Главная › Новости

Приборы и составные элементы смазочной системы двигателя

Опубликовано: 27.08.2018

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.