Назначение системы смазки
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.
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.
Масляный насос
Для циркуляции смазки под давлением на дизеле установлен шестеренный масляный насос (рис 53) с подачей 120 м3/ч при 1510 об/мин и давлении 0,5 МПа. Чугунный корпус насоса имеет два патрубка с фланцами К одному из них масло подводится из поддизельной рамы, а по другому оно нагнетается в масляную систему. В механически обработанную внутреннюю полость корпуса вставлены две косозубые шестерни 11 и 12, изготовленные из стали 38ХС Шпильками через уплотнительные лако-тканевые прокладки к корпусу притянуты две подшипниковые планки 8 и 13, изготовленные из антифрикционного чугуна АСЧ41. Для лучшей приработки планки фосфатируют
В планки вставлены четыре роликоподшипника 19, являющиеся опорами косозубых шестерен. Соосность гнезд подшипников и поверхности корпуса обеспечивается сборкой в специальном приспособлении с последующей фиксацией четырьмя коническими штифтами (по два на каждую планку). Штифты и наружные кольца роликоподшипников удерживаются от выпадания с левой стороны планкой, с правой — крышкой 15. Суммарный торцовый зазор между подшипниковой планкой 13 и шестернями 0,151-0,258 мм, а суммарный боковой зазор между зубьями косозубых шестерен, прижатых к одному торцу насоса,- 0,25-0,6 мм
На шлицы левого хвостовика ведущей шестерни 11 насажен зубчатый поводок 18, закрепленный гайкой со штифтом. На правый хвостовик надеты шайба 20 и шариковый подшипник 21, который через шайбу закреплен корончатой гайкой со шплинтом. Подшипник 21, упирающийся наружным кольцом в поршень 16, воспринимает осевую силу, возникающую при работе насоса. При этом поршень от перемещения удерживается давлением масла, поступающего по каналам из нагнетательной полости насоса Н.
От проворота поршень удерживается штифтом. Одним концом он запрессован в поршень, а другим вставлен в отверстие крышки 15. Крышка фиксирована двумя диагонально расположенными коническими штифтами. Нижние подшипники ведомой шестерни имеют одинаковое крепление, состоящее из шайбы 22, притянутой к подшипнику двумя болтами. Болты от проворачивания удерживаются стопорной шайбой. Масло, поступающее на смазывание подшипников и проникшее по зазору поршня 16 из полости крышки, уходит по каналу В в картер дизеля.
На корпусе установлен предохранительный клапан. Его корпус 3 расположен внутри отсека управления. Клапан 7 двумя пружинами 5 и 6 прижат к притертому с ним седлу. Регулировка нажатия пружин производится нажимной гайкой 4, застопоренной после регулировки шплинтом. Клапан регулируется на давление 0,55 МПа. При превышении давления поршень перемещается влево, пропуская масло из нагнетательной полости насоса в картер дизеля. Масляный насос установлен на опорной плите насосов на уплотни-тельной прокладке 9.
Рис. 53. Масляный насос:
1,2-пробки; 3-корпус клапана; 4-нажимная гайка; 5, 6-пружины; 7-редукционный клапан; 8- анутренняя планка подшипников; 9, 14, 23, 24-прокладки; 10-корпус; 11-ведущая шестерня, 12-ведомая шестерня; 13-наружная планка подшипников, 15-крышка: 16-поршень; 17- гайка; 18 — зубчатый поводок; 19 — роликоподшипник; 20,22 — шайбы; 21 — подшипник; Н,П — полости нагнетения и подачи
Принцип работы и виды систем смазки
Все смазочные системы разделяют на две основные группы: с «сухим» и с «мокрым» картером. Последняя более популярна, благодаря простоте реализации. С другой стороны конструкции с «мокрым» картером склонны к таким проблемам, как вспенивание и расплескивание моторного масла , приводящее к перепадам уровня. В этом случае его подача в систему может быть нестабильной.
Системы смазки с «сухим» и «мокрым» картером
Отличительной чертой «сухих» систем является наличие отдельного бака, в котором хранится моторное масло. Моторное масло после поступления в двигатель стекает в поддон, но не накапливается в нем, а перекачивается назад в бак дополнительным насосом. Картер в таком случае всегда остается сухим.
