Система смазки двигателя

Назначение системы смазки

Детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов перемещаются относительно друг друга. Этому перемещению препятствует сила трения, величина которой зависит от относительной скорости перемещения, удельного давления деталей одной на другую и от точности обработки трущихся поверхностей. Для преодоления сил трения бесполезно затрачивается мощность двигателя. Помимо этого, трение деталей вызывает их нагрев. При чрезмерном нагреве зазоры между деталями уменьшатся настолько, что деталь перестанет перемещаться, т.е. заклинится.

Одним из наиболее эффективных способов уменьшения трения является ввод слоя смазки между трущимися поверхностями. Смазка, прилипая к поверхности, создает на ней прочную пленку, которая, разделяя детали, заменяет сухое трение между ними трением частиц смазки между собой. Так как в работающем двигателе масло беспрерывно циркулирует, оно одновременно охлаждает трущиеся детали и уносит твердые частицы, образовавшиеся в результате их износа. Помимо того, детали, смазываемые маслом, меньше подвержены действию коррозии, а зазоры между ними значительно уплотняются.

На современные системы смазки, кроме вышеперечисленных, возлагаются еще и управляющие функции. Моторное масло работает в гидрокомпенсаторах тепловых зазоров клапанов, гидронатяжителях привода ГРМ, системах регулирования фаз газораспределения.

Подача масла к трущимся поверхностям должна быть бесперебойной. При недостаточной подаче масла теряется мощность двигателя, повышается износ деталей и в результате их нагрева возможно выплавление подшипников, заклинивание поршней и остановка двигателя. Избыточная подача масла приводит к проникновению его в камеру сгорания, что увеличивает отложение нагара и ухудшает условия работы свечей зажигания.

Из каких элементов состоит система смазки

Каждый двигатель оборудован системой смазки, состоящей из нижеследующих узлов:

• Масляный резервуар (маслобак). Расположен преимущественно в нижней части двигателя;
• Маслозаборник – патрубок, подающий масло из картера к масляному насосу;
• Масляный насос. Различают шестеренчатые и роторные. В современных моторах все чаще встречаются последние. Причина тому – простота конструкции и технологические соображения. Роторные насосы не допускают применения высоковязких масел;
• Фильтр очистки масла с гофрированным бумажным элементом. В отдельных случаях может применяться еще и фильтр грубой очистки, но на большинстве двигателей им является сетка маслозаборника;
• Датчики системы управления (ECU).
• Система маслоподающих каналов.

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.

***

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
•       Общее устройство автомобиля
•       Автомобильный двигатель
•       Трансмиссия автомобиля
•       Рулевое управление
•       Тормозная система
•       Подвеска
•       Колеса
•       Кузов
•       Электрооборудование автомобиля
•       Основы теории автомобиля
•       Основы технической диагностики
• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

Назначение системы смазки двигателя

Любой двигатель внутреннего сгорания состоит из сотен деталей, большинство из которых (главным образом — детали КШМ и ГРМ) находится в постоянном движении друг относительно друга, а поэтому подвержены трению и износу.

Силы трения приводят к бесполезной затрате мощности двигателя, а в ряде случаев делают работу двигателя и вовсе невозможной — при трении детали нагреваются и расширяются, зазоры между ними уменьшаются и заполняются продуктами износа, и в результате происходит заклинивание.

Решает эти проблемы система смазки двигателя. Главное, что выполняет система смазки — заменяет «сухое» трение на «мокрое», в результате трение между трущимися деталями снижается на порядок, и двигатель может нормально работать.

Современная система смазки двигателя выполняет несколько функций:

• — Снижение сил трения между деталями;
• — Охлаждение деталей;
• — Удаление из зазоров продуктов износа деталей и частиц нагара;

— Защита поверхностей деталей от коррозии;

— Функции управления.

Функции охлаждения и удаления продуктов износа обеспечиваются тем, что масло в современных двигателях циркулирует, находится в постоянном движении, при этом очищается и охлаждается.

