Схема смазочной системы двигателя
В изучаемых двигателях применяется комбинированная смазочная система. К наиболее нагруженным деталям масло подается под давлением, а к остальным - разбрызгиванием и самотеком.
Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, клапанный механизм, втулки распределительного вала и распределительных шестерен.
В смазочную систему двигателя входят поддон картера, масляный насос, масляный фильтр , масляный радиатор, масляные каналы и трубопроводы, манометр, маслозаливная горловина.Уровень масла контролируется масломерным стержнем 4 при неработающем двигателе.
Путь циркуляции масла под давлением в смазочной системе у большинства автотракторных двигателей одинаков. На рисунке приведена принципиальная схема работы смазочной системы двигателя. При работе двигателя масло из поддона картера засасывается шестеренчатым насосом и подается под давлением к фильтру. Очищенное масло охлаждается в масляном радиаторе и поступает в главный масляный канал - магистраль 13. Из этого канала масло проходит по каналам в блоке к коренным подшипникам коленчатого вала и к шейкам распределительного вала
По наклонным каналам коленчатого вала масло попадает в полость 14 шатунных шеек, где дополнительно очищается и, выходя на поверхность шеек, смазывает шатунные подшипники. От первого коренного подшипника масло поступает к пальцу промежуточной шестерни 5 и втулке шестерни топливного насоса.
По каналу в одной из шеек распределительного вала масло пульсирующим потоком подается в вертикальный канал блока и по каналам в головке и наружной трубке - в пустотелую ось 12 коромысел. Через отверстия в валике коромысел масло поступает к втулкам коромысел и, стекая по штангам, смазывает толкатели и кулачки распределительного вала.
Стенки цилиндров и поршней, поршневые пальцы, распределительные шестерни смазываются разбрызгиванием. Масло, вытекающее из подшипников коленчатого вала и стекающее с клапанного механизма, разбрызгивается быстровращающимся коленчатым валом на мелкие капли, образуя масляный туман. Капельки масла, оседая на поверхности цилиндров, поршней, кулачков распределительного вала, смазывают их и стекают в поддон картера, откуда масло вновь начинает свой путь. Поршневой палец смазывается капельками масла, которые забрызгиваются в отверстие верхней головки шатуна. В двигателях, имеющих канал в стержне шатуна, поршневой палец смазывается под давлением.
Работу смазочной системы контролируют по манометру 11, показывающему давление в главной магистрали. На некоторых двигателях, кроме того, устанавливают термометр, измеряющий температуру масла в смазочной системе и датчики аварийного падения давления масла.
Вопрос 9
Клапаны системы смазки двигателя регулируют ее нормальную работу при различных условиях.
Редукционный клапан, установленный на корпусе нагнетающей нагрузкой масляного насоса и отрегулированный на давление кГ/см2, предназначен для снижения давления в корпусе насоса при пуске двигателя, когда непрогретое масло имеет большую вязкость. Это позволяет ограничить нагрузки на детали насоса и его привода в период пуска.
В корпусе фильтра грубой очистки установлен предохранительный клапан, отрегулированный на начало открытия при перепаде давлений до и после фильтра 2-2,5 кГ/см2. При сильном засорении секций фильтрующего элемента или при пуске двигателя на холодном масле сопротивление фильтра значительно увеличивается, и он не может пропустить достаточное для смазки подшипников двигателя количество масла. Перепад давления в полостях неочищенного и очищенного масел возрастает, и когда он превышает 2-2,5 кГ/см 2, масло, преодолевая усилие пружин, открывает клапан и поступает в центральный масляный канал, минуя фильтр. Это предохраняет подшипники двигателя от перегрева из-за недостатка смазки и, как следствие, от повышенных износов и возможного выхода из строя. Однако следует учитывать, что в этом случае в двигатель подается неочищенное масло. Наличие в масле крупных механических частиц неблагоприятно сказывается на работе подшипников, вызывая задиры и глубокие риски на вкладышах.
Своевременная промывка секций фильтрующего элемента грубой очистки исключает длительную подачу в двигатель нефильтрованного масла и тем самым предохраняет его от преждевременного выхода из строя.
В картере двигателя на нижней привалочной плоскости блока установлен сливной клапан системы смазки. Его назначение - поддерживать постоянное давление в системе смазки, сливая избыток масла, подаваемого масляным насосом в начальный период эксплуатации двигателя. По мере увеличения зазоров в подшипниках в процессе износа деталей увеличивается количество масла, проходящего через подшипники. Когда расход через зазоры при данном давлении становится равным полной производительности насоса сливной клапан, отрегулированный на давление 4,7-5,0 кГ/см 2, закрывается. С этого момента дальнейший износ подшипников приводит к снижению давления в системе смазки. Таким образом, снижение давления в системе смазки ниже допустимого при отсутствии дополнительных, случайных утечек масла указывает на чрезмерный износ подшипников двигателя и прежде всего подшипников коленчатого вала.
Четвертый клапан, установлен на корпусе радиаторной секции и регламентирует давление в магистрали, подающей масло для охлаждения в масляный радиатор. Из масляного радиатора охлажденное масло сливается в поддон.
