Смазка двигателя

Смазка снижает потери на трение и тем самым уменьшает износ деталей, она способствует внутреннему охлаждению трущихся поверхностей, смыванию нагара и металлической пыли, уплотнению поршней в цилиндрах, защите деталей от коррозии.

Сущность процесса смазки состоит, в том, что молекулы масла под влиянием силы молекулярного притяжения распространяются по трущимся поверхностям и смачивают их. При этом те слои молекул, которые непосредственно соприкасаются с трущимися поверхностями, перемещаются вместе с ними, и трение в основном происходит только между промежуточными слоями молекул масла. Так как сила притяжения между молекулами масла меньше, чем между маслом и материалом трущихся поверхностей, то и сопротивление их перемещению значительно понижается, что уменьшает потери мощности на преодоление трения. Способность смачивать поверхность твердого тела и образовывать прочную масляную пленку, защищающую трущиеся поверхности от износа, является одним из основных требований, предъявляемых к смазочным маслам.

Наиболее нагруженными, а следовательно, и наиболее сильно нагревающимися являются сочленения коленчатый вал — коренной подшипник и коленчатый вал — шатунный подшипник. При неработающем двигателе шейка коленчатого вала плотно лежит на подшипнике, масляного слоя между ними нет, и трение при пуске получается сухое. При увеличении числа оборотов коленчатого вала шейка постепенно начинает всплывать в масляном слое, и трение из сухого переходит в полужидкостное и жидкостное. Следовательно, особо неблагоприятные условия для смазки подшипников и их износа создаются в период пуска и прогрева двигателя.

Масла для двигателей.

Основные показатели масел, применяемых для карбюраторных и дизельных двигателей, приведены в табл. 3.

Буквы «А», «М» и «Д» обозначают назначение масла (автомобильное, моторное, дизельное); буквы «К» и «С» — способ очистки (кислотная или селективная), буква «С» для дизельных масел — исходную нефть (сернистая); буква «3» — наличие специального загустителя; буква «п» — наличие присадок. Цифры после букв указывают кинематическую вязкость масла в сантистоксах при 100° C.

Для улучшения качеств масел к ним добавляют присадки. Присадки могут повышать вязкость и вязкостно-температурные свойства масел, понижать температуру застывания, улучшать смазочные свойства масел (прочность пленки), препятствовать образованию в масле нагара и соединений, вызывающих коррозию металлов. Присадки могут быть многофункциональными (комплексными), обладающими одновременно моющими, антикоррозионными и другими свойствами. Многофункциональными присадками являются: ВНИИ НП-360, АзНИИ-8, а также комбинации присадок СБ-3 (сульфонат бария) и ДФ-11 (диалкилдитиофосфат цинка) и др.

По ГОСТам 1963 г. масла для двигателей подразделяются на группы по вязкости и по напряженности двигателей, для которых они предназначены. Масла групп «А» и «Б» и трех групп по вязкости (6, 8 и 10) предназначены для карбюраторных двигателей, масла групп «Б», «В» и «Г» и трех групп по вязкости (8, 10 и 12) — для дизельных двигателей. Так, М10Б означает масло группы «Б», вязкостью 10 сст при 100° С. Масла, кинематическая вязкость которых 6—8 сст, применяют зимой, а масла с кинематической вязкостью 8—10 сст — летом.

Для V-образных двигателей автомобилей ГАЗ-66, Урал-375 и Урал-377 применяют всесезонное масло АС-8, для двигателей автомобилей ЗИЛ-131 — масло АС-8 или АСЗп-10.

Дизельные масла в связи с повышенными нагрузками в дизельных двигателях, по сравнению с карбюраторными, имеют большую вязкость, лучшие моющие, антикоррозионные и противоокислительные свойства.

Для двигателей ЯМЗ применяют масло ДС-11 — летом (при температуре выше 5° С) и ДС-8 — зимой (при температуре ниже +5° С). При работе на малосернистом топливе допускается использование масел Дп-11 и Дп-8.

Системы смазки двигателей.

В современных двигателях применяется комбинированная система смазки, при которой часть деталей смазывается под давлением, а часть — разбрызгиванием.

