Системы смазки и охлаждения двигателя

Система смазки

Для смазки деталей двигателя применяется моторное масло. К трущимся поверхностям масло подается под давлением, а также разбрызгиванием и самотеком.

Масло выполняет в двигателе следующие функции:

– уменьшает трение между трущимися деталями;

– снижает износ трущихся деталей;

– повышает компрессию;

– уменьшает коррозию деталей;

– охлаждает детали;

– выносит продукты износа с трущихся поверхностей.

Компрессия это термин, с помощью которого характеризуют герметичность камеры сгорания.

Схема системы смазки двигателя показана на рис.6,а).

Обычно масло хранится в нижней крышке двигателя – поддоне картера. За рубежом выпускаются двигатели с сухим картером, где масло хранится в отдельном баке. Масло заливается через горловину 17, которая закрывается крышкой. Обычно заливная горловина располагается в верхней части двигателя. Уровень масла контролируется щупом 16. Щуп изготавливается в виде стержня, на котором нанесены отметки нормального уровня и двойного уровня. На некоторых, зарубежных двигателях вместо щупа устанавливают датчик уровня масла, сигнал которого выводится на панель приборов. Если сигнал вводится в бортовой компьютер, то при недостаточном уровне масла двигатель не запускается.

Из поддона масло засасывается насосом 7 из маслоприемника 6. Маслоприемник закрыт снизу защитной сеткой. При длительной эксплуатации или при применении разных синтетических масел сетка может забиться. Это приведет к аварийному износу двигателя.

Насос 7 подает масло через фильтр 10 в главную масляную магистраль 12. Для защиты системы смазки от избыточного (чрезмерно большого) давления масла на насосе установлен защитный, редукционный клапан 8. При большом давлении клапан открывается, масло сливается во впускной трубопровод насоса.

В масляном фильтре 10 (грубой очистки) производится очистка масла от продуктов износа деталей двигателя. Если двигатель холодный и масло очень густое, то насос не может продавить его через фильтр. Тогда грязное масло подается через перепускной клапан 9 в главную масляную магистраль.

Давление масла измеряется датчиком давления, и показывается указателем 11, расположенным на щитке приборов. На двигателях легковых автомобилей вместо датчика часто применяют красную контрольную лампу. Она горит тогда, когда давление ниже нормы. Давление масла является важным диагностическим параметром. По величине давления можно оценить изношенность двигателя. Если на холостом ходе прогретого двигателя давление низкое или лампочка мигает, то двигатель изношен.

Главная масляная магистраль представляет собой каналы в блоке цилиндров и головке блока. По каналам масло подается к коренным шейкам 13 коленчатого вала. Из коренных шеек по каналам в валу подается к шатунным шейкам. Затем по каналам в шатунах подается к поршневым пальцам. Смазка стенок цилиндров производится разбрызгиванием. На них попадает масло, выдавливаемое из коренных и шатунных шеек, и разбрызгиваемое коленчатым валом. На большой скорости вращения вала в картере образуется масляный туман, состоящий из мелких капель масла.

Рис. 6. а) Схема системы смазки;

б) Масляный насос;

в) Щелевой фильтр двигателя АЗЛК-412;

г) Центробежный фильтр двигателя ЯМЗ-236;

д) Схема системы вентиляции картера двигателя ВАЗ-2108

По каналам масло подается к подшипникам скольжения 14 вала ГРМ, к коромыслам, и другим деталям.

Для тщательной очистки масла от примесей устанавливают дополнительный фильтр (тонкой очистки) 1. Из этого фильтра чистое масло сливается в поддон картера.

При работе двигателя масло соприкасается с нагретыми деталями и сильно разогревается. Оптимальная температура двигателя, на которую рассчитано масло, составляет 90…95°. Температура масла измеряется датчиком и регистрируется указателем 2. Для охлаждения масла на двигателях грузовых автомобилей применяют масляные радиаторы 3. Радиатор обдувается воздухом, через него проходит масло и охлаждается. Радиатор подключается водителем, для чего используется кран 5. Чтобы поддержать давление масла в системе смазки, на входе в радиатор устанавливается предохранительный клапан 4. Без клапана все масло пойдет в радиатор, а не в двигатель.

На рис.6,б) отражен принцип работы шестеренчатого масляного насоса. Насосы такого типа получили наибольшее распространение на двигателях, благодаря их простоте и надежности.

При вращении ведущей шестерни 7 и ведомой 2 объем 8 масла между шестернями меньше, чем по их краям. Масло захватывается краями и подается из всасывающей полости 6 в нагнетающую полость 1. Для ограничения давления применяется редукционный клапан. Он состоит из шарика 4 и пружины 5. При большом давлении пружина 5 сжимается, шарик опускается, и масло из полости 1 перепускается в полость 6.

Две шестерни образуют одну секцию насоса. На двигателях легковых автомобилей применяют простые насосы с одной секцией. На двигателях грузовых применяют двухсекционные насосы. Вторая секция используется для подачи масла в фильтр тонкой очистки и в радиатор для охлаждения.

Для очистки масла наибольшее распространение получили щелевые фильтры. На рис.6,в) показан фильтр двигателя АЗЛК-412. В таком фильтре масло продавливается через фильтрующий элемент, на котором накапливаются примеси. При загрязнении элемента меняют фильтрующий элемент или весь фильтр.

Масло подается под давлением в нагнетающую магистраль 3, проходит через бумажный, фильтрующий элемент 1 внутрь фильтра, затем через отверстия 8 чистое масло выходит в выходную магистраль 4. Фильтрующий элемент съемный, он фиксируется пружинами. Для смены элемента отворачивают болт 9 и извлекают элемент из крышки 2. В фильтре установлен перепускной клапан 7, который открывается при холодном масле или при засорении фильтра.

На двигателях грузовых автомобилей для тонкой очистки масла применяют центробежные фильтры. Конструкция такого фильтра показана на рис.6,г).

Основной деталью фильтра является ротор 14. Он установлен под крышкой 10 на оси 18 на втулках 12 и 16, и свободно вращается на подшипнике 17. Ротор полый, он заполнен маслом. Масло подается под давлением в ось 18, затем внутрь ротора. Внутри ротора установлены две трубки 15. В эти трубки масло подается через защитные сетки 11, затем вытекает с большой скоростью через жиклеры 19. Сетки предотвращают засорение жиклеров 19. При истечении масла из жиклеров образуются реактивные силы. Они направлены горизонтально в разные стороны. Под действием реактивных сил ротор раскручивается и вращается с большой скоростью (5000…7000 об/мин). После остановки двигателя ротор еще долго вращается, что хорошо слышно.

Масло в роторе вращается с большой скоростью, и на частицы действуют центробежные силы. Под действием центробежных сил частицы движутся от центра вращения в стороны. Они осаждаются на внутренней поверхности колпака 13 ротора. Образуется плотный осадок. При техническом обслуживании фильтр разбирают, и удаляют осадок с колпака. Чистое масло поступает из жиклеров в полость 20 и затем сливается в картер.