Как устроена система смазывания автомобиля

Система смазки двигателя

Система смазки двигателя

Двигатель внутреннего сгорания состоит из множества трущихся друг о друга деталей. Процесс трения деталей называется фрикциями. В двигателях внутреннего сгорания фрикции являются отрицательными процессами, так как напрямую вызывают износ деталей и уменьшение КПД двигателя. Для уменьшения фрикционного износа, в двигателях применяется система смазки трущихся деталей. Для двигателей внутреннего сгорания применяется самая распространенная система смазки двигателя – комбинированная. Для двухтактных двигателей – топливная, то есть моторное масло смешивается с топливом. Во время работы подмешанное масло смазывает узлы и детали двигателя.

В комбинированной системе смазки масло может выполнять и охлаждающие функции. Для охлаждения самого моторного масла в некоторых системах применяются масляные радиаторы, которые включаются в контур забора масла и установлены в передней части моторного отсека. Для двигателей небольшого литража применяются теплообменники. Обычно это узел, на который устанавливается масляный фильтр. Теплообменник имеет выходы для подключения контура охлаждения. Процесс охлаждения масла совмещен непосредственно с охлаждением двигателя. Охлаждающая жидкость, проходя через теплообменник, забирает часть тепла от подаваемого в двигатель моторного масла, исключая его перегрев и разложение под действием высоких температур. В комбинированной системе смазки масло подается под давлением в масляные каналы. Но при этом смазывание происходит как под давлением, так и при помощи образующейся масляной ванночки, разбрызгиванием.

Устройство системы смазки

Комбинированная система смазки ДВС включает в себя несколько основных элементов:

• Поддон
• Масляный насос
• Заборник
• Масляный фильтр
• Контуры подачи масла к деталям и узлам

Это конструктивно установленная на блок цилиндров (в нижней части) ёмкость, в которой находится моторное масло. Поддон изготавливается из железа или алюминия. Для исключения образования масляной пены, между поддоном и блоком цилиндров установлена пеногасительная пластина. У поддона имеется резьбовое сливное отверстие. Форма поддона обычно имеет наклонные плоскости, углубление для заборника масляного насоса. Заборник должен устанавливаться с учетом неполного забора масла со дна поддона. Делается это для недопускания попадания частиц мусора скапливающихся на дне поддона в масляный насос.

Контроль уровня масла производится при помощи щупа с делениями, указывающими на допустимое количество. Контроль должен проводиться постоянно и при малейшем изменении уровня, необходимо устранять причины подъема или опускания уровня масла. Повышенный расход масла указывает на отсутствие компрессии в цилиндрах, износ турбины, или износ сальников. Повышенный уровень может свидетельствовать об утечке охлаждающей жидкости в поддон, залегании компрессионных колец.

Замена масла производится строго с учетом рекомендаций производителя. Менять масло на другие марки по API (не рекомендованные производителем) не следует.

Узел, который подает масло под давлением в систему смазки двигателя. Разновидностей масляных насосов множество (поршневые, шестеренчатые, воздушные и др.). Для двигателей внутреннего сгорания применяются насосы шестеренчатые. Масло нагнетается при помощи двух шестерен, подогнанных друг к другу с минимальным зазором между зубьями. В корпусе насоса находится редукционный клапан, который сбрасывает излишки давления масла. Приводится в действие насос вращающимся коленвалом непосредственно или при помощи цепной передачи. К масляному насосу присоединяется заборник с сетчатым фильтром грубой очистки.

► Масляный фильтр Предназначен для очистки масла от металлических примесей, появляющихся в процессе эксплуатации двигателя, от конденсата воды, от других вредных веществ. Крепится в непосредственной близости к масляному насосу, обычно на резьбовом соединении. Фильтр имеет форму цилиндра с отверстием в центре для подачи масла и отверстиями по краю для подачи отфильтрованного масла в каналы смазки. Существуют фильтры несменные, в таких фильтрах меняется только фильтрующий элемент. Остальные фильтры меняются вместе с заменой масла.

Принцип работы системы смазки

При запуске двигателя начинает вращаться масляный насос, который подает масло в фильтр, далее масло поступает в каналы смазки и распределяется на узлы, которые работают в режиме повышенного износа. Это шейки коленчатого вала (коренные, шатунные), шейки распредвала и в турбированных двигателях пальцы поршней и турбина. Во многих турбированных двигателях стоят специальные форсунки, которые подают масло под давлением на пальцы поршней. После смазки шеек распредвала, масло образует масляную ванночку в ГБЦ. Этим маслом смазываются бобышки распредвала и толкатели клапанов, клапаны.

