Назначение, устройство и принцип работы основных узлов системы смазки изучаемых автомобилей

Принцип работы системы смазки двигателя

Различают два вида системы смазки: комбинированная и система с «сухим» картером. При комбинированной системе одни детали смазываются самотеком или разбрызгиванием, другие – под давлением. Смазка осуществляется циклически: в процессе работы двигателя масло закачивается в систему насосом и подается под давлением в масляный фильтр. После очистки от механических примесей масло по каналам поступает к опорам распределительного вала, шатунным и коренным шейкам коленчатого вала, и опоре шатуна.

Масло подается на поверхность цилиндра с помощью форсунок или через отверстия в опоре шатуна.

Все остальные детали смазываются разбрызгиванием. Вытекая через зазоры в различных соединениях, масло разбрызгивается движущимися деталями газораспределительного и кривошипно-шатунного механизмов. В результате этого образуется так называемый масляный туман. Он оседает на поверхности деталей и смазывает их.

В итоге, масло под действием силы тяжести стекает в поддон – весь цикл повторяется.

Система смазки с «сухим» картером применяется в основном на спортивных автомобилях. Масло из картера двигателя закачивается насосом в специальный масляный бак. При этом картер всегда остается «сухим» – без масла. Такая конструкция позволяет, независимо от уровня масла и положения маслозаборника, обеспечить стабильное функционирование системы во всех режимах.

Основные неисправности системы смазки двигателя

• пониженное или повышенное давление масла;
• засорение фильтров грубой и тонкой очистки;
• утечка масла через зазоры в соединениях;
• нестабильная работа системы вентиляции картера;
• нарушение герметичности сальников коленчатого вала.

При возникновении любой из этих неисправностей следует немедленно обратиться за помощью в специализированные сервисные центры. Даже незначительное промедление может привести к полному отсутствию возможности пользоваться автомобилем. Особенно если речь идет про тюнингованный автомобиль ВАЗ 2109.

А вот как выглядит двигатель М10В18 BMW е30 (автомобиль из Германии) и его система смазки:

Также на эту тему вы можете почитать:

Трансмиссия автомобиля. Автоматическая и механическая. В чем разница?

Самое главное про клиренс Опель Астра

Что выбрать: тосол или антифриз?

Тормозная система в автомобиле просто необходима

Как выбрать автомобильный компрессор – Плюсы и Минусы

Alex S Октябрь 10th, 2013

Опубликовано в: Полезные советы и устройство авто

Метки: Как устроен автомобиль

Классификация систем смазки

Существует несколько критериев, согласно которым происходит подразделение ДВС на категории. В частности, по методу подачи смазывающей жидкости к деталям силового агрегата:

• под давлением, обеспечиваемым работой маслонасоса;
• методом разбрызгивания;
• комбинированный способ.

Подача масла к трущимся деталям под давлением необходима, если никаким другим способом невозможно обеспечить точно дозированную доставку смазки к детали в единицу времени. В большинстве современных двигателей масляный насос присутствует.

Тратить мощность мотора на поддержку высокого давления, необходимого для смазки всех деталей мотора, нуждающихся в этом, не всегда рационально. Поэтому там, где это возможно, используют метод разбрызгивания, когда масло самотёком попадает на вращающиеся детали и разбрызгивается по всему объему полости, создавая плотный масляный туман, обволакивающий всё вокруг себя.

Отметим, что метод разбрызгивания имеет немалое число недостатков:

• он не обеспечивает равномерную смазку, поскольку масло конденсируется на смазываемых поверхностях случайным образом;
• при таком способе требуется намного большее количество смазывающей жидкости;
• поскольку процесс смазки квантован, вероятность окисления металлических поверхностей возрастает.

В большинстве случаев на автомобилях применяется комбинированная схема циркуляции масла в системе, для которой характерны недостатки и преимущества обоих вышеперечисленных способов.

Вторым важным фактором для СС является своевременное охлаждение разогретого внутри силового агрегата масла – если этого не делать, смазывающие свойства будут уменьшаться с поднятием температуры, что грозит перегревом мотора. Существующие способы охлаждения смазки:

• метод открытой вентиляции картера двигателя;
• охлаждение картера методом закрытой вентиляции.

При первом способе формирующиеся в картере газы выводятся в атмосферу через специальное отверстие, во втором случае газ направляется назад в цилиндр, где благополучно сжигается.

Некоторые модели силовых агрегатов комплектуются масляными радиаторами, в которых охлаждение моторного масла происходит либо обдувом встречным потоком воздуха, либо охлаждающей жидкостью, циркулирующей по трубкам радиатора.

Масляный радиатор

Поскольку наибольшее распространение получил комбинированный метод подачи масла, имеет смысл более подробно рассказать о его разновидностях, уже упоминавшихся нами: мокром и сухом картере.

Мокрый картер

Этот способ считается общеупотребительным из-за простоты его реализации. Конструктивно системы смазки с мокрым картером состоит из следующих компонентов:

• масляного поддона;
• маслонасоса;
• маслоприёмного устройства;
• редукционного клапана;
• маслопроводов;
• фильтров тонкой/грубой очистки ММ;
• радиатора;
• датчиков уровня и давления смазочной жидкости;
• маслозаливной горловины.

