Доброго времени суток уважаемые посетители сайта Я-АВТОЛЮБИТЕЛЬ.

Система смазки двигателя предназначена для непрерывной подачи смазки к трущимся деталям, для избегания сухого трения. Система смазки двигателя, обеспечивает так же охлаждение трущихся деталей.

Классификация и назначение системы смазки двигателя

Система смазки двигателя предназначена для непрерывной подачи масла к трущимся поверхностям деталей и для их охлаждения. Система смазки обеспечивает защиту деталей двигателя от коррозии, удаления продуктов износа трущихся деталей.

Системы смазки двигателя классифицируются по способу подачи масла к трущимся деталям:

  1. система смазки с подачей масла разбрызгиванием;
  2. система смазки с непрерывной подачей масла под давлением;
  3. система смазки с подачей масла комбинированным способом;

Система смазки двигателя подачей масла разбрызгиванием имеет достаточно простое устройство.  Смазка деталей при вращении двигателя осуществляется кривошипными головками шатунов, имеющими специальные черпаки. Данный способ смазки деталей двигателя имеет следующий недостаток: интенсивность смазки зависит от уровня масла в поддоне картера и от угла наклона поддона картера, то есть при преодолении подъемов или спусков эффективность такой системы смазки значительно ухудшается. Поэтому система смазки подачей масла при помощи разбрызгивания не получила широкого распространения несмотря на свою простоту.

Система смазки с непрерывной подачей масла под давлением, в данной системе все детали смазываются под давлением, нагнетаемым масляным насосом. Система смазки под давлением лишена недостатков предыдущей системы смазки, но очень сложна в изготовлении и эксплуатации, широкого применения данная система не получила.

В комбинированной системе  смазки, наиболее нагруженные детали двигателя смазываются под давлением, менее нагруженные детали смазываются разбрызгиванием. Данная система смазки получила широкое распространение. Существует два типа комбинированной системы смазки: с сухим и мокрым картером. В системе с сухим картером резервуаром для масла служит бак, который может быть расположен внутри картера или вне двигателя. В системе с мокрым картером резервуаром для масла является поддон картера. Наиболее широкое распространение получили системы смазки с мокрым картером, системы с сухим картером применяются на специальных двигателях. Далее в статье будет рассматриваться комбинированная система смазки двигателя с мокрым картером.

Трение и смазочные материалы

Во время работы двигателя происходит трение между подвижными и неподвижными деталями, детали имеют шероховатости (Рисунок 1 а), чем меньше зазоры между деталями и выше частота вращения коленчатого вала двигателя, тем силы трения больше. На преодоление силы трения тратиться энергия двигателя, тем самым снижается его мощность и к.п.д., увеличивается расход топлива. Гораздо больший вред трущимся поверхностям приносит износ деталей. При износе появляются риски и задиры, в результате износа зазоры между деталями увеличиваются, вызывая стуки двигателя. Для уменьшения силы трения и охлаждения трущихся поверхностей между ними вводят слой масла, обеспечивая жидкостное трение. Жидкостное трение гораздо ниже сухого, соответственно и износ деталей, а так же температура при жидкостном трении гораздо ниже (Рисунок 1 б).

В качестве смазочных материалов (жидкости) в двигателе внутреннего сгорания применяются моторные масла, масло образует между трущимися деталями тонкую пленку (Рисунок 1 б). Для обеспечения оптимальных режимов работы двигателя масло должно обладать следующими качествами: хорошей смазывающей способностью, высокими антикоррозионными свойствами, высокой стабильностью свойств во всем температурном диапазоне, высокой температурой вспышки, низкой температурой застывания, отсутствием механических примесей и воды. Масла разделяются:

  1. по вязкости, вязкость – сопротивление частиц масла взаимному перемещению, при недостаточной вязкости масло легко вытекает из зазора, при высокой вязкости масла, увеличивается трение и уменьшается количество подаваемого масла к трущимся деталям;
  2. температуре застывания, температура застывания масла – это та минимальная температура при достижении которой, масло в пробирке при наклоне на угол 45˚, остается неподвижным одну минуту. Температура застывания масла указывает минимальную температуру, при которой возможен запуск двигателя.
  3. типу двигателя, для которого предназначено масло, масло может быть разработано для работы в бензиновом двигателе, в бензиновом двигателе с турбонаддувом, дизельном двигателе, дизельном двигателе с турбонаддувом, дял работы в двигателях специального назначения.