Антикоррозийные свойства обеспечиваются масляной пленкой, которая постоянно покрывает детали, а также разнообразными присадками, которые содержатся в моторных маслах.

Система смазки двигателя содержит несколько основных компонентов:

-Масляный поддон картера;

-Масляный насос;

— Масляный фильтр;

— Масляный радиатор ;

— Датчики давления и температуры масла;

— Редукционные клапаны;

— Масляная магистраль и масляные каналы.

Принцип работы смазочной системы выстроен таким образом, чтобы обеспечить подачу масла ко всем трущимся деталям на всех режимах работы двигателя.

Масло хранится в поддоне картера, откуда при запуске двигателя насосом нагнетается в масляный фильтр, а от него под давлением через главную магистраль и каналы в блоке цилиндров поступает к наиболее трущимся и нагруженным деталям — коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, опорным подшипникам и кулачкам распределительного вала ГРМ.

Из переднего коренного подшипника коленвала масло поступает на привод ГРМ и в головку блока цилиндров, где образует масляную ванну — так осуществляется смазка коромысел, толкателей, клапанов и других деталей. Из ГБЦ масло по сливным каналам стекает в поддон картера.

Одновременно масло поступает в каналы в шатунах, и через специальные отверстия или форсунки разбрызгивается на стенки цилиндров и внутренние поверхности поршней — так обеспечивается снижение трения поршневых колец о стенки цилиндра, а также охлаждение поршней и цилиндров. Во многих двигателях такой схемы смазки не предусмотрено — в них смазка поршневых пальцев и цилиндров осуществляется масляным туманом.

По стенкам цилиндров масло стекает в картер, капли масла разбиваются движущимися деталями КШМ — так в картере образуется масляный туман. Вклад в образование тумана делает и масло, выдавливаемое из-под шатунных подшипников.

Масляный туман обеспечивает смазку шатунных пальцев, цилиндров, внутренних поверхностей поршней и других деталей.

В двигателях с турбонаддувом предусмотрена возможность подачи масла к валу турбокомпрессора, которая имея большую скорость вращения, без смазки быстро выйдет из строя.

• 1. Патрубок маслоналивной; 2. Насос топливный;
• 3. Трубка маслоподводящая; 4. Трубка маслоотводящая;
• 5. Фильтр центробежной очистки масла; 6. Фильтр масляный;
• 7. Указатель давления масла;
• 8. Клапан перепускной масляного фильтра; 9. Кран радиатора;
• 10. Радиаторы; 11. Клапан дефференциальный;
• 12. Клапан предохранительный радиаторной секции;
• 13. Картер масляный; 14. Труба всасывающая с заборником;
• 15. Секция радиаторная масляного насоса;
• 16. Секция нагнетающая масляного насоса;
• 17. Клапан редукционный нагнетающей секции;
• 18. Полость дополнительной центробежной очистки масла

Как устроена система смазки

Если не брать во внимание какой-то определенный двигатель, а брать за основу общие показатели данного механизма, то система смазки в обязательном порядке включает в себя следующие составляющие:

1. Поддон картера;
2. Заборник масла;
3. Масляный радиатор;
4. Масляный насос;
5. Масляный фильтр;
6. Датчик для замера давление;
7. Датчик количества масла и температуры;
8. Масляный щуп;
9. Клапан пропуска;
10. магистраль и каналы для масла.

Само масло, которое является одним из основных условий функционирования этой системы, храниться в поддоне картера двигателя внутреннего сгорания. Когда “сердце машины” не работает, в эту емкость стекает все масло, кроме остатков, застрявших в фильтре и совсем малого количества, оставшегося на самих деталях.

Что касается масляного фильтра, то он просто незаменим, и выполняет свою очевидную роль. Благодаря ему, смазывающая жидкость очищается от продуктов горения и других загрязнителей, которые появляются в процессе работы двигателя и от которых система может сильно пострадать.

Еще один важнейший элемент, входящий в данный узел – это радиатор. Благодаря ему в процесс вступает жидкость системы охлаждения, которая не дает перегреваться моторному маслу, ведь в случае перегревов оно теряет свои важнейшие качества и свойства.