В двигателе ЗМЗ-66 (рис. 18) масляный насос через маслоприемник 8 забирает масло из картера и подает его в фильтр 4 центробежной очистки и в главную масляную магистраль. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного вала, упорный фланец распределительного вала и втулки коромысел. Распределительные шестерни смазываются маслом, стекающим из фильтра центробежной очистки, а привод прерывателя-распределителя — маслом, поступающим по каналам в блоке цилиндров из задней втулки распределительного вала в полость 9 (между валом и заглушкой). Редукционный клапан 11 основной (верхней) секции масляного насоса располагается в передней части блока цилиндров с правой стороны, а редукционный клапан 7 дополнительной (нижней) секции — в корпусе самого насоса.

1 — масляный радиатор; 2 — кран масляного радиатора; 3 — предохранительный клапан; 4 — фильтр центробежной очистки масла; 5 и 6 — основная и дополнительная секции масляного насоса; 7 — редукционный клапан дополнительной секции; 8 — маслоприемник; 9 — полость; 10 — отверстие в корпусе прерывателя-распределителя; 11 — редукционный клапан основной секции масляного насоса

В двигателях ЯМЗ под давлением смазываются подшипники коленчатого и распределительного валов, втулки верхних головок шатунов, толкателей, коромысел и промежуточной шестерни привода масляного насоса. В системе смазки предусмотрена установка четырех клапанов: сливного (открывается при давлении масла 5,0—5,5 кГ/см2), предохранительного клапана дополнительной секции масляного насоса (открывается при давлении 0,8—1,2 кГ/см2), редукционного клапана (открывается при давлении 7,5—8,0 кГ/см2) и перепускного клапана фильтра грубой очистки масла (открывается при давлении 2,0—2,5 кГ/см2).

Масляные насосы.

Циркуляция масла в системах смазки двигателей создается шестеренчатыми насосами. В карбюраторных двигателях давление масла до 3—5 кГ/см2, в дизельных (с более нагруженными подшипниками) — до 5—7 кГ/см2.

1 — ведомая шестерня основной секции; 2 — шестерня привода ведущего вала; 3 — ведущий вал; 4 — промежуточная шестерня; 5 — упорный фланец; 6 — ось промежуточной шестерни; 7 — ведущая шестерня основной секции; 8 — ведущая шестерня дополнительной секции; 9 — корпус дополнительной секции; 10 — ведомая шестерня дополнительной секции; 11 — разделительная пластина; 12 — корпус основной секции; 13 — редукционный клапан основной секции; 14 — корпус редукционного клапана; 15 — корпус предохранительного клапана дополнительной секции

Масляный насос приводится в действие от распределительного вала парой винтовых шестерен или от шестерни коленчатого вала через промежуточную шестерню (ЯМЗ).

За последние годы получили распространение двухсекционные масляные насосы (рис. 19). Основная секция насоса подает масло в систему смазки, а дополнительная — в масляный радиатор (ЯМЗ, ЗИЛ-131) или в фильтр центробежной очистки масла (ЗМЗ-66). Производительность масляных насосов двигателей ЯМЗ составляет 105 л/мин основной секции и 25 л/мин дополнительной (радиаторной) секции.

Фильтрация и охлаждение масла.

Для очистки масла от механических примесей, смол и нагара применяют сетчатые фильтры, устанавливаемые на маслоприемниках насосов, фильтры грубой и тонкой очистки масла, центробежные фильтры (центрифуги).

Фильтр грубой очистки масла двигателей ЯМЗ имеет две секции, представляющие собой металлические каркасы с гофрированными поверхностями (рис. 20), на которых установлены сетки — внутренняя стальная и наружная латунная (более мелкая). В случаях засорения фильтрующих элементов, а также при большой вязкости масла и большом числе оборотов коленчатого вала двигателя открывается перепускной клапан, установленный в корпусе фильтра, и масло, минуя фильтр, поступает в масляную магистраль.

Для тонкой очистки масла применяют фильтры с картонными фильтрующими элементами или фильтры центробежной очистки масла (ЗМЗ-66, ЗИЛ-131, ЯМЗ-236, ЯМЗ-238). Последние задерживают как крупные, так и мелкие примеси, несгораемые осадки и влагу; эффективность их действия почти не изменяется по времени, и они могут быть легко и быстро очищены от осадков без замены деталей.

Масло поступает в фильтр центробежной очистки (рис. 21) от насоса или из системы смазки двигателя через пустотелую ось ротора 4. Из пространства под колпаком 5 масло проходит через фильтрующую сетку 7 и жиклеры 2 в полость корпуса фильтра, откуда стекает в картер двигателя. Действием реакции струй масла, выбрасываемых из жиклеров, ротор 4 приводится в быстрое вращательное движение. При этом тяжелые частицы грязи и осадков отбрасываются к внутренней поверхности стенок колпака 5 и оседают на них.

