Устройство автомобилей

Устройство автомобилей

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.

Электрическая схема двигателя смазки

Система смазки обеспечивает непрерывную подачу масла к трущимся поверхностям деталей дизеля для уменьшения трения и отвода от них тепла. Доброкачественная смазка имеет решающее значение для надежной и безотказной работы двигателя в течение длительного времени.

В двигателях внутреннего сгорания наибольшее распространение получила циркуляционная система смазки под давлением и смазка разбрызгиванием. Только в неответственных и малонагружен-ных деталях допускается смазка капельная и индивидуальная при помощи масленок для густой смазки (солидол).

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Циркуляционная система смазки является наиболее совершенной. При этой системе масло непрерывным потоком под давлением подается к трущимся деталям, циркулируя по замкнутому контуру.

Система смазки разбрызгиванием применяется чаще всего для подачи масла к рабочей поверхности цилиндра и к втулке верхней головки шатуна.

На рис. 3 приведена схема циркуляционной масляной системы дизеля NVD -24. В масляную систему входят шестеренчатый насос, масляный фильтр, холодильник, маслосборник с приемной сеткой, ручной прокачивающий насос, контрольно-измерительные приборы (манометры и термометры) и трубопровод.

Из картера горячее масло стекает в расположенный под дизелем маслосборник, откуда через приемную сетку, холодильник и фильтр шестеренчатым насосом нагнетается в распределительную трубу или непосредственно в подшипники. Труба расположена вдоль дизеля, от нее по трубкам масло подводится к коренным подшипникам. Из подшипников по сверлениям в коленчатом валу масло подается в шатунные подшипники, а потом по трубке, прикрепленной к стержню шатуна, — на смазку поршневых пальцев. Рабочие поверхности цилиндров смазываются маслом, которое разбрызгивается деталями кривошипно-шатунного механизма. У некоторых типов дизелей отсутствует отдельный маслосборник, так как масляным резервуаром служит сам картер дизеля.

Шестеренчатый насос установлен на передней крышке дизеля и приводится в движение от коленчатого вала. Он обеспечивает циркуляцию масла в масляной системе дизеля во время работы.

Для предотвращения чрезмерного повышения давления масла в системе на крышке насоса установлен редукционный клапан. Масло, которое нагрелось в процессе эксплуатации, охлаждается в холодильнике. Чаще всего применяется холодильник поверхностного типа. В нем масло охлаждается циркулирующей под действием насоса водой, проходящей через трубки.

Представленный на рис. 3 холодильник состоит из цилиндрического сварного корпуса с патрубками для подвода и отвода масла, двух чугунных крышек с патрубками для подвода и отвода охлаждающей воды и охлаждающего элемента, состоящего из двух трубных коллекторов.

Для заполнения масляной системы дизеля перед пуском служит ручной прокачивающий насос.

Система смазки двигателя

Она служит для подвода масла к трущимся поверхностям. Смазка уменьшает трение и износ деталей двигателя, охлаждает и очищает поверхности от продуктов износа.

Система смазки двигателя автомобиля комбинированная — под давлением и разбрызгиванием. Под давлением смазываются наиболее нагруженные трущиеся детали: коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, опорные подшипники распределительного вала и подшипники вала привода масляного насоса. Разбрызгиванием смазываются стенки цилиндров, поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, детали газораспределительного механизма, его привода и другие детали.

Масла, используемые для двигателя: летние М-12Г₁, М-12ГИ; зимние М-8Г₁, М-8ГИ; всесезонные М-6₃10Г₁, М-10ГИ.

Система смазки 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.

Рис. 6. Принципиальная схема системы смазки двигателя:

1 — поддон картера: 2 — маслопрнемник; 3 — масляный насос; 4 — редукционный клапан; 5 — масляный Фильтр: 6 — масляная магистраль; 7 — масляные каналы; 8 — валик привода насоса; 10 — центральный клапан распределительного вала; 11 — заливная горловина; 12 — распределительный вал. 13 — коленчатый вал; 14 — маслоизмерительный стержень.

