Заняття 4 Особливості будови і роботи системи мащення вантажного автомобіля

1. Призначення, характеристика, загальна будова системи мащення вантажного автомобіля.

2. Особливості будови та роботи вузлів агрегатів системи мащення вантажного автомобіля.

1. Класифікація систем змащення двигунів

Системи змащення (рис. 9.2) поділяють на системи з мокрим картером (9.1), у яких запас масла зберігається в піддоні картера (7.9), і на системи з сухим картером (9.2), у яких запас масла знаходиться в циркуляційних баках, а піддон картера є тільки збірником масла, яке стікає з поверхонь, що змащуються.

Мастильна система з сухим картером використовується в двигунах, що змінюють своє положення щодо горизонталі або рухаються з великими прискореннями, унаслідок чого можливе порушення подачі масла насосом. У високофорсованих двигунах системи з сухим картером дозволяють зменшити час контакту масла з нагрітими деталями і картерними газами, що сприяє збереженню властивостей масла. За конструкцією системи змащення бувають з масляним радіатором та без нього; з відкритою вентиляцією картера та з закритою.

Вузли та агрегати систем

Резервуаром для зберігання запасу масла у ДВЗ з мокрим картером, якими є більшість двигунів, є піддон картера (масляний піддон, нижній картер) (7.9) (рис. 9.3, 9.4).

Піддони мокрих картерів мають заспокоювачі масла (екрани) у виді сіток (рис. 9.3) чи листів (рис. 9.4) або поглиблення для маслоприймачів із сітками, що запобігають влученню в маслоприймач сторонніх предметів, уламків і деталей. Піддони можуть мати оребрення для покращення охолодження та дефлектори для прямування потоків масла (див. тему 7). Піддони виконують штамповкою з листової сталі або відливають з алюмінієвого сплаву.

Піддони сухих картерів (рис. 9.5) призначені для збору масла, що стікає з деталей, та мають канали для викачування його до масляного баку. Ці піддони мають менші розміри. Маслоприймач (9.3) (рис. 9.6) встановлено у піддоні картера. Він має сітку для попередження попадання відносно великих часток. Іноді використовують плаваючі маслоприймачі, які забирають лише чисте масло з верхнього шару. Але вони чутливі до коливань ДВЗ. Рисунок 9.6. Деякі типи маслоприймачів

Масляний насос (9.4) найчастіше буває одного з трьох типів.

Шестеренні насоси мають просту конструкцію і добре компонуються в одному корпусі,

що дозволяє утворити багатосекційні насоси.

Приклад шестеренного насосу з шестернями зовнішнього зачеплення та схему його роботи зображено на рис. 9.7. Вони встановлюються часто у нижній частині блок-картера та приводяться від розподільного вала (рис. 9.7), від проміжного (рис. 9.10), або від колінчастого (тоді насос встановлюють у піддоні) з передаточним відношенням 1÷1,5. Існують конструкції з приводом насоса окремим ланцюгом (BMW, Mercedes-Benz, Mazda), що дозволяє опустити насос безпосередньо у масляну ванну.

Шестеренні насоси з шестернями внутрішнього зачеплення (рис. 9.8) отримали розповсюдження у 80-х рр. ХХ ст. Основною їх перевагою є компактність; висоту шестерень зменшено у 2÷3 рази за рахунок збільшення числа зубів, частоти обертання і окружної швидкості. Такі насоси часто встановлюють на передній кришці колінчастого вала (або кришка сама є корпусом насоса). При цьому ведуча шестерня встановлена безпосередньо на колінчастому валу. Це не потребує додаткових елементів приводу та обумовлює її широке розповсюдження.

Схожі за принципом дії роторні насосі (рис. 9.9) можуть також встановлюватися на носку колінчастого вала або на окремому валу.

У деяких ДВЗ система змащення включає два контури: перший подає масло до поверхонь тертя, другий – до фільтра тонкої очистки та масляного радіатора. У таких випадках використовують двосекційні масляні насоси, що складаються з двох пар шестерень або трьох шестерень (рис. 9.11). Існують конструкції з двосекційними насосами, у яких друга секція включається у роботу у залежності від режиму ДВЗ.

У ДВЗ з сухим картером можуть бути встановлені й трисекційні насоси (рис. 9.12), де (як один з варіантів) перша секція є напірною, друга відкачує масло з піддону до баку, третя (відокремлена від двох перших у окремий корпус з незалежним приводом) – подає масло до турбокомпресора для його змащення.

Шестеренні масляні насоси відносяться до насосів об’ємного типу, у яких подача прямо пропорційна частоті обертання шестерень. Крім того, для забезпечення якісного змащення при будь-якому режимі роботи ДВЗ, величину подачі насосів проектують з великим запасом. Для обмеження величини подачі у насосі встановлюють редукційний клапан (9.5) (рис. 9.1, 9.7, 9.8, 9.9), що обмежує максимальний тиск величиною 0,4÷1,5 МПа через перепускання частини масла з виходу насоса на вхід. Клапан являє собою плунжер (або шарик) з пружиною (рис. 9.13).

Масляні фільтри (9.6) бувають різних конструкцій. При встановленні двох фільтрів на ДВЗ перший – грубого очищення – встановлюють у основний контур системи, другий (неповнопоточний фільтр (9.7)) – тонкого очищення – у допоміжний контур, через який прокачуються малі порції масла (10÷20%). При встановленні одного фільтра (повнопоточний фільтр (9.8)) його включають у основний контур після насоса. У такому випадку він є фільтром тонкого очищення.