После увеличения уровня в ванночке, масло по сливным каналам опять поступает в поддон. В поддоне, под действием движущихся шатунов и выдавливания масла из-под вкладышей шеек, образуется масляный туман, который разбрызгивается по стенкам цилиндров. После смазывания цилиндров, оно снимается со стенок маслосъёмными кольцами. Избыточное давление, которое возникает в картере, снимается при помощи сапуна. Сапун представляет собой устройство задержки масла и выпуска воздуха из картера. Выход сапуна подключается к заборнику воздушного фильтра.

Процесс смазки происходит непрерывно, пока работает двигатель, контроль давления масла осуществляется при помощи установленного датчика на выходе фильтра и указателя давления на приборной панели. При малейшем несоответствии давления (мигание лампочки контроля), двигатель немедленно должен быть остановлен.

Источник

Автомасла и все, что нужно знать о моторных маслах

Система смазки ДВС

Система смазки ДВС предназначена для доставки нужного объема масляных жидкостей в зоны контакта соприкасающихся деталей. Основные функции смазочных материалов – это снижение износа узлов трения с минимальными энергетическими затратами.

Принцип действия

Масляная система автомобиля должна принудительно, под давлением, обеспечивать бесперебойную подачу смазочного материала к вращающимся элементам мотора. Давление поступающей смеси должно быть достаточным, чтобы обеспечить стабильное функционирование рабочих механизмов в узлах трения автомобиля.

Моторное масло снижает трение, возникающее между двумя подвижными объектами. Влияние трения можно снизить, если между движущимися плоскостями создать разделительную масляную пленку, которая защитит трущиеся детали от появления чрезмерных механических нагрузок. На величину и прочность защитного слоя влияет форма соприкасающихся деталей и санитарное состояние их поверхностей.

При соблюдении условий эксплуатации двигателя разделительный слой будет иметь достаточную плотность, чтобы предупредить непосредственный контакт поверхностей. Но в условиях экстремальных нагрузок, прочность и толщина пленки может снизиться, и детали начнут соприкасаться. Такие обстоятельства называют граничной смазкой.

Масло, имеющее нормативную вязкость, поможет снизить отрицательный эффект, и предотвратить износ конструкции. Кроме параметров вязкости на качество смазки влияет величина давления масляной жидкости и температурные параметры работы двигателя.

Показатели давления масла

Стандартную силу давления смазочных жидкостей возможно обеспечить только в случае достаточного объема масляной эмульсии в поддоне агрегата. Проверить уровень жидкости можно посредством металлического щупа, размещенного в направляющей трубке, возле блока цилиндров.

Низкое давление смазки наблюдается в момент первого запуска и в случае работы мотора на холостом ходу, а высокое – при работе агрегата на повышенных оборотах. Недостаточная плотность смазочной жидкости не позволит сформировать в зонах контакта разделительную пленку, что может привести к интенсивному износу деталей.

Температура масла

Низкий или высокий температурный режим в любом случае отрицательно сказывается на защитных качествах масла. Холодное масло слишком густое. Это создает определенные трудности при перемещении эмульсии по каналам смазки. Перегретая смесь, наоборот, слишком жидкая для того, чтобы создать на трущихся поверхностях прочную разделительную пленку. Тонкий масляный слой или его отсутствие может привести к износу или поломке двигателя.

Автовладелец может своими силами рассчитать благоприятные термические условия для стабильной работы силового агрегата. Для этого нужно к температуре атмосферного воздуха добавить +60°C. В результате этой операции получаем среднее значение температуры, которое должен фиксировать датчик на приборной панели в салоне автомобиля.

Устройство системы смазки

Стабильная и бесперебойная подача масляной жидкости к трущимся поверхностям – основное условие, влияющее на долговечность двигателя. По принципу смазывания узлов трения, систему подачи смесей можно разделить на несколько способов:

Принудительный способ заключается в доставке масляной жидкости в зоны контакта с помощью масляного насоса, под давлением. Смазка разбрызгиванием происходит посредством специальных форсунок, которые разделяют поток масла на мелкие капли. Капли, в форме масляного тумана, поступают в узлы трения и смазывают соприкасающиеся поверхности.