Принципиальная схема системы смазки двигателя автомобиля «Нива» ВАЗ-2121 показана на рис. 6. Масло заливается в поддон 1 через горловину 11, его количество контролируется специальным стержнем 14, конец которого находится в масляной ванне. При работе двигателя масло забирается из поддона насосом 3 через маслоприемник 2 и по приемному каналу в блоке цилиндров подается в фильтр 5, который включен в масляную магистраль 6 последовательно. Из фильтра масло через магистраль 6 и канал 7 в блоке цилиндров под давлением поступаем соответственно к коренным подшипникам коленчатого вала 13 и подшипнику валика привода масляного насоса 8. Максимальное давление масла, создаваемое насосом, ограничивается редукционным клапаном 4, установленным в масляном насосе. При засорении фильтра 5 масло поступает и масляную магистраль, минуя фильтр, через перепускной клапан, который установлен в фильтре. От коренных подшипников масло через внутренние каналы коленчатого вала подается к шатунным подшипникам и от них через отверстия в нижних головках шатунов разбрызгивается на стенки цилиндров. Поршневые кольца и поршневые пальцы смазываются маслом, снимаемым со стенок цилиндров, и масляным туманом, находящимся внутри двигателя. К центральному опорному подшипнику распределительного вала 12 масло из фильтра под давлением поступает через магистраль 6 и канал 9. Поступившее масло через канавку в опоре попадает в центральный канал 10 распределительного вала и из него к другим опорным подшипникам и кулачкам вала. Звездочка и цепь привода распределительного вала смазываются маслом, вытекающим из переднего опорного подшипника вала. Стержни клапанов, направляющие втулки и другие детали клапанов смазываются маслом, разбрызгиваемым механизмами двигателя при их работе. Отработавшее масло стекает в поддон картера Давление масла в системе контролируется электрическим манометром и контрольной лампой, датчики которых установлены на блоке цилиндров двигателя.

Масляный поддон (см. рис. 2) является резервуаром для масла. Он закрывает двигатель снизу, и в нем происходит охлаждение масла. Масляный поддон стальной, штампованный. Внутри поддона имеются вертикальные и горизонтальные перегородки, уменьшающие колебания масла при движении автомобиля. Поддон крепится к нижнему торцу блока цилиндров (к картеру) через уплотнительную прокладку. Он имеет резьбовое отверстие с пробкой, предназначенное для слива масла.

Масляный насос (рис. 7) подает масло под давлением к трущимся поверхностям. Масляный насос шестеренчатого типа, односекционный. К корпусу 7 насоса через крышку 6 прикреплен маслоприемный патрубок.2 с фильтрующей сеткой 1 и редукционным клапаном 5. Ведущая шестерня 10 напрессована на ведущем вале 9 насоса. Ведомая шестерня 11 свободно вращается на оси, запрессованной в корпусе масляного насоса. При вращении шестерен создается разрежение, и масло через фильтрующую сетку и патрубок-поступает под крышку 6 насоса и через отверстие 12 в крышке в полость разрежения корпуса насоса. Масло, заполняющее впадины между зубьями шестерен, переносится в полость нагнетания, а оттуда поступает в приемный канал блока цилиндров двигателя. При повышении давления масла в системе смазки более 4,5 кГс/см 2 (0,45 МПа) редукционный клапан 5 открывается, перепуская при этом часть масла из полости нагнетания в маслоприемный патрубок 2, и давление в системе не повышается. Ведущему валу насоса передается вращение с помощью шестерни от вала привода масляного насоса, который приводится цепной передачей от коленчатого вала двигателя.

Рис. 7. Масляный насос:
1 — фильтрующая сетка; 2 — маслоприемный патрубок: 3 — шайба; 4 — пружина; 5 — редукционный клапан; 6 — крышка; 7 — корпус; 8 — ось; 9 — ведущий вал; 10 — ведущая шестерня; 11 — ведомая шестерня; 12 — отверстие.

Масляный фильтр очищает масло от твердых частиц (продуктов износа трущихся деталей, от нагара и т. п.), так как они вызывают . повышенный износ деталей и засоряют масляные магистрали. Масляный фильтр полнопоточный (пропускает все нагнетаемое. масло), неразборный с перепускным клапаном. Его фильтрующий элемент бумажный со специальной вставкой из вискозного волокна. Нагнетаемое насосом масло поступает в фильтр, проходит через поры фильтрующего элемента, очищается в нем и выходит в масляную магистраль блока цилиндров. Вставка фильтрующего элемента очищает масло при пуске холодного двигателя, когда оно не может пройти через бумажный фильтрующий элемент. При сильном загрязнении фильтра, а также при повышенной вязкости масла (при низких температурах) открывается перепускной клапан масляного фильтра, и неочищенное масло из фильтра поступает в масляную магистраль.

Вентиляция картера двигателя служит для удаления картерных газов, которые состоят из горючей смеси и продуктов сгорания, разжижают масло и образуют в нем смолистые вещества и кислоты. Кроме того, они повышают давление в картере двигателя и вызывают утечку масла через уплотнения.

