Перечислите способы смазки деталей двигателя

Устройство автомобилей

Система смазки двигателя

Назначение системы смазки и ее дополнительные функции

Смазочная система (система смазки) предназначена для подачи масла к трущимся поверхностям с целью уменьшения сил трения, а также для охлаждения деталей, удаления продуктов нагара и износа, предохранения деталей двигателя от коррозии.
Помимо этого, масло существенно уплотняет зазоры между сопряженными деталями.
Кроме перечисленных функций, смазочная система может выполнять и специфические задачи.
Моторное масло из смазочной системы применяется в гидрокомпенсаторах тепловых зазоров клапанов, гидронатяжителях привода газораспределительного механизма, в системах регулирования фаз газораспределения, в гидравлическом приводе вентилятора системы охлаждения и т. п.

Если рабочие поверхности деталей, сопрягаемых в подвижном соединении, абсолютно сухие, то имеет место сухое трение, сопровождающееся интенсивным выделением теплоты, изнашиванием поверхностей, и требующее значительных затрат энергии на относительное перемещение деталей.

Трение между поверхностями, разделенными достаточно толстым слоем масла, называется жидкостным. В этом случае усилие, необходимое для относительного перемещения деталей, значительно сокращается и существенно уменьшается изнашивание их рабочих поверхностей.
В двигателе внутреннего сгорания стойкое жидкостное трение удается осуществить только в подшипниках коленчатого вала на рабочих режимах.

Остальные сопряженные пары движутся возвратно-поступательно или качаются, поэтому на их поверхностях не удается сохранить масляный слой достаточной толщины. Такое трение, когда рабочие поверхности разделены лишь тонкой пленкой масла (толщиной менее 0,1 мм) называется граничным.
В зависимости от толщины пленки граничное трение может быть полужидким или полусухим. Последнее характеризуется возможностью «схватывания» микровыступов трущихся поверхностей, склонностью к задирам и эрозивному изнашиванию.

Полужидкое трение наиболее характерно для деталей цилиндропоршневой группы. В паре «выпускной клапан – направляющая втулка» возможно возникновение полусухого трения.

Подача масла к трущимся поверхностям должна быть бесперебойной. При недостаточной смазке теряется мощность двигателя, повышается износ деталей и возрастает вероятность отказа из-за разрушения подшипников коленчатого вала, заклинивания поршней, распределительного механизма и т. п.

Нельзя допускать и избыточного смазывания, так как это может привести к попаданию масла в камеру сгорания и на электроды свечей зажигания, вследствие чего увеличивается нагарообразование в днищах поршней, стенках камеры сгорания и клапанах.
Это приводит к перегреву и перебоям в работе двигателя, а также к перерасходу масла.

Требования к системе смазки двигателя

Требования, предъявляемые к смазочной системе, основываются на ее функциях и задачах:

• бесперебойная подача масла к трущимся деталям на всех режимах работы двигателя, на подъемах и спусках автомобиля с уклоном до 35 % и при крене до 25 %, при температуре окружающей среды от +50 до -50 ˚С, при положительных и отрицательных горизонтальных и вертикальных ускорениях;
• достаточная степень очистки масла от механических примесей;
• прочная конструкция;
• удобство технического обслуживания;

Способы смазки деталей двигателя

В зависимости от способа подачи масла к трущимся поверхностям различают следующие способы смазывания:

• разбрызгиванием и посредством масляного тумана;
• под давлением;
• комбинированное.

Под давлением масло подводится к трущимся деталям из главной масляной магистрали, давление в которой создается насосом.

Смазка разбрызгиванием осуществляется специальными форсунками или подвижными деталями кривошипно-шатунного механизма (КШМ), а также путем создания масляного тумана из стекающего в картер масла.

Комбинированная система смазывания сочетает в себе первые два способа.

В современных автомобилях, как правило, система смазки имеет комбинированное устройство. Ее особенность заключается в следующем: к деталям, более всего подверженным износу, масло подается под давлением, а к тем, которые работают в более легких условиях, разбрызгиванием.
Под давлением масло подводится к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, опорам распределительного вала, сочленениям привода газораспределительного механизма (ГРМ), зубчатым колесам привода распределительного вала, топливному насосу высокого давления (ТНВД) дизелей.
В некоторых двигателях под давлением смазываются сопряжения верхней головки шатуна с поршневым пальцем.

Разбрызгиванием масло подается на зеркало цилиндра из отверстия в кривошипной головке шатуна, а также разбрызгивается специальными форсунками на днище поршня. Масляные форсунки могут быть расположены у верхней головки шатуна или в нижней части цилиндра.
Подаваемое на днище поршня масло выполняет двоякие функции – во-первых, оно охлаждает днище поршня, во-вторых, при стекании по стенкам гильзы, оно смазывает сопрягаемую пару «поршень-гильза цилиндров», а далее, продолжая стекать в поддон и сталкиваясь с подвижными деталями КШМ, образует масляный туман, также смазывающий детали двигателя.