В современных автомобилях применяется комбинированная система смазки, которая совмещает в себе два предыдущих способа. Подшипники коленчатого и газораспределительного вала, стойки толкателей и коромысла ГРМ – смазываются принудительно. Остальные детали мотора обслуживаются методом разбрызгивания или самотеком.

Независимо от способа подачи смазочных материалов, системы смазки двигателя должны соответствовать следующим требованиям:

В зависимости от способа хранения рабочей жидкости в силовом агрегате, различают 2 вида смазочных систем:

Поддон предназначен для хранения и охлаждения масляной жидкости. Внутри картера находится металлическая, горизонтально расположенная перегородка, называемая успокоителем. Успокоитель служит для гашения колебаний масла во время движения автомобиля.

Кожух поддона крепится к нижней части двигателя через пробковый уплотнитель. Внизу корпуса, по центру, расположено сливное резьбовое отверстие со сливной пробкой.

Мокрый картер

Смазочная жидкость, продвигаясь через заливную горловину и сетчатый фильтровальный элемент, в верхней части клапанной крышки, поступает в картер мотора. Объем жидкости в поддоне проверяется металлическим щупом. В нижней части резервуара присутствует сливная пробка, в теле которой размещен магнитный фильтр, для вывода из загрязненного масла металлических включений. Внутри поддона, внизу, размещается маслоприемник.

Перекачивающее устройство (насос) подает жидкость в корпус фильтра тонкой очистки, а затем в масляную магистраль системы. Жидкость из масляной магистрали поступает в узлы трения, смазывает соприкасающиеся поверхности, и самотеком возвращается в картер двигателя.

Сухой картер

Система «сухой картер» применяется на автомобилях повышенной проходимости, кроссовых и спортивных моделях. Использование этой техники предусматривает экстремальные режимы вождения, подразумевающие скоростную езду по пересеченной местности, подъем и спуск на крутых склонах, участие в ралли и др.

Такие условия эксплуатации (подъем, спуск, резкие повороты и т.д.) могут вызвать осушение маслоприемника картера, и спровоцировать попадание воздуха в систему смазки. Такая манера езды может послужить причиной кратковременного прекращения подачи масла к подшипникам коленчатого вала, шатунным вкладышам и трущимся поверхностям ГРМ. Для стабилизации смазочного процесса при работе автомобиля в чрезвычайных ситуациях и предусмотрена схема подачи жидкости, называемая «сухой картер».

Емкость для содержания рабочей жидкости у такого типа моделей располагают в самом прохладном месте подкапотного пространства. Во избежание больших колебаний жидкости и ее вспенивания в момент раскачивания машины, в конструкции резервуара предусматривают успокоители смазки. Двигатели внутреннего сгорания при использовании схемы смазки «сухой картер» оборудуются, как минимум, двумя перекачивающими устройствами. Один механизм предназначен для забора смазки из поддона и подачи ее в накопительный резервуар, а второй – для подачи масла в контактные зоны мотора.

Приборы и оборудование

Все выпускаемые современной автомобильной промышленностью агрегаты оснащаются полно-поточной системой смазки. Ее структура, независимо от схемы подачи масла, предусматривает следующие приборы и механизмы:

Работа масляного насоса

Все конструкционные разновидности перекачивающих устройств можно отнести к объемному типу механизмов. Привод помпы осуществляется при помощи зубчатой шестерни, расположенной на коленвале силового агрегата. Каждый оборот коленвала сопровождается подачей равного объема масляной жидкости.

При увеличении частоты оборотов привода – увеличивается количество поступающей в зоны контакта смазки, и повышается плотность в масляных магистралях системы. Перекачивающее оборудование, применяемое в современных моторах, делится на 2 типа – это насосы роторной и шестеренчатой конструкций с внутренней и внешней компоновкой зубьев.

Шестеренчатые модели с наружным зацепом включают в себя чугунный кожух, внутри которого плотно установлены две зубчатые детали. Ведущий орган насоса запрессован на центральном валу механизма. Центральный вал устройства в нижней части снабжен приводной шестерней, которая вступает в зацеп с такой же деталью на коленвалу мотора. С противоположных сторон кожуха находятся всасывающий и выпускной патрубки.

