Реферат: Система смазки двигателя автомобиля
В смазочной системе с открытой вентиляцией картера двигателя картерные газы, состоящие из горючей смеси и продуктов сгорания, удаляются в окружающую среду. При закрытой вентиляцией картера двигателя картерные газы принудительно удаляются в цилиндры двигателя на догорание, что предотвращает попадание газов в салон кузова автомобиля и уменьшает выброс ядовитых веществ в окружающую среду.
Основными частями такой смазочной системы являются: поддон картера, масляный насос с редукционным клапаном и маслоприемником, два масленых фильтра ( фильтр центробежной грубой очистки масла и полнопоточный масленый фильтр тонкой очистки), главная масляная магистраль, масляные каналы в головке и блоке цилиндров и в коленчатом вале, масленый радиатор, маслопроводы и каналы, масло измерительный стержень ( щуп ) и масляный радиатор с краном, вентиляция картера двигателя, предохранительным клапаном и соединительными шлангами. Давление масла в смазочной системе контролируется датчиком указателя давления масла и датчиком сигнализатора ( лампы ) аварийного давления и заливная горловина.
Поддон картера является резервуаром для масла. Он закрывает двигатель снизу, и в нем масло охлаждается. Поддон картера - стальной, штампованный. Внутри поддона имеется специальная перегородка, уменьшающая колебания масла при движении автомобиля. Поддон крепится к нижнему торцу блока цилиндров ( к картеру ) через уплотнительную прокладку, изготовленную из пробкорезиновой смеси. Он имеет резьбовое отверстие с пробкой, предназначенное для слива масла.
Масляный насос подает масло под давлением к трущимся частям двигателя применяют односекционные или двухсекционные насосы шестеренного типа с редукционным клапаном, отрегулированным на давление 0,45 МПа и подлежащим регулированию в процессе эксплуатации. Односекционный насос состоит из следующих деталей: корпуса с крышкой; вала, установленного в корпусе; шестерни привода насоса, закрепленной на наружном конце вала; нагнетательных шестерен – ведущей, которая крепится на внутреннем конце вала, и ведомой, свободно вращающейся на оси в корпусе.
К корпусу присоединяется маслоприемник с сетчатым фильтром. Нагнетательные шестерни находятся в нижней камере корпуса и плотно подогнаны к его стенкам; снизу камера закрыта крышкой. Корпус отливают из чугуна или алюминиевого сплава. Нагнетательные шестерни изготовляют из стали. Ведомую шестерню часто делают металлокерамической. Насос приводится в действие от распределительного вала двигателя с помощью шестерен.
При вращении вала насоса нагнетательные шестерни в корпусе вращаются в противоположных направлениях. Масло, поступающее из картера двигателя во впускную полость насоса, попадает во впадины между зубьями и при вращении шестерен переноситься в нагнетательную помощь. При входе зубьев в зацепление масло выдавливается из впадин, скапливается в нагнетательной полости, и в ней создается давление, под действием которого масло поступает к трущимся деталям.
В двухсекционном насосе в общем корпусе установлены две пары нагнетательных шестерен, разделенных одна от другой пластиной и приводимых в движение от общего вала. Каждая секция насоса нагнетает масло к определенным узлам смазочной системы.
Насос может быть закреплен внутри картера двигателя или на нем. В последнем случае насос засасывает масло из поддона через маслоприемник, который состоит из стального штампованного корпуса ( колпака ) и закрепленного в нем сетчатого фильтра с каркасом. Этот фильтр предохраняет шестерни насоса от попадания в пространство между ними крупных механических частиц.
Маслоприемник крепится на определенном расстоянии от нормального уровня масла непосредственно на непосредственно на корпусе насоса или отдельно в картере и сообщается с насосом трубкой. Между корпусом и верхним краем фильтра маслоприемника обычно имеется узкая щель, обеспечивающая поступление масла к насосу при загрязнении сетки фильтра. Масленый насос установлен внутри поддона картера и прикреплен двумя болтами к блоку цилиндров.
