Устройство узлов системы смазки

Лекция 6 Система смазки

Назначение смазочной системы. Смазочная система служит для подвода масла к трущимся поверхностям деталей двигателя. Масло, поступающее к трущимся поверхностям, уменьшает потери на трение и замедляет изнашивание деталей, охлаждает поверхности и очищает их от продуктов изнашивания.

В современных двигателях применяют комбинированные смазочные системы, в которых масло к трущимся поверхностям одних деталей подается под давлением от насоса, а к другим — разбрызгиванием, самотеком и масляным туманом.

Принципиальная схема смазочной системы показана на рис 1. Масло заливается в поддон картера через горловину патрубка 17. Уровень масла в системе должен быть строго определенным. Его контролируют с помощью маслоизмерительного стержня 16, конец которого погружен в масляную ванну.

При работе двигателя масло засасывается из поддона насосом 7 через маслоприемник 6 и подается в фильтр 10. Из фильтра масло поступает в главную масляную магистраль 12, выполненную в виде продольного канала в картере двигателя. Максимальное давление масла, создаваемое насосом, ограничивается редукционным клапаном 8. В случае засорения фильтра 10 масло поступает в главную масляную магистраль через перепускной клапан 9, минуя фильтр. Кроме того, часть масла постоянно поступает для очистки в другой фильтр 1. Фильтр 10, через который проходит все масло, поступающее в главную масляную магистраль, называется последовательно включенным или полнопоточным. Фильтр 1 включен параллельно (его может не быть).

Из главной масляной магистрали масло под давлением через отверстия в картере и блоке поступает к коренным подшипникам 13 коленчатого вала, подшипникам 14 распределительного вала и в полую ось 15 коромысел. От коренных подшипников через отверстия в шейках и щеках масло подается к шатунным подшипникам коленчатого вала. В некоторых двигателях внутри шатуна выполняется канал для смазывания пальца.

Вытекающее через зазоры в подшипниках коленчатого и распределительного валов масло разбрызгивается движущимися деталями кривошипно-шатунного механизма и в виде капелек и масляного тумана оседает на стенки цилиндров, кулачки распределительного вала, толкатели, поршневые пальцы и др. У некоторых двигателей в нижней головке шатуна делается отверстие, через которое при его совпадении с каналом в шатунной шейке масло выбрасывается в наиболее нагруженную часть стенки цилиндра.

Давление масла контролируют электрическим манометром 11, датчик которого установлен в главной масляной магистрали, а указатель на щитке приборов. На некоторых двигателях для контроля температуры масла имеется электрический термометр 2, датчик которого смонтирован в поддоне картера.

Для охлаждения масла система иногда снабжена радиатором. Масляный радиатор обдувается потоком воздуха, и движущееся через него масло охлаждается. Радиатор 3 включают краном 5. Масло поступает в радиатор через предохранительный клапан 4. Охлажденное масло сливается в поддон картера.

Рис. 1. Принципиальная схема смазочной системы

Устройство узлов системы смазки

Маслозаливная горловина у некоторых двигателейимеет фильтр для забора воздуха в систему вентиляции картера.

Масляный поддон является резервуаром для масла. Он закрывает двигатель снизу, и в нем масло охлаждается. Масляный поддон стальной, штампованный. Внутри поддона имеется специальная перегородка, уменьшающая колебания масла при движении автомобиля. Поддон крепится к нижнему торцу блока цилиндров (к картеру) через уплотнительную прокладку, изготовленную из пробкорезиновой смеси. Он имеет резьбовое отверстие с пробкой, предназначенное для слива масла.

Маслоизмерительная линейка (рис. 2).

Для контроля за уровнем масла имеется указатель (щуп), вставленный в специальную трубку. Повышение уровня масла выше метки «П» и понижении его ниже отметки «О» не допускается. Могут быть метки мин и макс. Для контроля за давлением масла на щитке приборов имеются манометр и контрольная лампочка. При понижении давления в системе лампочка загорается. В этом случае необходимо остановить двигатель для выяснения причин.

Рис. 2. Проверка уровня масла

Масляный насос служит для подачи масла под давлением к трущимся поверхностям механизмов двигателя. Наибольшее распространение получили шестеренные насосы (рис.3) благодаря простоте их устройства и надежности в работе. В корпусе 3 насоса помещены ведущее 7 и ведомое 2 зубчатые колеса. Между торцами зубьев с обоих зубчатых колес и стенками корпуса предусматривают минимальный зазор. При работе двигателя зубчатые колеса насоса вращаются в направлениях, показанных стрелками. Масло поступает через входное отверстие 6, заполняет впадины между зубьями и переносится вдоль стенок корпуса в полость нагнетания. При вхождении зубьев во впадины масло выдавливается из них и нагнетается через выходное отверстие. При повышении давления сверх допустимого шарик отходит от седла и часть масла перепускается в полость всасывания, а давление в магистрали уменьшается. Давление, ограничиваемое редукционным клапаном, зависит от силы сжатия пружины 5.

