Система смазки двигателя автомобиля, мотоцикла, или любой другой техники, выполняет важную функцию, которая заключается в подводе достаточного количества моторного масла к трущимся деталям, необходимого для уменьшения трения за счёт создания масляной плёнки между трущимися (сопряжёнными деталями), а так же для охлаждения их поверхностей, удаления частиц металла, которые образуются от износа деталей, ну и для защиты деталей от коррозии. В этой статье мы подробно рассмотрим устройство и основные детали смазочной системы современного четырёхтактного двигателя, возможные неисправности системы и другие нюансы.
В двигателях всех серийных современных автомобилей и мотоциклов (и другой современной техники) применяют комбинированную систему смазки, при которой наиболее нагруженные трущиеся детали смазываются под давлением масла, а остальные детали двигателя смазываются разбрызгиванием.
Все эти детали показаны на принципиальной схеме устройства и работы системы смазки на рисунке чуть выше.
Принцип работы системы смазки двигателя.
После запуска двигателя масло из поддона 1 картера через маслоприёмник 2 снабжённый мелкой металлической сеткой засасывается масляным насосом 3 и далее подаётся через масляный фильтр и очищается в нём (подробнее о масляном фильтре и о том, как его правильно выбрать, что бы не навредить двигателю, я написал в отдельной статье вот здесь). Далее масло попадает в главный масляный канал 8, который просверлен вдоль блока цилиндров двигателя.
Затем моторное масло подаётся из главного масляного канала по каналам 9 к коренным подшипникам скольжения (вкладышам), а из них по сверлениям 16 в щёках и шейках коленвала масло подводится к шатунным подшипникам скольжения (вкладышам). Затем из шатунных подшипников через сверления в нижних головках шатунов масло выходит и разбрызгивается на другие детали двигателя (поршни, стенки цилиндров, поршневые пальцы и кольца), за счёт вращения коленвала на оборотах.
Ну и одновременно по каналам 15 в блоке двигателя и каналу 14 в головке цилиндров моторное масло из главной магистрали под давлением поступает во внутренний канал 12 распределительного вала, и далее по каналу через сверления к подшипникам скольжения распредвала, а также к кулачкам и осям 11, ну и для смазки коромысел 13 и других деталей привода клапанов механизма ГРМ.
На более современных моторах масло под давлением поступает также в гидрокомпенсаторы зазоров клапанов. Так же на многих двигателях под давлением дополнительно смазываются подшипники вала привода масляного насоса и распределителя зажигания и шестерни привода масляного насоса.
А у некоторых машин и мотоциклов (с цепью в приводе распредвала) также смазываются ведомая звёздочка и цепь привода распредвала, ну и натяжное устройство цепи.
На многих двигателях масло, вытекающее из зазоров опор (постелей) распределительного вала, попадает не регулировочные шайбы (если нет гидрокомпенсаторов), смазывает толкатели, стержни и направляющие втулки клапанов и заполняет в головке цилиндров масляные ванны для смазки кулачков распредвала. После всего моторное масло стекает в поддон картера, где масло вновь засасывается масляным насосом и цикл повторяется.
Остальные детали, механизмы и приборы двигателей большинства серийных машин смазываются разбрызгиванием моторного масла, которое вытекает из зазоров между вращающимися и трущимися деталями.
Детали системы смазки двигателя.
Ниже будут рассмотрены детали смазочной системы современных двигателей, их назначение и устройство, а также будут даны соответствующие ссылки на более подробное рассмотрение, или ремонт некоторых деталей.
Шестерёнчатый масляный насос предназначен для закачивания масла из поддона двигателя в систему, создания необходимого давления масла в системе и подачи моторного масла к трущимся поверхностям деталей мотора.
На большинстве машин он шестерёнчатый и состоит из корпуса 5 (см. рис 1) в котором устанавливаются две шестерни: ведомая и ведущая. Ведомая шестерня свободно вращается на оси 7, а ведущая шестерня жёстко крепится на валу 8 с шестерней, которая находится в зацеплении с винтовой шестерней 9 привода.