Эта конструкция сложнее и дороже в изготовлении, однако, позволяет уменьшить высоту двигателя и обеспечивает надежную смазку при движении автомобиля по наклонным поверхностям. Это определило сферу применения систем с «сухим» картером – преимущественно в автомобилях высокой проходимости и спецтехнике.
Принципиально масло может подаваться к основным узлам двигателя тремя способами:
- Под давлением. Масло подается принудительно ко всем узлам двигателя при помощи насоса.
- Разбрызгиванием или самотеком. Подача выполняется под действием центробежной силы вращающихся деталей двигателя. При этом масло разделяется на мелкие частички, внешне похожие на масляный туман. Благодаря этому смазка заполняет все пространство между деталями мотора и оседает на их поверхности.
- Частично под давлением и частично самотеком (комбинированный метод). В этом случае масло к наиболее важным узлам осуществляется под давлением, а для всей остальной конструкции разбрызгиванием.
В современном автомобилестроении практически всегда применяют комбинированный способ, поскольку он позволяет более экономно расходовать смазочные материалы и при этом гарантирует своевременную смазку основных деталей.
Как работает комбинированная система смазки с мокрым картером
Заливка масла в двигатель Процесс смазки двигателя представляет собой повторяющийся цикл. Он состоит из следующих этапов:
- В момент запуска двигателя приводится в действие масляный насос.
- Маслозаборник начинает всасывать масло из поддона картера, выполняя грубую очистку.
- На входе в насос масло проходит через масляный фильтр, где выполняется тонкая очистка.
- Из насоса по магистралям масло подается на такие узлы двигателя как подшипники (вкладыши) коленвала, опоры распредвала, поршневые кольца, а также на рабочую поверхность цилиндров. Для этого в системе могут быть установлены специальные форсунки или просто выполнены отверстия в блоке.
- Излишки масла, подаваемой на основные узлы, стекают через специальные зазоры на кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы. Их движущиеся элементы выполняют разбрызгивание рабочей жидкости, что обеспечивает ее попадание на остальные детали двигателя.
- Масло стекает обратно в поддон картера, смывая с деталей мотора металлическую стружку, нагар и другие загрязнения.
- После этого цикл повторяется.
Уровень масла и его значение
Определение уровня масла щупом Для разных типов двигателей требуется различный объем масла в системе. В конструкциях с «мокрым» картером минимальное и максимальное значение уровня рабочей жидкости определяется при помощи специального щупа, который расположен на блоке цилиндров. Он имеет две метки «min» и «max».
Проверку уровня масла в системе выполняют на заглушенном двигателе после того, как он проработал некоторое время. В этом случае оно достаточно прогревается и стекает в поддон. Щуп вытаскивают, протирают тряпкой (ветошью) и погружают обратно в поддон. Далее достают повторно и проверяют уровень. Если масло, попавшее при этом на щуп, выходит за пределы максимального или минимального значения необходима доливка или слив масла. Также этот способ позволяет определить состояние и степень загрязнения.
Неисправности системы смазки двигателя
- Потеки на поддоне. Потёки возникают в результате нарушения герметичности картера. Для устранения неисправности необходимо заменить прокладку. При замене поверхность прокладки обрабатывают герметиком;
- Падение давления жидкости. Отклонение показателя от нормы может быть спровоцировано износом шестерен насоса. Для ремонта необходимо установить новые шестерни или заменить узел полностью;
- Отсутствие давления. Возникает в результате выхода из строя насоса или нарушения герметичности его впускного тракта. Для устранения поломки необходимо заменить узел новым или герметизировать впускной тракт;
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.
Но может быть и такое что неисправен датчик давления масла. Лампочка загорается . а детали головки блока смазываются обильно. Можно просто попробовать заменить датчик. Но будет более правильно, если измерить давление при помощи механического манометра.
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.