Рис. 3. Схема шестеренного масляного насоса

1 – нагнетательный канал; 2 – ведомая шестерня; 3 – корпус; 4 – клапан редукционный;

5 – пружина; 6 – входное отверстие; 7 – ведомая шестерня

Односекционный насос состоит из маслоприемника 4 (см. рис. 4), корпуса 3, крышки и двух шестерен 1, 2. В корпусе выполнены два цилиндрических колодца для установки шестерен. Ведущая шестерня 1 насоса крепится шпонкой на валу, который опирается на втулки, запрессованные в корпусе и крышке насоса. Ведомая шестерня 2, находясь в зацеплении с ведущей, свободно вращается на пальце, запрессованном в корпусе. Вращаясь в разные стороны, шестерни перегоняют зубьями масло от входной полости А к нагнетательной Б по внутренним стенкам корпуса 3. Двухсекционные насосы имеют на ведущем валу 2 шестерни и на пальце 2 ведомых. В этом случае одна секция подает масло на смазку деталей двигателя, а другая к масляному радиатору после чего в картер.

Рис. 4. Схема односекционного насоса:

1, 2 – шестерни; 3 – корпус; 4 – маслоприемник входной полости; А – к нагнетательной;

Б - по внутренним сторонам корпуса 3

Масляный насос другого типа (рис. 5) имеет две шестерни внутреннего зацепления. Он состоит из корпуса 1, крышки 7, ведущей 3 и ведомой 2 шестерен, маслоприемника 8 и редукционного клапана 4. Корпус насоса отлит из чугуна. Он имеет две полости (всасывания и нагнетания), которые разделены между собой выступом 9. Ведущая и ведомая шестерни изготовлены из спеченного материала и размещены внутри корпуса. Ведущая шестерня 3 установлена на переднем конце коленчатого вала 10, который уплотняется в крышке насоса манжетой 6. К корпусу прикреплены маслоприемник с фильтрующей сеткой и крышка. Крышка 7 насоса отлита из алюминиевого сплава. В ней размещен редукционный клапан 4, давление срабатывания которого обеспечивается пружиной 5.

При вращении шестерен масло через маслоприемник поступает во всасывающую полость насоса. Оно заполняет впадины между зубьями шестерен, переносится в полость нагнетания и под давлением направляется в приемный канал блока цилиндров. Редукционный клапан срабатывает при возрастании давления выше допустимого и перепускает часть масла из нагнетательной полости насоса во всасывающую. Подача насоса равна 34 л/мин при частоте вращения ведущей шестерни 6000 об/мин, а создаваемое давление — 0,5 МПа.

Рис. 5. Масляный насос с шестернями внутреннего зацепления:

1 – корпус; 2, 3 – шестерни; 4 – клапан; 5 – пружина; 6 – манжета; 7 – крышка;

8 – маслоприемник; 9 – выступ; 10 - вал

Масляные фильтры в зависимости от принципа действия разделяются на щелевые и центробежные. В щелевых фильтрах размеры задерживающихся частиц определяются величиной отверстий (щелей), через которые проходит масло. В центробежных фильтрах твердые частицы удаляются из масла под действием центробежных сил. В зависимости от размеров задерживаемых частиц фильтры разделяются на фильтры грубой (задерживаются частицы до 40 мкм) и тонкой (задерживаются частицы до 1 - 2 мкм) очистки. Фильтры тонкой очистки имеют большое сопротивление.

-Фильтр центробежной очистки масла двигателя ЗМЗ (рис. 6) масло поступает от насоса через пустотелую ось 1 ротора. Из пространства под колпаком 5 масло проходит через фильтрующую сетку 7 и жиклеры 2 в полость корпуса фильтра, откуда стекает в поддон картера. Действием реакции струй масла, выбрасываемых из двух жиклеров, пластмассовый ротор 4 приводится в быстрое вращательное движение. При этом тяжелые частицы грязи и осадков отбрасываются к внутренней поверхности стенок колпака 5 и оседают на них. Такие центробежные фильтры устанавливались на двигателях ЗМЗ и ЗИЛ, а также многих другихЦентробежные фильтры включались чаще параллельно основному пути, очищенное масло поступало в поддон картера.

Рис. 6. Фильтр центробежной очистки масла двигателя 3M3:

1 - ось ротора; 2 – жиклер; 3 – поддон; 4 – ротор; 5 - колпак ротора; 6 - кожух фильтра;

7 - фильтрующая сетка; 8 - гайка крепления колпака; 9 - гайка крепления ротора;

10 - гайка-барашек крепления кожуха

Преимущество фильтра центробежной очистки состоит в том, что он в первую очередь задерживает тяжелые примеси. Кроме того, работу фильтра можно легко и надежно проверить прослушиванием вращения ротора после остановки двигателя. Может гудеть до 2 мин. Колпак ротора вращается с оборотами 5000 – 6000 об/мин.

