Клапаны смазочной системы.
ТО и ремонт автомобильного транспорта
Тема 1.2 «Устройство и основы теории двигателя»
Урок № 1.2.36. Тема: «Контроль за работой смазочной системы»
Клапаны смазочной системы.
К трущимся деталям масло подводится под определенным давлением. Если оно недостаточно, то из-за уменьшения скорости потока в зазорах ухудшаются вымывание из них продуктов изнашивания и охлаждение деталей. При чрезмерном давлении увеличиваются нагрузка на сборочные единицы смазочной системы и затрата энергии на привод масляного насоса. Давление масла в магистрали зависит от частоты вращения коленчатого вала, температуры масла, степени изношенности деталей, сопротивления масляных фильтров, радиатора и т. п.
Чтобы поддержать требуемое давление в смазочной системе и обеспечить нормальную работу ее устройств, можно установить следующие автоматически действующие клапаны: редукционный, дифференциальный, перепускной и предохранительный. В смазочных системах рассматриваемых двигателей эти клапаны можно применять в различных сочетаниях.
По типу все клапаны делят на плунжерные и шариковые.
По назначению клапаны делят на предохранительные, сливные и перепускные. Предохранительные клапаны защищают смазочную систему или отдельные агрегаты от перегрузок (чрезмерного повышения давления). Они установлены после насоса. Сливные клапаны создают определенное гидравлическое сопротивление при сливе масла и тем самым поддерживают необходимое давление в главной масляной магистрали. Перепускные клапаны возвращают поток масла из нагнетающей секции насоса во всасывающую или в главную магистраль, например при засорении фильтра, большом сопротивлении радиатора.
Редукционные клапаны действуют при перепаде давления и поддерживают постоянное давление в определенной магистрали смазочной системы.
Дифференциальные клапаны применяют в некоторых двигателях вместо сливных или перепускных, уменьшая при этом потери энергии на прокачивание масла.
Смазочная система двигателя КамАЗ оборудована автоматически действующими плунжерными клапанами.
Всего их шесть: три у масляного насоса – предохранительные 11 и 9 (рис. 1) соответственно радиаторной и нагнетающей секций и клапан 13 смазочной системы; у центрифуги – сливной 1 и перепускной 3 клапаны и один перепускной клапан в корпусе полнопоточного масляного фильтра 14. Рис. 1. Смазочная система двигателя КамАЗ-740.08: 1 – сливной клапан центрифуги; 2 – кран включения масляного насоса; 3 – перепускной клапан центрифуги; 4 – фильтр центробежной очистки масла (центрифуга); 5 – компрессор; 6 – топливный насос высокого давления; 7 – поддон; 8 – двухсекционный теплообменник; 9, 11 – предохранительные клапаны; 10 – радиаторная секция масляного насоса; 12 – нагнетающая секция масляного насоса; 13 – дефференциальный клапан; 14 – фильтр тонкой очистки масла; 15 – главная масляная магистраль. |
Клапан 6 необходим для поддержания нормального давления (400...550 кПа) масла в главной магистрали у прогретого двигателя.
Рис. 2 Клапаны смазочной системы двигателя КамАЗ-740.08: 1 – перепускной клапан с сигнализатором засорения; 2 – лампа сигнализатора засорения полнопоточного масляного фильтра; 3 – полнопоточный масляный фильтр; 4, 7 – нагнетающая и радиаторная секции масляного насоса; 12 – маслоприемник; 5 – плунжер клапана; – дифференциальный клапан смазочной системы; 8 – масляный радиатор; 9 – сливной клапан центрифуги; 10 – перепускной клапан центрифуги; 11, 13 – предохранительные клапаны нагнетающей и радиаторной секций.
По принципу действия клапан дифференциальный представляет собой плунжер с кольцевой проточкой А. С одной стороны он нагружен силой давления масла из главной магистрали, а с другой — пружиной. При этом сила давления, передаваемая непосредственно из нагнетающей секции масляного насоса по каналу Б в проточку А, не нарушает равновесия, так как она действует на равные по площади торцовые поверхности проточки. Когда давление в главной магистрали превысит допустимое, клапан, преодолевая сопротивление пружины, сместится и проточка А соединит каналы Б и В, в результате чего масло от насоса будет свободно сливаться по каналу В в поддон.
