Назначение, устройство и принцип работы основных узлов системы смазки изучаемых автомобилей
Контроль состояния смазочной системы осуществляется по указателю давления и лампе, сигнализирующей об аварийном падении давления масла (рис. 3).
Рис. 3 . Контроль состояния смазочной системы на панели приборов Камаз и Урал (СЛАЙД № 8)
2.1 Устройство и работа смазочной системы двигателя КамАЗ-740
Типичным примером вышеописанной системы является комбинированная смазочная система двигателя КамАЗ-740. (СЛАЙД № 9)
По принципу подачи масла к трущимся поверхностям смазочная система комбинированная: часть трущихся деталей смазывается под давлением, часть – разбрызгиванием, часть – самотеком. Масло под давлением подается к наиболее нагруженным трущимся деталям: коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распределительного вала, осям коромысел, форсункам охлаждения поршней, топливному насосу высокого давления и компрессору. Предусмотрена пульсирующая подача масла к верхним сферическим опорам штанг толкателей. Остальные трущиеся поверхности деталей смазываются разбрызгиваемым и стекающим с различных поверхностей маслом. Основная часть масла размещается в смазочной ёмкости двигателя.
Циркуляция масла в системе осуществляется смазочным насосом при номинальном давлении 0,4-0,55 МПа (4,0-5,5 кгс/см2) и допустимом его снижении до 0,1 МПа (1,0 кгс/см2) на малых частотах вращения коленчатого вала. Очистка масла первоначально производится в сетчатом фильтре маслоприемника, затем в полнопоточном фильтре тонкой очистки и в параллельно включенном частично-поточном фильтре дополнительной очистки масла.
Охлаждение масла осуществляется в водомасляном теплообменнике. Вентиляция картера (удаление отработавших газов и паров топлива, проникающих в картер двигателя и ухудшающих качество масла) производится через штанговую полость второго цилиндра, в которой установлен угольник с завихрителем.
Контроль состояния смазочной системы осуществляется по указателю давления и лампе, сигнализирующей об аварийном падении давления масла. В смазочной системе используется: летом при температуре выше 5°С масло М-10 Г2к, зимой при температуре ниже 5°С масло М-8 Г2к, ГОСТ 8581-78.
Ёмкость смазочной системы двигателя КамАЗ-740 составляет 34 л.
Смазочная система (рис. 4) включает смазочную ёмкость 4, маслозаборник, насос 6, фильтр очистки масла 1, водомасляный теплообменник 10, маслоналивную горловину, направляющую трубку и указатель уровня масла, контрольно-измерительные приборы 11, 12, 13, магистрали и трубопроводы.
Рис. 4. Схема смазочной системы двигателя КамАЗ-740 (СЛАЙД № 10)
1 – фильтр; 2 – частично-поточный фильтроэлемент; 3 – клапан предохранительный; 4 – смазочная ёмкость; 5 – клапан; 6 – насос масляный; 7 – полнопоточный фильтроэлемент; 8 – термоклапан; 9 – перепускной клапан; 10 – водомасляный теплообменник; 11, 12 и 13 – приборы контроля; 14 – форсунки охлаждения поршней
Смазочная ёмкость двигателя штампованная, корытообразной формы, является основным резервуаром масла и крепится через уплотнительную резинопробковую прокладку к фланцу картера двигателя болтами (рис. 5).
Рис. 5. Смазочная емкость двигателя КамАЗ-740 (СЛАЙД № 11)
Момент затяжки болтов крепления смазочной ёмкости 8-17,8 Н×м (0,8-1,8 кгс×м). Находящееся в смазочной ёмкости масло охлаждается благодаря теплообмену с окружающей средой через стенки ёмкости. Различные комплектации двигателя могут отличаться формой, расположением и глубиной смазочной ёмкости под масло. Слив масла осуществляется из нижней части смазочной ёмкости через сливное отверстие, закрытое пробкой.
Маслозаборник обеспечивает первичную очистку масла и подачу его к насосу (рис. 6).
Рис. 6. Маслозаборник (СЛАЙД № 12)
Смазочный насос (рис. 7) создает необходимое давление в смазочной системе и подает масло под давлением к трущимся поверхностям деталей двигателя. Насос шестеренный, односекционный, с приводом от шестерни носка коленчатого вала. Насос установлен внутри смазочной ёмкости двигателя и крепится к нижней части блока цилиндров болтами.
