Общее устройство двигателя 18 Классификация, основные параметры, механизмы и системы двигателя 18



страница4/11
Дата31.07.2016
Размер2.3 Mb.
ТипГлава
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
ГЛАВА 4

СМАЗОЧНАЯ СИСТЕМА

4.1. Устройство и работа смазочных систем
Условия смазывания деталей. Смазочная система предназначена для уменьшения износа трущихся поверхностей и механических потерь на трение за счет равномерной и достаточной подачи масла. Кроме этого, масло отводит от смазываемых поверхностей теплоту и предохраняет их от коррозии. При работе механизмов сила трения зависит от качества обработки деталей и условий их смазывания.

Работа сопряженных деталей при недостаточном смазывании сопровождается большими потерями на трение, повышенным изнашиванием и выделением значительного количества теплоты, вследствие чего резко снижается механический КПД двигателя. Нельзя допускать избыточного смазывания. При избыточном смазывании масло попадает в камеру сгорания. Вследствие этого увеличивается нагарообразование на днищах поршней, электродах свечей и клапанах, что приводит к перебоям в работе двигателя, а также к повышенному расходу масла.

Таким образом, для обеспечения заданного срока службы двигателя при минимальных потерях на трение в его узлах и механизмах необходимы наивыгоднейшие условия смазывания всех взаимодействующих поверхностей подвижных соединений.

В зависимости от условий работы смазочный материал к узлам и механизмам двигателя может подводиться несколькими способами, конструктивно объединенными в единую смазочную систему. В современных двигателях из-за наличия различных способов подачи масла к трущимся поверхностям сопряженных деталей смазочная система называется комбинированной и в ней применяются следующие способы смазывания: под давлением, капельное (разбрызгиваемым маслом) и масляным туманом.

Под давлением, создаваемым смазочным насосом, масло подводится к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, подшипникам опорных шеек распределительного вала, осям коромысел и верхним наконечникам штанг. В отдельных конструкциях под давлением смазываются втулки верхней головки шатуна и поршневые пальцы, а также обеспечивается периодическая подача масла на более нагруженную часть стенки цилиндра через отверстие в нижней головке шатуна.

Разбрызгиванием масла и масляным туманом смазываются кулачки распределительного вала, нижние наконечники штанг, направляющие втулки клапанов, механизмы вращения выпускных клапанов, зубчатые колеса газораспределения и другие детали.



Смазочная система дизеля КамАЗ-740. Она является типичным примером комбинированной смазочной системы. Заправка дизеля маслом происходит через заливной патрубок, установленный на картере маховика справа. Для периодического контроля за уровнем масла в поддоне 6 картера (рис. 4.1) служит указатель 21. Особенностью смазочной системы дизеля является то, что в ней имеется два фильтра тонкой очистки: полнопоточный 13 со сменным фильтрующим элементом и неполнопоточный — центрифуга 19, включенные между собой параллельно.

Двухсекционный смазочный насос, состоящий из нагнетательной 11 и радиаторной 10 секций, приводится в действие от коленчатого вала. Секцией 11 смазочного насоса по каналу в правой стенке блока цилиндров масло подается в полнопоточный фильтр 13 со сменным фильтрующим элементом тонкой очистки, откуда оно направляется в главную магистраль 14.

Из главной магистрали по каналам в блоке цилиндров масло поступает к коренным подшипникам коленчатого вала и по отверстиям в его щеках поступает к шатунным подшипникам. Одновременно масло по вертикальным каналам в блоке поступает к опорным шейкам распределительного вала и по наклонным каналам к втулкам коромысел, а от них направляется к регулировочным винтам и верхним наконечникам штанг.

Стекая по внутренним отверстиям штанг, масло смазывает толкатели и кулачки распределительного вала двигателя.

Масло поступает разбрызгиванием на стенки цилиндров дизеля, где оно снимается маслосъемным кольцом, отводится внутрь поршня и смазывает поршневой палец. Из наклонных каналов блока масло поступает для смазывания подшипников компрессора 1 и топливного насоса 2 высокого давления. Кроме того, от нагнетательной секции насоса через кран 3 и регулятор-выключатель 4 масло подается в гидромуфту 5 привода вентилятора.

