям коромысел.

Излишнее масло, вытекающее из подшипников коромысел, смазывает детали распределительного механизма и стекает в полость 6, смазывая кулачки.

Из канала в блоке цилиндров масло направляется по трубке 10 к валу привода нагнетателя и к манометру, а с противоположной стороны блока — к фильтру 31 тонкой очистки. Очищенное масло сливается в поддон.

Из полости 6 через два отверстия в блоке цилиндров масло стекает в верхние масляные карманы картера нагнетателя. Отсюда оно стекает во внутренние полости крышек нагнетателя и смазывает подшипники и шестерни привода нагнетателя. Из нагнетателя масло стекает в поддон.

Подшипник оси промежуточной шестерни привода распределения смазывается маслом, поступающим из заднего левого вертикального канала. Распределительные шестерни смазываются маслом, стекающим из полостей 6, в которых расположены распределительный и уравновешивающий валы, через специальные отверстия в торцовых плитах блока цилиндров. Кроме того, шестерни смазываются маслом, вытекающим из концевых подшипников распределительного и уравновешивающего валов и из подшипника промежуточной шестерни.

Рис. Схема смазки двигателя автомобиля ЯАЗ-М-206Б: 1 — канал в оси коромысел; 2 — канал в коромысле для смазки пальца; 5 — канал в головке блока цилиндров двигателя; 4 — канал для подвода масла к головке блока цилиндров; 5 — канал в распределительном валу; в — полость для смазки кулачков распределительного вала; 7 — верхняя полость картера нагнетателя; 8 — вертикальный канал в блоке цилиндров для подвода масла к распределительному валу; 9 — масляный манометр; 10 — трубка для подвода масла к подшипнику вала привода нагнетателя; 11 — масляная ванна для смазки шестерен привода нагнетателя; 12 — главная масляная магистраль; 13 — масляный радиатор; 14 — фильтр грубой очистки масла; 15 — перепускной клапан; 16 — маслоизмерительный стержень; 17 — сетчатый фильтр маслоприемника; 18 — пробка сливного отверстия; 19 — предохранительный клапан; 20 — масляный насос; 21 — штуцер маслосливной трубки компрессора; 22 — канал в шатунной шейке коленчатого вала; 23 — калиброванное отверстие в канале шатуна; 24 — датчик сигнальной лампочки; 25 — канал в шатуне; 26 — маслосъемное поршневое кольцо; 27 — поршень; 28 — форсунка; 29 — вертикальный канал для подвода масла к подшипникам уравновешивающего вала; 30 — центральная трубка с калиброванным отверстием масляного фильтра тонкой очистки; 31 — фильтр тонкой очистки масла; 32 — регулировочный клапан

Давление смазки контролируется манометром 9 и сигнальной лампочкой, датчик 24 которой соединен с поперечным каналом в блоке.

Давление масла должно быть: 2,5—5 кг/см2 при температуре воды в системе охлаждения 80—85° С и при 2000 об/мин; 0,3—0,4 кг/см2 при той же температуре воды и 500 об/мин коленчатого вала. Если давление масла при 2000 об/мин меньше 1,7 кг/см2, следует остановить двигатель и устранить неисправность.

Система смазки легкового автомобиля | Системы смазки двигателя автомобиля

Принцип работы

В типичной системе смазки легкового автомобиля при работе двигателя масло засасывается из поддона двигателя масляным насосом через маслозаборник с сетчатым фильтром, предотвращающим попадание в насос крупных частиц. Из насоса масло под давлением подается в масляный фильтр, где очищается от механических примесей и проходит в главную масляную магистраль. От нее масло поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, опорам распределительного вала и другим деталям. К шатунным шейкам коленчатого вала масло поступает через отверстия, просверленные в нем. В некоторых двигателях в нижней головке шатуна имеется канал, по которому масло подается для смазки поршневого пальца. Для подачи масла на рабочую поверхность цилиндра иногда выполняют сверление в нижней головке шатуна, из которого, при совпадении отверстий, в шатунной шейке и головке шатуна, масло попадает на зеркало цилиндра. В отдельных случаях для этого используются специальные форсунки, которые могут устанавливаться для охлаждения поршней в двигателях с высокими температурными режимами работы. Для охлаждения нагретого масла применяются масляные радиаторы.

Вытекающее через зазоры в подшипниках масло разбрызгивается движущимися деталями КШМ и ГРМ и в виде капель и масляного тумана попадает на другие детали двигателя. Из полости головки блока цилиндров под действием силы тяжести масло стекам обратно в поддон, смазывая при этом детали привода ГРМ.