Также в корпусе масляного насоса установлен редукционный клапан 2. На некоторых машинах насосы могут несколько отличаться деталями привода и расположением шестерней (у более производительных насосов шестерни могут быть с внутренним зацеплением, как на рисунке 1 а), но принцип работы у них один.
Выработка или неисправности в масляном насосе могут стать причиной пониженного давления масла, и подробно о масляном насосе, его диагностике и ремонте можно почитать вот тут.
Масляный фильтр предназначается для очистки моторного масла от мелких частиц металла и других загрязнений, образующихся от износа трущихся деталей двигателя. На большинстве серийных автомобилей и мотоциклов устанавливается по одному масляному фильтру, через который проходит и фильтруется всё моторное масло, подаваемое масляным насосом. И такие фильтры называются полнопоточными.
На большинстве автомобилей и мотоциклов устанавливают неразборный полнопоточный фильтр (см. рис 2 а) который состоит из корпуса 1, в котором имеется фильтрующий элемент 6, а также имеется перепускной 4 и дренажный 3 клапаны.
Дренажный клапан представляет собой манжету изготовленную из маслостойкой резины, которая беспрепятственно пропускает масло в корпус фильтра, но не допускает вытекать маслу из корпуса фильтра в поддон неработающего двигателя. Это позволяет постоянно сохранять некоторый запас моторного масла внутри корпуса фильтра и каналах и это обеспечивает быструю подачу масла к трущимся деталям во время и после запуска двигателя.
Перепускной клапан обеспечивает подачу неочищенного масла к трущимся поверхностям минуя фильтр, если он слишком сильно загрязнён. Оба клапана, как дренажный, так и перепускной являются важными деталями системы смазки и при их неисправностях могут возникнуть неприятности — подробнее об этом советую почитать вот тут.
На некоторых автомобилях и мотоциклах (например автомобиль Москвич и мотоцикл Урал) фильтрующий элемент 11 сменный (см. рис 2 б) и его планово меняют после определённого пробега, а корпус 1 остаётся на двигателе.
Ну и на некоторых автомобилях и мотоциклах (например автомобиль Запорожец и мотоцикл Днепр) нет масляного фильтра, а роль маслоочистителя выполняет центрифуга. Во время работы мотора, масло заполняющее полость внутри центрифуги (которая закреплена на коленвалу), вращается вместе с ней и коленвалом с большой скоростью.
И под действием центробежной силы, твёрдые частицы и примеси, находящиеся в моторном масле, отделяются от него и оседают на стенках корпуса и крышки центрифуги, а очищенное масло поступает в главный масляный канал.
Вентиляция картера служит для поддержания нормального давления в картере двигателя и для удаления из него паров бензина и газов, прорывающихся из цилиндров мотора и вызывающих коррозию деталей, загрязнение и разжижение масла.
Чтобы этого избежать и служит вентиляция картера, с помощью принудительного отсоса газов из картера мотора, через предназначенный для этого вытяжной шланг, воздухоочиститель, карбюратор и впускной коллектор в цилиндры.
На некоторых автомобилях отсос картерных газов в смесительную камеру карбюратора регулируется с помощью специального золотника 1 (см. рис 4), который расположен на оси дроссельных заслонок карбюратора. При работе мотора на малых оборотах на холостом ходу, картерные газы отсасываются в небольшом количестве через калиброванное отверстие 2 золотникового устройства.
А при открытии дроссельных заслонок, вместе с их оськой поворачивается золотник и через имеющуюся в нём канавку сообщает шланг 5 для отвода картерных газов непосредственно с задроссельным пространством карбюратора.
Но разряжение в задроссельном пространстве при этом уменьшается, а на входе в карбюратор возрастает и поэтому отсасывание картерных газов больше пойдёт через корпус воздушного фильтра (минуя фильтрующий элемент) и это увеличивает интенсивность вентиляции картера двигателя.
Н а более современных машинах при работе картерные газы по штуцеру и вытяжному шлангу 15 поступают в корпус маслоотделителя 14, где благодаря завихрению в сетке 13 происходит отделение масла от газов и последующее его возвращение в поддон двигателя.
Далее очищенные от масла картерные газы могут отсасываться двумя путями, первый из которых — это по шлангу 5 и трубопроводу 3, когда мотор работает на холостых оборотах и дроссельные заслонки закрыты. Картерные газы из шланга 5 через калиброванное отверстие штуцера карбюратора поступают в задроссельное пространство, и там подмешиваются к горючей смеси и далее по впускному коллектору 3 попадают в цилиндры мотора.
А второй путь — это по шлангу 12, в момент когда дроссельные заслонки открыты, картерные газы поступают в воздушный фильтр и вместе с очищенным воздухом поступают в карбюратор, а роль пламегасителя выполняет сетка 13.
Об усовершенствовании системы вентиляции картера старых автомобилей можно почитать вот здесь.
Масляный радиатор служит для охлаждения масла и устанавливается как правило на автомобилях и мотоциклах с двигателями с воздушно-масляным охлаждением (моторы без жидкостной системы охлаждения).
Но масляный радиатор может устанавливаться и на машинах с жидкостным охлаждением и устанавливают его чаще всего на форсированные моторы, у которых обороты и температура масла может быть выше, чем у обычных серийных машин.
Неисправности и техобслуживание системы смазки.
О системе смазки и её неисправностях я уже писал и об этом можно почитать вот тут. А здесь будут затронуты только основные и важные моменты.
Самой распространённой неисправностью является подтекание моторного масла, которое обнаруживается очень легко внешним осмотром двигателя и по масляным пятнам на полу гаража или стоянки. А чтобы конкретно выявить места утечки масла на двигателе, его следует хорошенько отмыть (о правильной мойке мотора читаем тут).
После мойки заводим мотор и дав ему поработать несколько минут, осматриваем его в местах сальников и прокладок. Точные места утечки масла как правило сразу обнаруживаются. Устраняются утечки довольно просто — подтяжкой крепежа или заменой прокладок (если не помогает подтяжка) и сальников новыми.
Ещё одной распространённой, но очень важной неисправностью, которая может привести к серьёзным неприятностям (клину двигателя и его кап ремонту — шлифовке коленвала) — это пониженное или повышенное давление масла. О понижении давления масла подскажет датчик давления масла и подробно о нём читаем тут.
Как и чем точно проверить давление масла в системе смазки я уже писал вот в этой статье и в ней же подробно описаны причины недостаточного давления масла и методы их устранения.
Но основные методы устранения недостаточного давления масла — это ремонт масляного насоса (как его отремонтировать ссылка выше в тексте) и шлифовка коленвала, которая позволяет восстановить правильные зазоры в подшипниках коленвала и восстановить нужное давление масла.
Также недостаточное давление масла может быть и при износе подшипников (постелей) распределительного вала, а как их восстанавливают читаем здесь.
Также на любом моторе может быть наоборот повышенное давление и это тоже считается неисправностью, так как при повышении давления возникнут утечки от выдавливания сальников и уплотнений. Как правило повышение давления масла происходит из-за применения моторного масла большей вязкости, чем рекомендует завод изготовитель двигателя.
Также повышенное давление происходит от загрязнения масляных магистралей (маслопроводов) или от заедания редукционного клапана в закрытом положении. Эти неисправности как правило происходят от несвоевременного техобслуживания и наличия грязи в системе смазки двигателя.
На большинстве двигателей автомобилей и мотоциклов нормальное давление масла на прогретом моторе (при повышении оборотов коленвала близких к максимальным) должно быть в пределах 3,5 — 4,5 кг/см².
Ещё одна распространённая неисправность — это повышенный расход масла (более 35 — 40 грамм на 100 км пробега). Такая неисправность возникает от повышенного уровня масла в картере, от сильных утечек, но чаще всего возникает от попадания масла в камеры сгорания мотора вследствие большого износа ЦПГ (цилиндропоршневой группы).
Устраняется эта неисправность проверкой и доводкой уровня масла в картере до нормы, заменой прокладок и сальников, ну и конечно же капитальным ремонтом двигателя. А как сделать именно правильный капремонт мотора, чтобы он стал лучше нового, очень советую почитать вот эту статью.
Техническое обслуживание системы смазки.
ТО смазочной системы заключается в проверке необходимого уровня моторного масла в картере (поддоне) двигателя с помощью щупа и доведения уровня до нормы. А так же заключается в проверке нормальной герметичности уплотнений, очистке и промывке системы вентиляции картера, своевременной замене масла (лучше раньше установленного заводом срока), промывке центробежного фильтра (центрифуги) или своевременной замены фильтра (фильтрующего элемента).
В этой статье были затронуты основные моменты по устройству, неисправностям и техническому обслуживанию системы смазки двигателя, которые надеюсь будут полезны для новичков, успехов всем.
suvorov-castom.ru
|
Для уменьшения трения между деталями применяют масла. Чтобы понять значение масла для двигателя, достаточно напомнить, что даже кратковременная работа двигателя без масла в течение около минуты вызывает выплавление подшипников, а более длительная работа при водит к заклиниванию поршней и отказу в работе двигателя. Система смазки предназначена для подачи масла к трущимся поверхностям с целью уменьшения трения, удаления продуктов износа и охлаждения трущихся деталей двигателя. На современных двигателях применяют комбинированную систему смазки, когда наиболее нагруженные детали смазываются под давлением (подшипники коленчатого вала, распределительного вала, оси коромысел клапанов и др.), часть деталей - самотеком (толкатели, штанги, направляющие стержни клапанов), а остальные трущиеся поверхности - разбрызгиванием (зеркало цилиндров, поршневые пальцы, кулачки распределительного вала).
Смазка трущихся поверхностей двигателя осуществляется следующим образом. Из поддона картера масло через маслоприемник засасывается в масляный насос. Через канал в задней перегородке блока цилиндров насос под давлением подает масло в фильтр очистки масла (центрифугу), откуда неочищенное масло, которое создает центробежную реактивную силу, снова стекает в поддон, а очищенное поступает в маслораспределительную камеру. Из маслораспределительной камеры масло попадает в два продольных магистральных канала и далее подается к коренным подшипникам коленчатого вала. По каналам в коленчатом валу масло подается к шатунным подшипникам. В теле шатуна предусмотрено отверстие, в момент падения которого с каналом в шейке коленчатого вала масло выпрыскивается на стенку цилиндра. Масло, снимаемое со стенок цилиндра маслосъемным кольцом, через отверстия в канавке маслосъемного кольца отводится внутрь поршня и смазывает опоры поршневого пальца в бобышках и в верхней головке шатуна. Из переднего конца правого магистрального канала масло подается по каналу для смазки компрессора, а по каналу стекает в картер двигателя. В средней шейке распределительного вала предусмотрены отверстия, при совпадении которых с отверстиями в блоке цилиндров 1 раз за оборот вала масло подается в каналы, выполненные в каждой головке цилиндров. Из этих каналов масло поступает в канал, полой оси коромысел, а через отверстия в ее стенке поступает к втулкам коромысел. Через каналы масло самотеком поступает для смазки штанг, клапанов и механизмов вращения клапанов. Аналогично осуществляется смазка трущихся деталей двигателей ЗИЛ-130. Масляный насос - двухсекционный, шестеренчатый служит для создания давления в системе смазки. Привод насоса осуществляется от распределительного вала двигателя. В корпусе насоса расположены две пары шестерен. Ведущая шестерня каждой секции закреплена на валу насоса, а ведомая свободно вращается на оси. Каналом в блоке и трубопроводе насос соединен с неподвижным маслоприемником. При вращении шестерен они своими зубьями захватывают масло и гонят его по стенкам корпуса в нагнетательную секцию к выходному отверстию. Верхняя секция насоса подает масло в систему смазки двигателя и в фильтр очистки масла, а нижняя - в масляный теплообменник. Редукц' |
aboutavtobus.ru
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
Система смазки двигателя ЗИЛ – 375 включает в себя: резервуар для масла, в качестве которого используется поддон картера, маслоприемник, двухсекционный масляный насос, фильтр очистки масла (центрифуга), маслораспределительную камеру, два магистральных канала, маслотеплообменник с подводящей и отводящей трубками.