Поступающее во впускной патрубок масло, проходит по впадинам ведущего и ведомого органа механизма. При повороте рабочего вала устройства, выступы и впадины зубьев вступают в зацеп, и жидкость выдавливается из впадин в разгрузочную прорезь на стенках насоса. После этого, жидкость поднимается к выпускному патрубку, откуда перемещается в масляный канал силового агрегата.

Давление, выходящего из кожуха насоса масла, регулируется редукционным перепускным клапаном. Размещается устройство внутри емкости для содержания масляной смеси (поддон), в нижнем отделе блока цилиндров.

Структура перекачивающих устройств с внутренним зацепом рабочих органов состоит:

Чугунный кожух механизма объединяет в себе две камеры – всасывающую и нагнетающую, разделенные небольшим выступом. Крепление ведущей шестерни предусматривается на рабочем валу устройства. В нижней части корпуса крепится маслоприемник с сеточкой. Крышку механизма изготавливают из алюминиевого композита. В крышке находится редукционный клапан с регулирующей пружиной.

При повороте шестерен друг относительно друга масляная жидкость из картера, через приемное устройство, доставляется в рабочую камеру насоса. Затем, при помощи ведомой шестерни жидкость подается в нагнетательный патрубок, откуда поступает в масляную магистраль. Если давление смазочного материала превысит допустимый уровень, срабатывает перепускной клапан и перенаправляет лишнюю смесь во всасывающую область механизма.

Роторный насос состоит из кожуха, внутри которого располагаются две детали – наружное кольцо в форме пятиконечной звезды и центральный вал с четырьмя овальными лопастями (ротор), установленный внутри кольца. За счет разного количества выступов на рабочих элементах насоса в корпусе механизма, во время вращения вала, создается разряжение, которое способствует всасыванию жидкости.

Выдавливание масла из корпуса происходит в момент захода лопасти ротора во впадину наружного кольца. Контроль выходного давления смазочной жидкости, как и в предыдущем варианте, выполняется редукционным клапаном.

В дополнение к масляным насосам в системе смазки предусмотрен маслоприемник, расположенный в нижней части картера двигателя. На входе в приспособление, для очистки масла, устанавливается металлическая сеточка. В зависимости от модели мотора устройства бывают двух видов – плавающие и свободные. Плавающие конструкции могут менять свое место расположения в зависимости от объема жидкости в картере.

Фильтр для масла

Во время работы мотора происходит загрязнение масла неорганическими взвесями, которые смазочные жидкости должны отводить от трущихся поверхностей и перемещать в поддон двигателя. При повторной подаче смазочного материала в систему смазки субстанции, с помощью фильтрующих элементов, очищают от ненужных включений.

Масляный фильтр устанавливают на напорной магистрали, после перекачивающего устройства. Такая компоновка прибора позволяет гарантировать качество масел, поступающих в рабочие секции двигателя.

Фильтры по принципу действия делятся на приборы тонкой и грубой очистки, а по конструкции внутренней части – на центробежные и щелевые. В щелевых механизмах качество очистки или фракция улавливаемых частиц зависит от величины зазора между рабочими элементами (поры, волокна, пластины).

Если фильтрация масляной жидкости выполняется через один слой материала, то такой способ называют поверхностным. В случае использования плотного фильтра, весь объем которого заполнен поролоном или пористым картоном – объемным.

Для защиты ДВС от пускового износа, и предотвращения риска работы мотора без смазки, фильтрующие элементы оборудуют дренажными клапанами, которые предупреждают самопроизвольный сток масла в поддон двигателя, в момент остановки силового агрегата.

Для грубой очистки масла в систему смазки устанавливают центрифуги. Фильтр состоит из неподвижного корпуса (статора), внутри которого находится подвижный элемент (ротор). Загрязненная смесь поступает в рабочую камеру через отверстия на центральном валу устройства.

При вращении ротора, находящаяся внутри смазка, с силой отбрасывается к стенкам статора, где твердые частицы прилипают к неподвижному кожуху, а очищенное масло, через отверстия в основании фильтра, стекает в поддон. Эффективность центробежного метода фильтрации масла зависит от скорости вращения ротора.

Масляные каналы

Смазочная жидкость с помощью насоса подается в фильтрующий элемент, из которого, под давлением, поступает в масляные каналы. Масляные каналы представляют собой горизонтально высверленные отверстия, которые пролегают по всей длине двигателя.

