Устройство системы смазки двигателя
Устройство и принцип работы системы смазки двигателя ни чем не отличается от принципа работы любой гидравлической системы. В экскаваторе или подъёмном кране работа масляной системы основана на одних и тех же законах. Неисправности также имеют общие причины.
Масляные каналы
Система смазки двигателя обеспечивает подачу масла под давлением во все трущиеся и вращающиеся элементы. Коренные и шатунные шейки коленчатого вала вращаются во вкладышах. Вкладыши имеют масляную канавку. В которую подаётся масло из масляного канала. Давление с которым масло подаётся. Создаёт вокруг шеек масляное кольцо. Шейки коленвала вращаются в масляном кольце. Масло смягчает все удары от возникающих нагрузок. Это способствует тому что коленвал служит длительный срок. По масляным каналам коленвала от коренных шеек масло так же под давлением подаётся в шатунные шейки. Обеспечивает вращение шатунов. Шатунный палец и гильзы цилиндров смазываются разбрызгиванием масла. Для этого в шейках шатуна имеются калиброванные отверстия.
Масло к коленчатому валу подаётся из центрального канала. Канал имеет ответвления под каждую коренную шейку коленчатого вала.
Параллельно от центрального канала масло подаётся к шейкам распределительного вала. Вращение распределительного вала происходит по тому же принципу что и вращение коленчатого вала. Масло создаёт кольцо вокруг каждой шейки распределительного вала.
Если устройство системы смазки двигателя имеет конструкцию газораспределительного механизма с применение коромысел клапанов. Присутствует канал который подаёт масло в вал коромысел. По валу к втулкам коромысел. Через втулки и канал в коромыслах масло поступает в регулировочный винт. Через него смазываются штанги толкателей коромысел. При использовании других конструкций ГРМ. Существуют масляные каналы, через которые масло поступает к ним. Рокера, гидрокомпенсаторы, толкатели и другие элементы конструкции ГРМ.
То есть все механизмы двигателя связаны между собой масляными каналами. В которых создаётся давление масла.
Масляный насос
Давление масла создаёт масляный насос. Как правило шестеренный. Благодаря минимальным зазорам между вкладышами, шейками валов, калиброванными отве5рстиями. Предназначенными для разбрызгивания масло. В системе поддерживается необходимое рабочее давление масла.
Любая гидравлическая система имеет один и тот же принцип действия. Масляный насос не начнет создавать давление до тех пор пока масло не встретить сопротивление. Или в нашем случае пока есть сопротивление для масла во вкладышах и калиброванных отверстиях насос создает необходимое рабочее давление.
Давление масла в системе
Магистраль высокого и низкого давления
Устройство системы смазки двигателя имеет магистраль низкого и высокого давления. Высокое давление создаётся нагнетанием масла в систему. Низкая магистраль подает масло в насос. Элементами низкой магистрали являются масло заборник и трубка подводящая масло от масло забурника к насосу. Масло заборник представляет собой расширение на конце поводящей трубки. Закрытое сеткой. Сетка служит для предохранения от попадания в насос крупных элементов. Это может быть нагар, куски металла, стружка.
Фильтр тонкой очистки масла
Причины низкого давления масла в двигателе
Причины низкого давления масла в двигателе могут возникать в различных узлах. Они связаны между собой как с общим износом двигателя, так и с выходом из строя отдельных механизмов двигателя. Влияющих на работу системы смазки в целом.
Износ деталей.
Износ шеек валов, вкладышей, приводит к увеличению зазора между ними. Маслу становится легче выходить из под рабочей поверхности. В результате снижается нагрузка на насос. Он начинает создавать меньшее давление. Соответственно снижается общее давление в магистралях высокого давления двигателя. Это основная причина низкого давления масла в двигателе.
Какое давление масла должно быть в двигателе.
Давление масла должно создавать оптимально устойчивое масляное кольцо вокруг валов и шеек коленчатого и распределительного валов.
Последствия низкого давления масла
Если давление ниже нормы возникает усиленное трение между валом и вкладышем. Удары возникающие при работе вала о вкладыш становятся более сильными и действенными. И как результат вкладыши разбиваются. Двигатель клинит.
