Принцип работы системы смазки двигателя

Система смазки (другое наименование — смазочная система) предназначена для снижения трения между сопряженными деталями двигателя. Кроме выполнения основной функции система смазки обеспечивает охлаждение деталей двигателя, удаление продуктов нагара и износа, защиту деталей двигателя от коррозии.

Система смазки (другое наименование — смазочная система) предназначена для снижения трения между сопряженными деталями двигателя. Кроме выполнения основной функции система смазки обеспечивает охлаждение деталей двигателя, удаление продуктов нагара и износа, защиту деталей двигателя от коррозии.

Система смазки двигателя включает поддон картера двигателя с маслозаборником, масляный насос, масляный фильтр, масляный радиатор, которые соединены между собой магистралями и каналами.

Поддон картера двигателя предназначен для хранения масла. Уровень масла в поддоне контролируется с помощью щупа, а также с помощью датчика уровня и температуры масла.

Масляный насос предназначен для закачивания масла в систему. Масляный насос может приводиться в действие от коленчатого вала двигателя, распределительного вала или дополнительного приводного вала. Наибольшее применение на двигателях нашли масляные насосы шестеренного типа.

Масляный фильтр служит для очистки масла от продуктов износа и нагара. Очистка масла происходит с помощью фильтрующего элемента, который заменяется вместе с заменой масла.

Для охлаждения моторного масла используется масляный радиатор. Охлаждение масла в радиаторе осуществляется потоком жидкости из системы охлаждения.

Давление масла в системе контролируется специальным датчиком, установленным в масляной магистрали. Электрический сигнал от датчика поступает к сигнальной лампе на приборной панели. На автомобилях также может устанавливаться указатель давления масла.

Датчик давления масла может быть включен в систему управления двигателем, которая при опасном снижении давления масла отключает двигатель.

На современных двигателях устанавливается датчик уровня масла и соответствующая ему сигнальная лампа на панели приборов. Наряду с этим, может устанавливаться датчик температуры масла.

Для поддержания постоянного рабочего давления в системе устанавливается один или несколько редукционных (перепускных) клапанов. Клапаны устанавливаются непосредственно в элементах системы: масляном насосе, масляном фильтре.

Принцип действия системы смазки

В современных двигателях применяется комбинированная система смазки, в которой часть деталей смазывается под давлением, а другая часть – разбрызгиванием или самотеком.

Смазка двигателя осуществляется циклически. При работе двигателя масляный насос закачивает масло в систему. Под давлением масло подается в масляный фильтр, где очищается от механических примесей. Затем по каналам масло поступает к коренным и шатунным шейкам (подшипникам) коленчатого вала, опорам распределительного вала, верхней опоре шатуна для смазки поршневого пальца.

На рабочую поверхность цилиндра масло подается через отверстия в нижней опоре шатуна или с помощью специальных форсунок.

Остальные части двигателя смазываются разбрызгиванием. Масло, которое вытекает через зазоры в соединениях, разбрызгивается движущимися частями кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. При этом образуется масляный туман, который оседает на другие детали двигателя и смазывает их.

Под действием сил тяжести масло стекает в поддон и цикл смазки повторяется.

На некоторых спортивных автомобилях применяется система смазки с сухим картером. В данной конструкции масло храниться в специальном масляном баке, куда закачивается из картера двигателя насосом. Картер двигателя всегда остается без масла – «сухой картер». Применение данной конструкции обеспечивает стабильную работу системы смазки во всех режимах, независимо от положения маслозаборника и уровня масла в картере.

• Поддон
• Масляный насос
• Заборник
• Масляный фильтр
• Контуры подачи масла к деталям и узлам

Принцип работы системы смазки

При запуске двигателя начинает вращаться масляный насос, который подает масло в фильтр , далее масло поступает в каналы смазки и распределяется на узлы , которые работают в режиме повышенного износа. Это шейки коленчатого вала (коренные, шатунные), шейки распредвала и в турбированных двигателях пальцы поршней и турбина. Во многих турбированных двигателях стоят специальные форсунки, которые подают масло под давлением на пальцы поршней.

Процесс смазки происходит непрерывно, пока работает двигатель, контроль давления масла осуществляется при помощи установленного датчика на выходе фильтра и указателя давления на приборной панели. При малейшем несоответствии давления (мигание лампочки контроля), двигатель немедленно должен быть остановлен.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Часть масла проходит в масляный радиатор для охлаждения, и, охлаждаясь, стекает в масляный картер двигателя по шлангу.

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.

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.