Радиаторная секция 10 масляного насоса по маслопроводу подает масло к центрифуге 19, из которой оно постоянно сливается в поддон картера через сливной клапан 16 или проходит в радиатор 8, если кран 18 маслопровода открыт. Перепускной клапан 17 центрифуги ограничивает давление масла, проходящего через центрифугу, до 0,65 МПа, а клапан 12 в корпусе смазочного насоса, ограничивает давление в главной смазочной магистрали и открывается при давлений 0,40 „. 0,45 МПа.

Давление масла ё смазочной системе определяется по манометру 20. При засорении полнопоточного фильтра 13 или повышении вязкости масла Открывается перепускной клапан 15 и неочищенное масло поступает в главную смазочную магистраль 14. При этом на щитке приборов загорается сигнальная лампочка.


Рис. 4.1. Смазочная система дизеля КамАЗ-740:

1 - компрессор; 2 - топливный насос; 3 - кран; 4 - регулятор-выключатель гидромуфты; 5 — гидромуфта вентилятора; 6 — поддон; 7,9 — предохранительные клапаны; 8 — радиатор; 10 - радиаторная секция масляного насоса; 11 — нагнетательная секция; 12 — клапан ограничения давления; 13 — полнопоточный фильтр; 14 — главная смазочная магистраль; 15 — перепускной клапан главной магистрали; 16 - клапан сливной; 17 - перепускной клапан центрифуги; 18 - кран маслопровода; 19 - центрифуга; 20 - манометр; 21 — указатель уровня масла; 22 — сапун
Смазочная система дизеля Д-245.12 (автомобиль ЗИЛ-5301 «Бычок»). Смазочная система дизеля комбинированная. Под давлением смазываются подшипники коленчатого и распределительного валов, втулки промежуточной шестерни и шестерни привода топливного насоса, шатунный подшипник коленчатого вала компрессора, а также механизм привода клапанов и подшипник вала турбокомпрессора.

Смазочный насос подает масло через патрубок по каналам блока i цилиндров в полнопоточный центробежный фильтр, в котором ! оно очищается от посторонних примесей, продуктов сгорания и i износа. Из центробежного фильтра очищенное масло поступает в | радиатор для охлаждения и по трубопроводу к подшипнику вала , турбокомпрессора. Из масляного радиатора масло поступает в главную магистраль.

В корпусе центробежного масляного фильтра имеются редукционный, предохранительный и сливной клапаны. При пуске дизеля непрогретое масло вследствие большого сопротивления масляного радиатора через редукционный (радиаторный) клапан поступает непосредственно в магистраль дизеля, минуя радиатор.

Предохранительный клапан (клапан центробежного фильтра) служит для поддержания давления масла перед ротором фильтра до 0,7 М Па. При повышении давления выше указанного значения часть неочищенного масла сливается через клапан в картер дизеля.

Сливной клапан служит для поддержания необходимого давления масла в главной магистрали дизеля и отрегулирован на давление 0,25...0,35 МПа. Избыточное масло сливается через клапан
в картер дизеля. Редукционный и предохранительный клапаны нерегулируются.

Смазочная система двигателя ЗИЛ-508. В смазочной системе этого двигателя масло из поддона картера 22 (рис. 4.2) через маслоприемник 20 засасывается верхней секцией насоса 1 и по смазочному каналу 2 подается к фильтру 4 центрифуги (центробежной очистки масла).

При вращении ротора центрифуги происходит очистка масла, которое затем поступает в маслораспределительную камеру 3, находящуюся в задней части блока цилиндров. Из этой камеры масло поступает в левый 11 и правый 18 магистральные каналы, расположенные в блоке по обе стороны толкателей, и смазывает их. От магистрального канала 11 масло подается к коренным подшипникам коленчатого вала, и по каналам в его щеках через грязеулавливающие полости 17 оно поступает к шатунным подшипникам.