В среднем практически на всех двигателях допустимое низкое давление составляет 0,2 Нм
Нормальное давление на холостых оборотах двигателя от1,5 до2,5 Нм
При скорости движения 60 км/ч и оборотах 2000 об/мин нормальное давление составляет от3-4 Нм до 6.5 Нм
Выше давление в масляной системе не создаётся благодаря редукционному клапану. Современные автомобили не оборудуются приборами указывающими давление масла. Для контроля давления достаточно контрольной лампочки давления масла. Она загорается если давление в системе становится ниже 0,2 Нм.
Например двигатель ЗМЗ 511,его устанавливают на автомобиле Газ 53. Очень чувствителен к износу. Низкое давление масла для этих двигателей почти норма. Некоторые водители заклеивают контрольную лампочку, чтобы не светила в глаза и не отвлекала. Двигатель завелся на холодную и лампочка погасла на короткое время, до прогрева. Это нормально и лучшего желать не приходится. Но как бы ни было низкое давление губит мотор. И рассчитывать на его долгую работу не приходится.
Износ масляного насоса
Масляный насос как любой механизм подвергается износу. Стачиваются шестерни и плоскости их прилегания. Масло начинает перепускаться внутри насоса. Давление в системе падает. Насосы очень редко выходят из строя. Скорее двигатель станет не пригодным для ремонта. Ничто не вечно. Существуют специальные стенды для проверки работы насоса. И если возникли сомнения насос можно проверить.
Сетка маслозаборника.
Механическое повреждение поддона двигателя.
Вмятина на поддоне может служить падению давления. Если поддон вмялся внутрь от удара он мог вплотную приблизиться к масло заборнику. Частично перекрыть его. Так же как и при засорении поступления масла будет недостаточно для создания нормального давления в системе.
Трещина на трубке масло заборника.
Уплотнения в магистрали высокого давления.
В некоторых конструкциях масляной системы предусмотрены резиновые уплотнения и в магистрали высокого давления. Например, в двигателе Газ 53. Штуцер притягивает корпус редукционного клапана. Под ним предусмотрена для уплотнения плоское резиновое кольцо. Со временем оно теряет эластичность и становится хрупким. При замене масляного фильтра. Откручивается корпус фильтра. Он вкручен в этот штуцер. Фильтр откручивается. Штуцер как при откручивании фильтра так и при его затягивании. Обязательно прокручивается. При этом резиновое кольцо, которое должно быть эластичным лопается. Все давление масла уходит под это кольцо. Если об этом не знать давление в двигателе не появится. Поэтому если существует проблема с давлением масла. Необходимо тщательно изучить схему масляной системы.
Диагностика давления масла.
Горит лампочка давления масла на холостых оборотах двигателя. Это первый тревожный симптом. Но может быть не всё еще потеряно. Причиной низкого давления масла в двигателе может быть очень простой и легко устраняемой.
Самая дальняя точка от масляного насоса головка блока двигателя. Естественно на коромыслах или на распревалу если он расположен в головке блока. Образуется самое низкое давлене. Но для нормальной работы двигателя оно должно присутствовать. Поэтому если даже просто открыть заливную пробку в клапанной крышке. Детали головки тщательно смазываются. При работающем двигателе будут видны брызги масла. Если их нет значит масло поступает с низким давлением. И уже даже по этому факту можно судить о том что в масляной системе неисправность. И уже можно судить о том почему загорелась лампа давления масла.
Необходимо найти где находится датчик давления масла. Открутить его. На его место установить механический манометр. Он точно покажет давление масла в масляной системе. Давление масла ниже 0,2 Нм на холостых оборотах. Означает наличие неисправности.
Износ распредвала и гидрокомпенсаторов.
Если устройство системы смазки двигателя предполагает размещение рапредвала в блоке двигателя. Можно попробовать просунуть щуп между шейкой распредвала и втулкой. Если щуп походит, то износ недопустимый для дальнейшей работы. При наличии шатунов сделать это будет трудно. Но как вариант.