Редукционный клапан давление масла в маслопроводах смазочной системы может повыситься при очень большой частоте вращения коленчатого вала или при чрезмерно густом масле, например в холодном двигателе. Редукционный клапан, расположенный в масляном насосе, служит для ограничения давления масла.
Представляет собой поршень или шарик, установленный в канале корпуса и нагруженный пружиной. В канал снаружи ввернута пробка. При нормальном давлении масла шарик редукционного клапана закрывает канал, сообщающий нагнетательную полость насоса с впускной полостью или со сливным отверстием картера.
При давлении масла выше нормального клапан под действием этого давления открывается, во впускную или непосредственно в картер через сливное отверстие. Таким образом ограничивается предельное давление масла в магистрали.
Давление смазочной системе можно регулировать, изменяя затяжку пружины ввертыванием пробки или подкладывая под нее регулировочные прокладки. Эту регулировку производят при сборке двигателей на заводе или в ремонтной мастерской. Редукционный клапан в некоторых двигателях устанавливается в корпусе наружного фильтра или в другом месте масляной магистрали.
Масляные фильтры служат для очистки масло от механических примесей, в результате чего увеличивается продолжительность его использования. При работе масло загрязняется частицами металла, нагара и пыли, проникающей в картер. Эти механические примеси, попадая вместе с маслом к трущимся деталям, увеличивают их износ и поэтому должны быть удалены из масла.
От крупных частиц масло очищается сетчатым фильтром в маслоприемнике насоса, что предохраняет последний от повышенного износа или полом. Кроме того, для более тщательной очистки масла применяют специальные фильтры, которые установливаются на двигателе. В смазочных системах используют масляные фильтры грубой и тонкой очистки.
Полнопоточный фильтр тонкой очистки масла расположен на правой стороне блока цилиндров. Которые делят на фильтры со сменным фильтрующим элементом и не сменным фильтрующим элементом. Фильтр автомобиля КАМАЗ. В его корпусе установлен перепускной клапан с сигнализатором засоренности фильтрующих элементов, сигнальная лампа которого находится на щитке приборов в кабине. В случае постоянного свечения сигнальной лампы, когда двигатель прогрет, фильтрующие элементы фильтра необходимо немедленно заменить. Кроме того, в корпусе фильтра установлен датчик системы сигнализации о недопустимом ( менее 69 кПа или 0,7 кгс/см ) понижении давления масла в главной магистрали. Клапан перепускает неочищенное масло в главную магистраль при низкой температуре последнего или значительном засорении фильтрующих элементов при перепадах давления на элементах 245…295 кПа ( 22,5…3,0 кгс/см ). На двигателях легковых автомобилей семейства ВАЗ, Москвич, ГАЗ и др. только один полнопоточные фильтрты тонкой очистки масла со сменными фильтрующими элементами, изготовленными из бумажной ленты, картона или других материалов. Фильтрация масла осуществляется при просачивании его под давлением через эти элементы. На автомобиле семейства ВАЗ применяется полнопоточный масляный фильтр тонкой очистки ( пропускает все нагнетаемое масло ), неразборный, с перепускным и противодренажным клапанами. В корпусе фильтра находится бумажный фильтрующий элемент со специальной вставкой из вискозного волокна. Нагнетаемое насосом масло поступает через отверстия в днище наружную полость фильтра, проходит через поры фильтрующего элемента, очищается в нем и выходит в масляную магистраль блока цилиндров из центральной части фильтра через отверстие. Вставка фильтрующего элемента очищает масло при пуске холодного двигателя, когда оно не может пройти через поры бумажного фильтрующего элемента. При сильном загрязнении фильтр, а также при повышенной вязкости масла ( при низких температурах ) открывается перепускной клапан масляного фильтра, имеющий пружину, и неочищенное масло из фильтра поступает в масляную магистраль. Противодренажный клапан, выполненный в виде манжеты из специальной маслостойкой резины, пропуская масло в фильтр, предотвращает вытекание его из смазочной системы в поддон картера при неработающем двигателе. Это позволяет ускорить подачу масла к трущимся поверхностям деталей двигателя