Назначение и характеристика

Смазочной называется система, обеспечивающая подачу масла к трущимся деталям двигателя. Смазочная система служит для уменьшения трения и изнашивания деталей двигателя, для охлаждения и коррозионной защиты трущихся деталей и удаления с их поверхностей продуктов изнашивания.

Рис. 1. Типы смазочных систем, классифицированных по различным признакам

В двигателях автомобилей применяется комбинированная смазочная система различных типов (рис. 1). Комбинированной называется смазочная система, осуществляющая смазывание деталей двигателя под давлением и разбрызгиванием. Давление создается масляным насосом, а разбрызгивают масло коленчатый вал и другие быстровращающиеся детали двигателя. Под давлением смазываются наиболее нагруженные трущиеся детали двигателей — коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, опорные подшипники распределительного вала, подшипники вала привода масляного насоса и др. Разбрызгиванием смазываются стенки цилиндров, поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, детали газораспределительного механизма, его цепного или шестеренного привода и другие детали двигателей. В двигателях со смазочной системой без масляного радиатора охлаждение масла, которое нагревается в процессе работы, происходит в основном в масляном поддоне. При наличии в смазочной системе масляного радиатора охлаждение масла осуществляется и в масляном поддоне, и в масляном радиаторе, который включается в работу при длительном движении автомобиля с высокими скоростями и при эксплуатации автомобиля летом. В смазочной системе с открытой вентиляцией картера двигателя картерные газы, состоящие из горючей смеси и продуктов сгорания, удаляются в окружающую среду. При закрытой вентиляции картера двигателя картерные газы принудительно удаляются в цилиндры двигателя на догорание, что предотвращает попадание газов в салон кузова легкового автомобиля и уменьшает выброс ядовитых веществ в окружающую среду. Для смазывания двигателей автомобилей применяют специальные моторные масла минерального происхождения, которые получают из нефти, а также синтетические. Марки моторных масел весьма разнообразны. Их основными свойствами являются вязкость, Маслянистость и чистота (отсутствие механических примесей и кислот). Вязкость характеризует чистоту масла, его текучесть и способность проникать в зазоры между трущимися деталями. Маслянистость характеризует свойство масла обволакивать трущиеся детали масляной пленкой. Для повышения качества моторных масел к ним добавляют специальные присадки, повышающие смазывающие свойства масел.

Вопрос37 Общее устройство и принцип работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель
состоит из цилиндра 5 и картера 6, который
снизу закрыт поддоном 9 (рис. а). Внутри
цилиндра перемещается поршень 4 с
компрессионными (уплотнительными)
кольцами 2, имеющий форму стакана с
днищем в верхней части. Поршень через
поршневой палец 3 и шатун 14 связан с
коленчатым валом 8, который вращается
в коренных подшипниках, расположенных
в картере. Коленчатый вал состоит из
коренных шеек 13, щек 10 и шатунной шейки
11. Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый
вал составляют так называемый
кривошипно-шатунный механизм, преобразующий
возвратно-поступательное движение
поршня во вращательное движение
коленчатого вала

.
Положение поршня в цилиндре, при котором
расстояние его от оси вала двигателя
достигает максимума, называется верхней
мертвой точкой (ВМТ). Нижней мертвой
точкой (НМТ) называют такое положение
поршня в цилиндре, при котором расстояние
его от оси вала двигателя достигает
минимума.

.
Объем цилиндра, образуемый поршнем при
его перемещении между мертвыми точками,
называется рабочим объемом цилиндра
Vh.

Рис
1.2. Схема
поршневого двигателя внутреннего
сгорания

Рабочий
объем двигателя представляет собой
произведение рабочего объема цилиндра
на число цилиндров.

Отношение
полного объема цилиндра Va к объему
камеры сгорания Vc называют степенью
сжатия

Рабочим
циклом называют совокупность
последовательных процессов, осуществляемых
с целью превращения тепловой энергии
топлива в механическую.

