Главное меню

Реклама

Двигатель для работы нуждается в смазке. В статье приведено описание основных систем смазки двигателей внутреннего сгорания, их достоиства и недостатки.

Системы смазки автомобильных ДВС

Бесперебойный подвод масла к трущимся поверхностям в ДВС обеспечивает система смазки. Система смазки автомобильного двигателя должна обеспечивать подачу достаточного количества масла к трущимся деталям при работе на различных скоростных и нагрузочных режимах, при подъемах и спусках до 35%, кренах до 25%, при отрицательных и положительных температурах окружающего воздуха, положительных и отрицательных горизонтальных и вертикальных ускорениях. Кроме того, она должна обеспечивать возможность длительной работы двигателя без перегрева масла с минимальным его расходом, а также обеспечивать достаточную очистку масла от механических примесей, не требовать больших трудозатрат на обслуживание.

Подвод масла к трущимся поверхностям осуществляется с помощью циркуляционных систем смазки или путем добавления масла в состав топлива (3-6% по объему).

Последний вариант смазки используется в маломощных двухтактных двигателях с криво-шипно-камерной продувкой. Масло, добавленное в топливо, в смеси с воздухом поступает в кривошипную камеру, где частично конденсируется на деталях ЦП Г и КШМ, а частично попадает в КС. В связи с этим к маслам для таких двигателей предъявляются особые требования по зольности и коксуемости.

В остальных двигателях применяются циркуляционные системы смазки, в которых масло, подводимое к трущимся поверхностям, собирается, очищается от продуктов износа и повторно подается для смазки деталей.

В зависимости от способа подвода масла в циркуляционных системах различают подачу смазки под давлением и путем разбрызгивания. В современных системах смазки двигателей используются оба варианта подвода масла, поэтому их называют комбинированными. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного вала, вала турбокомпрессора, оси коромысел привода клапанов, сопряжения шатунов с поршневыми пальцами и др. В некоторых конструкциях для улучшения смазки организуется принудительный впрыск масла на зеркало цилиндра, а также на внутреннюю поверхность днища поршня с целью его охлаждения. Подвод масла под давлением организуется также в охлаждаемых циркулирующим маслом поршнях, к поршням с изменяемой степенью сжатия, гидравлическим толкателям клапанов, механизмам изменения фаз газораспределения и к другим исполнительным механизмам. Остальные подвижные детали двигателя смазываются путем разбрызгивания - каплями, образующимися при вытекании масла из подшипников коленчатого вала и других сопряжений. При этом распределение разбрызгиваемого масла в значительной степени связано с компоновкой двигателя.

В зависимости от места размещения основного запаса масла различают системы смазки с мокрым (рис. 1.24, а) и сухим (рис. 1.24, б) картером.

В автомобильных двигателях наиболее распространены системы смазки с мокрым картером, которые имеют более простую конструкцию. В этом случае основной запас масла находится в поддоне картера и при работе двигателя масло подается к трущимся деталям масляным насосом.

В системах с сухим картером основной запас масла содержится в автономном масляном баке и масло подается к трущимся деталям нагнетающим масляным насосом. Стекающее в поддон масло полностью удаляется из него откачивающим насосом и вновь подается в масляный бак.

Система смазки с сухим картером обеспечивает длительную работу на крутых подъемах, спусках и при кренах без утечки масла через сальники коленчатого вала, а также дает возможность снизить высоту двигателя. Отсутствие запаса масла в зоне вращения коленчатого вала исключает возможность его забрасывания на стенки цилиндров, что положительно влияет на снижение эксплуатационного расхода смазки. Кроме того, при сухом картере масло в меньшей степени нагревается от горячих деталей и подвергается воздействию картерных газов, благодаря чему сохраняет свои физико-химические свойства в течение более длительного времени, чем в системах с мокрым картером.