Фильтр центробежной очистки масла двигателей ЯМЗ включается параллельно и пропускает до 10% масла, проходящего через систему смазки. Масло к нему поступает из фильтра грубой очистки, очищенное масло сливается в картер двигателя. Скорость вращения ротора достигает 7000—10000 об/мин. Через жиклеры пропускается до 10 л масла в минуту.

Масляные фильтры грубой и тонкой очистки масла двигателя ЗИЛ-131 расположены в общем корпусе. Фильтр грубой очистки пластинчато-щелевой, фильтр тонкой очистки — центробежный. Возможна установка полнопоточной центрифуги, при которой фильтр грубой очистки отсутствует.

Охлаждение масла в картере двигателя происходит при движении автомобиля благодаря обдуву поддона картера воздухом, а также при помощи масляных радиаторов с воздушным или водяным охлаждением.

На автомобилях ГАЗ-66 и ЗИЛ-131 масляный радиатор располагают перед радиатором системы охлаждения. У двигателя ЗМЗ-66 масляный радиатор включают при температуре воздуха выше +20° С, в особо тяжелых условиях, при большой нагрузке и малых скоростях движения. Масло поступает в радиатор через предохранительный клапан при давлении в системе смазки более 1 кГ/см2. Пройдя через радиатор, масло сливается в картер двигателя.

Контроль за давлением масла.

При движении автомобиля ГАЗ-66 со средней скоростью давление масла в системе смазки двигателя должно быть 2,5—4 кГ/см2, а при работе прогретого двигателя на малых оборотах холостого хода — не менее 0,4—0,7 кГ/см2. При снижении давления масла загорается контрольная лампа на щитке приборов; датчик лампы установлен на левой стороне блока цилиндров и соединен с главной масляной магистралью.

Давление масла в системе смазки прогретого двигателя ЗИЛ-131 должно быть не менее 0,5 кГ/см2 на холостом ходу (500 об/мин) и 1,5 кГ/см2 при 1200 об/мин коленчатого вала. Давление определяют по указателю на щитке приборов, датчик которого установлен на корпусе масляных фильтров.

Нормальное давление масла в прогретом двигателе ЯМЗ при 2100 об/мин коленчатого вала 4—7 кГ/см2, а на холостом ходу (при 450—550 об/мин) не менее 1 кГ/см2. Давление контролируется указателем давления масла, расположенным на щитке приборов.

Вентиляция картера.

Вентиляция необходима для охлаждения масла, освобождения картера от проникающих туда через неплотности поршневых колец отработавших газов, паров топлива и воды, разжижающих и загрязняющих масло, и для предотвращения попадания газов из картера в кузов или кабину.

В двигателе ЗМЗ-66 вентиляция картера — открытая. Нижний конец отсасывающей трубки имеет косой срез, направленный назад. При движении автомобиля у среза создается разрежение, отсасывающее газы из картера. Разрежение из картера передается в маслоналивную горловину и туда поступает воздух, очищенный в фильтре с набивкой из капронового волокна.

Вентиляция картера двигателя ЗИЛ-131 (рис. 22) — принудительная; картер соединен с впускным трубопроводом. Свежий воздух поступает в картер через воздушный фильтр 1, установленный на маслоналивной горловине. В систему вентиляции картера включен клапан 4, установленный на впускном трубопроводе. Перед клапаном расположен маслоуловитель 2, отделяющий частицы масла от газов, отсасываемых из картера.

Когда дроссели карбюратора прикрыты, под действием большого разрежения во впускном трубопроводе клапан 4, поднимаясь вверх, входит верхним ступенчатым концом в отверстие штуцера, уменьшая проходное сечение канала. При полном открытии дросселей, когда разрежение во впускном трубопроводе снижается, клапан 4 под действием собственного веса опускается и полностью открывает проходные отверстия.

Для отключения системы вентиляции, что необходимо для создания избыточного давления в картере, препятствующего попаданию в него воды во время преодоления бродов, установлен кран 3.

Статья из книги «Устройство грузового автомобиля». Читайте также другие статьи из

Глава «Охлаждение и смазка двигателя»:

• Охлаждение двигателя