К подшипнику задней шейки распределительного вала масло поступает по каналу из маслораспределительной камеры 3, а к четырем остальным — по вертикальным каналам 16 коренных подшипников коленчатого вала. В передней шейке распределительного вала имеется канал 8 (рис. 4.2, в), через который масло подается на упорный фланец 7 и затем стекает на зубчатые колеса газораспределения.

Рис. 4.2. Смазочная система двигателя ЗИЛ-508:



а — общая схема; б — подача масла к средней шейке распределительного вала; в — смазывание передней шейки и зубчатых колес привода распределительного вала; г — подача масла от оси коромысла к регулировочному винту и наконечнику штанги; д — смазывание стенок цилиндров; 1 — верхняя секция насоса; 2 — смазочный канал; 3 — маслораспределительная камера; 4 — центрифуга; 5 — ось коромысла; 6 — компрессор; 7 - упорный фланец; 8 — канал в передней шейке распределительного вала; 9 — каналы блока цилиндров; 10 — радиальное отверстие шатуна; 11, 18 — соответственно левый и правый магистральные каналы; 12, 13 — трубки соответственно подвода и отвода масла от компрессора; 14 — масляный радиатор; 15, 19 — маслопроводы; 16 — канал коренного подшипника; 17 — грязеулавливающая полость; 20 — маслоприемник; 21 — средняя шейка распределительного вала; 22 — поддон картера; 23 — кран
В средней шейке 21 распределительного вала (рис. 4.2, б) под углом 40° просверлены два отверстия. При совпадений этих отверстий с отверстиями в блоке цилиндров масло пульсирующей струей подается в каналы 9, продолжением которых являются кацалы, расположенные в каждой головке блока цилиндров. Из канала головки блока масло поступает внутрь полых осей 5 коромысел (рис. 4.2, г), и через отверстия в стенке оси оно подается к втулкам коромысла и далее, через отверстие в коротком плече коромысла, — к шаровому сочленению регулировочного винта и штанги.

Нижняя головка шатуна (рис. 4.2, д) имеет радиальное отверстие 10, при совпадении которого с каналом шатунной шейки масло выбрызгивается на зеркало цилиндра, откуда оно через отверстия в канавке маслосъемного кольца отводится внутрь поршня для смазывания поршневого пальца в бобышках поршня и втулке верхней головки шатуна. Кривошипно-шатунный механизм компрессора 6 смазывается разбрызгиванием масла, которое подводится к нему по трубке 12 от переднего конца магистрального канала 18 и отводится в поддон картера по трубке 13.



4.2. Приборы и механизмы смазочных систем. Вентиляция

Картера
Масляный радиатор. При нормальном тепловом режиме работы двигателя температура масла должна составлять 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. У большинства легковых автомобилей масло охлаждается в результате естественной теплоотдачи поверхности поддона картера, обдуваемого встречным потоком воздуха.

На грузовых автомобилях устанавливаются масляные радиаторы водяного или воздушного охлаждения (маслотеплообменники). На двигателе ЗИЛ-508 трубчатый масляный радиатор 14 {ал. рис. 4.2) воздушного охлаждения расположен впереди радиатора системы охлаждения и постоянно включен в смазочную систему с помощью маслопроводов 19 и 15, по которым масло соответственно поступает в радиатор и отводится из него. Отключают радиатор только во время пуска холодного двигателя при температуре воздуха ниже О "С. Для этого служит кран 23.

В дизелях автомобилей КамАЗ масляный радиатор 8 (см. рис. 4.1) трубчато-пластинчатого типа воздушного охлаждения установлен на радиаторе системы охлаждения. Его отключение происходит при помощи крана, установленного на корпусе центрифуги, при температуре окружающего воздуха ниже О °С.

На некоторых моделях двигателей автобусов ЛиАЗ установлен маслотеплообменник, обеспечивающий поддержание постоянной температуры масла за счет теплообмена с охлаждающей жидкостью. Перегретое масло отдает теплоту 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.