- Масляные фильтры со сменными фильтрующими элементами служат для очистки масла от твердых частиц продуктов изнашивания трущихся деталей, нагара и т.п. Загрязненное масло вызывает усиленное изнашивание деталей и засоряет магистрали.

Рис. 7. Щелевой фильтр с бумажным фильтрующим элементом:

1 - бумажный фильтрующий элемент; 2 – корпус; 3 – впускной канал; 4 – выпускной канал; 5 – крышка; 6 – трубка; 7 – перепускной клапан; 8 – пружина; 9 - болт

Щелевой фильтр с бумажным фильтрующим элементом показан на рис. 7. Корпус 2 фильтра прикреплен к крышке 5 болтом 9. В корпусе помещен бумажный фильтрующий элемент 1. Шариковый перепускной клапан 7 установлен в крышке фильтра. Масло от насоса поступает в фильтр через канал 3, попадает в корпус и проходит через фильтрующий элемент 1 и по трубке 6 отводится в выпускной канал 4.

При засорении фильтрующего элемента открывается редукционный клапан и масло, минуя фильтрующий элемент, отводится в выпускной канал. Примеры подобных фильтров показаны на рис. 8.. сейчас их в основном заменили сменные фильтры..

Сейчас в основном ставят сменные фильтры. Давление масла в системе не зависит от загрязненности фильтра, так как во всех фильтрах есть перепускной клапан, который при загрязнении фильтра перепускает неочищенное масло минуя фильтр.

ис. 8. Полнопоточные масляные фильтры двигателей:

а - ЗМЗ; б - УАЗ;

1 – колпачковая гайка; 2 – крышка фильтра; 3 – фильтрующий элемент; 4 и 8 – датчики указателя давления масла; 5 – пробка сливного отверстия; 6 – центральный стержень;

7 – корпус фильтра; 9 – перепускной клапан; 10 – уплотнительные прокладки; 11 – обратный клапан; 12 – впускные отверстия; 13 – выпускное отверстие

Масляный радиатор двигателя автомобиля (рис. 9) состоит из двух бачков 1, соединенных между собой латунными или алюминиевыми трубками 4, к которым припаяны поперечные пластины для увеличения площади охлаждения. Радиатор установлен в кронштейны 3 и с помощью болтов 2 крепится на раме автомобиля перед радиатором системы охлаждения. Работает радиатор так. Масло из двигателя поступает через открытый кран 6 по трубопроводу 5 в масляный радиатор, где проходит по трубкам и отдает им тепло. Охлажденное масло по маслопроводу 8 и трубке 7 сливается в поддон картера двигателя.

Рис. 9. Масляный радиатор:

1 – бачки; 2 – болт; 3 – кронштейн; 4 – трубки;

5 – трубопровод; 6 – кран включения радиатора; 7 – трубка; 8 – маслопровод

Вентиляция картера (на примере ВАЗ- 2108). В процессе работы двигателя в его картер прорываются газы, называемые картерными. Картерные газы состоят из горючей смеси, а также продуктов полного и частичного сгорания. Количество газов, прорывающихся в картер, увеличивается с возрастанием нагрузки двигателя, а также по мере изнашивания цилиндров, поршней и поршневых колец. Содержащиеся в картерных газах пары топлива разжижают масло и ухудшают его смазочные свойства, а водяные пары вызывают вспенивание масла и появление эмульсии, затрудняющей поступление масла к трущимся поверхностям. Другие компоненты отработавших газов образуют в масле смолистые вещества и кислоты. Кислоты вызывают коррозию трущихся поверхностей. Кроме того, картерные газы повышают давление в картере, что приводит к выдавливанию масла через сальники. Картерные газы токсичны. Для удаления картерных газов служит система вентиляции картера. Схема системы вентиляции картера карбюраторного двигателя показана на рис. 10. Картерные газы поступают по вытяжному шлангу 1 в корпус маслоотделителя 7. Капли масла оседают на сетке 6 и стекают в поддон картера. Из корпуса маслоотделителя картерные газы могут отсасываться двумя способами. На режиме холостого хода картерные газы по шлангу 2 поступают через калиброванное отверстие штуцера в полость за дроссельной заслонкой первичной камеры карбюратора 3. Калиброванное отверстие ограничивает количество отсасываемых газов, и этим практически не снижается разрежение за дроссельной заслонкой. На рабочих режимах картерные газы, кроме того, отсасываются через шланг 5 в воздушный фильтр 4, где они, смешиваясь с очищенным в фильтре воздухом, поступают в карбюратор. Сетка 6 маслоотделителя служит пламегасителем — не допускает прорыва пламени в картер в случае вспышки смеси в карбюраторе.

Рис.10. Схема вентиляции двигателя ВАЗ-2108:

1 – вытяжной шланг; 2, 5 – шланг; 3 – карбюратор;

4 – воздушный фильтр; 6 – сетка; 7 – корпус маслоотделителя