Какие элементы входят в состав системы смазки

Статьи

Назначение, структура и принцип работы системы смазки двигателя

Задачи системы смазки автомобиля состоят в снижении трения между контактирующими деталями (прежде всего, в двигателе), обеспечении безотказности их работы и уменьшении износа. Кроме того, она предназначена для отведения тепла от горячих металлических поверхностей, их очистки и защиты от окисления. Смазочная система состоит из таких элементов:

• датчик давления масла;
• масляный радиатор;
• поддон картера двигателя;
• система каналов;
• масляный фильтр;
• масляный насос;
• редукционный клапан.

У каждого компонента есть свое назначение. Так, в поддоне картера содержится смазочная жидкость при неработающем моторе. Для определения объема масла и его температуры используются щуп и датчики. Нагнетание смазочного материалав систему происходит с помощью насоса. Работает он за счет вращения одного из валов (например, коленвала). Насосы имеют разную конструкцию, но чаще всего встречаются шестеренные.

Очищается смазочный материал от вредных примесей при помощи фильтра. Менять его необходимо при очередной замене масла. Для охлаждения смазочного материала нужен масляный радиатор. Давление жидкости определяется с помощью датчика. Когда значение параметра выходит за нижний предел, датчик сигнализирует об этом, и на приборной панели загорается соответствующая лампочка.

В некоторых транспортных средствах ставятся такие датчики, которые при недостаточном давлении масла просто не позволят завести двигатель. Чтобы обеспечить нормальное давление, смазочная система оснащается одним или двумя перепускными клапанами. Они находятся либо в фильтре, либо в насосе.

К различным деталям и узлам двигателя смазка может поступать под давлением, самотеком или разбрызгиванием. Работа смазочной системы представляет собой цикличный процесс, состоящий из следующих этапов:

1. Когда заводится мотор, насос начинает качать масло в систему.
2. Принудительно масло проходит через фильтр, где из него удаляются лишние примеси.
3. Очищенное масло по системе каналов поступает к коренным и шатунным шейкам коленвала, опорам распределительного вала и шатуна.
4. Параллельно осуществляется смазывание других деталей мотора с помощью разбрызгивания или самотеком.
5. После остановки двигателя масло стекает с деталей и по каналам в поддон картера двигателя, где содержится до следующего пуска.

Чтобы смазочная система двигателя в полной мере выполняла свои функции и не выходила из строя, она нуждается в регулярном техническом обслуживании. Оно состоит в выполнении таких процедур:

• определение уровня масла в поддоне картера;
• правильный пуск холодного двигателя;
• замена масла и фильтра в соответствии с графиком;
• осмотр двигателя на предмет подтекания масла;
• проверка креплений и очистка системы.

Часть (или даже все) из этих действий автовладелец может выполнить самостоятельно. Однако более сложные процедуры лучше доверить профессиональным автомеханикам.

Устройство и назначение смазочных систем

Система смазки предназначена для подачи масла к деталям во время работы оборудования. Это снижает потери мощности, которые возникают из-за трения механизмов и уменьшает износ поверхностей. Заполняя пространство между деталями, масло не только охлаждает их, но и уплотняет зазоры и смывает продукты износа, унося их за собой. Смазочная система позволяет защитить детали механизма от коррозии и продлить срок его службы.

Классификация систем смазки

Основное назначение и устройство систем смазки зависит от типа системы. В современном производстве преобладают автоматизированные виды смазочных систем. Их главным преимуществом является отсутствие влияния человеческого фактора на функционирование механизмов. В обязанности рабочего персонала входит лишь пополнение емкостей, всю остальную работу выполняют машины. Такой способ обеспечивает более точное дозирование смазки, за счет чего снижаются затраты и повышается производительность ресурса детали.

В некоторых видах производства все еще используются ручные системы смазки. В них подачей материала к узлам занимаются непосредственно работники. В зависимости от способа нанесения смазки, различают следующие виды систем:

• индивидуальные – смазка наносится через масленку или посредством полива;
• централизованные – применяются насосы, приводы и трубопроводы;
• групповая – наносится посредством погружения.

Основные составляющие смазочных систем

Систем смазки состоит из масляных насосов, распределителей, контрольного оборудования и соединительных элементов. Насосы могут быть гидравлическими, пневматическими или электроприводными. Устройство и работа системы смазки у разных видов оборудования могут отличаться. Варианты исполнения систем также бывают разными, в зависимости от назначения и масштабов производства — от небольших станков до целых заводов для подачи масла по расписанию.

Смазочные системы позволяют:

• снизить износ оборудования;
• избежать простоя и выхода оборудования из строя;
• снизить расход смазки и энергопотребление;
• увеличить ресурс оборудования;
• уменьшить затраты на обслуживание и ремонт оборудования.