а)

б)

Рис.
1.3. Схемы рабочего цикла двигателей

Рабочий
цикл четырехтактного ДВС

Двигатель,
рабочий цикл которого осуществляется
за четыре такта, или за два оборота
коленчатого вала, называется четырехтактным.
Рабочий цикл в таком двигателе происходит
следующим образом. Рабочий цикл 4-тактного
карбюраторного ДВС совершается за 4
хода поршня (такта), т. е. за 2 оборота
коленчатого вала. При 1-м такте — впуске
поршень движется от верхней мёртвой
точки (в. м. т.) к нижней мёртвой точке
(н. м. т.). Впускной клапан при этом открыт
и горючая смесь из карбюратора поступает
в цилиндр. В течение 2-го такта — сжатия,
когда поршень движется от н. м. т. кв. м.
т., впускной и выпускной клапаны закрыты
и смесь сжимается до давления 0,8—2 Мн/м2
(8—20 кгс/см2). температура смеси в конце
сжатия составляет 200—400°C. В конце сжатия
смесь воспламеняется электрической
искрой и происходит сгорание топлива.
Сгорание имеет место при положении
поршня, близком к в. м. т. В конце сгорания
давление в цилиндре составляет 3—6 Мн/м2
(30—60 кгс/1см2), а температура 1600—2200°C.
3-й такт цикла —сгорание и расширение
называется рабочим ходом; в течение
этого такта происходит преобразование
тепла, полученного от сгорания топлива,
в механическую работу. 4-й такт — выпуск
происходит при движении поршня от н. м.
т. к в. м. т. при открытом выпускном
клапане. Отработавшие газы вытесняются
поршнем.

Рабочий
процесс четырехтактного дизельного
двигателя
включает следующие такты:

1.
Такт впуска. При движении поршня в
цилиндре образуется разряжение и через
воздушный фильтр в его полость поступает
атмосферный воздух. При этом впускной
клапан открыт.

2.
Такт сжатия. Поршень движется, сжимая
поступивший воздух. Для надежного
воспламенения топлива необходимо, чтобы
температура сжатого воздуха была выше
температуры самовоспламенения топлива.
Впускной и выпускной клапаны при этом
закрыты.

3.
Такт расширения (или рабочий ход).
Впрыснутое в конце такта сжатия топливо,
перемешиваясь с нагретым воздухом,
воспламеняется, начинается процесс
сгорания с быстрым повышением температуры
и давления. В этот момент оба клапана
закрыты. Под действием давления газов
поршень перемещается, тем самым совершая
полезную работу.

4.
Такт выпуска. Поршень перемещается
вверх, выталкивая в выпускной коллектор
отработанные газы, температура которых
снижается.

Рис.
1.4. Впуск
Рис 1.5. Сжатие

Рис.
1.6. Расширение Рис.
1.7. Выпуск

Принцип работы и назначение системы смазки

Как уже говорилось выше, система смазки для автомобилей отыгрывает колоссальную роль и влияет на то, как долго прослужит двигатель. Обусловлено это тем, что механизмы внутри двигателя прибывают в постоянном движении, шестерни и другие детали непрерывно трутся друг о друга, из-за этого они нагреваются еще больше, не говоря о том, что во время сгорания топлива этот узел и так находится в среде с повышенными температурами.

Ввиду этих обстоятельств, внутренние механизмы могут подвергаются большому износу, но чтобы минимизировать ущерб, нужно постоянно добавлять в процесс работы смазочное вещество, чем и занимается обсуждаемая система.

Помимо своей прямой задачи, данная система выполняет ряд не менее важных функций:

• Смазка охлаждает трущиеся элементы;
• Смазочное вещество также способствует устранению нагара и всевозможных микрочастиц, которые скапливаются во время работы автомобиля;
• Данный узел также не позволяет образовываться ржавчине внутри двигателя.

Уровень масла в системе

Ни в коем случае нельзя позволять маслу превышать определенный заданный уровень в поддоне картера, ведь это может привести к различным неисправностям и поломкам, в частности выходу из строя накачивающего агрегата. Для этого предусмотрен отдельный элемент, именуемый масляным щупом.