Рис. Система смазки двигателя легкового автомобиля:
1 – вакуумный насос; 2, 5, 7, 8 – перепускные клапана; 3 – масляный фильтр; 4 – датчик давления; 6 – масляный радиатор; 9 – масляный насос; 10 – балансирный вал; 11 – привод вспомогательных агрегатов; 12 – гидравлический натяжитель цепи; 13 – турбонагнетатель; 14 – форсунка охлаждения поршня

Масляный насос

Ведущая роль в работе современных автомобильных двигателей внутреннего сгорания принадлежит масляному насосу. Сравнительно большие крутящие моменты при низких частотах вращения коленчатого вала, особенно у дизельных двигателей с наддувом, диктуют необходимость увеличения давления нагнетания и производительности масляных насосов. Это связано с тем, что при таких нагрузках происходит интенсивное нагревание конструктивных элементов двигателя, что, в свою очередь, приводит к перегрузке подшипников коленчатого вала. С другой стороны, повышение производительности масляных насосов ограничено необходимостью достижения низкого расхода топлива, так как мощность, расходуемая на привод насоса, может составлять до 8% мощности двигателя. Таким образом, на современном этапе автомобилестроения актуальным является вопрос регулирования производительности масляного насоса при различных режимах работы двигателя.

Существует большое количество разнообразных вариантов конструкций масляных насосов. Разумеется, что не все из этих конструкций подходят для применения в двигателях внутреннего сгорания. Основными критериями при выборе той или иной конструкции насоса являются:

• габаритные размеры
• стоимость
• производительность

В настоящее время в системах смазки используются шестеренчатые масляные насосы с внешним и внутренним зацеплением шестерен, пластинчатые насосы и героторные насосы.

Видео: Система смазки двигателя

Смазочная система двигателя.

Система смазки двигателя



Назначение системы смазки и ее дополнительные функции

Смазочная система (система смазки) предназначена для подачи масла к трущимся поверхностям с целью уменьшения сил трения, а также для охлаждения деталей, удаления продуктов нагара и износа, предохранения деталей двигателя от коррозии.
Помимо этого, масло существенно уплотняет зазоры между сопряженными деталями.
Кроме перечисленных функций, смазочная система может выполнять и специфические задачи.
Моторное масло из смазочной системы применяется в гидрокомпенсаторах тепловых зазоров клапанов, гидронатяжителях привода газораспределительного механизма, в системах регулирования фаз газораспределения, в гидравлическом приводе вентилятора системы охлаждения и т. п.

Если рабочие поверхности деталей, сопрягаемых в подвижном соединении, абсолютно сухие, то имеет место сухое трение, сопровождающееся интенсивным выделением теплоты, изнашиванием поверхностей, и требующее значительных затрат энергии на относительное перемещение деталей.

Трение между поверхностями, разделенными достаточно толстым слоем масла, называется жидкостным. В этом случае усилие, необходимое для относительного перемещения деталей, значительно сокращается и существенно уменьшается изнашивание их рабочих поверхностей.
В двигателе внутреннего сгорания стойкое жидкостное трение удается осуществить только в подшипниках коленчатого вала на рабочих режимах.

Остальные сопряженные пары движутся возвратно-поступательно или качаются, поэтому на их поверхностях не удается сохранить масляный слой достаточной толщины. Такое трение, когда рабочие поверхности разделены лишь тонкой пленкой масла (толщиной менее 0,1 мм) называется граничным.
В зависимости от толщины пленки граничное трение может быть полужидким или полусухим. Последнее характеризуется возможностью «схватывания» микровыступов трущихся поверхностей, склонностью к задирам и эрозивному изнашиванию.

Полужидкое трение наиболее характерно для деталей цилиндропоршневой группы. В паре «выпускной клапан – направляющая втулка» возможно возникновение полусухого трения.

Подача масла к трущимся поверхностям должна быть бесперебойной. При недостаточной смазке теряется мощность двигателя, повышается износ деталей и возрастает вероятность отказа из-за разрушения подшипников коленчатого вала, заклинивания поршней, распределительного механизма и т. п.

Нельзя допускать и избыточного смазывания, так как это может привести к попаданию масла в камеру сгорания и на электроды свечей зажигания, вследствие чего увеличивается нагарообразование в днищах поршней, стенках камеры сгорания и клапанах.
Это приводит к перегреву и перебоям в работе двигателя, а также к перерасходу масла.