ООО «Универсал — Техникс» — 2023 ⇒ Разработка сайта

Назначение и устройство системы смазки

Система смазки служит для подвода масла к трущимся поверхно­стям деталей двигателя, частичного отвода теплоты и продуктов изнаши­вания.

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.

Система смазки включает в себя масляный насос, резервуар для масла (поддон картера), маслоприемник с сетчатым фильтром первичной очистки масла, масляные фильтры, масляные каналы и маслопроводы, масляный радиатор, редукционный и перепускные клапаны, масло заливную горловину с крышкой, приборы контроля уровня и давления масла, приборы вентиляции картера.

Редукционный клапан

Масляные радиаторы двигателя по

конструкции аналогичны трубчато-пластинчатым

радиаторам системы охлаждения

или выполнены из оребренных трубок.

Редукционный клапан предохраняет систему масло подачи от чрезмерных давлений, возникающих при пуске холодного двигателя, когда вязкость масла велика. Редукционный клапан находится в канале, соединяющем полости нагнетания и всасывания. Канал перекрывается шариком или поршнем, поджимаемым пружиной. С помощью пробки регулируют сжатие пружины, а следовательно, и давление в масляной магистрали. При повышении давления поршень отходит от седла, и масло проходит из полости нагнетания в полость всасывания.

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.

Из фильтра масло поступает в масляную магистраль, выполненную и виде продольного канала в картере двигателя. Максимальное давление масла, создаваемое насосом, ограничивается редукционным клапаном. Из главной магистрали масло пол давлением по каналам поступает к корен­ным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распределительного вала и в полую ось коромысел. От коренных полтинников по каналам и шейках и шеках масло поступает к шатунным подшипникам коленчатого вала. В двигателях марки «ЯМЗ» по каналу в шатуне масло подается под даменнем для смазывания поршневого пальца.
Вытекающее через зазоры в подшипниках коромысел масло разбрызгивается движущимися деталями, стекая по штангам, смазывает их наконечники, толкатели и кулачки распределительного вала.

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.).

Назначение и устройство системы смазки: 1 и 18 — пробки маслосливных отверстий; 2- маслоприемник; 3 — масляный насос; 4 — редукционный клапан; 5 — коленчатый вал; 6 – масляная магистраль, 7 — распределительный вал, 8 – масляный радиа­тор; 9 — крышка масло заливной горловины, 10 — коромысло; 11 – крышка головки блока цилиндров; 12 — головка блока цилиндров; 13 — клапан; 14 — штанга; 15 — толкатель; 16 — дат­чик указатель давления масла; 17 — масляный фильтр; 19 — датчик лампы ава­рийного снижения давления масла; 20 — ограничительный клапан; 21 — кран масляного радиатора; 22 — поддон; 23 — отверстие в шатуне; 24 и 25 — масляные каналы в головке и блоке цилиндров, 26 – указатель уровня масла (щуп), 27 — винтовая канавка; 28 и 32 — каналы для стока масла; 29 — пробка; 30 — капал и коленчатом валу; 31 — грязеуловитель; 33- трубка для смазывания зубчатых колес; 34 — канавки на шейке распределительного вала; 35 — зубчатое колесо распределительного вала; 36 — зубчатое колесо коленчатого вала.

Система смазки: 1 — масляный радиатор; 2 — кран масляного радиатора; 3 -предохранительный клапан; 4 — ось коромысел; 5 — стойка оси коромысел; 6 — канал в головке блока цилиндров; 7 – масляный канал в блоке цилиндров; 8 — центрифуга; 9 — штанга; 10 — толкатель; 11 — главная масляная магистраль; 12 – отверстие в корпусе распределителя; 13 — полость; 14 — маслопровод к центрифуге; 15 и 16 — верхняя и нижняя секции масляного насоса; 17 и 18 — маслоприемник; 19 — поддон; 20 — маслопровод для слива масла из радиатора, 21 — редукционные клапаны, 22 — вторая шейка распределительного нала; 23 — четвертая шейка распределительного вала.

Устройство автомобилей

К основным элементам смазочной системы относятся масляный насос, редукционные клапаны, фильтры очистки масла и масляный радиатор.

Насос системы смазки двигателя

Масляный насос служит для подачи масла под давлением к трущимся деталям и приборам очистки и охлаждения масла. В автомобильных двигателях применяют одно и двухсекционные насосы шестеренного типа (зубчатые насосы) с внешним или внутренним зацеплением зубьев.
Привод насоса осуществляется от коленчатого или распределительного вала.
Односекционный насос имеет одну пару шестерен, двухсекционный – две пары. Одна из шестерен пары является ведущей, другая – ведомой.