Смазочный насос. Для нагнетания масла в магистральные каналы и подачи его под давлением к трущимся деталям узлов и механизмов двигателя служит смазочный насос. В автомобильных двигателях применяют смазочные насосы с внешним и внутренним (ВАЗ-2108) зацеплением зубчатых колес. По числу секций они могут быть одно- и двухсекционными. Каждая пара зубчатых колес двухсекционного насоса размещается в корпусе 4(рис. 4.3, а) верхней и корпусе 9 нижней секций насоса, разделенных между собой промежуточной крышкой 1.

Ведущие шестерни 6 я 7 соответственно верхней и нижней секций насоса с помощью шпонок крепятся на валу 5 насоса, который приводится в действие от распределительного вала. В корпусе каждой секции на осях 3 и 8 свободно установлены ведомые зубчатые колеса 2 и 10, которые в паре с ведущими шестернями вращаются в своих корпусах с минимальными радиальными и торцовыми зазорами.

При работе насоса (рис. 4.3, б) масло из картера двигателя подается во всасывающие полости верхней и нижней секций, заполняет впадины между зубьями зубчатых колес и далее переносится вдоль стенок корпусов верхней 4 и нижней 9 секций насоса в полости нагнетания, из которых оно поступает к масляным фильтрам и радиатору (направление потока масла показано сплошными стрелками).

Необходимое давление масла, создаваемое верхней секцией насоса, на входе в главную смазочную магистраль поддерживается



Рис. 4.3. Двухсекционный смазочный насос:



а — продольный разрез; б — схема работы; в — общий вид; 1 — промежуточная крышка; 2, 10 — ведомые зубчатые колеса; 3, 8 — оси; 4, 9 — корпус соответственно верхней и нижней секций насоса; 5 — вал насоса; 6, 7 — ведущие шестерни соответственно верхней и нижней секций насоса; 11 — плунжер; 12 — пружина; 13 — пробка; 14 — шариковый клапан
редукционным клапаном, отрегулированным на определенное давление и состоящим из плунжера 11 и пружины 12, закрытых пробкой 13. При увеличении давления клапан открывается и масло из полости нагнетания поступает во всасывающую полость насоса (направление потока масла показано штриховыми стрелками).

У дизеля КамАЗ-740, кроме клапана 72 (см. рис. 4.1), ограничивающего давление в главной магистрали, секции насоса имеют предохранительные клапаны 9 и 7, которые перепускают масло при повышении давления в полости нагнетания до 0,8... 0,85 МПа.

У двигателя ЗИЛ-508 редукционный клапан с плунжером //, расположенным в промежуточной крышке 1 (рис. 4.3, в), открывается при давлении свыше 0,32 МПа. Нижняя секция смазочного насоса подает масло в масляный радиатор. Давление масла, нагнетаемого в радиатор, поддерживается шариковым перепускным клапаном 14, отрегулированным на давление 0,12...0,15 МПа. При увеличении давления масло из нагнетательной полости поступает в всасывающую полость нижней секции, что предохраняет сердцевину радиатора от разрушения (направление потока масла при перепуске показано контурными стрелками).

В дизелях автомобилей КамАЗ при повышении давления в радиаторе свыше 0,12 МПа масло, поступающее к нему из центрифуги через сливной клапан 16 (см. рис. 4.1), сливается в поддон 6, минуя радиатор.

В двигателях автомобилей ГАЗ-3307, -3302 «ГАЗель» и -31029 «Волга» радиатор подключен к выходу главной смазочной магистрали через предохранительный клапан, отрегулированный на давление 0,1 МПа. Этот клапан предотвращает опасное понижение давления (ниже указанного значения) в смазочной системе при больших расходах масла (через радиатор, подшипники коленчатого вала и т.п.) ограничением количества масла, проходящего через радиатор, или его отключением.