Стук гидрокомпенсаторов говорит о утечки давления в них.
Конечно более точная картина будет видна при полной разборке двигателя. И все подобные измерения не могут дать точного ответа на вопрос о износе двигателя. Единственное почему можно провести эти измерения, только для того чтобы обнаружить причину не связанную с износом. Такую как нарушение уплотнений, трещины. Возможно масляный насос вышел из строя или заклинил редукционный клапан в одном положение. В результате чего масло с магистрали высокого давления сбрасывается в обратку.
Система смазки двигателя
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.
Так как отдельные детали двигателя работают в неодинаковых условиях, то смазка их также должна быть неодинакова. К наиболее нагруженным деталям масло подается под давлением, а к менее нагруженным – самотеком или разбрызгиванием. Системы, в которых смазка деталей производится разными способами, называются комбинированными.
При работе двигателя масляный насос обеспечивает непрерывную циркуляцию масла по системе. Под давлением оно поступает в масляный фильтр, а далее к коренным и шатунным подшипникам коленвала, поршневым пальцам, опорам и кулачкам распредвала, оси коромысел привода клапанов. В зависимости от конструкции мотора масло подается под давлением к валу турбокомпрессора, на внутреннюю поверхность поршней для их охлаждения, в гидротолкатели клапанов и исполнительные механизмы систем фазовращения.
На поверхности цилиндров масло попадает путем разбрызгивания через отверстия в нижней головке шатуна или форсунки в нижней части блока цилиндров. Попадая на стенки цилиндров, оно снижает трение при движении поршня и обеспечивает свободу перемещения компрессионных и маслосъемных колец.
Со смазанных под давлением деталей капли масла падают в поддон. Попадая на вращающиеся части кривошипно-шатунного механизма, они разбрызгиваются, создавая в картере так называемый масляный туман. Оседая на деталях двигателя, он обеспечивает их смазку. Осажденное масло затем стекает в поддон картера, и цикл повторяется вновь.
🔎 Устройство системы смазки
Система смазки двигателя включает в себя поддон картера с пробкой слива масла, масляный насос с редукционным клапаном, маслоприемник с сетчатым фильтром, масляный фильтр с предохранительным и перепускным клапанами, систему масляных каналов в блоке цилиндров, головке цилиндров, коленчатом и распределительном валах, датчик давления масла с контрольной лампой и маслозаливную горловину. В некоторых двигателях в систему смазки включен масляный радиатор.
Поддон картера представляет собой резервуар для хранения масла. Уровень масла в поддоне контролируется с помощью щупа, на котором нанесены метки максимально и минимально возможного уровня. Из поддона масло поступает через маслоприемник с сетчатым фильтром к масляному насосу. Маслоприемник может быть неподвижным или плавающего типа. Емкость системы смазки легкового автомобиля, в зависимости от объема и типа двигателя, может составлять от 3,5 до 7,5 литров. Причем указываемая в инструкции емкость имеет два значения — одно относится непосредственно к системе смазки двигателя, а второе указывает на необходимое количество масла с учетом емкости масляного фильтра.
В зависимости от конструкции двигателя давление масла в нем должно составлять от 2 до 15 бар. Масляный насос служит для создания необходимого давления в системе смазки и подачи масла к трущимся поверхностям. Масляный насос может иметь привод от коленчатого вала, распределительного вала или дополнительного приводного вала.
В автомобильных двигателях в основном применяются шестеренные насосы в силу своей простоты и дешевизны. Они бывают двух типов: с наружным и внутренним зацеплением. В первом шестерни насоса расположены рядом, а во втором – одна шестерня внутри другой. Поэтому насос с внутренним зацеплением более компактен. Ведущая шестерня устанавливается на приводном валике, а ведомая свободно вращается. Шестерни устанавливают в корпусе насоса с небольшими зазорами. Во время работы вращающиеся в разные стороны шестерни захватывают масло из поддона и переносят его во впадинах между зубьями в масляную магистраль. При повышении частоты вращения коленвала производительность насоса пропорционально возрастает, в то время как потребление масла самим двигателем меняется незначительно. Кроме того, шестеренные насосы не создают высокого давления, отнимают до 8% мощности мотора и не всегда способны обеспечить работу систем современного автомобиля (например, систем изменения фаз газораспределения). Поэтому были разработаны масляные насосы регулируемой производительности, которые способны создавать более высокие значения давления масла, отнимают меньше мощности у двигателя и обеспечивают постоянство давления в системе, независимо от оборотов коленвала. К таким конструкциям относятся, например, пластинчатый (шиберный) насос, героторный насос и насос с маятниковыми золотниками.