При работе насоса шестерни (зубчатые колеса) вращаются в противоположных направлениях. При вращении шестерен насоса масло заполняет впадины между зубьев и переносится вдоль стенок корпуса насоса из полости всасывания в полость нагнетания, откуда выдавливается в масляную магистраль под давлением.
Между зубчатыми колесами в замкнутом пространстве возникают значительные «распирающие» силы. Для уменьшения этих сил на корпусе насоса или крышке насоса делают разгрузочную канавку, по которой масло выходит из образовавшегося замкнутого пространства в полости нагнетания.

Производительность шестеренного насоса зависит от модуля зубьев его шестерен, габаритных размеров шестерен и частоты их вращения, а так же от вязкости масла и степени уплотнения зазоров между подвижными деталями насоса и его корпусом. Для того, чтобы обеспечить при любом режиме работы двигателя требуемое давление масла в магистрали и компенсировать увеличивающийся при изнашивании двигателя расход масла, производительность насоса рассчитывается на двух или даже трехкратный запас.
По мере изнашивания двигателя увеличиваются зазоры между сопрягаемыми деталями, что приводит к увеличению количества перекачиваемого масла. Слишком большой износ сопрягаемых деталей двигателя может привести к падению давления в системе смазки.

Чтобы обеспечить бесперебойную подачу масла к трущимся деталям при постоянном давлении в главную масляную магистраль вводят редукционный клапан, который обычно устанавливается непосредственно в корпусе масляного насоса на входе в главную масляную магистраль или в конце магистрали.

В некоторых смазочных системах устанавливают два редукционных клапана: один – в насосе, другой (сливной) – в масляной магистрали.
Основной редукционный клапан предотвращает недопустимое колебание давления масла на выходе из насоса, а сливной обеспечивает более точное поддержание давления масла непосредственно у подшипников коленчатого вала. При этом полностью исключается уменьшение давления в магистрали в случае увеличения расхода масла по мере изнашивания подшипников (вкладышей).

В некоторых двигателях (например, ЗИЛ-645) вместо сливных применяют дифференциальные клапаны, позволяющие более чутко следить за постоянством давления в системе посредством использования при работе разницы давлений в главной магистрали и на выходе из насоса.

Масляные фильтры

Масляные фильтры осуществляют очистку масла от механических примесей. При работе двигателя масло, циркулируя между трущимися поверхностями, уносит с собой продукты изнашивания, которые представляют собой взвешенные микроскопические частицы.
Кроме того, подвергаясь постоянному воздействию высоких температур и соприкасаясь с агрессивными газами, масло окисляется, в нем скапливаются смолистые сгустки, частицы кокса, а также попадающая из окружающей среды пыль. При наличии в масле механических примесей размером более 3…4 мкм возможно образование задиров на деталях двигателя.

Первой фильтрующей ступенью, предохраняющей от попадания в насос крупных механических примесей, являются сетки маслоприемника. Кроме того, в ДВС применяются масляные фильтры, которые классифицируются по следующим признакам:

по степени очистки:

• фильтры грубой очистки (ФГО);
• фильтры тонкой очистки (ФТО);

по способу очистки:

• поверхностные;
• объемные;
• центробежные;

по месту установки в системе:

• полнопоточные;
• неполнопоточные.

Фильтры грубой очистки задерживают частицы размером более 40 мкм. Используемые в них фильтрующие элементы (посредством которых и производится очистка) могут быть сетчатыми, пластинчато-щелевыми и ленточно-щелевыми.

Фильтры тонкой очистки задерживают частицы размером более 1…2 мкм. Фильтрующие элементы в них могут быть из бумаги, картона, тканей, хлопчатобумажной пряжи.

Если на пути фильтрующегося масла встречается один ряд щелей (грани пластин, проволочной навивки и т. п.), то фильтры называют поверхностными, если же фильтрация происходит в объеме фильтрующего элемента (пористый картон, поролон и т. п.), то фильтры называют объемными.

Если фильтрация масла основана на принципе отделения более тяжелых примесей, находящихся в масле, под действием центробежных сил во вращающемся сосуде (роторе), то такой фильтр называется центробежным.

Фильтр называют полнопоточным, если он установлен в смазочной системе последовательно и через него проходит все масло, поступающее в главную масляную магистраль. Фильтр считают неполнопоточным, если он установлен параллельно и через него проходит только часть (обычно 10…15 %) масла.

Центробежные фильтры могут иметь различные типы привода: гидравлический, механический, пневматический или электрический. Наибольшее распространение получили центрифуги с гидравлическим приводом, которые являются фильтрами тонкой очистки.