Смазочный насос состоит из корпуса 14, крышки 8, шестерен 4 и 13. В крышке расположен клапан смазочной системы 18 с пружиной 17, отрегулированный на давление срабатывания 0,4-0,45 МПа (4-4,5 кгс/см2). Также насос имеет предохранительный клапан, выполненный в виде шарика 12, подпружиненного пружиной 11. Давление срабатывания клапана 0,85-0,95 МПа (8,5-9,5 кгс/см2).
Фильтр масляный (рис. 8) обеспечивает очистку масла, подаваемого от смазочного насоса к потребителям, закреплен на правой стороне блока цилиндров. Состоит из корпуса 7, двух колпаков 3 и 24, в которых установлены полнопоточный 22 и частично-поточный 4 фильтроэлементы, термоклапана и перепускного клапана 20. Колпаки 3, 24 на резьбе вворачиваются в корпус. Уплотнение колпаков в корпусе осуществляется прокладками 5 и 21.
Очистка масла в фильтре комбинированная. Через полнопоточный фильтроэлемент 22 проходит основной поток масла перед поступлением к потребителям, тонкость очистки масла от примесей при этом составляет 40 мкм. Через частично-поточный фильтроэлемент 4 проходит 3-5 л/мин, где удаляются примеси размерами более 5 мкм. Из частично-поточного элемента масло сливается в картер. При такой схеме достигается высокая степень очистки масла от примесей.
Рис. 7. Смазочный насос (СЛАЙД № 13)
1 – шестерня привода насоса; 2 – шпонка; 3 – ось; 4 – шестерня ведомая; 5 – штифт; 6 – шайбы пружинные; 7 – болты; 8 – крышка; 9 – шплинт; 10 – шайба; 11, 17 – пружина; 12 – шарик; 13 – шестерня ведущая; 14 – корпус; 15 - регулировочная прокладка; 16 – пробка; 18 – клапан
Рис. 8. Масляный фильтр с теплообменником (СЛАЙД № 14)
1, 13, 26 – пробка; 2, 5, 14, 21, 25 – прокладка; 3, 24 – колпак; 4, 22 – фильтрующий элемент; 6 – ввертыш; 7 – корпус; 8 – шпилька; 9 – прокладка фланца; 10 – пружинная шайба; 11 – гайка; 12 – водомасляный теплообменник; 15 – термосиловой датчик; 16 – поршень термоклапана; 17, 18, 23 – пружина; 19 – шайбы регулировочные; 20 – перепускной клапан
В корпусе фильтра расположены перепускной клапан 20 и термоклапан включения водомасляного теплообменника. Перепускной клапан обеспечивает подачу неочищенного масла в главную масляную магистраль при чрезмерном загрязнении фильтра или повышенной вязкости масла. Клапан открывается, когда разность давлений до и после фильтрующих элементов достигает 0,15-0,22 МПа (1,5-2,2 кгс/см2).
Подача неочищенного масла в главную масляную магистраль через перепускной клапан предохраняет подшипники двигателя и другие трущиеся детали от повышенных износов и возможного выхода из строя. Однако даже кратковременная работа двигателя на неочищенном масле недопустима, так как вызывает задиры трущихся деталей и, в конечном итоге, выводит двигатель из строя, поэтому необходимо своевременно проводить техническое обслуживание фильтра.
Термоклапан включения водомасляного теплообменника состоит из подпружиненного поршня 16 с термосиловым датчиком 15. При температуре ниже 95 °С поршень 16 находится в верхнем положении, и основная часть потока масла, минуя теплообменник 12, поступает в двигатель. При достижении температуры масла, омывающего термосиловой датчик 15 95-97°С активная масса, находящаяся в баллоне, начинает плавиться и, увеличиваясь в объеме, перемещает шток датчика и поршень 16. При температуре масла 110-112°С поршень 16 разобщает полости в фильтре до и после теплообменника и весь поток масла идет через теплообменник 12.
При превышении температуры масла выше 115°С срабатывает датчик температуры и на щитке приборов включается сигнальная лампочка.
Для слива масла из фильтра используются пробки 1 и 26.
Водомасляный теплообменник12 кожухотрубного типа, сборный, установлен на масляном фильтре. Внутри трубок проходит охлаждающая жидкость из системы охлаждения двигателя, снаружи – масло. Со стороны масла трубки имеют оребрение в виде охлаждающих пластин. Поток масла в теплообменнике четыре раза пересекает трубки с охлаждающей жидкостью, чем достигается высокая эффективность охлаждения масла.