Системы смазки с «сухим» и «мокрым» картером

Устройство системы смазки автомобильного двигателя

Главной задачей системы смазки является обеспечение масляной пленки на соприкасающихся подвижных деталях автомобильного двигателя. Это позволяет снизить потери мощности и износ силового агрегата. Помимо этого, масло, подаваемое системой, используется в гидрокомпенсаторах, гидронатяжителях и в механизмах регулирования фаз газораспределения. В общем устройстве автомобиля смазочная система интегрирована в конструкцию двигателя и состоит из следующих элементов:

В некоторых моделях двигателей датчики и радиатор могут отсутствовать. При этом охлаждение масла происходит непосредственно в поддоне картера.

Предназначением поддона картера двигателя является хранения масла. Проконтролировать уровень масла в поддоне можно используя щуп, а также датчик уровня и температуры масла.

Принцип действия системы смазки двигателя

Самой распространенной системой смазки двигателей в настоящее время является комбинированная. В такой системе одни детали смазываются под давлением, а другие – самотеком или разбрызгиванием.

Двигатель смазывается циклически. После его запуска, масло закачивается в систему масляным насосом. Насос создает необходимое давление и подает масло в масляный фильтр, в котором происходит его очистка от механических примесей. Далее масло по каналам подается к:

• шатунным шейкам коленчатого вала
• коренным шейкам коленчатого вала
• опорам распределительного вала
• верхней опоре шатуна для смазки поршневого пальца

К рабочей поверхности цилиндра масло поступает из отверстий в нижней опоре шатуна или от специальных форсунок.

Другие части двигателя смазываются разбрызгиванием, т.е. часть масла вытекающего из зазоров в соединениях разбрызгивается подвижными частями КШМ и ГРМ. При разбрызгивании масла создается масляный туман, который при оседании смазывает детали двигателя.

Масло стекает в поддон картера двигателя под действием силы тяжести, после чего цикл смазки повторяется.

Рис. Типичная схема смазочной системы двигателя с сухим картером:
1 — масляная центрифуга; 2 — двигатель; 3 — полнопоточный фильтр грубой очистки; 4 — масляный радиатор; 5 — перепускной клапан; 6 — масляный бак; 7 — змеевик для подогрева масла; 8 — предпусковой маслозакачивающий насос; 9 — маслопрцемный сетчатый фильтр; 10, 11 — нагнетающая и откачивающая секции основного масляного насоса

Большое внимание необходимо уделять техническому обслуживанию системы смазки. В частности, каждые 10-20 тысяч км пробега (в среднем — 15 тысяч) необходимо производить замену моторного масла и масляного фильтра. Для новых двигателей эта операция производится чаще. Но нужно отметить, что каждый производитель автомобилей и двигателей дает свои рекомендации по обслуживанию, которым необходимо четко следовать.

Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию системы смазки

Система смазки обеспечивает нормальную работу двигателя только тогда, когда она грамотно эксплуатируется и обслуживается. Ничего сложного здесь нет.

Главное, о чем всегда необходимо заботиться — правильный режим запуска двигателя, особенно в холодное время года. При простое двигателя масло стекает в поддон, и детали оказываются без смазки, поэтому в первые мгновения после пуска они испытывают серьезные нагрузки, а на нормальный режим работы двигатель выходит только после образования масляной пленки на всех трущихся поверхностях.

Ситуация усугубляется зимой, когда масло в картере густеет и после пуска с большим трудом подается к трущимся деталям. Поэтому зимой, особенно при температурах ниже −20°C, необходимо завести и прогреть двигатель, пока температура масла в нем не поднимется до установленной отметки (80–90°C). О методиках зимнего пуска двигателя сказано уже очень много, поэтому здесь мы этого вопроса касаться не будем.

Большое внимание необходимо уделять техническому обслуживанию системы смазки. В частности, каждые 10-20 тысяч км пробега (в среднем — 15 тысяч) необходимо производить замену моторного масла и масляного фильтра. Для новых двигателей эта операция производится чаще. Но нужно отметить, что каждый производитель автомобилей и двигателей дает свои рекомендации по обслуживанию, которым необходимо четко следовать.

конструкции аналогичны трубчато-пластинчатым

Система смазки 2108. Под давлением масла

происходит смазка коренных и шатунных

подшипников коленчатого вала,

опор распределительного вала.

Масло, поступающее к трущимся поверхностям, уменьшает потери на трение и износ деталей, охлаждает трущиеся поверхности и очищает их от продуктов изнашивания.

Автомобильные двигатели имеют комбинированную сма­зочную систему, в которой масло к трущимся поверхностям одних деталей подается под давлением от насоса, а к другим -путем разбрызгивания и самотеком.