В некоторых двигателях устанавливают двухсекционные масляные насосы. Первая секция предназначена для подачи масла в систему смазки двигателя, вторая – для подачи масла в масляный радиатор.
Производительность масляного насоса рассчитывается с запасом так, чтобы даже при самых неблагоприятных условиях эксплуатации (высокие температуры, износ деталей и др.) давление в системе оставалось достаточным для подвода масла к трущимся поверхностям. Однако при этом в непрогретом двигателе давление масла может превысить допустимые значения. Для предотвращения разрушения масляных магистралей в системах смазки с нерегулируемым насосом служит редукционный клапан. Самая распространенная конструкция представляет собой плунжер и пружину установленные в корпусе с отверстиями. При избыточном давлении в системе плунжер, сжимая пружину, перемещается, и часть масла поступает обратно в поддон картера. Величина давления, при которой срабатывает клапан, зависит от жесткости пружины. Устанавливается редукционный клапан на выходе масляного насоса. В некоторых системах устанавливают редукционный клапан и в конце масляной магистрали – для предотвращения колебаний давления при изменении гидравлического сопротивления системы и расхода масла.
Качество масла в двигателе снижается с течением времени, так как оно засоряется мелкой металлической пылью, появляющейся в результате износа деталей, частицами нагара, образовывающегося в результате сгорания его на стенках цилиндров. При высокой температуре деталей масло коксуется, образуются смолы и лакообразные продукты. Все эти примеси являются вредными и оказывают существенное влияние на ускорение износа деталей автомобиля. Для очистки масла от вредных примесей в системе смазки устанавливается фильтр, который заменяется при каждой смене масла.
В жаркое время года и при эксплуатации автомобиля в тяжелых дорожных условиях температура масла настолько повышается, что оно становится очень жидким и давление в системе смазки падает. Для предотвращения разжижения масла в систему смазки могут включаться масляные радиаторы. Они бывают двух типов: с воздушным и с жидкостным охлаждением. Первые устанавливаются перед радиатором системы охлаждения и охлаждаются потоком воздуха. Вторые включаются в контур системы охлаждения, что обеспечивает постоянство температуры масла во время работы двигателя и быстрый подогрев его при пуске холодного двигателя. Масло проходит по трубкам радиатора, которые омываются охлаждающей жидкостью. В таких системах смазки устанавливается термостат. Термостат не допускает подачу масла в радиатор, пока оно не прогреется до рабочей температуры. Затем он открывается, и масло начинает поступать в радиатор, где происходит его охлаждение. В более простых конструкциях радиатор подключается вручную водителем с помощью краника.
Для контроля давления масла в системе смазки устанавливается датчик с контрольной лампой красного света на панели приборов. Ее мигание или свечение при работе двигателя сигнализирует о недопустимом снижении давления. В этом случае двигатель необходимо немедленно заглушить. В некоторых автомобилях датчик давления масла может быть связан с блоком управления, который при опасном снижении давления сам останавливает двигатель. Кроме контрольной лампы, в комбинацию приборов могут включаться указатель давления масла и указатель температуры масла. На некоторых современных автомобилях, кроме датчика давления, ставят и датчик контроля уровня масла вместе с контрольной лампой уровня.
В картере работающего двигателя через зазоры, имеющиеся между зеркалом цилиндра и кольцами, проникают пары топлива и отработавшие газы. Пары топлива конденсируются и разжижают смазку, а отработавшие газы, содержащие в себе пары воды и сернистые соединения, также отрицательно влияют на качество масла и уменьшают срок его службы. Помимо этого, отработавшие газы создают в картере избыточное давление, которое «выдавливает» масло из двигателя через уплотнения. Особенно характерна такая ситуация для изношенных моторов. Поэтому газы необходимо выводить. Но так как они токсичны, то их не просто выбрасывают в атмосферу, а смешав с воздухом, дожигают в цилиндрах.