При работающем силовом агрегате маслонасос через сеточку маслоприёмного устройства нагнетает жидкость под давлением в ФГО, откуда она направляется в находящийся в блоке цилиндров центральный маслопровод.

Отсюда под давлением через имеющиеся в перегородках БЦ каналы масло попадает в коленвал, смазывая сначала коренные подшипники, а затем и шатунные. Излишки смазки выдавливаются наружу через технологические зазоры и, попадая на вращающиеся детали коленвала, разбрызгиваются по всему объёму двигателя, смазывая самотёком поршневые пальцы, внутренние поверхности цилиндров, другие детали мотора.

Параллельно ММ подаётся по маслопроводу в распредвал, смазывая его подшипники, шестерни и оси клапанных коромысел. Незначительная часть смазки (не более 20% от всего объема, циркулирующего в системе) попадает в фильтр тонкой очистки, откуда, очистившись, следует обратно в поддон

Параллельно деталям двигателя часть масла поступает в радиатор для принудительного охлаждения.

Связка из перепускного и редукционного клапанов обеспечивают нормальное функционирование системы при существенных колебаниях нагнетаемого маслонасосом давления.

Разновидности систем смазки

Данная система делится на три основных вида, различаются они по принципу подачи смазывающей жидкости:

1. Масло разбрызгивается;
2. Подается под давлением;
3. Комбинированный принцип (сочетает в себе первые два вида).

Принцип работы в первом случае является самым простым. Кривошипные подшипники, установленные в узле, имеют так называемые черпачки, с помощью которых смазывающая жидкость зачерпывается из поддона картера, а затем разбрызгивается на детали. Минус такого решения заключается в том, что степень и обильность орошения деталей маслом напрямую зависит от того, сколько этой субстанции имеется в поддоне, а также от наклона машины во время движения.

В современных авто чаще всего используется именно третий вариант. Данная система наиболее продумана, так как в этом случаем масло подается под давлением именно на те участки двигателя, которые испытывают наибольшие нагрузки. В местах, где износ менее заметен, имеет место быть только разбрызгивание. Таким образом, расход смазки уменьшается, и она используется с большим КПД.

Вывод

Система смазки отыгрывает важнейшую роль, как в работе всего автомобиля, так и самого двигателя. Она позволяет постоянно орошать внутренние составляющие “сердца машины”, которые подвержены колоссальным нагрузкам и изнашиваются от высоких температур и трения. Таким образом, все составляющие двигателя прослужат максимально долго и с наименьшим износом.

и в работе двигателя. Она позволяет постоянно орошать внутренние составляющие “сердца машины”, которые подвержены колоссальным нагрузкам и изнашиваются от высоких температур и трения. Таким образом, все составляющие двигателя прослужат максимально долго и с наименьшим износом.

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.

Общее диагностирование технического состояния системы смазки

Давление масла в системе смазки двигателя постоянно контролируется манометром и (или) контрольной лампой на панели приборов. В случае постоянного понижения давления масла необходимо убедиться в правильности показаний датчика и указателя, работа которых обычно основана на принципе изменения электрического сопротивления в цепи «датчик — указатель».

Для измерения давления масла в системе используют механический манометр или индикатор типа ИДМ-1 для дистанционного контроля избыточного давления жидкостей в системах топливоподачи, смазки и охлаждения двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Индикатор ИДМ-1 состоит из приемника указателя давления. С помощью штуцера его подсоединяют к главной масляной магистрали двигателя, обычно на место датчика давления масла, затем запускают двигатель и измеряют давление на прогретом двигателе во всех режимах его работы. Так, в режиме холостого хода давление в зависимости от модели двигателя должно быть в пределах 0,08…0,15 МПа, на повышенной частоте вращения коленчатого вала — 0,35…0,55 МПа. Частота вращения коленчатого вала может быть указана в технических характеристиках двигателей.

В случае отклонения давления от номинального неисправность следует искать в элементах системы смазки. При пониженном давлении масла надо проверить чистоту масляного фильтра и убедиться в отсутствии утечек масла. При прогретом двигателе фильтр должен быть теплым; если фильтр холодный, то это свидетельствует о его засорении (масло в таком случае проходит через редукционный клапан, минуя фильтр).

Производительность масляного насоса, которая характеризует степень износа шестерен и корпуса насоса, определяют на специальной установке (рис. 1) по развиваемому насосом давлению при определенном сопротивлении на выходе. Включив электромеханический привод 6 насоса и открыв кран 4, с помощью расходомера 5 определяют производительность насоса в литрах в минуту (л/мин). Нормативные значения для легковых автомобилей составляют 10…30 л/мин (большие значения соответствуют двигателям грузовых автомобилей).