Под давлением смазываются наиболее нагруженные детали; коренные и шатунные шейки коленчатого вала, коренные шейки распределительного вала, подшипники коромысел, поршневые пальцы.

Разбрызгиванием смазываются такие детали, как клапанный механизм, зубчатые колеса газораспределения, «зеркало» цилиндров.

Самотеком смазываются штанги, толкатели, кулачки распределитель­ного вала и др.

Масляные радиаторы двигателя по

конструкции аналогичны трубчато-пластинчатым

радиаторам системы охлаждения

или выполнены из оребренных трубок.

При работе двигателя масло засасывается из поддона картера насосом через маслоприемник и подается в фильтр. Фильтр, через который прохо­дит все масло, поступающее в главную магистраль, называется последова­тельно включенным или полно поточным. Если проходит только часть мас­ла (10—15 %), фильтр называется не полно поточным.

Конструкция масляного насоса с маслоприемником

В картере масло в виде тумана оседает на стенки цилиндров. У некоторых двигателей ь нижней головке шатуна имеется отверстие, через которое при его совпадении с каналом в шатунной шейке масло выбрасывается в наиболее нагруженную часть стенки цилиндра.
Давление масла контролируется электрическим манометром, датчик которого установлен в главной масляной магистрали, а указатели — на щитке приборов. Давление масла в карбюраторных двигателях 0,05 — 0,4 МПа, в дизелях 0,1 — 0,6 МПа.

Для охлаждения масла некоторые двигатели снабжены радиатором. Охлажденное масло сливается в поддон картера.

Масляные фильтры служат для очистки масла

от механических примесей (продуктов изнашивания трущихся деталей, нагара и т. п.).

В автомобильных двигателях наибольшее применение получила комбинированная система смазки, при которой основные наиболее нагруженные трущиеся детали двигателя смазываются маслом под давлением, а к остальным деталям масло подается разбрызгиванием и самотеком.

В автомобильных двигателях наибольшее применение получила комбинированная система смазки, при которой основные наиболее нагруженные трущиеся детали двигателя смазываются маслом под давлением, а к остальным деталям масло подается разбрызгиванием и самотеком.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Шатунные шейки коленчатого вала у двигателей обычно делаются полыми. Эти полости используются для дополнительной центробежной очистки проходящего через них масла, что значительно улучшает условия работы шатунных подшипников, снижая их износ.

Наиболее нагруженная часть стенок цилиндров и кулачки распределительного вала иногда смазываются дополнительно пульсирующими струями масла, разбрызгиваемого через специальное отверстие в нижней головке шатуна в момент совпадения его с каналом шатунной шейки.

Из главной магистрали масло также подводится под давлением к подшипникам распределительного вала. Через паз на передней шейке вала масло поступает пульсирующей струей на распределительные шестерни. У некоторых двигателей из шатунных подшипников по каналам в теле шатунов масло поступает к верхней головке шатуна для смазки поршневого пальца.

У двигателей с верхними клапанами масло подводится также к осям коромысел клапанов обычно пульсирующей струей через паз на одной из шеек распределительного вала.

Для лучшей очистки масла в комбинированной системе смазки, кроме сетчатого фильтра маслоприемника насоса и фильтра грубой очистки, имеется еще фильтр тонкой очистки, через который масло проходит небольшими порциями и тщательно очищается; очищенное масло сливается непосредственно в картер. В некоторых двигателях вместо двух фильтров устанавливают один фильтр, обеспечивающий необходимую очистку масла.

Для охлаждения масла в систему смазки у некоторых двигателей входит масляный радиатор с краномвключения и предохранительным клапаном.

Система смазки нужна для подачи масла к трущимся частям двигателя, чтобы исключить преждевременный износ деталей. Правильная работа этой системы является важным фактором, влияющим на моторесурс судовых двигателей. Различают несколько видов системы смазки судового двигателя, о которых расскажем ниже.

Принцип работы системы смазки

Принудительная система отличается тем, что использует специальный многоплунжерный насос высокого давления – лубрикатор, который подает масло на втулки и поршни. Еще смазка подается на шестерни и валы.

Смешанная система работает по другой схеме. Производится принудительная смазка узлов под давлением и обработка маслом цилиндров методом разбрызгивания.

Принцип работы циркуляционной смазки с «сухим» картером – следующий: масляный насос получает из картера двигателя масло, далее оно проходит через грубый фильтр очистки, охлаждается и поступает в цистерну. Из цистерны масло отправляется с помощью маслопровода и насоса к трущимся частям двигателя. Если поддон картера ДВС используется в качестве цир­куляционной цистерны, то такую систему называют с «мокрым» картером.