Для этого служит система принудительной вентиляции картера. Основными ее частями являются клапан, маслоотделитель и воздушные шланги. Воздух из впускного тракта через шланг системы вентиляции поступает в картер, где смешивается с картерными газами, а затем через клапан снова направляется во впускной коллектор. Производительность системы зависит от нагрузки двигателя. При малых оборотах разряжение на впуске высокое, плунжер клапана системы вентиляции открыт немного, поэтому и количество пропускаемых картерных газов невелико. С ростом оборотов разряжение падает, и клапан открывается на большую величину – соответственно и увеличивается объем пропускаемых картерных газов. Маслоотделитель предотвращает попадание масляного тумана во впускной тракт и, соответственно, в цилиндры двигателя. В маслоотделителе скорость истечения картерных газов вначале замедляется, а затем они приводятся во вращательное движение. В результате капли масла осаждаются на стенках и стекают в поддон.
🔎 Основные неисправности системы смазки
Внешними признаками неисправности системы смазки являются пониженное или повышенное давление масла в системе и ухудшение качества масла вследствие загрязнения.
Понижение давления возможно в результате недостаточного уровня масла, разжижения его, подтекания через неплотности в соединениях, загрязнения сетчатого фильтра маслоприемника, износа деталей масляного насоса, заедания редукционного клапана в открытом положении и вследствие износа подшипников коленчатого и распределительного валов.
Проверять уровень масла следует на прогретом двигателе, но не сразу после его остановки, а через 3-5 минут с тем, чтобы масло успело стечь. Если уровень ниже нормы, необходимо долить масло в поддон картера, предварительно выявив и устранив причину. Внешним осмотром выявляются течи масла из-под крышки привода распределительного вала, крышки клапанного механизма, блока цилиндров, масляного фильтра, а также из пробки заливной горловины, через штуцер датчика давления масла, из-под крышки маслоотделителя системы вентиляции картера и через уплотнитель маслоизмерительного щупа. Уровень масла может падать вследствие износа сальников стержней клапанов, износа и закоксовывания поршневых колец или их поломки, износа поршней и их канавок, износа цилиндров двигателя, износа стержней клапанов и их направляющих втулок, а также закоксовывания прорезей маслосъемных колец или заполнение их масляными отложениями. Эти неисправности приводят к повышенному расходу масла и, соответственно, падению давления в системе.
Повышение давления в системе смазки возможно вследствие применения масла с повышенной вязкостью, заедания редукционного клапана в закрытом положении и засорения маслопроводов.
Так как коленвал совершает вращательное движение, то под действием центробежных сил на стенках его масляных каналов откладываются продукты износа двигателя. Со временем проходное сечение этих каналов уменьшается настолько, что шатунный подшипник начинает испытывать масляное голодание. Усиленному загрязнению каналов способствует применение некачественного или не соответствующего двигателю масла, регулярная эксплуатации мотора в интенсивных режимах и несвоевременная замена масла.
Каналы подвода масла к гидрокомпенсаторам со временем также могут закоксовываться, и тогда гидрокомпенсатор перестает работать. Если его заклинит при открытом клапане, это приведет к выбиванию клапана поршнем. При этом разрушается сам гидрокомпенсатор и возможны повреждения распредвала, поршней, шатунов и появление трещин в головке блока цилиндров. Вероятны масляные проблемы и с гидронатяжителями, обеспечивающими натяжку ремней и цепей привода распредвалов. Их каналы также забиваются, что может стать причиной поломки ГРМ и разрушения головки блока цилиндров. При наличии в ГРМ механизма изменения фаз газораспределения грязь может спровоцировать отказ или нарушение его работы.
При эксплуатации автомобиля возможны случаи, когда может быть неисправен указатель давления масла. Для проверки правильности действия указателя давления вместо датчика ввертывают штуцер контрольного манометра и, сравнивая показания с проверяемым прибором, судят о его работе.