Любую неисправность в двигателе необходимо начинать со снятия поддона. В первую очередь, конечно необходимо убедиться в исправном состоянии маслоприёмника и мест соединения с насосом. Отсутствие трещин, грязи состояние уплотнений. Если все в порядке. Проверяются вкладыши коренных и шатунных шеек коленвала. Это можно сделать при помощи калиброванной пластиковой проволоки . Откручивается крышка коренных и шатунных подшипников ставится между шейкой коленвала и вкладышем пластиковая проволока. Крышка закручивается с усилием, предназначенным для данной модели двигателя. Крышка снова снимается. И по ширине полученного пятна можно судить о величине образовавшегося зазора. Он не должен превышать более 0,15 мм. Измерение это можно назвать условным. Потому что шейка коленвала изнашивается не равномерно. Износ образует овал. По поперечному сечению шейки вала. Поэтому данное измерение может дать приблизительное представление о износе. И условно исключить или подтвердить причину неисправности. Для того чтобы двигаться дальше в поиске неисправности.
Износ распредвала и гидрокомпенсаторов.
Устройство системы смазки двигателя предполагает размещение распредвала в головке блока. Величина износа также проверяется при помощи пластиковой проволоки . Он не должен превышать 0,1 мм.
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.
О потере масла в валах коромысел можно судить по износу втулок . Коромысла не должны болтаться влево вправо на валу
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.
Устройство системы смазки двигателя имеет различные конструкции. Правильно определить причину неисправности можно . Зная конструкцию и схему. Но если двигатель прошел более 150 тыс км дело скорее всего в износе.
Смазочная система дизелей
Смазочная система обеспечивает подачу смазочного масла к различным движущимся деталям дизеля. Главное назначение смазочной системы заключается в создании между трущимися поверхностями масляной пленки, которая уменьшает трение и износ. Смазочное масло также используется как очиститель, а в некоторых случаях служит целям охлаждения деталей. Смазочное масло дизеля содержится в нижней части картера в маслосборной цистерне, расположенной под дизелем (рис. 2.16). Масло забирается из этой цистерны через фильтр грубой очистки одним из спаренных насосов. Другой спаренный насос имеет фильтры тонкой очистки. Затем масло прокачивают через холодильник, прежде чем оно поступит в дизель и будет распределено по различным трубопроводам. К каждому цилиндру подведены трубопроводы, по которым масло подается к подшипникам. Некоторое количество этого масла протекает через просверленный в коленчатом вале канал, к шатунному подшипнику, а затем подается вверх по просверленному каналу в шатуне к пальцу крейцкопфа или его подшипнику.
Рис. 2.16. Смазочная система дизеля: 1— дизель; 2 — распределительная масляная магистраль; 3 — лубрикатор; 4 — расходная цистерна цилиндрового масла; 5 — холодильник; 6 — фильтры; 7 — насосы; 8 — сетчатый фильтр; 9 — маслосборная цистерна смазочного масла (циркуляционная); I, II — ввод и отвод забортной воды
Сигнальное устройство, установленное в конце распределительного трубопровода, контролирует давление масла, поддерживаемое на заданном уровне с помощью насоса. Насосы и фильтры тонкой очистки соединены так, что возможен перепуск потока масла с одного фильтра на другой. Фильтры тонкой очистки соединены так, что возможна очистка одного из них, когда другие находятся в работе. Смазочное масло после смазки деталей дизеля стекает обратно в маслосборную цистерну для повторного использования. Положение уровня масла в маслосборной цистерне показывает уровнемер. В смазочную систему включен центробежный сепаратор для очистки отработавшего смазочного масла. Чистое масло можно подавать в систему из запасной цистерны. Через масляный холодильник прокачивается морская (забортная) вода, имеющая более низкое давление, чем смазочное масло. Это сделано для того, чтобы в смазочное масло не попадала забортная вода из холодильника.
Смазывание цилиндров. Большие малооборотные дизели оборудованы отдельной смазочной системой для смазки цилиндров. Масло впрыскивается в пространство между цилиндровой втулкой и поршнем посредством механических лубрикаторов, которые подают масло по принципу «каждый лубрикатор в свой цилиндр». Для этого применяется специальное смазочное масло, которое после подачи в цилиндры уже не возвращается, т. е. вторично не используется, так как оно полностью срабатывается в цилиндре. Это масло, кроме смазывания, способствует также образованию газонепроницаемого уплотнения и содержит присадки, которые очищают цилиндровые втулки от нагара.
Источник