Перепускной клапан в двигателе поддерживает постоянное давление в системе. Температура масла контролируется терморегулятором. В системе имеется также фильтр тонкой очистки масла (сепаратор).

В двигателе находится большое количество трущихся друг о друга деталей, все они металлические, и всем им требуется смазка, ибо они нагреваются и, как следствие, могут заклинить. Поэтому в двигателе есть система смазки: с каналами (магистралями), с поддоном и с масляным насосом. Упрощенная схема системы смазки приведена на рисунке 4.38.

Основные элементы системы смазки

Масляный насос

О назначении сего устройства говорит его название. Масляный насос необходим для перекачки моторного масла из масляного поддона, который находится в самой нижней части двигателя, ко всем трущимся деталям через специальные масляные каналы.

Для этой цели применяют насосы шестеренного типа с внешним и внутренним зацеплением. Насосы первого типа — сейчас большая редкость из-за своих габаритов, потому рассмотрим тип насоса, являющийся наиболее актуальным на сегодняшний день – шестеренный с внутренним зацеплением, пример которого можно увидеть на рисунке 4.39.

Рисунок 4.39 Масляный насос шестеренного типа с внутренним зацеплением.

Приводится масляный насос обычно от коленчатого вала цепью, ремнем или шестерней, в зависимости от типа привода газораспределительного механизма или непосредственно установлен на коленчатом вале. Работа насоса заключается в том, что при вращении малая шестерня перекатывается по большой, увлекая за собой моторное масло, и по каналам под давлением подводит его к трущимся деталям.

Редукционный клапан

Масляные фильтры

Двигатель работает, масло смазывает, однако, так или иначе, появляются продукты износа трущихся деталей. Продукты износа – это довольно мелкие частички металлической стружки, образующиеся при трении и, как следствие, износе деталей. Также масло загрязняется частицами нагара и пыли, проникающей в картер. Эти механические примеси, попадая вместе с маслом к трущимся деталям, увеличивают их износ и поэтому должны быть удалены из масла.

Примечание
Масляные фильтры служат для очистки масла от механических примесей, в результате чего увеличивается продолжительность его работы.

Рисунок 4.40 Масляный фильтр.

Зачастую в двигателе имеются два масляных фильтра: один – сетчатый – устанавливается на маслоприемнике (который показан на рисунке 4.38), а второй — в собственном корпусе в наиболее доступном месте на блоке цилиндров двигателя.

Состоит такой фильтр из корпуса и фильтрующего элемента вставленного в корпус.

Масляный радиатор

Узнав о том, что в процессе работы все детали двигателя очень сильно нагреваются, вы могли предположить, что и масло, смазывающее эти самые детали, также нагревается, достигая приличных температур. А при сильном перегреве моторное масло начинает очень стремительно терять свои свойства — все это может вылиться в довольно плачевные последствия для двигателя.

Примечание
При работе двигателя температура моторного масла не должна сильно повышаться во избежание падения его вязкости.

Чтобы поддерживать температуру моторного масла в наиболее эффективном диапазоне, устанавливают масляный радиатор, который иногда схож с радиатором системы охлаждения (см. рисунок 4.33). При воздушном охлаждении масляный радиатор трубчатого типа, включенный в масляную магистраль, ставят перед радиатором водяной системы охлаждения двигателя.

Примечание
Если конструкция предполагает жидкостное охлаждение масла, то она называется охладителем, а не радиатором (схематически такой охладитель можно увидеть на рисунке 4.32).

Примечание
Радиатор с водяным охлаждением обеспечивает не только охлаждение масла при работе в тяжелых условиях, но и быстрый прогрев масла при пуске двигателя.

Масляный поддон, картер

Масляный поддон — чаще всего штампованная деталь, имеющая вид чаши или кухонного противня. Это емкость, в которой находится моторное масло, оттуда оно через маслоприемник (рисунок 4.38) подается ко всем трущимся деталям и туда же стекает после смазки данных деталей. В главе «Техническое обслуживание» описан щуп, с помощью которого измеряется уровень моторного масла. Так вот, данный щуп, а точнее его тонкая пластина с нанесенными метками, вставляется именно в поддон.

Картер – это самая большая корпусная деталь двигателя. Может быть отлита вместе с блоком цилиндров, а может быть отдельной деталью, крепящейся к блоку цилиндров болтами.

Вентиляция картера

В большинстве современных автомобилей установлены системы принудительной вентиляции картерных газов. В такую систему входят обычно клапаны и патрубки, соединяющие полость картера двигателя со впускным коллектором.