Автомасла и все, что нужно знать о моторных маслах
Система смазки ДВС
Система смазки ДВС предназначена для доставки нужного объема масляных жидкостей в зоны контакта соприкасающихся деталей. Основные функции смазочных материалов – это снижение износа узлов трения с минимальными энергетическими затратами.
Принцип действия
Масляная система автомобиля должна принудительно, под давлением, обеспечивать бесперебойную подачу смазочного материала к вращающимся элементам мотора. Давление поступающей смеси должно быть достаточным, чтобы обеспечить стабильное функционирование рабочих механизмов в узлах трения автомобиля.
Моторное масло снижает трение, возникающее между двумя подвижными объектами. Влияние трения можно снизить, если между движущимися плоскостями создать разделительную масляную пленку, которая защитит трущиеся детали от появления чрезмерных механических нагрузок. На величину и прочность защитного слоя влияет форма соприкасающихся деталей и санитарное состояние их поверхностей.
При соблюдении условий эксплуатации двигателя разделительный слой будет иметь достаточную плотность, чтобы предупредить непосредственный контакт поверхностей. Но в условиях экстремальных нагрузок, прочность и толщина пленки может снизиться, и детали начнут соприкасаться. Такие обстоятельства называют граничной смазкой.
Масло, имеющее нормативную вязкость, поможет снизить отрицательный эффект, и предотвратить износ конструкции. Кроме параметров вязкости на качество смазки влияет величина давления масляной жидкости и температурные параметры работы двигателя.
Показатели давления масла
Стандартную силу давления смазочных жидкостей возможно обеспечить только в случае достаточного объема масляной эмульсии в поддоне агрегата. Проверить уровень жидкости можно посредством металлического щупа, размещенного в направляющей трубке, возле блока цилиндров.
Низкое давление смазки наблюдается в момент первого запуска и в случае работы мотора на холостом ходу, а высокое – при работе агрегата на повышенных оборотах. Недостаточная плотность смазочной жидкости не позволит сформировать в зонах контакта разделительную пленку, что может привести к интенсивному износу деталей.
Температура масла
Низкий или высокий температурный режим в любом случае отрицательно сказывается на защитных качествах масла. Холодное масло слишком густое. Это создает определенные трудности при перемещении эмульсии по каналам смазки. Перегретая смесь, наоборот, слишком жидкая для того, чтобы создать на трущихся поверхностях прочную разделительную пленку. Тонкий масляный слой или его отсутствие может привести к износу или поломке двигателя.
Автовладелец может своими силами рассчитать благоприятные термические условия для стабильной работы силового агрегата. Для этого нужно к температуре атмосферного воздуха добавить +60°C. В результате этой операции получаем среднее значение температуры, которое должен фиксировать датчик на приборной панели в салоне автомобиля.
Устройство системы смазки
Стабильная и бесперебойная подача масляной жидкости к трущимся поверхностям – основное условие, влияющее на долговечность двигателя. По принципу смазывания узлов трения, систему подачи смесей можно разделить на несколько способов:
Принудительный способ заключается в доставке масляной жидкости в зоны контакта с помощью масляного насоса, под давлением. Смазка разбрызгиванием происходит посредством специальных форсунок, которые разделяют поток масла на мелкие капли. Капли, в форме масляного тумана, поступают в узлы трения и смазывают соприкасающиеся поверхности.
В современных автомобилях применяется комбинированная система смазки, которая совмещает в себе два предыдущих способа. Подшипники коленчатого и газораспределительного вала, стойки толкателей и коромысла ГРМ – смазываются принудительно. Остальные детали мотора обслуживаются методом разбрызгивания или самотеком.
Независимо от способа подачи смазочных материалов, системы смазки двигателя должны соответствовать следующим требованиям:
В зависимости от способа хранения рабочей жидкости в силовом агрегате, различают 2 вида смазочных систем:
Поддон предназначен для хранения и охлаждения масляной жидкости. Внутри картера находится металлическая, горизонтально расположенная перегородка, называемая успокоителем. Успокоитель служит для гашения колебаний масла во время движения автомобиля.