Заливная горловина предназначена для заправки и предварительной очистки масла. Крепится к картеру маховика справа. Закрывается резьбовой пробкой, снабженной резиновой прокладкой.
Указатель уровня масла служит для периодического контроля уровня масла в поддоне двигателя. Он состоит из металлического стержня, имеющего наконечник, оболочку, рукоятку и уплотнительное кольцо, и специальной трубки, установленной с правой стороны на блоке двигателя. На наконечнике стержня нанесены метки: «Н» – нижняя и «В» – верхняя, соответствующие минимально и максимально допустимым уровням масла.
Контрольно-измерительные приборы информируют водителя о давлении масла в смазочной системе двигателя, об аварийном падении давления масла. Указатели давления масла и аварийного падения давления масла установлены на щитке приборов в кабине автомобиля; датчик давления масла установлен на корпусе теплообменника 12.
Система вентиляции картера (рис.9) открытая, циклонного типа. Картерные газы отводятся из штанговой полости второго цилиндра через угольник 1, в котором установлен завихритель 2. При работе двигателя картерные газы проходят через завихритель 2 и получают винтовое движение. За счет действия центробежных сил капли масла, содержащиеся в газах, отбрасываются к стенке трубы 4 и через трубку 11 сливаются обратно в картер. Очищенные картерные газы выбрасываются в атмосферу.
Рис. 9 . Система вентиляции картера (СЛАЙД № 15)
1 – угольник; 2 – завихритель; 3 – уплотнительное кольцо; 4 – труба; 5 – втулка внутренняя; 6 – маслоотделитель; 7 – шланг угловой; 8 – трубка отвода газов; 9 – трубка слива масла; 10 – картер агрегатов; 11 – трубка слива масла под уровень
При работе двигателя масло из смазочной ёмкости 4 (рис. 4) через маслоприемник поступает к смазочному насосу 6. (СЛАЙД № 16).
Смазочный насос под давлением подает масло в фильтр очистки масла 1, где оно очищается и от полнопоточного фильтроэлемента 7 через теплообменник 10 поступает в главную масляную магистраль. Затем по каналам в блоке и головках цилиндров масло подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, распределительного вала, форсункам охлаждения поршней 14, втулкам коромысел и верхним наконечникам штанг толкателей, подшипникам топливного насоса и турбокомпрессора. К сферическим опорам штанг и толкателей масло подается пульсирующей струей. Масло, снимаемое со стенок цилиндра маслосъемным кольцом, отводится в поршень и смазывает опоры поршневого пальца в бобышках и подшипник верхней головки шатуна.
Остальные детали и узлы двигателя смазываются разбрызгиванием и масляным туманом. Излишнее масло по каналам и трубкам стекает в картер двигателя.
Максимальное давление масла в главной магистрали в прогретом двигателе равно 0,4-0,45 МПа (4,0-4,5 кгс/см2). При работе с холодным вязким маслом при давлении 0,8-0,95 МПа (8,0-9,5 кгс/см2) срабатывает предохранительный клапан 3 смазочного насоса. От частично-поточного фильтроэлемента 2 масляного фильтра масло сливается в смазочную ёмкость 4 двигателя. При температуре масла ниже 95°С термоклапан 8 открыт и основной поток масла поступает в двигатель, минуя теплообменник. При температуре масла более 110°С термоклапан закрыт и весь поток масла проходит через теплообменник, где охлаждается охлаждающей жидкостью. Максимальная температура масла в смазочной системе 115 °С.
2.2 Устройство и работа смазочной системы двигателя ЯМЗ-238
Смазочная система двигателя ЯМЗ-238 состоит из двухсекционного смазочного насоса (рис. 10) 3 и 4, фильтра 12 грубой (предварительной) очистки масла, фильтра 5 тонкой очистки масла (центробежного), масляного радиатора 8, манометра 11 с датчиком. В системе установлены перепускной 6, редукционный 7, предохранительный 9 и дифференциальный 10 клапаны.
Давление масла в системе контролируется с помощью манометра 11, на режиме номинальной мощности оно должно находиться в пределах 4-7 кгс/см2, а при минимальной частоте вращения коленчатого вала – не менее 1 кгс/см2. Масло заливается в смазочную ёмкость 1 блока цилиндров через горловину на крышке головки цилиндров; его уровень контролируется измерительным щупом, установленным с левой стороны двигателя.