Насос масляный закреплен на нижней плоскости блока цилиндров. Ведущее зубчатое колесо напрессовано на передний носок коленчатого вала и имеет 64 зуба, ведомое 52.

В двигателях автомобилей КамАЗ применена комбинированная система смазки, с «мокрым» картером. В зависимости от размещения и условий работы деталей масло подается либо под давлением, либо разбрызгиванием, либо самотеком. К наиболее нагруженным деталям масло подается под давлением, к остальным — разбрызгиванием и самотеком.

Различные комплектации двигателя могут отличаться формой картера масляного, расположением и глубиной копильника масла. Соответственно, масляный насос имеет различные маслозаборники. Двигатели могут оснащаться маслозаливной горловиной и указателем уровня масла расположенными в передней крышке или картере маховика.

Схема системы смазки КамАЗ

1 — насос масляный; 2 — клапан; 3 — фильтр; 4 — перепускной клапан; 5 — частично-поточный фильтроэлемент; 6 — водомасляный теплообменник; 7,8 и 9 — приборы контроля; 10 — форсунки охлаждения поршней; 11 — термоклапан; 12 — полнопоточный фильтроэлемент; 13 — картер масляный; 14 — клапан предохранительный.

При температуре масла ниже 95 °С, клапан открыт и основной поток масла поступает в двигатель минуя теплообменник. При температуре масла более 110 °С, термоклапан закрыт и весь поток масла проходит через теплообменник, где охлаждается водой. Тем самым обеспечивается быстрый прогрев двигателя после запуска и поддержание оптимального температурного режима в процессе эксплуатации. Конструктивно термоклапан расположен в корпусе масляного фильтра. Максимальная температура масла в системе смазки 120 °С.

Насос масляный

Насос масляный закреплен на нижней плоскости блока цилиндров. Ведущее зубчатое колесо напрессовано на передний носок коленчатого вала и имеет 64 зуба, ведомое 52.

1 — крышка; 2 — корпус; 3 — шестерня ведущая; 4 — ведомое зубчатое колесо; 5 — шпонка; 6 — гайка; 7 — зубчатое колесо; 8 — ось; 9 — шплинт; 10 — пробка; 11,12 — пружины; 13 — клапан; 14 — шарик; 15 — шайбы регулировочные.

Зазор 0,15. 0,35 мм в зацеплении зубчатых колес привода регулируется прокладками, устанавливаемыми между привалочной плоскостью насоса и блока цилиндров. Момент затяжки болтов крепления масляного насоса к блоку должен быть 49. 68,6 Н м (5. 7 кгс м).

Масляный насос шестеренчатый, односекционный. Содержит корпус 2, крышку 1, шестерни 3 и 7. В крышке расположен клапан смазочной системы 13, с пружиной 11, отрегулированный на давление срабатывания 392 . 439 кПа (4,0. 4,5 кгс/см2). Также насос имеет предохранительный клапан выполненный в виде шарика 14 подпружиненного пружиной 12. Давление срабатывания клапана 931. 1127 кПа (9,5. 11,5 кгс/см2).

Фильтр масляный

Закреплен на правой стороне блока цилиндров. Состоит из корпуса 1, двух колпаков 9 и 11, в которых установлены полнопоточный 8 и частично-поточный 4 фильтроэлементы.

1 — корпус фильтра; 2,3 — уплотнительные кольца; 4 — частично-поточный фильтрующий элемент; 5 — теплообменник; 6 — термосиловой датчик; 7 — прокладка; 8 — полнопоточный фильтрующий элемент; 9,11 — колпаки; 10 — упорная пружина; 15 — перепускной клапан; 16 — пружина перепускного клапана.

Колпаки на резьбе вворачиваются в корпус. Уплотнение колпако» в корпусе осуществляются кольцами 2 и 3.

Водомасляный теплообменник установлен на масляном фильтре, кожухотрубного типа, сборный. Внутри трубок проходит охлаждающая жидкость из системы охлаждения двигателя, снаружи — масло. Со стороны масла трубки имеют оребрение в виде охлаждающих пластин. Поток масла в теплообменнике четыре раза пересекает трубки с водой, чем достигается высокая эффективность охлаждения масла.

Картер масляный крепиться к блоку цилиндров через резинопробковую прокладку. Момент затяжки болтов крепления масляного картера согласно приложению А.

Система вентиляции картера открытая, циклонного типа. Картерные газы отводятся из штанговой полости второго цилиндра, через угольник, в котором установлен завихритель. При работе двигателя картерные газы проходят через завихритель и получают винтовое движение. За счет действия центробежных сил капли масла, содержащиеся в газах, отбрасываются к стенке трубы и в маслоотделителе происходит разделение.