В основу большинства систем смазки положен один и тот же принцип, иллюстрируемый рис. 1.24. Масло из поддона 11 (или бака 14) нагнетающим насосом 2 через полнопоточный фильтр 4, подается в масляную магистраль. Давление в ней контролируется манометром 5. Из масляной магистрали масло подается к шейкам коленчатого вала 16 (в некоторых вариантах к одной шейке, а к остальным по внутренним каналам коленвала), распределительного вала 8 и к другим парам трения. Слив избытка масла из магистрали осуществляется через фильтр 9. Контроль температуры масла осуществляется термометром 12, охлаждение - с помощью радиатора 13. Уровень масла контролируется мерным щупом 10. Для откачки масла в системах с сухим картером используются насосы 15. В качестве насосов в системах смазки, как правило, используются шестеренчатые насосы (прямозубые или косозубые) с шестернями внешнего или внутреннего зацепления (рис. 1.25, а, б)

Схема смазки двигателя

Рис. 1.24. Схемы систем смазки:
а - с мокрым картером; б - с сухим картером; 1 - маслоприемник; 2 - нагнетающий насос; 3, 9 - фильтры; 4 - редукционный клапан; 5 - манометр; 6 - подвод масла к коленчатому валу; 7 - поршень; 8 - распредвал; 10- щуп; 11- картер; 12 - указатель температуры; 13 - радиатор; 14 - бак; 15 - откачивающий насос; 16 - коленчатый вал.

Масляный насос

Рис. 1.25. Схемы шестеренных насосов системы смазки:
а- с внешним зацеплением; б - с внутренним зацеплением; 1 - разгрузочная канавка; 2 - полость нагнетания; 3 - полость всасывания.

Производительность масляного насоса и создаваемое давление в значительной мере зависит от вязкости масла и частоты вращения вала двигателя, которая изменяется в широких пределах. Кроме того, в процессе эксплуатации сопряженные детали двигателя изнашиваются, что приводит к увеличению зазоров между ними и к повышению количества прокачиваемого масла. Чтобы обеспечить бесперебойную подачу масла ко всем трущимся деталям при неблагоприятном сочетании указанных факторов, расчетную производительность масляного насоса увеличивают, а для поддержания требуемого давления в магистрали вводят регулятор, называемый редукционным клапаном.

В автомобильных двигателях применяются конические, сферические, пластинчатые и цилиндрические редукционные клапаны. На рис. 1.26 показан цилиндрический клапан, который состоит из плунжера 2 и пружины 3, установленных в корпусе 1 с отверстиями. В случае повышения давления в магистрали плунжер 2, сжимая пружину 3, перемещается и обеспечивает перепуск части масла в поддон или во всасывающую полость насоса. Требуемая характеристика клапана достигается соответствующим подбором пружины.

Редукционный клапан

Рис. 1.26. Плунжерный редукционный клапан:
1 - корпус; 2 - плунжер; 3 - пружина.

Редукционные клапаны могут устанавливаться в корпусе насоса на входе в главную масляную магистраль или в конце масляной магистрали. Установка редукционного клапана в корпусе насоса исключает возможность резкого повышения давления на входе в магистраль. Однако в этом случае давление в конце магистрали, под которым смазываются подшипники, может значительно колебаться при изменении гидравлического сопротивления системы и расхода масла. В связи с этим в некоторых системах устанавливают два редукционных клапана - в начале и в конце магистрали. Кроме редукционных в системах смазки могут устанавливаться нагнетательные, впускные, обратные и перепускные клапаны. Давление масла в системах смазки ДВС различных типов и назначения находится в пределах от 0,2 до 1,5 МПа. Большие значения относятся к быстроходным форсированным двигателям. Производительность используемого в системе смазки насоса должна обеспечивать расход масла 13-68 л/кВт • ч. Наибольшие значения используются для форсированных быстроходных двигателей с масляным охлаждением поршней. Объем масла в системах смазки с мокрым картером для двигателей различных типов составляет 0,03-0,48 л/кВт.

Очистка масла от механических примесей в системах смазки осуществляется фильтрами. Наибольшее распространение в двигателях современных автомобилей получили бумажные полнопоточные поглощающие фильтры, улавливающие частицы размером до 0,5 мкм. Для исключения перегрева масла и сохранения нормального теплового режима трущихся пар масло в системе смазки двигателя, особенно в летний период, нуждается в охлаждении. Чаще всего для этого используются воздушно-масляные радиаторы, устанавливаемые перед радиатором системы охлаждения двигателя. С целью снижения вредного воздействия на масло прорывающихся из КС газов (кар-терных газов), а также снижения давления в картере для предотвращения утечек масла из двигателя, картер снабжают системой вентиляции. В настоящее время для минимизации вредных выбросов автомобильными двигателями в атмосферу используют закрытые системы вентиляции картера. Для отвода картер-ных газов в этих системах картер соединяется с впускным трубопроводом и (или) с воздушным фильтром.

 

Joomla Template - by Joomlage.com