Масло обязательно должно соответствовать типу двигателя и климатическим условиям работы. Износ двигателя определяют вышеперечисленные параметры, кроме них на износ влияет чистота масла, масло не должно содержать механических примесей и воды, механические примеси во время работы двигателя необходимо отделять. Масло подвергается непрерывной фильтрации и охлаждению. В масла при изготовлении добавляют определенные присадки:

  1. вязкостные – повышают вязкость масла;
  2. депрессорные – уменьшают температуру застывания масла;
  3. антиокислительные – уменьшают склонность масла к кислотообразованию;
  4. противокоррозионные – образуют на смазываемых поверхностях защитную пленку от коррозии;
  5. моющие – для уменьшения образования нагара;
  6. противопенные – для уменьшения пенообразования масла;

Масло имеет определенный ресурс, по истечении которого, подлежит замене в обязательном порядке, срок замены масла регламентирован изготовителем двигателя, как правило, 15-20 тысяч километров.

Устройство и состав комбинированной системы смазки двигателя

Как было сказано ранее в комбинированной системе  смазки, наиболее нагруженные детали двигателя смазываются под давлением, менее нагруженные детали смазываются разбрызгиванием. Под давлением смазываются коренные и шатунные вкладыши коленчатого вала, подшипники распределительного вала, поршневой палец, распределительные шестерни.

Система смазки всех двигателей включает в себя следующие механизмы (Рисунок 2): поддон картера 1, масляный насос 2, фильтр 6, радиатор 8, каналы и трубопроводы, манометр 11, маслоналивная горловина 16. для нормальной работы системы смазки требуется контролировать уровень масла, контроль уровня масла осуществляется щупом 4, двигатель при этом должен быть заглушен.

принципиальная схема системы смазки

  1. масляный поддон;
  2. масляный насос;
  3. редукционный клапан насоса;
  4. масломерный щуп;
  5. промежуточная шестерня;
  6. масляный фильтр;
  7. температурный клапан радиатора;
  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;

Рассмотрим принцип работы системы смазки. Масляный насос 2 засасывает масло из поддона 1, масло под давлением подается в фильтр 6, после очистки масло охлаждается в радиаторе 8 (если открыт температурный клапан радиатора), после чего масло попадает в главный масляный канал 13. По главному масляному каналу масло проходит к коренным вкладышам коленчатого вала и к шейкам распределительного вала. По каналам коленчатого вала 14 масло попадает к шатунным шейкам и поршневому пальцу, в канале 14 масло проходит дополнительную очистку. Из магистрали масло подается к промежуточной шестерне 5. По каналу в шейке распределительного вала масло подается в вертикальный канал блока, затем в пустотелую ось коромысел 12. Через отверстия сделанные в валике коромысел, масло подается к втулкам коромысел, затем стекает по штангам, смазывая толкатели, а так же кулачки распределительного вала. Методом разбрызгивания смазываются следующие детали: стенки цилиндров и поршней, распределительные шестерни, в некоторых двигателях может быть конструктивно реализована смазка поршневого пальца методом разбрызгивания, чаще всего поршневой палец смазывается под давлением. Масло, стекающее из вкладышей коленчатого вала и механизма ГРМ, разбрызгивается коленчатым валом во время вращения на мелкие капли, таким образом, получается масляный туман. Капли масла оседают на поверхности цилиндра, а также газораспределительного механизма, смазывают все детали, после чего стекают в поддон картера, получается замкнутая система. Манометр 11, предназначен для контроля величины давления масла в главной масляной магистрали, кроме манометра на всех двигателях есть индикатор низкого давления масла. Некоторые двигатели кроме манометра оснащаются указателем температуры масла.