Системы смазки рядного агрегата оснащаются одной магистралью, V-образные модели – двумя.

Оборудованные в блоке цилиндров горизонтальные каналы способствуют быстрому поступлению смазочного материала к основным механизмам двигателя.

Источник

Устройство и принцип работы системы смазки двигателя

Система смазки в двигателе необходима для уменьшения силы трения между его подвижными деталями. Дополнительно она выполняет функции охлаждения основных узлов, повышает срок их службы, защищает от коррозии, а также очищает от загрязнений (продуктов износа и нагара). Рабочей жидкостью (смазочным материалом) при этом выступает моторное масло, которое может подаваться под давлением, разбрызгиванием или самотеком. Это определяет вид, конструкцию и принцип работы системы.

Устройство системы смазки автомобильного двигателя

Главной задачей системы смазки является обеспечение масляной пленки на соприкасающихся подвижных деталях автомобильного двигателя. Это позволяет снизить потери мощности и износ силового агрегата. Помимо этого, масло, подаваемое системой, используется в гидрокомпенсаторах, гидронатяжителях и в механизмах регулирования фаз газораспределения. В общем устройстве автомобиля смазочная система интегрирована в конструкцию двигателя и состоит из следующих элементов:

В некоторых моделях двигателей датчики и радиатор могут отсутствовать. При этом охлаждение масла происходит непосредственно в поддоне картера.

Принцип работы и виды систем смазки

Отличительной чертой «сухих» систем является наличие отдельного бака, в котором хранится моторное масло. Моторное масло после поступления в двигатель стекает в поддон, но не накапливается в нем, а перекачивается назад в бак дополнительным насосом. Картер в таком случае всегда остается сухим.

Эта конструкция сложнее и дороже в изготовлении, однако, позволяет уменьшить высоту двигателя и обеспечивает надежную смазку при движении автомобиля по наклонным поверхностям. Это определило сферу применения систем с «сухим» картером – преимущественно в автомобилях высокой проходимости и спецтехнике.

Принципиально масло может подаваться к основным узлам двигателя тремя способами:

В современном автомобилестроении практически всегда применяют комбинированный способ, поскольку он позволяет более экономно расходовать смазочные материалы и при этом гарантирует своевременную смазку основных деталей.

Как работает комбинированная система смазки с мокрым картером

Процесс смазки двигателя представляет собой повторяющийся цикл. Он состоит из следующих этапов:

Давление масла в системе может находиться в пределах от 0,2 МПа до 1,6 МПа.

Уровень масла и его значение

Для разных типов двигателей требуется различный объем масла в системе. В конструкциях с «мокрым» картером минимальное и максимальное значение уровня рабочей жидкости определяется при помощи специального щупа, который расположен на блоке цилиндров. Он имеет две метки «min» и «max».

Проверку уровня масла в системе выполняют на заглушенном двигателе после того, как он проработал некоторое время. В этом случае оно достаточно прогревается и стекает в поддон. Щуп вытаскивают, протирают тряпкой (ветошью) и погружают обратно в поддон. Далее достают повторно и проверяют уровень. Если масло, попавшее при этом на щуп, выходит за пределы максимального или минимального значения необходима доливка или слив масла. Также этот способ позволяет определить состояние и степень загрязнения.

В зависимости от вида и мощности мотора объем масла в системе смазки может быть от 3,5 до 7,5 литров.

Отличия систем смазки бензинового и дизельного двигателя

Особых конструктивных различий в смазочных системах бензинового и дизельного моторов нет. Однако, поскольку работа дизельного двигателя связана с более высокими температурами, основным отличием является используемое моторное масло. Базовая основа дизельного масла аналогична используемой в бензиновых моторных маслах, но имеет другой пакет присадок, которые позволяют обеспечить ей следующие функции:

Масло, используемое в смазочной системе, может быть синтетическим, минеральным или полусинтетическим. В зависимости от того, какой тип используется, определяют сроки его замены.

Максимально долго служат синтетическое и полусинтетическое масло, которые при нормальных условиях эксплуатации не требуют обновления до 10-15 тысяч километров пробега.

Минеральные масла служат около 5 тысяч километров пробега.

Система смазки является неотъемлемой частью любого двигателя, обеспечивающей его работоспособность. Очень важно проводить своевременный техосмотр, контролировать уровень и состояние масла.

Источник