Кожух поддона крепится к нижней части двигателя через пробковый уплотнитель. Внизу корпуса, по центру, расположено сливное резьбовое отверстие со сливной пробкой.
Мокрый картер
Смазочная жидкость, продвигаясь через заливную горловину и сетчатый фильтровальный элемент, в верхней части клапанной крышки, поступает в картер мотора. Объем жидкости в поддоне проверяется металлическим щупом. В нижней части резервуара присутствует сливная пробка, в теле которой размещен магнитный фильтр, для вывода из загрязненного масла металлических включений. Внутри поддона, внизу, размещается маслоприемник.
Перекачивающее устройство (насос) подает жидкость в корпус фильтра тонкой очистки, а затем в масляную магистраль системы. Жидкость из масляной магистрали поступает в узлы трения, смазывает соприкасающиеся поверхности, и самотеком возвращается в картер двигателя.
Сухой картер
Система «сухой картер» применяется на автомобилях повышенной проходимости, кроссовых и спортивных моделях. Использование этой техники предусматривает экстремальные режимы вождения, подразумевающие скоростную езду по пересеченной местности, подъем и спуск на крутых склонах, участие в ралли и др.
Такие условия эксплуатации (подъем, спуск, резкие повороты и т.д.) могут вызвать осушение маслоприемника картера, и спровоцировать попадание воздуха в систему смазки. Такая манера езды может послужить причиной кратковременного прекращения подачи масла к подшипникам коленчатого вала, шатунным вкладышам и трущимся поверхностям ГРМ. Для стабилизации смазочного процесса при работе автомобиля в чрезвычайных ситуациях и предусмотрена схема подачи жидкости, называемая «сухой картер».
Емкость для содержания рабочей жидкости у такого типа моделей располагают в самом прохладном месте подкапотного пространства. Во избежание больших колебаний жидкости и ее вспенивания в момент раскачивания машины, в конструкции резервуара предусматривают успокоители смазки. Двигатели внутреннего сгорания при использовании схемы смазки «сухой картер» оборудуются, как минимум, двумя перекачивающими устройствами. Один механизм предназначен для забора смазки из поддона и подачи ее в накопительный резервуар, а второй – для подачи масла в контактные зоны мотора.
Приборы и оборудование
Все выпускаемые современной автомобильной промышленностью агрегаты оснащаются полно-поточной системой смазки. Ее структура, независимо от схемы подачи масла, предусматривает следующие приборы и механизмы:
Работа масляного насоса
Все конструкционные разновидности перекачивающих устройств можно отнести к объемному типу механизмов. Привод помпы осуществляется при помощи зубчатой шестерни, расположенной на коленвале силового агрегата. Каждый оборот коленвала сопровождается подачей равного объема масляной жидкости.
При увеличении частоты оборотов привода – увеличивается количество поступающей в зоны контакта смазки, и повышается плотность в масляных магистралях системы. Перекачивающее оборудование, применяемое в современных моторах, делится на 2 типа – это насосы роторной и шестеренчатой конструкций с внутренней и внешней компоновкой зубьев.
Шестеренчатые модели с наружным зацепом включают в себя чугунный кожух, внутри которого плотно установлены две зубчатые детали. Ведущий орган насоса запрессован на центральном валу механизма. Центральный вал устройства в нижней части снабжен приводной шестерней, которая вступает в зацеп с такой же деталью на коленвалу мотора. С противоположных сторон кожуха находятся всасывающий и выпускной патрубки.
Поступающее во впускной патрубок масло, проходит по впадинам ведущего и ведомого органа механизма. При повороте рабочего вала устройства, выступы и впадины зубьев вступают в зацеп, и жидкость выдавливается из впадин в разгрузочную прорезь на стенках насоса. После этого, жидкость поднимается к выпускному патрубку, откуда перемещается в масляный канал силового агрегата.
Давление, выходящего из кожуха насоса масла, регулируется редукционным перепускным клапаном. Размещается устройство внутри емкости для содержания масляной смеси (поддон), в нижнем отделе блока цилиндров.