Существует способ смазывания самотеком , когда подача масла осуществляется по каналам из резервуаров, карманов, различных полостей и углублений, расположенных выше смазываемых поверхностей.

В зависимости от места размещения основного запаса масла смазочные системы могут быть с «мокрым» (рис. 1 ) или «сухим» ( рис. 2 ) картером.

Для детального просмотра кликните по рисунку мышкой, и схема откроется в отдельном окне браузера.

Наибольшее распространение на автомобильных двигателях получили смазочные системы 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, затем оно самотеком возвращается обратно в поддон.
Это техническое решение имеет ряд недостатков, наиболее существенные из которых – вспенивание масла при высоких оборотах коленчатого вала, а также сильное плескание в картере, из-за чего может оголиться маслоприемник, что ведет к значительному снижению давления в системе смазки и масляному «голоданию».
Кроме того, относительно глубокий поддон негативно влияет на общие габариты и расположение центра тяжести двигателя и автомобиля в целом.

В системах с «сухим» картером основной запас масла содержится в отдельном масляном баке 5 ( рис. 2 ) и масло подается к трущимся деталям нагнетающей секцией масляного насоса. Стекающее в поддон масло полностью удаляется из него откачивающими секциями масляного насоса 9 и вновь подается в масляный бак 5.
Такая смазочная система обеспечивает надежную смазку на крутых подъемах, спусках и уклонах без утечки масла через уплотнения между деталями двигателя, а также позволяет уменьшить высоту двигателя за счет менее глубокого поддона.
Кроме того, при «сухом» картере масло в меньшей мере нагревается от горячих деталей и подвергается вредному воздействию картерных газов, благодаря чему дольше сохраняет смазывающие свойства.

Из недостатков системы смазки с «сухим» картером можно отметить высокую стоимость, больший вес, более сложное устройство и больший заправочный объем в сравнении с системой смазки с «мокрым» картером.

Система смазки с «сухим» картером обычно применяется на автомобилях с высокофорсированными двигателями, предназначенными, например, для гонок, а также в некоторых моделях внедорожников, которым часто приходится передвигаться по бездорожью со сложным рельефом местности.
В некоторых случая такая система смазывания деталей двигателя используется для уменьшения габаритной высоты силового агрегата.

Источник

Перечислите способы смазки деталей двигателя

В зависимости от способа подачи масла к узлам трения в автомобильных двигателях различают следующие типы систем смазки: 1) разбрызгиванием, 2) под давлением и 3) комбинированный.

При системе смазки разбрызгиванием масло дробится на очень мелкие капли быстро вращающимися деталями (например, коленчатым валом). Вследствие этого свободное пространство в картере наполнено мельчайшими капельками масла, которые постепенно проникают в зазоры между трущимися поверхностями. Этот вид смазки применялся в некоторых старых конструкциях двигателей. В настоящее время она применяется редко, так как имеет серьезные недостатки (повышенный расход масла, быстрое его окисление, недостаточная надежность смазки ответственных узлов двигателя и т. п.).

В системе смазки под давлением масло из картера с помощью насоса по каналам подается к поверхностям трения, откуда опять стекает в картер. При этом виде смазки к трущимся поверхностям подается необходимое количество масла и обеспечивается интенсивная его циркуляция.

В современных автомобильных двигателях обычно применяется комбинированная система смазки: наиболее нагруженные поверхности (шатунные и коренные подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного вала и т. п.) смазываются маслом под давлением, а остальные — разбрызгиваемым маслом.

Комбинированная система смазки может быть с мокрым картером (картер заполнен маслом) или с сухим картером (картер без масла).

В большинстве автомобильных двигателей применяется система смазки с мокрым картером.

В высокооборотных двигателях вследствие сильного пенооб-разования в картере приходится применять системы с сухим картером, так как засасывание пены масляным насосом фактически приводит к прекращению смазки. Система смазки с сухим картером также применяется в таких двигателях, которые устанавливаются на автомобилях, рассчитанных на преодоление больших углов подъема. Для осушения картера при наклоне двигателя обычно устанавливают два откачивающих насоса: в передней и задней частях картера. Преимуществами системы смазки с сухим картером являются уменьшение высоты двигателя и меньший расход масла, так как отсутствует его взбалтывание и попадание в избыточном количестве на стенки цилиндра.