Система вентиляции картера двигателя (рис. 8) закрытого типа. Она обеспечивает за счет разрежения во впускном трубопроводе принудительное удаление картерных газов в цилиндры двигателя на догорание. При работе двигателя картерные газы отсасываются через маслоотделитель 7 и шланг 6 в вытяжной коллектор 4 воздушного фильтра 3. Из вытяжного коллектора при холостом ходе и малых нагрузках двигателя газы поступают через шланг 2 и-золотник 1 под дроссельную заслонку карбюратора. При остальных режимах работы двигателя картерные газы поступают в карбюратор через воздушный фильтр. В маслоотделителе 7 из газов выделяется масло, которое по трубке 8 стекает в масляный поддон. Пламегаситель 5 исключает проникновение пламени в картер двигателя при вспышках в карбюраторе.

Рис. 8. Система вентиляции картера двигателя:
1 — золотник; 2 — шланг отвода газов; 3 — воздушный фильтр; 4 — вытяжной коллектора 5 — пламегаситель; 6 — шланг отсоса газов; 7 — маслоотделитель; 8 — трубка маслоотделителя.

Схемы циркуляционной смазки

Схема системы с «мокрым картером». Основные узлы трения двигателя обеспечиваются циркуляционной смазкой. Масло подается к узлам трения под давлением, создаваемым насосом. Стекающее с деталей масло скапливается в сборном резервуаре, откуда оно забирается насосом и вновь подается к узлам трения. Обильно подводимое при циркуляционной системе масло не только смазывает узлы трения, но и охлаждает их, уносит с собой механические и химические загрязнения.

Масло стекает с деталей в поддон фундаментной рамы. В простейшем варианте он может служить резервуаром, из которого масло засасывается насосом. Такая система называется системой с мокрым картером.

Масляный насос забирает масло из поддона двигателя. Поскольку в узлах трения масло нагревается и загрязняется, оно должно непрерывно охлаждаться и очищаться. Поэтому из насоса масло направляется в фильтр, после чего в холодильник, а затем уже поступает на смазку двигателя.

С течением времени в масле увеличивается содержание механических примесей, появляются органические кислоты, изменяется его вязкость, понижается температура вспышки. В связи с этим масло приходится менять, заливая в двигатель свежее.

Срок службы масла может быть увеличен, а износ трущихся частей уменьшен, если в систему ввести фильтр тонкой очистки, удерживающий мелкие механические примеси, а также смолы и прочие химические соединения. Такие фильтры (картонные, бумажные, войлочные) обладают значительным гидравлическим сопротивлением. Поэтому фильтр тонкой очистки обычно включается параллельно основной ветви системы: после фильтра часть масла проходит через фильтр тонкой очистки и направляется обратно в поддон.

Через фильтр тонкой очистки проходит от 3 до 15% циркулирующего в системе масла. Поскольку масло проходит через фильтр непрерывно, содержание механических и химических примесей в нем значительно уменьшается.

В состав масляной системы входят также манометры, показывающие давление масла до фильтров и после них, термометры, по которым можно судить о степени нагрева масла в двигателе и о работе холодильника. Давление в системе можно регулировать перепускным клапанам масляного насоса.

Для прокачки двигателя перед пуском может использоваться ручной насос с невозвратным клапаном. Однако в настоящее время двигатели оборудуют прокачивающими насосами с электро- или пневмоприводом. На многих теплоходах есть резервный масляный электронасос, включенный параллельно основному насосу. На судах смешанного плавания установка резервных насосов обязательна.

Схема системы с «сухим картером». Поверхность масла, находящегося в картерном пространстве, всегда неспокойна и контактирует с продуктами сгорания топлива, проникающими в картер, что ускоряет старение масла. Кроме того, в фундаментной раме нет условий для отстоя масла. Эти недостатки в значительной степени устранены в системе с сухим картером.

Ниже двигателя, под еланью, устанавливается цистерна, называемая маслосборником. В него по трубе стекает масло из фундаментной рамы двигателя. В целях уменьшения опасности взрыва картерных газов конец трубы должен находиться ниже уровня масла в маслосборнике. Масляный насос засасывает масло из маслосборника через приемный фильтр. Чтобы масло подавалось сразу при пуске двигателя, перед приемом ставится обратный клапан.