***

Требования к системе смазки двигателя

Требования, предъявляемые к смазочной системе, основываются на ее функциях и задачах:

• бесперебойная подача масла к трущимся деталям на всех режимах работы двигателя, на подъемах и спусках автомобиля с уклоном до 35 % и при крене до 25 %, при температуре окружающей среды от +50 до -50 ˚С, при положительных и отрицательных горизонтальных и вертикальных ускорениях;
• достаточная степень очистки масла от механических примесей;
• прочная конструкция;
• удобство технического обслуживания;

***



Способы смазки деталей двигателя

В зависимости от способа подачи масла к трущимся поверхностям различают следующие способы смазывания:

• разбрызгиванием и посредством масляного тумана;
• под давлением;
• комбинированное.

Под давлением масло подводится к трущимся деталям из главной масляной магистрали, давление в которой создается насосом.

Смазка разбрызгиванием осуществляется специальными форсунками или подвижными деталями кривошипно-шатунного механизма (КШМ), а также путем создания масляного тумана из стекающего в картер масла.

Комбинированная система смазывания сочетает в себе первые два способа.

В современных автомобилях, как правило, система смазки имеет комбинированное устройство. Ее особенность заключается в следующем: к деталям, более всего подверженным износу, масло подается под давлением, а к тем, которые работают в более легких условиях, разбрызгиванием.
Под давлением масло подводится к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, опорам распределительного вала, сочленениям привода газораспределительного механизма (ГРМ), зубчатым колесам привода распределительного вала, топливному насосу высокого давления (ТНВД) дизелей.
В некоторых двигателях под давлением смазываются сопряжения верхней головки шатуна с поршневым пальцем.

Разбрызгиванием масло подается на зеркало цилиндра из отверстия в кривошипной головке шатуна, а также разбрызгивается специальными форсунками на днище поршня. Масляные форсунки могут быть расположены у верхней головки шатуна или в нижней части цилиндра.
Подаваемое на днище поршня масло выполняет двоякие функции – во-первых, оно охлаждает днище поршня, во-вторых, при стекании по стенкам гильзы, оно смазывает сопрягаемую пару «поршень-гильза цилиндров», а далее, продолжая стекать в поддон и сталкиваясь с подвижными деталями КШМ, образует масляный туман, также смазывающий детали двигателя.

Существует способ смазывания самотеком, когда подача масла осуществляется по каналам из резервуаров, карманов, различных полостей и углублений, расположенных выше смазываемых поверхностей.

В зависимости от места размещения основного запаса масла смазочные системы могут быть с «мокрым» (рис. 1) или «сухим» (рис. 2) картером.

Для детального просмотра кликните по рисунку мышкой, и схема откроется в отдельном окне браузера.

Наибольшее распространение на автомобильных двигателях получили смазочные системы 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, затем оно самотеком возвращается обратно в поддон.
Это техническое решение имеет ряд недостатков, наиболее существенные из которых – вспенивание масла при высоких оборотах коленчатого вала, а также сильное плескание в картере, из-за чего может оголиться маслоприемник, что ведет к значительному снижению давления в системе смазки и масляному «голоданию».
Кроме того, относительно глубокий поддон негативно влияет на общие габариты и расположение центра тяжести двигателя и автомобиля в целом.

В системах с «сухим» картером основной запас масла содержится в отдельном масляном баке 5 (рис. 2) и масло подается к трущимся деталям нагнетающей секцией масляного насоса. Стекающее в поддон масло полностью удаляется из него откачивающими секциями масляного насоса 9 и вновь подается в масляный бак 5.
Такая смазочная система обеспечивает надежную смазку на крутых подъемах, спусках и уклонах без утечки масла через уплотнения между деталями двигателя, а также позволяет уменьшить высоту двигателя за счет менее глубокого поддона.
Кроме того, при «сухом» картере масло в меньшей мере нагревается от горячих деталей и подвергается вредному воздействию картерных газов, благодаря чему дольше сохраняет смазывающие свойства.

Из недостатков системы смазки с «сухим» картером можно отметить высокую стоимость, больший вес, более сложное устройство и больший заправочный объем в сравнении с системой смазки с «мокрым» картером.

Система смазки с «сухим» картером обычно применяется на автомобилях с высокофорсированными двигателями, предназначенными, например, для гонок, а также в некоторых моделях внедорожников, которым часто приходится передвигаться по бездорожью со сложным рельефом местности.
В некоторых случая такая система смазывания деталей двигателя используется для уменьшения габаритной высоты силового агрегата.

***

Работа системы смазки двигателя



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).