Масляный насос

Масляный насос представляет из себя две шестерни, при помощи которых создается циркуляция масла под высоким давлением в системе смазки двигателя. Насос может быть выполнен двухсекционным (Рисунок 3 а) или односекционным (Рисунок 3 в).  Двухсекционный насос имеет две секции основную и дополнительную. Дополнительная секция может быть использована либо для подачи масла в фильтр тонкой очистки, либо для подачи масла в радиатор. После того как масло пройдет фильтр или радиатор оно сливается в поддон картера. Секции разделяются между собой проставкой 2, каждая из секций работает независимо от другой. Принцип работы двухсекционного и односекционного насосов одинаковый.

Масляный насос устройство

а и б двухсекционные насосы;

в односекционный насос;

г предпусковой насос

  1. ведущая шестерня;
  2. проставка;
  3. ведущий вал;
  4. ведущая шестерня основной секции;
  5. ведомая шестерня основной секции;
  6. ведомая шестерня секции масляного фильтра;
  7. нагнетательный канал;
  8. сетка маслоприемника;
  9. маслоприемник;
  10. редукционный клапан;
  11. регулировочный винт;
  12. выходное отверстие;
  13. впускное отверстие;
  14. крышка;
  15. корпус;
  16. шестерня привода насоса;
  17. ведомая шестерня;

Шестерни масляного насоса вращаются в разных направлениях. Масло поступает в насос через входной канал, через сетку маслоприемника 8 где проходит очистку от крупных фракций. Далее масло заполняет впадины между шестернями 4 и 5, шестерни при вращении переносят масло вдоль стенок корпуса в нагнетательный канал 7, далее масло попадает в фильтр грубой очистки. Ведущая шестерня 4 крепится на валу при помощи шпонки, вал в свою очередь опирается на втулки, запрессованные в корпусе и крышке насоса. Ведомая шестерня 5, находясь в зацеплении с ведущей, свободно вращается на пальце, запрессованном в корпусе. В корпусе насоса установлен редукционный клапан 10, предохраняющий систему смазки от чрезмерного давления, создаваемого масляным насосом при холодном пуске двигателя, когда масло имеет большую вязкость. Давление срабатывания редукционного клапана регулируется при помощи винта 11. Привод масляного насоса осуществляется через шестерню, либо от коленчатого вала двигателя, либо от распределительного вала двигателя.

На некоторых дизельных двигателях, оборудованных пусковым двигателем, устанавливают предпусковой насос (Рисунок 3 г). Предпусковой насос необходим для создания давления в системе смазки перед запуском основного двигателя во время работы пускового. Шестерня 16 привода предпускового насоса, находится в зацеплении с шестерней редуктора пускового двигателя. После запуска основного двигателя давление в системе повышается, и поступление масла к предпусковому насосу прекращается при помощи обратного клапана.

Масляный радиатор

Масляный радиатор необходим для охлаждения масла. Масляный радиатор выполняется в виде неразборного узла, состоит радиатор из ряда стальных трубок, овального сечения и верхнего и нижнего бачков. Для увеличения площади охлаждения на каждую трубку навивается стальная лента. Масляный радиатор устанавливается перед радиатором системы охлаждения двигателя. На двигателях с воздушной системой охлаждения радиатор выполняется в виде единой многократно изогнутой трубки, с навитой на нее ленточной спиралью. Масло при движении по трубкам радиатора обдувается воздухом, охлаждается на 10-12˚С.