после его пуска. Масляный фильтр крепится к блоку цилиндров на специальном резьбовом штуцере, для чего в днище фильтра имеется резьбовое отверстие. Резиновое кольцо, надетое на крышку, обеспечивает герметичность установки фильтра на блоке цилиндров двигателя. Для эффективной очистки масла фильтр заменяют при смене масла в двигателе. Очистка масла в фильтре тонкой очистки масла с бумажным фильтрующим элементом, установленном на двигателях автомобиле Москвич-2140, происходит следующим образом. От насоса масло по подводящему каналу в крышке подается в корпус фильтра, проходит через фильтрующий элемент, затем уже очищенное масло через отверстие в выпускной трубке по отводящему каналу в крышке корпуса поступает в главную магистраль. Фильтрующий элемент в сборе центрируется болтом и прижимается к крышке пружиной. С торцов он уплотняется двумя опорными шайбами с установленными на них резиновыми кольцами. Перепускной шариковый клапан открывается при засорении фильтрующего элемента и перепускает неочищенное масло в смазочную магистраль, минуя фильтрующий элемент. Корпус фильтра крепится к крышке через прокладку. Для выпуска отстоя из фильтра на дне его корпуса имеется отверстие с резьбовой пробкой. Для эффективной очистки масла заменяют фильтрующий элемент при смене масла в двигателе. На дизелях автомобилей КАМАЗ-5320, Урал-4310 и др. в смазочной системе устанавливается также полнопоточный фильтр тонкой очистки с двумя сменными фильтрующими элементами, состоящими из древесной муки, пропитанной связующим веществом, или пакета специальной бумаги.
Фильтр центробежной грубой очистки масла. На автомобилях широко применяют также фильтр центробежной очистки масла или центрифуги. На некоторых дизелях этих фильтра два ставятся одновременно. Неочищенное масло от масляного насоса под давлением не менее 0,7 МПа поступает в кольцевую полость А оси ротора, оттуда через полость Б в насадке вытекает двумя противоположными тангенциально направленными струями и через отверстия в нижней части корпуса ротора поступает в полость В, ограниченную стаканом ротора, где оно вращается вместе с ротором. В центрифуге очистка масла производится за счет центробежных сил, возникающих при вращении масла, которое отбрасывают механические примеси к стенкам вращающегося ротора.
В корпусе фильтра с крышкой неподвижно закреплена ось с внутренним каналом и выходными отверстиями. На оси на радиально-упорном подшипнике и двух втулках установлен ротор с колпаком, фильтрующей сеткой и жиклерами, выходные отверстия которых направлены в противоположные стороны.
При работе двигателя масло поступает внутрь оси, проходит через выходные отверстия и направляется во внутреннюю полость ротора. Затем проходит через фильтрующую сетку, идет вниз и впрыскивается под давлением из жиклеров в корпус фильтра. Под воздействием струй масла, направленных в противоположные стороны, создается реактивный момент, который вращает ротор, заполненный маслом. При этом под действием центробежных сил механические примеси, находящиеся в масле, оседают плотным слоем на стенках колпака ротора.
Очищенное масло с большой скоростью поступает через тангенциальные отверстия в верхней части корпуса ротора в полость Г. При этом возникает реактивная сила, которая вращает ротор. Далее по сверлениям в оси ротора и трубке масло направляется в канал корпуса фильтра, а затем по трубке идет в масляный радиатор для охлаждения. Частота вращения ротора фильтра достигает 5000…7000 мин , что обеспечивает качественную очистку масла.
Масляный радиатор. При нормальном тепловом режиме работы двигателя температура масла должна быть в пределах 65-85 С. На грузовых автомобилях при повышенной температуре окружающего воздуха, а также при длительной работе двигателя на больших нагрузках необходимая интенсивность охлаждения масла достигается обдувом поддона картера воздухом и подачей масла в масляный радиатор. На большинстве легковых автомобилей охлаждение масла происходит в результате естественной теплоотдачи поверхности поддона картера, обдуваемого встречным потоком воздуха.В жаркое время года и при эксплуатации автомобиля в тяжелых дорожных условиях температура масла настолько повышается, что оно становится очень жидких и давление в системе смазки падает.
Для охлаждения масла и предотвращения его разжижения в систему смазки двигателей включен масляный радиатор, который состоит из двух бачков и горизонтальных трубок, расположенных между ними. Он установлен перед радиатором системы охлаждения двигателя. Для увеличения поверхности охлаждения и повышения жесткости радиатора трубки скреплены металлическими ребрами. Масляный радиатор оказывает сравнительно небольшое сопротивление прохождению масла, в результате чего давление в системе может снизиться и подача масла к трущимся поверхностям уменьшиться. Для предотвращения этого явления масляный радиатор двигателя включается кранам, масла, предохранительный клапан открывает проход масла в радиатор при давлении 0,07…0,09 МПа. Масло из радиатора сливается по шлангу в поддон картера. На грузовых автомобилях устанавливаются масляные радиаторы водяного ( маслотеплообменники) или воздушного охлаждения. На двигателе ЗИЛ-130 трубчатый масляный радиатор воздушного охлаждения расположен впереди радиатора системы охлаждения и постоянно включен в смазочную систему посредством маслопроводов, по которым масло поступает соответственно в радиатор и отводится из него. Отключают радиатор только во время пуска холодного двигателя при температуре воздуха ниже 0 С. Для этого служит кран. В дизелях автомобилей семейства КАМАЗ масляный радиатор трубчато-пластинчатого типа воздушного охлаждения установлен на радиаторе системы охлаждения. Его отключение происходит при помощи центрифуги, при температуре окружающего воздуха ниже 0 С. В двигателе ЗИЛ-375Я7 (автобуса ЛИАЗ-677М) установлен маслотеплообменник, обеспечивающий поддержание постоянной температуры масла за счет теплообмена с охлаждающей жидкости, а холодное нагревается. К теплообменнику жидкость подается из нижнего бачка радиатора системы охлаждения и, пройдя теплообменник, поступает к жидкостному насосу, а от него снова возвращается в радиатор.
Маслопроводы выполнены в виде латунных или прорезиненных трубок, высверленных в блоке цилиндров, коленчатом валу, шатунах, осях коромысла, в коромыслах, корпусах фильтров и др.
Маслоналивные патрубки расположены сверху или сбоку двигателя и соединены с поддоном картера непосредственно через маслоналивную трубку. Маслоналивные патрубки имеют воздушные фильтры. Контроль за уровнем масла в двигателе осуществляют масломерной линейкой (щуп), имеющей отметки «минимум» и «максимум». Необходимо следить, чтобы уровень масла был между отметки «минимум»и «максимум».
Вентиляция картера. Для очистки картера двигателя от картерных газов, образующихся вследствие прорыва продуктов сгорания колец и их смешивания с вентиляция картере, необходима вентиляция картера. Удаление картерных газов позволяет поддерживать в поддоне картера атмосферное давление, что предотвращает старение масла, утечку его через уплотнения, а также исключает возможность попадания картерных газов легкового автомобиля.
Вентиляция картера может быть открытой – естественной и закрытой – принудительной. При открытой вентиляции картерные газы отводятся в атмосферу, а при закрытой – во впускной трубопровод. Открытые системы вентиляции картера применяются на автомобилях КАМАЗ-5320, МАЗ-5335, ГАЗ-53-12, ГАЗ-24-10 «Волга» и др.
На дизелях ЯМЗ и КАМАЗ открытая вентиляция картера осуществляется через сапун. В дизелях КАМАЗ-740 сапун лабиринтного типа. Он установлен в гнезде картера маховика со стороны полости правого ряда блока цилиндров. Основными частями сапуна являются верхний, стаканы, а также газоотводящая трубка.
Выход отработавших газов и паров топлива из картера двигателя в атмосферу происходит в результате разрежения, возникающего у газоотводящей трубки при движении автомобиля. Сапун лабиринтного типа препятствует уносу масла через газоотводящую трубку, так как, проходя через каналы лабиринта, он резко меняет направление своего движения , в результате чего частицы масла отделяются и стекают в поддон.
У карбюраторных двигателей ЗМЗ устройство открытой вентиляции картера аналогично описанной выше, за исключением некоторых особенностей в отделении частиц масла от потока газов.