Рис. 1. Схема установки для испытания масляных насосов: 1 — всасывающая магистраль; 2 — испытуемый насос; 3 — манометр; 4 — двухходовой кран; 5 — расходомер; 6 — электромеханический привод насоса; 7 — расходный бак с маслом

На установке фиксируют моменты начального и полного открытия клапана. При давлении 0,3 МПа редукционный клапан должен быть закрыт, допускается вытекание из него лишь отдельных капель; при давлении 0,6 МПа клапан должен быть полностью открыт, а масло должно вытекать из него непрерывной струей.

Промышленность выпускает также стенды для проверки составляющих систем смазки типа КИ-28256.01 (рис. 2).

Стенд предназначен для испытания, обкатки и регулировки насосов смазочной системы дизельных двигателей и насосов коробок передач, редукционных и предохранительных клапанов фильтров (центрифуг) сельскохозяйственных, дорожно-строительных и лесопромышленных машин, автомобилей.

Рис. 2. Внешний вид стенда КИ-28256.01 для испытания, обкатки и регулировки масляных насосов и фильтров ДВС

НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ СМАЗКИ

Смазочной называется система, обеспечивающая подачу масла к трущимся деталям двигателя. Смазочная система служит для уменьшения трения и изнашивания деталей двигателя, для охлаждения и коррозионной защиты трущихся деталей и удаления с их поверхностей продуктов изнашивания.

В двигателях автомобилей применяется комбинированная смазочная система различных типов (см. прил. 1 рис. 1.1). Комбинированной называется смазочная система, осуществляющая смазывание деталей двигателя под давлением и разбрызгиванием. Давление создается масляным насосом, а разбрызгивают масло коленчатый вал и другие быстровращающиеся детали двигателя. Под давлением смазываются наиболее нагруженные трущиеся детали двигателей – коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, опорные подшипники распределительного вала, подшипники вала привода масляного насоса и др. Разбрызгиванием смазываются стенки цилиндров, поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, детали газораспределительного механизма, его цепного или шестеренного привода и другие детали двигателей.

В двигателях со смазочной системой без масляного радиатора охлаждение масла, которое нагревается в процессе работы, происходит в основном в масляном поддоне. При наличии в смазочной системе масляного радиатора охлаждение масла осуществляется и в масляном поддоне, и в масляном радиаторе, который включается в работу при длительном движении автомобиля с высокими скоростями и при эксплуатации автомобиля летом.

В смазочной системе с открытой вентиляцией картера двигателя картерные газы, состоящие из горючей смеси и продуктов сгорания, удаляются в окружающую среду. При закрытой вентиляции картера двигателя картерные газы принудительно удаляются в цилиндры двигателя на догорание, что предотвращает попадание газов в салон кузова легкового автомобиля и уменьшает выброс ядовитых веществ в окружающую среду. Для смазывания двигателей автомобилей применяют специальные моторные масла минерального происхождения, которые получают из нефти, а также синтетические. Марки моторных масел весьма разнообразны. Их основными свойствами являются вязкость, маслянистость и чистота (отсутствие механических примесей и кислот). Вязкость характеризует чистоту масла, его текучесть и способность проникать в зазоры между трущимися деталями. Маслянистость характеризует свойство масла обволакивать трущиеся детали масляной пленкой. Для повышения качества моторных масел к ним добавляют специальные присадки, повышающие смазывающие свойства масел. Система смазки двигателя ВАЗ-2109 комбинированная, при которой наиболее нагруженные детали смазываются под давлением, а остальные самотеком и разбрызгиванием. Емкость системы смазки составляет 3,5л.

Принцип работы

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.

Для чего нужна система смазки двигателя

Двигатель внутреннего сгорания любого транспортного средства состоит из множества элементов, которые в процессе его работы весьма агрессивно взаимодействуют между собой. Ввиду их постоянного движения внутри установки возникает высокая сила трения, влекущая за собой большие мощностные потери и, как следствие, повышенное потребление топлива.

Длительная работа «на сухую» может и вовсе привести к заклиниванию силового агрегата: усиленное взаимодействие деталей приведет к нагреванию их поверхностей и дальнейшему расширению; в результате, это уменьшит рабочие зазоры конструкции и приведет к их заполнению металлической стружкой, образовавшейся вследствие разрушения основных элементов.

Чтобы предотвратить это состояние и продлить срок полезного использования, двс оборудуется смазочной конструкцией, которая облегчает ход деталей, создавая вокруг элементов системы внутреннего сгорания прочную защитную пленку.

Таким образом, система смазки любого двухтактного или четырехтактного двигателя выполняет следующий ряд функций:

1. Уменьшение силы трения между рабочими элементами;
2. Охлаждение их поверхностей;
3. Снижение рабочей температуры двигателя;
4. Выведение металлической стружки и загрязняющих частиц за пределы рабочего пространства установки;
5. Предотвращение скоротечного износа, разрушения и закоксовки деталей;
6. Обеспечение требуемого давления рабочей жидкости для эффективной работы двс (изменение фаз газораспределительного механизма, регулировка гидравлическими компенсаторами рабочих зазоров клапанов).

Список источников

• avtonov.info
• avto-all.com
• v-mireauto.ru
• studbooks.net
• extxe.com