Масляні фільтри повинні мати малий гідравлічний опір і працювати без обслуговування тривалий термін. За принципом дії усі фільтри поділяють на механічні, поглинаючі, хімічні, гідродинамічні і магнітні.

До фільтрів грубого очищення відносять механічні фільтри:

- сітчасті;

- пластинчасто-щілинні;

- стрічково-щілинні.

До фільтрів тонкого очищення відносять фільтри:

- поверхневі (зі змінним паперовим (картонним) фільтроелементом) (рис. 9.14);

- поглинальні (повстяні, дерев’яні);

- відцентрові (центрифуги) (рис. 9.15);

- комбіновані.

У останній час отримали поширення нерозбірні змінні фільтри (рідше – розбірні зі змінним фільтроелементом) (рис. 9.16). Ці фільтроелементи виготовляють з пористого і міцного папера, що складено особливим способом для збільшення поверхні фільтрації. Аналогічні фільтри використовуються в якості повітряних і паливних.

У центрифугах очищення здійснюється через відцентрові сили, які відкидають механічні домішки до стінок ковпака. Одна з їхніх переваг – малий гідравлічний опір. При відцентровому очищенні відокремлюються найбільш важкі домішки, що мають абразивні властивості. У самому фільтрі (рис. 9.14) або у системі змащення встановлюють перепускний клапан (9.9), який перепускає масло в обхід фільтра при його засміченні або при низькій температурі масла.

У деяких ДВЗ у фільтр встановлюють протидренажний клапан (9.10), який запобігає витоку масла з системи змащення після виключення ДВЗ. Це забезпечує швидку подачу масла при повторному включенні ДВЗ.

Високофорсовані ДВЗ часто мають пристрої для охолодження масла. Використовують два типи масляних радіаторів (9.11): повітряно-масляний та рідинно-масляний теплообмінник (9.12).

Повітряно-масляні радіатори мали розповсюдження на ДВЗ у минулі роки. Такий радіатор ставився перед радіатором системи охолодження та за конструкцією являв собою ряд трубок з оребренням. Його включають у систему паралельно до головної магістралі з подачею масла від додаткової секції насоса. На вході у радіатор встановлюють запобіжний клапан (9.13) (рис. 9.1), який призначено для запобігання падіння тиску у системі при включеному масляному радіаторі.

Рідинно-масляні теплообмінники отримали розповсюдження у сучасних високофорсованих ДВЗ. У них охолодження масла здійснюється охолодною рідиною. Як правило, його встановлюють перед масляним фільтром (рис. 9.17÷9.19). Такі теплообмінники дозволяють швидко розігрівати масло після пуску ДВЗ. Зовнішні і внутрішні мастилопроводи двигунів виготовляють зі сталевих і мідних труб. Переваги мідних труб – велика теплопровідність і менша схильність до утворення тріщин. Мастилопроводи виконують також свердленням каналів у стінках корпусних деталей чи виготовленням таких каналів при відливанні.

У деяких конструкціях встановлено диференційний (зливний) клапан (9.14), який підтримує сталий тиск у головній масляній м

виділено червоним кольором) або датчики рівня (рис. 9.3);

- манометри (диференційні манометри). агістралі.

До контрольних пристроїв відносять:

- покажчики кількості масла. У їх якості використовують масляні щупи (на рис. 9.19

Тиск масла контролюється датчиком, який встановлено у головній масляній магістралі, та датчиком лампи аварійного тиску. У деяких конструкціях блок керування за сигналом датчика виключає ДВЗ при падінні тиску;

- термометри. У ДВЗ з повітряним охолодженням термічний режим роботи двигуна визначається температурою масла. У ДВЗ з рідинним охолодженням масляні термометри використовуються не завжди.

При роботі ДВЗ до картера через поршневі кільця прориваються гази (їх називають картерними). Поєднуючись з парами води, що знаходяться у повітрі, картерні гази утворюють кислоти, які визивають корозію деталей, погіршують якість масла, підвищують тиск у картері, що приводить до витискування масла через нещільності. Для видалення газів служить система вентиляції картера (9.15). Розрізняють системи відкриту (гази видаляються у атмосферу за допомогою ежектора) та закриту, у якій гази направляються у повітряний фільтр та у циліндри ДВЗ. У сучасних двигунах використовують виключно закриту систему вентиляції картера (рис.9.20). При роботі ДВЗ картерні гази витягуються через масловідділювач та шланг до витяжного колектора повітряного фільтра. З витяжного колектора при холостому ході та малих навантаженнях гази поступають через шланг та золотник під дросельну заслінку. У масловідділювачі від газів виділяється масло, яке стікає трубкою у піддон. Полум’ягасник виключає проникнення полум’я у картер при сполохах у карбюраторі.

Крім того, у мастильні системи двигунів входять також наступні додаткові пристрої:

- зливні отвори з пробками і крани в піддонах картерів, корпусах фільтрів і охолоджувачів;

- піногасники у виді сіток у картерах і циркуляційних баках;

- горловини для заливання масла;

- підігрівачі масла і пристрої маслозакачування (при потребі).