Для лучшей очистки масла от механических примесей иногда в схему включают два фильтра: первичной и вторичной очистки. Если установить пластинчато-щелевой фильтр первичной очистки, то он может быть односекционным. Фильтр вторичной очистки бывает как одно, так и двухсекционным. При загрязнении фильтра вторичной очистки или при холодном масле возможны перебои в его подаче. Для предотвращения этого, между фильтрами ставят перепускной клапан.

При пуске двигателя масло бывает холодным, повышенной вязкости. Значительное сопротивление холодильника приведет к тому, что подача масла на двигатель уменьшится вследствие большого сброса его через перепускной клапан масляного насоса. Поэтому перед холодильником предусматривается перепускной клапан, через который масло может проходить на двигатель, минуя холодильник.

Рис. 1. Схема масляной системы с мокрым картером

Рис. 2. Схема масляной системы с сухим картером

Система с сухим картером может иметь, как и предыдущая, фильтр тонкой очистки, который целесообразно включать после фильтра со сбросом масла в маслосборник.

Манометр иногда ставится перед входом масла в двигатель. В этом случае он будет показывать давление непосредственно в начале масляной магистрали двигателя, а манометр — после насоса. На схеме изображен прокачивающий электронасос с невозвратным клапаном.

Система с масляным баком. Уменьшение запаса масла в двигателе способствует увеличению срока службы каждого его литра. Объясняется это следующим. В процессе работы двигателя часть масла сгорает, испаряется, и количество его в двигателе уменьшается. Угар масла составляет от 1,2 до 5 г на 1 л. с. мощности двигателя в час. В связи с этим производится периодическое пополнение маслосборника свежим маслом. Добавка свежего масла несколько обновляет запас масла в двигателе. Чем меньше запас, тем больший процент его составит доливаемое масло и тем заметнее будет влияние последнего на качество масла, находящегося в двигателе. Менять масло в двигателе можно будет реже. Иногда удается работать без смены его в течение всей навигации.

Однако с уменьшением запаса масла в системе поступление его в маслосборник самотеком становится ненадежным. Появляется необходимость перекачивать масло из поддона в маслосборник принудительно. Маслосборник заменяется при этом масляным баком, который может быть расположен выше фундаментной рамы.

Рис. 3. Схема масляной системы с масляным баком

Схема такая – систему давд на рис. 1. Двигатель имеет двухсекционный масляный насос, причем секции представляют собой каждая самостоятельный насос. Откачивающая секция засасывает масло из поддона фундаментной рамы и нагнетает его в масляный бак. Для обеспечения бесперебойной работы секции при дифферентах могут быть два приема с обоих концов рамы. Нагнетательная секция забирает масло из бака и направляет его через фильтр и холодильник в двигатель. Чтобы в баке всегда был запас масла, производительность откачивающей секции должна быть больше, чем нагнетательной, а бак следует снабжать переливной трубой.

В систему может быть включен фильтр тонкой очистки или центрифуга со сбросом масла в поддон фундаментной рамы или в бак. Ручной насос может подключаться как к масляному баку, так и к поддону рамы, для чего предусмотрен кран. В первом случае насос используется для прокачки двигателя маслом, во втором — для откачки его из поддона через трубу в цистерну грязного масла.

На рис. 166 перепускной клапан и манометр присоединены к концу масляной магистрали 8 двигателя. Такое расположение клапана и манометра обеспечивает нужное давление и контроль за ним в самой удаленной точке, Этим исключается влияние на давление утечек масла, но усложняется система. В частности, необходим предохранительный клапан на случай сильного засорения фильтра или чрезмерного повышения давления при холодном масле. Перед холодильником на рис. 3 включен делитель потока (терморегулятор), автоматически перепускающий часть масла помимо холодильника с тем, чтобы поддерживать постоянную температуру циркулирующего масла.

Система с масляным баком должна иметь два резервных насоса: откачивающий и нагнетательный, К откачивающему насосу идут трубы, к нагнетательному — трубы. Переключение системы на резервные насосы осуществляется трехходовыми кранами. Резервные насосы могут использоваться и для прокачки двигателя маслом перед пуском.

В схеме на рис. 3 в бак поступает нефильтрованное масло. Иногда фильтр включают после откачивающей секции, а иногда — после обеих секций.

Все три типа рассмотренных масляных систем получили широкое распространение в судовых двигателях.

У современных двигателей масляная система часто оборудуется подогревателем масла, устанавливаемым в картере или масляном баке. Это позволяет поддерживать двигатель в «горячем» состоянии, в состоянии готовности к быстрому приему нагрузки. Для подогрева масла используют: воду от системы охлаждения другого двигателя, воду от котельной установки, электроэнергию.

Категория Судовые дизели