Перепускной клапан 1 вступает в работу при засорении фильтроэлементов полнопоточного фильтра 3. С одной стороны на клапан 1 действует сила давления неочищенного масла, а с другой — сила давления очищенного масла и усилие пружины, отрегулированной на перепад (разность) давлений до и после фильтра, равный 250...300 кПа. Когда сопротивление фильтра превышает значение перепада давлений, клапан открывается и часть масла перепускается в главную магистраль минуя фильтр. Таким образом, когда срабатывает перепускной клапан, то аварийное повреждение двигателя предотвращается, но одновременно усиливается изнашивание деталей из-за подачи к ним неочищенного масла. Чтобы водитель знал об этом, в перепускном клапане имеется контактное устройство, обеспечивающее включение лампы 2 на щитке приборов в кабине, сигнализирующей о работе двигателя на неочищенном масле.
Предохранительные клапаны 11 и 13 предотвращают чрезмерное повышение давления, создаваемого секциями масляного насоса, подача которых рассчитана с запасом на случай работы с пониженной частотой вращения, на горячем масле, при определенной изношенности двигателя. Со стороны нагнетательной полости на клапан действует сила давления масла, а с противоположной стороны — усилие пружины. Когда сила давления превысит сопротивление пружины (например, при прокачивании холодного масла при пуске непрогретого двигателя), клапан откроется и перепустит избыток масла во всасывающую полость, снизив нагрузки на детали насоса.
Для обеспечения нормальной работы центрифуги требуется достаточно высокое давление поступающего в нее масла, поэтому перепускной клапан 10 отрегулирован на давление открытия 600...650 кПа. Для предохранения от разрушения тонкостенных трубок масляного радиатора давление масла в его магистрали должно быть значительно ниже, поэтому сливной клапан 9 открывается при давлении 50-70 кПа.
При изменении давления (снижении или увеличении относительно оптимального) ухудшаются показатели всей смазочной системы. Для контроля за состоянием (температурой, давлением, степенью загрязненности) и количеством масла, а также за состоянием масляных фильтров и радиаторов смазочных систем используют механические и электрические контрольные устройства, работающие в автоматическом режиме.
В смазочной системе двигателя КамАЗ-740 при температуре 80...100°С и номинальной частоте вращения 2600 мин-1 давление масла должно быть 0,4...0,55 МПа и не менее 0,1 МПа при минимальной частоте вращения холостого хода.
Давление в системе смазки двигателя ЗМЗ-406 при средних скоростях движения автомобилей Газель-3302 (примерно 50 км/ч) должно быть 200-400 кПа (2-4 кгс/см2).
Оно может повысится на непрогретом двигателе до 450 кПа (4,5 кгс/см2) и упасть в жаркую погоду до 150 кПа (1,5 кгс/см2).
Уменьшение давления масла при средней частоте вращения ниже 100 кПа (1,0 кгс/см2) и при малой частоте вращения холостого хода ниже 50 кПа (0,5 кгс/см2) свидетельствует о неисправностях в системе смазки двигателя ЗМЗ-406 автомобилей Газель-3302 или о чрезмерном износе подшипников коленчатого и распределительных валов.
Дальнейшая эксплуатация двигателя в этих условиях должна быть прекращена.
Для двигателей автомобилей ВАЗ оптимальным следует считать давление в смазочной системе 0,35...0,45 (3,5-4,5 кгс/см2) МПа при температуре 85 °С и частоте вращения коленчатого вала 5400 мин-1. Для двигателя автомобиля Лада Приора у прогретого двигателя на холостых оборотах – 196,2 кПа (2 бар), а на 5400 оборотах – 4,5 – 6,5 бар.
Значение давления в смазочной системе двигателей определяют по указателю давления масла, находящемуся на панели приборов в кабине автомобиля. На всех автомобилях на панели приборов установлены контрольные лампы аварийного снижения давления масла, а у некоторых и указатели температуры масла в системе. Так, в двигателе автомобиля ВАЗ-21213 сигнальная лампа загорается при давлении масла 0,02...0,06 МПа.
При работе двигателя нужно систематически следить по контрольным приборам за температурой и давлением масла. Низкое давление в смазочной системе может быть следствием его утечки в маслопроводах, недостаточного количества в поддоне картера, засорения сетки масляного насоса или фильтрующего элемента. Для устранения этих неисправностей следует соответственно подтянуть крепления и зажимы, долить масло в поддон, прочистить сетку и заменить фильтрующий элемент. Причиной низкого давления масла может быть также износ подшипников коленчатого и распределительного валов. В этом случае двигатель направляется в ремонт.
Причиной полного падения давления может быть выход из строя масляного насоса, датчика и указателя давления масла.
Д.З. Богатырев А.В. и др. Автомобили. Стр. 186.