На нем имеется две отметки, одна отвечает за минимум масла в поддоне, другая за допустимый максимум, который позволяет содержать система. Естественно, оптимальным считается промежуточный показатель. Если же масляная жидкость находится на нижней отметке, детали смазываются недостаточно, если на верхней, система быстро загрязняется, а расход жидкостей, в том числе топлива, увеличивается.

Возможные неполадки в работе системы и способы их устранения

Некоторые моторные неполадки в системе смазки могут возникнуть неожиданно, даже если вы не так давно осуществляли ремонт автомобиля или проводили его техническое обслуживание. Перечислим основные проблемы и разберемся со способами их решения:

И напоследок

Система смазки двигательной установки защищает автомобиль от ежедневных перегревов и значительно повышает его ресурс

Поэтому важно держать ее в исправном состоянии. Для этого водитель должен своевременно проводить техническое обслуживание транспортного средства и устранять мелкие неисправности, которые в дальнейшем могут привести к дорогостоящему ремонту

Система смазки

Для уменьшения изнашиваемости соприкасающихся друг с другом деталей автомобиля, к ним подается масло при помощи системы смазки. Система смазки также служит для частичного охлаждения этих деталей и удаления продуктов износа.

Рис. 8.1. Схема системы смазки двигателя
1 — канал подачи масла к газораспределительному механизму; 2 — главная масляная магистраль; 3 — канал подачи масла к подшипникам коленчатого вала; 4 — картер двигателя; 5 — фильтрующий элемент; 6 — корпус масляного фильтра; 7 — масляный насос;
8 — маслоприемник с сетчатым фильтром; 9 — поддон картера; 10 — пробка для слива масла

• Система смазки состоит из следующих деталей (рисунок 8.1.):
• поддона картера,
• масляного насоса с маслоприемником,
• масляного фильтра,
• каналов для подачи масла под давлением, просверленных в блоке цилиндров, головке блока и в других деталях двигателя.

Поддон картера – это емкость для хранения масла.

Масляный насос (рисунок 8.2) – это устройство, непосредственно участвующее в подаче масла к деталям. Масло подается под давлением через фильтр и каналы. Насос представляет собой две шестеренки. При их вращении зубья захватывают масло и подают его в главную масляную магистраль.

Рис. 8.2. Схема работы масляного насоса
1 — шестерни масляного насоса; 2 — редукционный клапан; 3 — пружина

Редукционный клапан ограничивает давление в системе масляных каналов. Если давление избыточно, то пружина сжимается, и часть масла поступает обратно.

Масляный фильтр очищает масло от примесей.

Рис. 8.3. Схема вентиляции картера двигателя 1 — корпус воздушного фильтра; 2 — фильтрующий элемент; 3 — всасывающий коллектор вентиляции картера; 4 — карбюратор; 5 — впускной трубопровод; 6 — впускной клапан; 7 — шланг вентиляции картера; 8 — маслоотделитель; 9 — сливная трубка маслоотделителя; 10 — картер двигателя; 11 — поддон картера

Вентиляция картера двигателя (рисунок 8.3). Во время такта сжатия и рабочего хода пары бензина и газы могут попадать в картер и способствовать разжижению масла. Для того, чтобы этого не происходило, вентилятор обеспечивает отсос из картера и отвод во впускной трубопровод паров бензина и выхлопных газов.

Основные неисправности системы смазки.

Протекание масла. Причина: слабо затянута сливная пробка в поддоне картера, повреждены уплотнительные прокладки и наружные маслопроводы, износ сальников. Способы устранения: восстановление герметичности соединений, замена поврежденных деталей (т.е.изношенных прокладок и сальников).

Низкое давление в системе смазки. Причина: недостаточное количество масла, некачественное масло, износ подшипников коленчатого вала или деталей масляного насоса. Способ устранения: проверьте уровень масла (если нужно, долейте), замените изношенные механизмы. При эксплуатации придерживайтесь рекомендациям завода-изготовителя по использованию определенной марки масла.