Источник

Система смазки двигателя. Классификация, основные компоненты

Одной из важнейших задач системы смазки двигателя является сведение к минимуму эффекта трения между стенками цилиндров и поршней двигателя, чтобы увеличить продолжительность «жизни» двигателя. На сегодняшний день есть несколько разновидностей систем смазки, различающихся по самым разнообразным критериям.

Классификация смазочных систем

Существует несколько классификаций систем смазки по различным признакам, выделим основные и них.

По способу подачи масла и смазки деталей:

— Системы с подачей масла под давлением;
— Системы с подачей масла самотеком или разбрызгиванием;
— Комбинированные системы.

На сегодняшний день практически все двигатели (за исключением двухтактных моторов малой кубатуры) имеют комбинированную систему смазки — в них часть деталей смазывается маслом под давлением (обычно это детали, работающие в наиболее сложных режимах, а также детали, которые испытывают большие нагрузки и просто выдавливают масло из зазоров), а часть смазывается маслом, поступающим самотеком или разбрызгиванием.

По типу вентиляции картера двигателя:

— С открытой вентиляцией (картерные газы через сапун, отделяющий масло, удаляются в атмосферу);
— С закрытой вентиляцией (картерные газы отделяются от масла и направляются на дожигание в цилиндры).

По способу охлаждения отработанного масла:

— С масляным радиатором (охлаждение масла осуществляется в радиаторе воздушного или жидкостного охлаждения);
— Без масляного радиатора (масло охлаждается в поддоне картера).

На сегодняшний день то или иное распространение получили все типы систем смазки, однако в последние годы все чаще двигателя имеют замкнутую систему вентиляции картера двигателя (она более экологична), а масляные радиаторы обычно устанавливаются на мощные двигатели.

Основные компоненты смазочной системы двигателя

Масляный поддон картера
Это нижняя часть двигателя, она играет роль резервуара для хранения и охлаждения масла. Обычно в поддоне имеется одна или несколько перегородок-успокоителей, которые снижают волнение масла при движении автомобиля. Также в поддоне имеется сливная пробка. Поддон крепится к картеру двигателя на болтах через прокладку, чем обеспечивается герметичность. Уровень масла в поддоне измеряется с помощью щупа.

Масляный насос
С помощью насоса осуществляется циркуляция масла по двигателю. На сегодняшний день наибольшее применение находят насосы двух типов — шестереночные (делятся на два вида — с шестернями наружного и внутреннего зацепления) и роторные. Шестереночные насосы нагнетают масло с постоянным давлением, которое в разных двигателях составляет от 2 до 16 атмосфер, а роторные насосы могут быть регулируемыми. Насос устанавливается непосредственно в картере двигателя, забор масла осуществляется через маслоприемник, установленный в поддоне.

Масляный фильтр
С помощью фильтра масло очищается от посторонних частиц (частиц износа деталей и нагара) и различных загрязнений. Фильтр работает под давлением, поэтому он прикручивается к резьбовому штуцеру, расположенному непосредственно на блоке цилиндров. Наибольшее применение находят неразборные сменяемые фильтры с фильтрующими элементами из бумаги (или иных материалов), но на мощных двигателях нередко устанавливаются дополнительные фильтры центробежной очистки, которые представляют собой небольшую центрифугу.

Масляный радиатор
Используется для охлаждения масла, однако находит применение далеко не во всех автомобилях. Существует два типа радиаторов: с воздушным и жидкостным охлаждением. В первом случае радиатор просто помещается рядом с радиатором охлаждения двигателя, и обдувается набегающим потоком воздуха. Во втором — радиатор представляет собой теплообменник, который подключается к системе охлаждения двигателя, которая и отбирает излишнее тепло у масла.

Редукционные (перепускные) клапаны
В системе смазки предусмотрено несколько редукционных клапанов, которые обеспечивают защиту при излишнем повышении давления масла. В частности, перепускной клапан устанавливается на выходе насоса — он срабатывает при засорении магистрали и каналов, и просто направляет масло обратно в поддон. Также клапан обязательно присутствует в масляном фильтре — он срабатывает при засорении фильтра, и отправляет масло в обход.

Датчики давления, температуры и уровня масла
Давление масла — один из основных показателей, который нуждается в контроле. Эта задача решается с помощью датчика давления, который подключен к сигнальной лампе, указывающей на повышение или понижение давления (если все нормально, то лампа не горит). Также в двигателях устанавливаются датчики температуры и уровня масла: первый помогает грамотно эксплуатировать двигатель, а второй с помощью индикатора предупреждает о понижении уровня масла и возможных проблемах.

Масляная магистраль и масляные каналы
Это каналы внутри блока цилиндров, а также внутри шатунов, коленчатого вала и других деталей, через которые масло подается к трущимся деталям. От насоса к фильтру и к опорным подшипникам коленвала идет главная масляная магистраль большого сечения.

Источник