Он установлен на крышке переднего коренного подшипника коленчатого вала. Привод насоса осуществляется от шестерни коленчатого вала.
Рис. 10. Схема смазочной системы двигателя ЯМЗ-238 (СЛАЙД № 17)
1 – смазочная ёмкость; 2 – маслоприемник; 3 – нагнетающая секция смазочного насоса; 4 – радиаторная секция смазочного насоса; 5 – фильтр тонкой очистки масла (центробежный); 6 – перепускной клапан; 7 – редукционный клапан нагнетающей секции смазочного насоса; 8 – масляный радиатор; 9 – предохранительный клапан радиаторной секции смазочного насоса; 10 – дифференциальный клапан; 11 – манометр; 12 – фильтр грубой очистки масла; 13 – главная масляная магистраль
Насос состоит из двух секций – основной (нагнетающей) и радиаторной (рис. 11). В корпусе основной секции насоса имеется редукционный клапан 2. Он предназначен для поддержания определенного давления масла, поступающего в двигатель. Если давление масла на выходе из насоса превышает 7-8 кгс/см2, клапан открывается и часть масла перепускается из полости нагнетания в смазочную ёмкость. Давление открытия клапана регулируется шайбами, которые устанавливаются между колпачком клапана и пружиной.
В корпусе радиаторной секции насоса имеется предохранительный клапан 10, предназначенный для отключения масляного радиатора при пуске двигателя в холодное время (при загустевшем масле) или в случае засорения радиатора. Этим предотвращается повреждение радиатора. Клапан открывается при давлении на выходе из этой секции 0,8-1,2 кгс/см2, масло при этом стекает в смазочную ёмкость двигателя. При эксплуатации регулировка этого клапана не предусмотрена.
В смазочной системе рядом со смазочным насосом установлен дифференциальный клапан 10 (рис. 10), предназначенный для стабилизации давления в магистрали и разгрузки ее в случае повышения давления в ней более 5,2-5,4 кгс/см2. При открытии клапана часть масла сливается в смазочную ёмкость двигателя. В смазочной системе двигателя установлены два фильтра: грубой и тонкой очистки.
Фильтр грубой очисткимасла односекционный, включен в смазочную систему последовательно, через него проходит все масло, поступающее в двигатель. Фильтр установлен в передней части двигателя с правой стороны.
Рис. 11. Смазочный насос (СЛАЙД № 18)
1 – корпус нагнетающей секции; 2 – редукционный клапан; 3 – ведомая шестерня привода; 4 – подшипник (втулка); 5 – промежуточная шестерня привода; 6 – ведущая шестерня нагнетающей секции; 7 – ведущий валик; 8 – ведущая шестерня радиаторной секции; 9 – корпус радиаторной секции; 10 – предохранительный клапан радиаторной секции; 11 – приставка
Фильтр тонкой очистки масла (центробежный) включен в смазочную систему параллельно, через него проходит около 10 % масла. В течение 4-5 мин работы двигателя все масло в системе проходит через фильтр тонкой очистки и очищается от механических примесей. Фильтр установлен на левой стороне двигателя. Исправность фильтра оценивается по характерному звуку высокого тона, который слышен в течение 2-3 мин после остановки двигателя.
Радиатор трубчатого типа, предназначен для принудительного охлаждения масла. Масляный радиатор установлен перед радиатором системы охлаждения. Масло в нем охлаждается воздушным потоком, создаваемым вентилятором системы охлаждения. Включать радиатор в работу рекомендуется при температуре окружающего воздуха 15°С и выше. Радиатор обязательно включается также при работе автомобиля в тяжелых дорожных условиях, с большой нагрузкой и малыми скоростями движения. Радиаторная секция насоса нагнетает масло в радиатор, в котором оно охлаждается и сливается в поддон двигателя. Через радиатор проходит до 20 % общего количества масла, подаваемого насосом. Включается и выключается радиатор краном, установленным с левой стороны блока цилиндров двигателя.
Работа системы смазкипоказана на рис. 12.
Рис. 12. Работа системы смазки двигателя ЯМЗ-238 (СЛАЙД № 20)
Вентиляция картера двигателя предназначена для удаления проникающих в картер газов и паров топлива. Вентиляция картера у двигателей ЯМЗ-238 осуществляется через сапун, который расположен в задней стенке левого ряда цилиндров. Через сапун внутренняя полость картера сообщается также с атмосферой, благодаря чему предотвращается повышение давления газов внутри картера.
Выводы по вопросу.
Учебный вопрос №3