Масляный фильтр

Масло, поступающее к поверхностям трущихся деталей не должно содержать механических примесей, во время работы двигателя в масле появляются продукты износа, таким образом масло постоянно нуждается в очистке. Для очистки масла в системе смазки устанавливают фильтры, на дизельных двигателях, как правило, установлено два фильтра, фильтр для грубой и тонкой очистки масла. На многих дизельных двигателях в качестве фильтра тонкой очистки масла применяется центробежный очиститель – центрифуга. В центрифуге масло очищается под действием центробежных сил, возникающих при вращении ротора. Центрифуги бывают двух типов: реактивная, полнопоточная активно-реактивная.

Принцип работы центрифуги

а — активная центрифуга;

б — полнопоточная активно-реактивная центрифуга;

  1.  жиклер;
  2. механические примеси;
  3. ротор;
  4. ось;
  5. маслозаборная трубка;
  6. маслоподводящий канал;
  7. остов ротора;
  8. насадок;
  9. пустотелая ось;
  10. маслоотводящая трубка;
  11. корпус;

А и Б — каналы;

В — кольцевая полость;

Рассмотрим принцип работы реактивной центрифуги. Основные части реактивной центрифуги (Рисунок 4 а) – ротор 3 и ось 4, ввернутая в корпус фильтра. Масло из насоса под давлением поступает через отверстия оси 4 внутрь ротора. Из ротора часть масла подается к жиклерам 1, вытекая из них с большой скоростью. Ротор в свою очередь отталкивается, вытекающей струей масла, начинает вращаться в обратную сторону. Масло, которое вытекает из жиклеров, стекает в картер двигателя. Во время вращения ротора, тяжелые примеси отбрасываются к его стенкам, под действием центробежной силы, оседая на них. Ротор вращается с частотой около 6000 об/мин. Таким образом, при очистке часть масла, очистившись, проходит в главную масляную магистраль, а другая часть масла, использованная для вращения ротора, сливается в картер двигателя, а затем в поддон картера.

Чаще всего на дизельных двигателях устанавливают полнопоточную активно-реактивную центрифугу (Рисунок 4б), ее отличие от реактивной в отсутствии жиклеров. Все масло, нагнетаемое насосом, не сливаясь в поддон, поступает в главную масляную магистраль для смазки трущихся деталей. Рассмотрим принцип работы активно-реактивной центрифуги.

К оси 9 неподвижно прикреплен насадок 8, в насадке имеются каналы А, касательные к его окружности. В верхней части корпуса 7 ротора выполнены касательно расположенные каналы Б. Масло от насоса под давлением, поступает в кольцевую полость В, между осью и трубкой, в каналы А. Вытекая из каналов А под давлением, струи масла направленные к стенкам ротора касательно, создают активный момент, вращающий ротор в направлении вращения струи, как показано стрелкой на рисунке. Очищенное масло выбрасывается с большой скоростью через каналы Б, расположенные в верхней части ротора, затем поступает в канал неподвижной оси, через который масло попадает в главную масляную магистраль. При этом возникает реактивная сила, вращающая ротор. Таким образом ротор вращается за счет суммарной энергии двух потоков: активного, создаваемого в каналах А, и реактивного создаваемого в каналах Б.

Рассмотрим устройство масляного фильтра на примере центрифуги дизельного двигателя Д-240 (Рисунок 5). В состав ротора входят: корпус 16 и стакан 17. Площадь верхнего днища корпуса ротора больше чем площадь нижнего, а диаметр верхней шейки меньше диаметра нижней, из-за чего во время работы двигателя ротор всплывает, разгружая опорный торец. Чем выше давление, тем выше всплывает ротор, перемещение ротора по вертикали ограничивается сверху упорной шайбой 18, снизу буртом оси 13, осевой разбег при этом 0,3÷1,5 мм. В корпус фильтра устанавливаются три клапана: перепускной 12, сливной 8, и радиаторный 4. Перепускной клапан предназначен для поддержания максимального давления, если давление повышается выше значения, на которое настроен клапан, он открывается, сливая неочищенное масло в картер двигателя. Давление, при котором клапан открывается, настраивают винтом 10. На некоторых двигателях при открытии перепускного клапана, масло попадает в главную масляную магистраль, не проходя очистку. Радиаторный клапан предназначен для перепуска масла в радиатор или масляную магистраль. Сливной клапан предназначен для слива излишков очищенного масла в картер двигателя, при повышении давления масла в масляной магистрали, давление открытия клапана регулируется винтом 10.

Устройство центрифуги дизельного двигателя Д-240

  1. маслоотводящая трубка;
  2. трубка подвода охлажденного в радиаторе масла;
  3. трубка отвода горячего масла в радиатор;
  4. радиаторный клапан;
  5. канал отвода очищенного не охлажденного масла в магистраль;
  6. канал отвода очищенного охлажденного масла в магистраль;
  7. канал отвода не очищенного масла в фильтр;
  8. сливной канал;
  9. полость слива масла в картер двигателя;
  10. регулировочные винты клапанов;
  11. корпус фильтра;
  12. перепускной клапан;
  13. пустотелая ось;
  14. крышка;
  15. насадок (завихритель масла);
  16. корпус ротора;
  17. стакан;
  18. упорная шайба;
  19. колпак;
  20. фильтрующая сетка;

Техническое обслуживание системы смазки

К техническому обслуживанию системы смазки относятся следующие операции: проверка уровня масла, проверка герметичности всех соединений системы смазки, проверка давления масла в системе смазки, замена масла, промывка системы смазки, замена или промывка фильтрующих элементов.

Проверка уровня масла проверяется при помощи масломерной линейки (щупа), проводить замер следует через 10-15 минут после остановки двигателя, уровень масла должен быть между метками min и max. При низком уровне масла (ниже метки min), следует определить и устранить источник потери масла, после чего долить масло до верхней метки.

Проверка герметичности соединений системы смазки проводится прямым и косвенным методом. Прямой метод заключается в осмотре всех соединений системы смазки, при осмотре не должно быть ни каких подтеканий все обнаруженные источники подтекания масла устраняются путем протяжки соединений, при необходимости меняются прокладки между деталями. Косвенный метод заключается в ежедневном замере уровня масла, если уровень масла не падает, то следовательно система смазки герметична, утечек нет.

Проверка давления масла осуществляется при помощи манометра во время работы двигателя. На двигателях, не оборудованных манометром, есть лампа низкое давление масла, контроль осуществляется при помощи этой лампы.

Долговечность двигателя напрямую зависит от чистоты масла, масло с механическими примесями вместо защиты трущихся поверхностей от износа несет обратный эффект: способствует быстрому их износу. Получается, что к трущимся парам вместо смазки подается абразивная жидкость, которая очень быстро стирает поверхность деталей. Для избежания подобной проблемы масло необходимо менять в срок установленный производителем двигателя в сервисной книжке. Кроме замены масла необходимо промывать систему смазки, а также менять или промывать фильтрующие элементы.

Промывка системы смазки осуществляется при каждой замене масла, промывка проводится при помощи специальных промывочных масел. Для промывки достаточно слить отработанное машинное масло из поддона картера, после чего залить промывочное масло, дать поработать двигателю 10-15 минут, после чего промывочное масло сливается, вместо него заливается свежее моторное масло.

Замена или промывка фильтрующих элементов так же осуществляется при каждой смене масла в двигателе. Если фильтрующий элемент не разборный (как правило на легковых автомобилях или фильтр грубой очистки масла), то фильтр меняется после промывки системы смазки. В случае если фильтр тонкой очистки масла предусматривает промывку (центрифуга), то его необходимо разобрать и промыть все элементы, специальными средствами, а так же удалить все отложения со стенок стакана.

Составлено по материалам из учебника Родичев В.А. Родичева Г.И. Тракторы и Автомобили.

Если Вам есть что добавить о системе смазки двигателя или Вы можете поделиться своим опытом обязательно оставьте комментарий ниже:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *