Назначение устройство и принцип работы системы смазки: Система смазки: устройство,принцип действия,неисправности

Содержание

Масляный насос: описание,виды,ремонт,замена,устройство,принцип работы. | АВТОМАШИНЫ

Масляный насос приводится в действие крутящим моментом, поступающим от распределительного вала через зубчатую передачу или шкив. Существуют также автономные схемы привода насоса, использующие электродвигатель, однако они не получили широкого распространения.

Конструктивно насос представлен герметичным металлическим корпусом, в котором расположена одна пара или две пары шестерен. В паре шестерен одно из зубчатых колес является ведущим, то есть соединено шпонкой с валом привода, а второе вращается свободно. При проектировании и изготовлении масляных насосов основным требованием, предъявляемым к конструкции, является минимальный зазор между зубцами взаимодействующих шестерен, а также между зубцами каждой шестерни и корпусом. Это необходимо для обеспечения максимального КПД прибора.

Транспортировка смазочного материала осуществляется во впадинах, образующихся между зубьями взаимодействующих шестерен при их вращении.

Таким образом, шестерни «выдавливают» масло в главный канал непрерывным потоком, формируя требуемое давление, регулировка которого возложена на редукционный клапан.

Редукционный клапан чаще всего располагается в корпусе масляного насоса и необходим для предохранения системы смазки от избыточных давлений, особо опасных во время пуска холодного ДВС, когда вязкость смазочного материала велика. Клапан располагают в канале, противоположные края которого соединены с камерами нагнетания и всасывания масляного насоса. Когда давление в норме, канал перекрыт поршнем или шариком, который поджимается пружиной. Сжатие пружины регулируют масляной пробкой, задавая тем самым давление в системе. При превышении порогового значения, поршень или шарик отходит от седла, открывая канал и выпуская часть нагнетаемого в главную магистраль масла обратно в камеру всасывания.

Современные масляные насосы делят на одно- и двухсекционные. Отличие двухсекционной системы от описанной выше конструкции заключается в наличии дополнительной секции корпуса, шестерни которой отвечают за подачу масла в масляный радиатор для его охлаждения, обычно – с последующим сливом в поддон.

Классическим примером такого устройства служат насосы двигателей грузовых автомобилей марок ЗИЛ и ЯМЗ.

Конструктивные особенности масляных насосов роторного типа

Как правило, масляный насос роторного типа состоит из небольшого количества деталей, среди которых:

всасывающая и нагнетательная полости;
внешний и внутренний роторы;
вал привода.

Работа масляного насоса с роторами строится на взаимодействии двух роторов. В нерегулируемых конструкциях масло, которое засасывается внутрь, передается в систему роторными лопастями. Если давление становится избыточным, открывается редукционный клапан и лишнее масло сбрасывается.

Регулируемыми их делает наличие подвижного статора. У него есть специальная регулировочная пружинка, подкручивая или скручивая которую можно изменять объем камеры с роторами, за счет чего изменяется и общее давление в системе. Благодаря статору удается добиться стабильного давления в смазочной системе независимо от того, с какой интенсивностью вращается коленвал.

Устройство масляного насоса с возможностью регулировки также сложностью не отличается, но позволяет добиться гораздо большей эффективности работы смазочной системы.

Достоинства регулируемых масляных насосов

Сегодня регулируемые масляные насосы считаются гораздо более приемлемыми, чем нерегулируемые, ведь отличаются рядом весомых преимуществ, среди которых:

примерно на треть меньшая отбираемая у двигателя мощность;
меньший износ масла за счет снижения частоты и числа оборотов;
масло меньше вспенивается.

То есть, регулируемый масляный насос позволяет обеспечить более ровную циркуляцию масла и больший промежуток между его заменами, что и делает его более предпочтительным оборудованием.

Признаки неисправности масляного насоса

Как и любая другая система с подвижными частями, масляной насос может выйти из строя.

О неисправностях в масляной системе будет сигнализировать лампа масла давления.

Причинами этого могут стать различные факторы, среди которых:

снижение уровня масла в картере;
поломка приборов, контролирующих давление;
применение некачественного или неприспособленного для данного насоса масла;
засорение масляного фильтра;
поломка предохранительного или смазочного клапана;
засорение самого масляного насоса и прочие проблемы.

Признаками проблем со смазочной системой становятся:

снижение давления масла;
увеличение его расхода.

Об этом обязательно просигнализирует контрольная лампа на приборной панели.

Следует отметить, что при снижении давления масла необходимо сразу прекратить использование автомобиля и заняться выяснением причин проблемы.

ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ

Конструкция масляного насоса, к какому типу бы он не относился, сравнительно простая, что обеспечивает ему надежность и длительный ресурс. И все же неисправности у него бывают, точнее она одна – снижение производительности, что приводит к падению давления в системе. А это уже может привести к более серьезным поломкам, поскольку узлы, которые недостаточно смазываются, начинают интенсивно изнашиваться из-за масляного «голодания». Произойти же это может по разным причинам.

Первая из таких не относится к насосу, но приводит к негативным последствиям в его работе – закупорка сетки маслоприемника продуктами износа и грязью. В результате этого масло в недостаточных количествах поступает к насосу. Устранить такую неисправность несложно – достаточно снять поддон и маслоприемник, после чего тщательно очистить и промыть сетку.

Проблема с падением давления может произойти из-за износа составных частей насоса или длительной его работы с маслом, в котором имелось большое количество загрязняющих элементов. Результатом этого является образование и увеличение зазоров между деталями насоса. Из-за этого через эти зазоры смазочный материал просто перетекает внутри нагнетающей полости и шестерни или роторы не способны его захватить, чтобы выполнить нагнетание в магистраль. В большинстве случаев работоспособность системы смазки восстанавливается путем замены изношенных элементов или узла в целом.
Проблемы может создать и перепускной клапан. Из-за грязи он может заклинить в открытом положении, и масло будет постоянно перетекать в поддон. Устраняется такая неисправность разборкой и промывкой насоса и его каналов.

Преимущества масляных насосов с возможностью регулирования

Использование регулируемых маслонасосов более предпочтительно, поскольку такие модели дают ряд заметных преимуществ:

снижение доли мощности, отбираемой у двигателя (примерно на 33%),
снижение интенсивности отработки масла благодаря уменьшению количества оборотов, снижению частоты,
снижение вспенивания масла.

Регулируемый масляный насос дает возможность получить равномерную циркуляцию масла в системе смазки и увеличить срок его службы (реже требуется замена), что дает заметную экономическую выгоду.

Особенности ремонта и замены

Ремонт масляного насоса может заключаться в замене рабочей пары (что не всегда целесообразно), замене редукционного клапана и РТИ, постановке втулок в изношенные посадочные отверстия. В ряде случаев возможно восстановление шестерен путем наплавки с последующей слесарной обработкой. Поддаются ремонту и нарушенные резьбовые соединения – их растачивают либо снабжают резьбовыми втулками.

Однако куда чаще масляный насос заменяется в сборе. Это связано с относительно невысокой стоимостью детали, а также большой трудоемкостью работ по восстановлению изношенных элементов. В таком случае процесс сводится к демонтажу изношенного маслонасоса и установке нового с герметичным подключением к прочим элементам системы смазки. Разумеется, при этом проводится замена моторного масла и фильтров, не будет лишней и последующая промывка системы.

От технического состояния элементов системы смазки во многом зависит характер работы, надежность и ресурс двигателя. Поэтому важно тщательно следить за их работой и не забывать проверять исправность деталей в ходе проведения ТО автомобиля.

Назначение, устройство и работа приборов системы смазки

Маслоприемник

11 предназначен для забора масла из поддона двигателя. Он имеет металлическую сетку, которая задерживает крупные частицы металла, нагара и других примесей.

Маслоприемник размещен в поддоне так, что он забирает наименее загрязненное масло из верхних слоев (частицы металла, нагара и другие примеси находятся в нижних слоях масла и осаждаются на дне поддона). С этой же целью в некоторых двигателях маслоприемник делается плавающим.

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

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

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

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

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

Масляный насос приводится в действие распределительным или коленчатым валом.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Устройство фильтра с сетчатыми фильтрующими элементами показано на рисунке.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В случае засорения фильтрующий элемент заменяется новым.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Устройство и назначение смазочных систем

Система смазки предназначена для подачи масла к деталям во время работы оборудования. Это снижает потери мощности, которые возникают из-за трения механизмов и уменьшает износ поверхностей. Заполняя пространство между деталями, масло не только охлаждает их, но и уплотняет зазоры и смывает продукты износа, унося их за собой. Смазочная система позволяет защитить детали механизма от коррозии и продлить срок его службы.

Классификация систем смазки

Основное назначение и устройство систем смазки зависит от типа системы. В современном производстве преобладают автоматизированные виды смазочных систем. Их главным преимуществом является отсутствие влияния человеческого фактора на функционирование механизмов. В обязанности рабочего персонала входит лишь пополнение емкостей, всю остальную работу выполняют машины. Такой способ обеспечивает более точное дозирование смазки, за счет чего снижаются затраты и повышается производительность ресурса детали.

В некоторых видах производства все еще используются ручные системы смазки. В них подачей материала к узлам занимаются непосредственно работники. В зависимости от способа нанесения смазки, различают следующие виды систем:

индивидуальные – смазка наносится через масленку или посредством полива;
централизованные – применяются насосы, приводы и трубопроводы;
групповая – наносится посредством погружения.

Основные составляющие смазочных систем

Систем смазки состоит из масляных насосов, распределителей, контрольного оборудования и соединительных элементов. Насосы могут быть гидравлическими, пневматическими или электроприводными. Устройство и работа системы смазки у разных видов оборудования могут отличаться. Варианты исполнения систем также бывают разными, в зависимости от назначения и масштабов производства — от небольших станков до целых заводов для подачи масла по расписанию.

Смазочные системы позволяют:

снизить износ оборудования;
избежать простоя и выхода оборудования из строя;
снизить расход смазки и энергопотребление;
увеличить ресурс оборудования;
уменьшить затраты на обслуживание и ремонт оборудования.

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

Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Схема работы системы смазки двигателя.

Работа смазочной системы

Принцип работы всех смазочных систем одинаков – масло из поддона («мокрый картер») или масляного бака («сухой картер») засасывается насосом через маслозаборник с сетчатым фильтром, и нагнетается в главную масляную магистраль.
Роль главной магистрали могут выполнять трубопроводы и (или) специально предусмотренные продольные каналы в блок-картере, откуда масло по поперечным сверлениям и каналам подводится к подшипникам коленчатого и распределительного валов, а также к другим точкам, нуждающимся в принудительной смазке.

Масло, вытекающее из коренных и шатунных подшипников коленчатого вала и подшипников распределительного вала, а также снимаемое с зеркала цилиндров маслосъемными кольцами, подхватывается кривошипами и противовесами коленчатого вала и разбрызгивается в картере, создавая в его пространстве масляный туман. Масляный туман, оседая, смазывает зеркало цилиндров, кулачки, зубчатые колеса распределительного вала, поршневые пальцы и другие детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов.
В некоторых конструкциях капельки масла, оседая, самотеком поступают к толкателям. Масляный туман проникает также в зазор между стержнем клапана и его направляющей втулкой.

Некоторые детали двигателя (оси коромысел, узел осевой фиксации распределительного вала, распределительные зубчатые колеса) могут смазываться путем пульсирующей подачи масла. Прерывистость смазывания этих узлов осуществляется посредством золотникового устройства, образуемого лысками и канавками на опорных шейках распределительного вала.

В сетке маслозаборника масло проходит первичную фильтрацию, а после насоса – вторичную.

Часть масла проходит в масляный радиатор для охлаждения, и, охлаждаясь, стекает в масляный картер двигателя по шлангу.

Так как давление в главной масляной магистрали должно поддерживаться в определенных значениях (оно не должно сильно изменяться в зависимости от температуры масла и частоты вращения коленчатого вала двигателя), то в системе устанавливают редукционный клапан, который при критическом давлении открывается и возвращает часть масла во впускную полость насоса.

Предохранительный клапан установлен последовательно в магистраль радиатора и отключает его, если при малой частоте вращения коленчатого вала давление в смазочной системе падает ниже допустимого; этим достигается увеличение поступления масла в магистраль к подшипникам коленчатого и распределительного валов. В смазочной системе, показанной на рис. 2, перепускной клапан 6 радиатора установлен параллельно.
При засорении радиатора или пуске холодного двигателя, когда вязкость масла велика, клапан перепускает масло мимо радиатора, что ускоряет прогрев двигателя.

Давление масла в главной масляной магистрали контролируется манометром и (или) сигнальной лампочкой, которая загорается при недостаточном давлении масла в системе. Иногда для контроля температуры масла используют термометр.
Контроль уровня масла в системе осуществляется посредством специального щупа, на котором нанесены риски максимального и минимального допустимого уровня масла в поддоне картера.

Кроме основного контура циркуляции масла, могут быть предусмотрены следующие параллельные контуры:

неполнопроточного (параллельного) фильтра тонкой очистки масла;
смазочной системы воздушного компрессора пневмосистемы автомобиля.

Основными элементами смазочных систем являются масляный насос, редукционные клапаны, масляные фильтры и масляный радиатор.
К смазочной системе относится и устройство для вентиляции картерного пространства.

***

Приборы и механизмы системы смазки двигателя