Структура перекачивающих устройств с внутренним зацепом рабочих органов состоит:
Чугунный кожух механизма объединяет в себе две камеры – всасывающую и нагнетающую, разделенные небольшим выступом. Крепление ведущей шестерни предусматривается на рабочем валу устройства. В нижней части корпуса крепится маслоприемник с сеточкой. Крышку механизма изготавливают из алюминиевого композита. В крышке находится редукционный клапан с регулирующей пружиной.
При повороте шестерен друг относительно друга масляная жидкость из картера, через приемное устройство, доставляется в рабочую камеру насоса. Затем, при помощи ведомой шестерни жидкость подается в нагнетательный патрубок, откуда поступает в масляную магистраль. Если давление смазочного материала превысит допустимый уровень, срабатывает перепускной клапан и перенаправляет лишнюю смесь во всасывающую область механизма.
Роторный насос состоит из кожуха, внутри которого располагаются две детали – наружное кольцо в форме пятиконечной звезды и центральный вал с четырьмя овальными лопастями (ротор), установленный внутри кольца. За счет разного количества выступов на рабочих элементах насоса в корпусе механизма, во время вращения вала, создается разряжение, которое способствует всасыванию жидкости.
Выдавливание масла из корпуса происходит в момент захода лопасти ротора во впадину наружного кольца. Контроль выходного давления смазочной жидкости, как и в предыдущем варианте, выполняется редукционным клапаном.
В дополнение к масляным насосам в системе смазки предусмотрен маслоприемник, расположенный в нижней части картера двигателя. На входе в приспособление, для очистки масла, устанавливается металлическая сеточка. В зависимости от модели мотора устройства бывают двух видов – плавающие и свободные. Плавающие конструкции могут менять свое место расположения в зависимости от объема жидкости в картере.
Фильтр для масла
Во время работы мотора происходит загрязнение масла неорганическими взвесями, которые смазочные жидкости должны отводить от трущихся поверхностей и перемещать в поддон двигателя. При повторной подаче смазочного материала в систему смазки субстанции, с помощью фильтрующих элементов, очищают от ненужных включений.
Масляный фильтр устанавливают на напорной магистрали, после перекачивающего устройства. Такая компоновка прибора позволяет гарантировать качество масел, поступающих в рабочие секции двигателя.
Фильтры по принципу действия делятся на приборы тонкой и грубой очистки, а по конструкции внутренней части – на центробежные и щелевые. В щелевых механизмах качество очистки или фракция улавливаемых частиц зависит от величины зазора между рабочими элементами (поры, волокна, пластины).
Если фильтрация масляной жидкости выполняется через один слой материала, то такой способ называют поверхностным. В случае использования плотного фильтра, весь объем которого заполнен поролоном или пористым картоном – объемным.
Для защиты ДВС от пускового износа, и предотвращения риска работы мотора без смазки, фильтрующие элементы оборудуют дренажными клапанами, которые предупреждают самопроизвольный сток масла в поддон двигателя, в момент остановки силового агрегата.
Для грубой очистки масла в систему смазки устанавливают центрифуги. Фильтр состоит из неподвижного корпуса (статора), внутри которого находится подвижный элемент (ротор). Загрязненная смесь поступает в рабочую камеру через отверстия на центральном валу устройства.
При вращении ротора, находящаяся внутри смазка, с силой отбрасывается к стенкам статора, где твердые частицы прилипают к неподвижному кожуху, а очищенное масло, через отверстия в основании фильтра, стекает в поддон. Эффективность центробежного метода фильтрации масла зависит от скорости вращения ротора.
Масляные каналы
Смазочная жидкость с помощью насоса подается в фильтрующий элемент, из которого, под давлением, поступает в масляные каналы. Масляные каналы представляют собой горизонтально высверленные отверстия, которые пролегают по всей длине двигателя.
Системы смазки рядного агрегата оснащаются одной магистралью, V-образные модели – двумя.
Оборудованные в блоке цилиндров горизонтальные каналы способствуют быстрому поступлению смазочного материала к основным механизмам двигателя.