Масляные фильтры. Чтобы очистить масло от механических примесей, которые появляются в результате изнашивания трущихся деталей, попадания пыли из воздуха, образования нагара и отложения смолистых веществ, применяют фильтры. В смазочных системах используют масляные фильтры грубой и тонкой очистки. В современных двигателях широкое распространение получили фильтры тонкой очистки, которые подразделяют на фильтры со сменным фильтрующим элементом и фильтры центробежной очистки масла (центрифуги). Центрифугу очищают от грязи без замены каких-либо частей. Если в смазочной системе через фильтры тонкой очистки проходит только часть масла, то они называются неполнопоточными, а в том случае, если через них проходит все масло, они называются полнопоточными.

Полнопоточный фильтр центробежной очистки двигателя ЗИЛ-508 (рис. 4.4) состоит из корпуса 12, кожуха 7и центрифуги с гидрореактивным приводом. Масло от смазочного насоса по масляному каналу 11 подается под вставку 6 центрифуги, откуда небольшая часть масла, пройдя сетчатый фильтр 5, поступает к двум жиклерам 2, отверстия которых направлены в противоположные




Рис. 4.4. Центробежный фильтр тонкой очистки масла двигателя ЗИЛ-508:,

1 — канал масляной магистрали; 2 — жиклеры; 3 — ротор; 4 — колпак ротора;

5 — сетчатый фильтр; 6 — вставка центрифуги; 7 — кожух; 8 — ось ротора; 9 —

трубка ротора; 10 — подшипник; 11 — масляный канал от смазочного насоса; 12 — корпус; 13 — перепускной клапан


стороны. Масло, выбрасываемое из жиклеров 2 (показано стрелками) в двух противоположных направлениях, создает крутящий момент, приводящий ротор 3, установленный на упорном подшипнике 10, во вращение с частотой 5000...6000 об/мин. При этом основная часть масла, поступающая в полость колпака 4 ротора, подвергается центробежной очистке. Продукты изнашивания, нагара и смолистые отложения, находящиеся в масле, отбрасываются под действием центробежной силы к внутренней поверхности колпака 4 ротора и равномерно распределяются по ней в виде осадка, который удаляют при чистке центрифуги (одновременно со сменой масла в двигателе).

Очищенное масло через радиальные отверстия оси 8 ротора, трубку 9 и канал 1 поступает в распределительную камеру масляной магистрали. Канал 1 соединен с перепускным клапаном 13, который при изнашивании подшипников коленчатого вала или загустении масла (при пуске холодного двигателя) перепускает часть неочищенного масла в магистраль, помимо центрифуги (показано штриховыми стрелками).

В дизелях ЯМЗ-236М2, КамАЗ-740 и других работа фильтров центробежной очистки масла основана на том же принципе, однако они являются неполнопоточными. Масло, очищенное в таких фильтрах, направляется не в магистраль, а в поддон картера. На двигателях легковых автомобилей ВАЗ, «Москвич», ГАЗ и других устанавливаются только одни полнопоточные фильтры 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. Очистка масла в фильтре тонкой очистки масла (рис. 4.5) с бумажным фильтрующим элементом, установленным на двигателях автомобилей ВАЗ, происходит следующим образом. Нагнетаемое насосом масло поступает под днище 3 и через его отверстия 7 проходит в наружную полость фильтра.
Рис. 4.5. Фильтр тонкой очистки масла двигателей автомобилей ВАЗ:

1 — корпус фильтра; 2 — крышка; 3
днище; 4 — дренажный клапан; 5, 7 —
отверстия; 6 — перепускной клапан; 8 —
резиновое кольцо; 9 — фильтрующий
/ 2 3 4 5 6 7 8 9 элемент




Затем, проходя под давлением через поры фильтрующего элемента 9, масло очищается и подается в центральную часть фильтра, где через отверстие 5 выходит в главную смазочную магистраль блока. При пуске холодного двигателя очистка масла осуществляется через специальную вставку из вискозного волокна, так как в этом случае загустевшее масло не проходит через бумажный фильтрующий элемент.