Вопрос 10
Масляный насос предназначен для создания давления в системе смазки, и тем самым обеспечить смазку движущихся частей двигателя внутреннего сгорания. В системе смазки с сухим картером масляный насос дополнительно выполняет функцию перекачки масла из картера двигателя в масляный бак.
Масляный насос приводится в действие от коленчатого вала или распределительного вала с помощью приводного вала.
По характеру управления масляные насосы разделяются на нерегулируемые и регулируемые. Нерегулируемые насосы поддерживают постоянное давление в системе смазки с помощью редукционного клапана. В регулируемых насосах постоянное давление поддерживается путем изменения производительности насоса.
В зависимости от конструкции различают масляные насосы:
1) шестеренного типа;
2) роторного типа.
Масляный насос шестеренного типа представляет собой две шестерни – ведущую и ведомую, размещенные в корпусе. Масло в насос поступает через всасывающий канал, захватывается шестернями и нагнетается в систему через нагнетательный канал. Производительность шестеренного насоса пропорциональна частоте вращения коленчатого вала. При превышении давления нагнетаемого масла определенной величины срабатывает редукционный клапан и перепускает часть масла во всасывающую полость или непосредственно в картер двигателя.
Масляный насос роторного типа объединяет два ротора – внутренний (ведущий) и внешний (ведомый), которые помещены в корпус. Масло всасывается в насос, захватывается лопастями роторов и нагнетается в систему. Также как в шестерном насосе, при необходимости срабатывает редукционный клапан.
Масляные фильтры предназначены для очистки масла, циркулирующего в системе смазки. В систему смазки они могут включаться последовательно и параллельно. При последовательном включении фильтра через его фильтрующий элемент проходит все масло, подаваемое масляным насосом. Такие фильтры называют полнопоточными. При параллельном включении фильтра через его фильтрующий элемент проходит только 10-15% масла, подаваемого масляным насосом. Такие фильтры называют неполнопоточными.
Масляный радиатор. Необходимую температуру масла (80—110 °С) поддерживают с помощью двух систем — охлаждения и смазочной, работа которых тесно связана между собой.
Масляные радиаторы по конструкции аналогичны трубчато-пластинчатым радиаторам системы охлаждения или выполнены из орсб-ренных трубок. Через радиатор масло прокачивается либо самостоятельным масляным насосом (секцией), либо отбирается из главной магистрали, питаемой основным насосом через жиклер. Секцию насоса, подающего масло в радиатор, снабжают перепускным клапаном, отрегулированным на избыточное давление (0,12 МПа). Если радиатор питается от общего насоса, то в смазочную систему вводят предохранительный клапан, который отключает радиатор при понижении давления в системе до 0,1 МПа.
Вопрос 11
Полости в шатунных шейках коленвала предназначены для подачи масла от 1, 2, 4, и 5-й коренных шеек. Технологические выходы сверлений заглушены завернутыми в них пробками.
Вопрос 12
Система вентиляции картера предназначена для уменьшения выброса вредных веществ из картера двигателя в атмосферу. При работе двигателя из камер сгорания в картер могут просачиваться отработавшие газы. В картере также находятся пары масла, бензина и воды. Все вместе они называются картерными газами. Скопление картерных газов ухудшает свойства и состав моторного масла, разрушает металлические части двигателя.
На современных двигателях применяется принудительная система вентиляции картера закрытого типа. Система вентиляции картера у разных производителей и на разных двигателях может иметь различную конструкцию. Вместе с тем можно выделить следующие общие конструктивные элементы данной системы:
1)маслоотделитель;
2)клапан вентиляции картера;
Маслоотделитель предотвращает попадание паров масла в камеру сгорания двигателя, тем самым уменьшает образование сажи. Различают лабиринтный и циклический способы отделения масла от газов. Современные двигатели оборудованы маслоотделителем комбинированного действия.
В лабиринтном маслоотделителе замедляется движение картерных газов, за счет чего крупные капли масла оседают на стенках и стекают в картер двигателя.
Центробежный маслоотделитель производит дальнейшее отделение масла от картерных газов. Картерные газы, проходя через маслоотделитель, приходят во вращательное движение. Частицы масла под действием центробежной силы оседают на стенках маслоотделителя и стекают в картер двигателя.
Для предотвращения турбулентности картерных газов после центробежного маслоотделителя применяется выходной успокоитель лабиринтного типа. В нем происходит окончательное отделение масла от газов.
Клапан вентиляции картера служит для регулирования давления поступающих во впускной коллектор картерных газов. При незначительном разряжении клапан открыт. При значительном разряжении во впускном канале клапан закрывается.
Работа системы вентиляции картера основана на использовании разряжения, возникающего во впускном коллекторе двигателя. Посредством разряжения газы выводятся из картера. В маслоотделителе картерные газы очищаются от масла. После чего, газы по патрубкам направляются во впускной коллектор, где смешиваются с воздухом и сжигаются в камерах сгорания.