На рисунке ниже представлен центробежный фильтр очистки масла с гидравлическим приводом, использующийся в двигателях «ЗИЛ«. Он состоит из корпуса 12, кожуха 7 и центрифуги с реактивным приводом.
Масло от насоса по каналу 11 подается под вставку 6, оттуда небольшая часть масла, пройдя сетчатый фильтр 5, поступает к двум жиклерам 2, отверстия которых направлены в противоположные стороны. Масло выбрасывается из жиклеров под давлением, и за счет реактивных сил ротор 3 начинает быстро вращаться (5000…6000 об/мин) на упорном подшипнике 10.
Основная часть масла, поступающая в полость колпака 4 ротора, подвергается центробежной очистке.
Механические примеси, находящиеся в масле, под действием центробежной силы отбрасываются к внутренней поверхности колпака 4 и распределяются по ней в виде осадка, который удаляют при чистке центрифуги.

Очищенное масло через радиальные отверстия оси 8 ротора, трубку 9 и канал 1 поступает в распределительную камеру масляной магистрали.
Клапан 13 перепускает масло, минуя фильтр в случае чрезмерного засорения или загустения масла (при пуске холодного двигателя).

Работа центрифуги двигателя «КамАЗ-740» основана на том же принципе, однако ротор ее имеет не реактивный привод, а активно-реактивный, поскольку крутящий момент здесь создается в результате давления масла на лопасти ротора, а также реактивными силами, возникающими при выходе масла из ротора в канал оси через тангенциальные сопла.

Достоинством центробежных фильтров является высокая фильтрующая способность, долговечность и постоянная пропускная способность, не зависящая от загрязнения ротора (до определенного предела накопления отложений на его стенках). Недостатком центрифуг является резкое ухудшение фильтрации масла при понижении его температуры и увеличении вязкости.

Широкое распространение получили фильтры с бумажными фильтрующими элементами, которые хорошо очищают масло от примесей и отличаются простотой устройства. В корпусе таких фильтров нередко устанавливается перепускной клапан с сигнализатором засоренности. Свечение лампы, установленной в кабине и подсоединенной к датчику давления, указывает на необходимость замены фильтрующих элементов.

Масляный радиатор

Масляный радиатор (рис. 2, поз. 5) предназначен для рассеивания теплоты, отводимой маслом от двигателя. Необходимую температуру моторного масла (80…110 ˚С) поддерживают с помощью двух систем – охлаждения и смазочной, работа которых тесно взаимосвязана.

В маломощных двигателях автомобилей, движущихся с высокими скоростями, достаточно охлаждать масло в поддоне картера путем обдува встречным потоком воздуха. В мощных двигателях с напряженным рабочим процессом, установленных на относительно тихоходных автомобилях, необходимо осуществлять принудительное охлаждение масла, например в масляных радиаторах.

Такие радиаторы могут быть двух типов: жидкостно-масляные, которые устанавливаются в жидкостной системе охлаждения двигателя, и воздушно-масляные с обдувом потоком воздуха, образуемого при движении автомобиля и создаваемого вентилятором.

Воздушно-масляные радиаторы по своей конструкции аналогичны трубчато-пластинчатым радиаторам системы охлаждения или выполнены из оребренных трубок. Их устанавливают перед радиатором системы охлаждения. Интенсивность охлаждения масла при этом зависит от температуры окружающего воздуха.

Жидкостно-масляный радиатор состоит из системы трубок, в которых циркулирует масло и которые омываются жидкостью системы охлаждения двигателя. Они могут быть трубчатыми или пластинчатыми. Внутрь трубок (со стороны масла) впаивают турбулизаторы, улучшающие теплоотвод от масла к стенкам.
Жидкостно-масляные радиаторы позволяют более стабильно поддерживать температуру масла, ускоряют его прогрев после пуска двигателя. Обычно они бывают меньше по габаритам, чем воздушно-масляные, поскольку теплопередача от стенок к жидкости значительно выше, чем к воздуху.

Радиаторы могут включаться в систему смазки последовательно или параллельно главной масляной магистрали. Наиболее распространена параллельная схема включения, однако она требует дополнительной секции в насосе, которая прокачивает масло через радиатор.
Если радиатор питается от общей секции насоса, то на входе в радиатор устанавливают предохранительный клапан, предотвращающий опасное понижение давления в главной магистрали путем отключения радиатора при снижении давления системе до 0,1 МПа.

При питании радиатора отдельной секцией масляного насоса ее снабжают перепускным клапаном, регулируемым на избыточное давление 0,12 МПа.