Фильтр имеет выполненный в виде манжеты дренажный клапан 4, предотвращающий стекание масла из системы при остановке двигателя, и перепускной клапан 6, который срабатывает при засорении фильтрирующего элемента и перепускает неочищенное масло непосредственно в смазочную магистраль. Герметичность установки фильтра на блоке цилиндров обеспечивает резиновое кольцо 8, устанавливаемое на крышку 2 корпуса 1.

При смене масла в двигателе фильтр необходимо заменять с целью обеспечения эффективности фильтрации масла.

На дизелях автомобилей КамАЗ-5320, «Урал-4320», ЗИЯ-4331 и других 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 (дизель ЗИЛ-645).

Вентиляция картера. Для очистки картера двигателя от картер-ных газов, образующихся вследствие прорыва продуктов сгорания через неплотности поршневых колец и их смешивания с парами масла в картере, необходима вентиляция картера. Удаление кар-терньгх газов позволяет поддерживать в поддоне картера атмосферное давление, что предотвращает старение масла, утечку его через уплотнения, а также исключает возможность попадания кар-терных газов в кабину грузового или кузов легкового автомобиля.

Вентиляция картера может быть открытой (естественной) и закрытой (принудительной). При открытой вентиляции картерные газы отводятся в атмосферу, а при закрытой — в впускной газопровод. Открытые системы вентиляции картера применяются на автомобилях КамАЗ-5320, МАЗ-5335, ЗИЛ-5301 «Бычок» и др.

В дизелях ЯМЗ и КамАЗ открытая вентиляция картера осуществляется через сапун. В дизелях КамАЗ-740 сапун 22 (см. рис. 4.1)» лабиринтного типа. Он установлен в гнезде картера маховика (рис. 4.6, а) со стороны полости 5 правого ряда блока цилиндров. Основными частями сапуна является наружный 4, средний 3 и внутренний 2 стаканы, а также газоотводящая трубка 1.

Выход отработавших газов и паров топлива из картера двигателя в атмосферу происходит в результате разрежения, возникающего у газоотводящей трубки при движений автомобиля. Сапун лабиринтного типа препятствует уносу масла через газоотводящую трубку, так как, проходя через каналы лабиринта, оно резкоменяет направление своего движения (показано штриховыми стрелками), в результате чего частицы масла отделяются и стекают в поддон.

В настоящее время многие автомобильные производственные объединения и фирмы проводят конструкторско-технологические мероприятия по реконструкции открытых систем вентиляции картера на закрытые.

На двигателях автомобилей ЗИЛ-431410, ВАЗ-2108 «Спутник», «Москвич-2141», ГАЗ-3102, -3110 «Волга» и их модификациях применяют закрытую принудительную вентиляцию картера с устройством, обеспечивающим отсос (рециркуляцию) картерных газов во впускной газопровод, а затем, после их смешения с горючей смесью, поступление их в цилиндры двигателя. Такая система вентиляции является более совершенной, так как в этом случае снижается выброс токсичных веществ, содержащихся в картерных газах, в атмосферу.

В закрытой вентиляции картера двигателя ЗИЛ-508 (рис. 4.6, б) картерные газы отсасываются через маслоуловитель 7, клапан 9 и трубку 8 во впускной газопровод, где смешиваются с горючей смесью и поступают в цилиндры двигателя. Маслоуловитель /отделяет капельки масла от отсасываемых газов, а клапан 9, занимая под действием разрежения различные положения по высоте относительно штуцера 10 трубки 8, изменяет сечение проходного отверстия, регулируя тем самым количество газов, отсасываемых из картера.

Свежий воздух поступает в поддон картера через фильтр 6, установленный на маслоналивном патрубке.



Контрольные вопросы

  1. Что понимается под полужидкостным трением?

  2. Из каких основных механизмов и приборов состоит смазочная система двигателя?

  3. Какие детали двигателя смазываются под давлением?

  4. Какие фильтры применяются для очистки масла?

  5. Для чего служит смазочный насос и как он устроен?

  6. Для чего необходима вентиляция картера и как она осуществляется?



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


База данных защищена авторским правом ©uverenniy.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница