Система смазки двигателя внутреннего сгорания: Система смазки двигателя. Назначение, принцип работы, эксплуатация

Системы смазки и охлаждения двигателей внутреннего сгорания

Система смазки служит для подачи масла к трущимся деталям двигателя с целью уменьшения потерь на трение и отвода части тепла, образующегося в процессе трения. Интенсивность смазки отдельных деталей и механизмов двигателя зависит от условий их работы. Наиболее обильная и непрерывная смазка требуется для подшипников коленчатого вала, менее обильная смазка — для цилиндрических втулок и поршней (во избежание образования нагара на днище поршня, поршневых кольцах и клапанах), для деталей механизма газораспределения и др. Непрерывная подача масла к трущимся поверхностям в современных судовых двигателях достигается путем циркуляции масла под давлением в циркуляционной масляной системе. Масляным резервуаром в этой системе может служить картер двигателя (в двигателях с мокрым картером) или специальная цистерна, расположенная вне двигателя, в двигателях с сухих картером. Судовые двигатели имеют в основном масляную систему с мокрым картером, принципиальная схема которой (совместно с системой охлаждения) представлена на рис.

56.

Рис. 56. Схема масляной и охлаждающей систем судового двигателя.

Из картера двигателя масло по трубе 9 забирается шестеренным насосом 7 под давлением 300—400 кн/м² (3—4 кгс/см²), прокачивается через сдвоенный фильтр 2 и по трубе 1 подается в масляный холодильник 29, где охлаждается забортной водой. Перед фильтром 2 и после него установлены манометры 3, которые контролируют разность давлений масла в фильтре. Если разность показаний манометров превысит 50 кн/м² (0,5 кгс/см²), это означает загрязнение одного из фильтров. В этом случае поток масла переключают на другой фильтр, а загрязненный очищают. При чрезмерном повышении давления масла перед фильтром срабатывает предохранительный клапан 5 и излишек масла перепускают снова во всасывающую магистраль по трубе 8.

Прокачивание масла вручную осуществляется при помощи поршневого насоса 6 ко всем трущимся узлам двигателя перед его запуском, а перекачивание масла вручную обратно во всасывающую магистраль — посредством клапанов 4 по трубе 8.

Фильтр тонкой очистки масла ставят параллельно нагнетательному трубопроводу 1. Через него по трубам 34 и 33 прокачивается только часть масла, так как фильтр тонкой очистки имеет повышенное сопротивление движению масла. Охлажденное в холодильнике 29 масло по трубопроводу 27 через редукционный клапан 30 поступает в главную распределительную магистраль 13, из которой подается к рамовым подшипникам (по трубкам 10), к моты-левым и головным подшипникам (по сверлениям в коленчатом валу и шатунах), к подшипникам распределительного вала и к шестерням его привода (по трубам 13 и 21), а также на охлаждение форсунок и поршней (по трубкам 15). Оставшееся масло идет на слив в картер двигателя, а по трубе 17 и через клапан 16 к механизму поста управления (в правую сторону) и на слив (в левую сторону). По трубе 25 масло может поступать к сервомотору реверсивного устройства, а по трубе 23 к другому двигателю в случае неисправности его масляного насоса.

Давление масла в главной распределительной магистрали контролируют при помощи манометра 28. Для автоматического контроля параметров масла в различных местах масляной системы устанавливают датчики давления и температуры, которые служат для подачи предупредительных сигналов и включения устройств автоматической остановки двигателя в случае падения давления масла (ниже допустимого) или повышения его температуры (выше допустимой).

Система охлаждения двигателей служит для подачи охлаждающей жидкости к наиболее нагретым деталям и узлам двигателя, а также для охлаждения масла и наддувочного воздуха в соответствующих холодильниках. В качестве охлаждающих жидкостей используют пресную и забортную воду и лишь для охлаждения головок поршней и форсунок быстроходных двигателей — масло.

Водяная система охлаждения может быть проточной (открытой), применяемой чаще всего в тихоходных двигателях, и замкнутой (закрытой) — для быстроходных двигателей. При проточной системе (рис. 56) охлаждение производится забортной водой, которая через открытый кингстон 40, управляемый рукояткой 37, поступает в теплый ящик забортной воды 39. Отсюда вода через сетчатый фильтр 38 забирается поршневым насосом 35 и прокачивается через масляный холодильник 29 в главную распределительную магистраль 24. Если охлаждения масла не требуется, вода поступает в эту магистраль, минуя холодильник масла, по обводной трубе 31 и через клапаны 32 и 26. Из распределительной магистрали вода подается в нижнюю часть зарубашечного пространства цилиндра и в водяную камеру выпускного коллектора (по трубкам 11), откуда по трубкам 12 вытекает, смешиваясь с водой, охлаждающей блок цилиндров. Затем по патрубкам 14 вода направляется на охлаждение крышек цилиндров, циркулирует там и по трубкам 18 отводится в общую сливную магистраль 19. По ответвлению 22 распределительной магистрали 24 вода поступает в компрессор 20 и в холодильник воздуха, а затем сливается по трубе 19.

Расход охлаждающей воды регулируют клапанами, установленными на трубках 18, а ее температуру контролируют термометрами, расположенными там же. Требуемые расход и температура воды на выходе из двигателя достигаются перепуском части горячей воды из сливного трубопровода 19 в приемный трубопровод 36.

Проточная система охлаждения является наиболее простой и не нуждается в большом количестве оборудования. Однако ее применение ограничено, так как она имеет существенный недостаток — образование отложений в виде накипи солей, песка и ила из морской воды на охлаждаемых стенках. Это ухудшает тепло-отвод от них, приводит к загрязнению водяных проходов, в результате чего повышаются тепловые напряжения и образуются трещины в нагретых деталях двигателя. С целью уменьшения слоя накипи ограничивают температуру охлаждающей воды на выходе из двигателя (не более 45—55° С) и повышают ее скорость в полостях охлаждения. Давление нагнетания воды в этом случае должно быть около 200—300 кн/м

2 (2—3 кгс/см²), а ее температура на входе в двигатель — не ниже 20° С.

Замкнутая система охлаждения, принципиальная схема которой показана на рис. 57, лишена указанного недостатка, так как в этой системе охлаждение двигателя осуществляется пресной водой, циркулирующей по замкнутому кругу: расширительная цистерна 1 — термостат 8 — водяной 7 и масляный 6  холодильники — центробежный насос 5 — двигатель — цистерна 1.

В свою очередь охлаждение пресной воды производится забортной водой в специальном водяном холодильнике 7, в который забортная вода поступает от на-насоса 2 через невозвратный клапан 5, и, охладив пресную воду, сливается за борт. Количество забортной воды, протекающей через холодильник, регулируют с помощью крана 4, который служит также для перепуска за борт избыточного количества воды.

Рис. 57. Схема замкнутой системы охлаждения.

Наличие в системе термостата 8 позволяет автоматически регулировать количество пресной воды. Тем самым создается возможность поддерживать постоянство температуры на выходе из двигателя (75—85° С) при различных режимах его работы и значительно сократить период прогрева двигателя при его пуске.

Несмотря на некоторое усложнение замкнутой системы охлаждения по сравнению с проточной, ее применение позволяет снизить удельный расход топлива и удлинить срок службы двигателя.

В состав оборудования масляной и охлаждающей систем входят, как было указано ранее, насосы, фильтры, сепараторы масла; масло- и водоохладители. Ниже дается описание некоторых механизмов и устройств, навешиваемых на двигатель или непосредственно обеспечивающих его работу.

Наибольшее применение для циркуляционной масляной системы низкого давления получили шестеренные насосы. Малые габариты, равномерная подача масла, продолжительный срок службы и высокая надежность работы позволяют их использовать в качестве топливоподкачивающих насосов. Эти насосы могут приводиться в действие непосредственно от двигателя (нереверсивные двигатели) или иметь самостоятельный привод от электромотора (реверсивные двигатели). В последнем случае насос будет иметь более сложное устройство.

Общий вид масляного шестеренного насоса и схема, поясняющая принцип его работы, приведены на рис. 58. К чугунному корпусу 1 при помощи шпилек крепятся с двух сторон крышки. Внутри корпуса размещена ведущая шестерня 6, закрепленная с помощью шпонки на валике 5, и ведомая шестерня 2, свободно вращающаяся на оси 3 благодаря бронзовой втулке, запрессованной в ее ступицу.

Подшипниками валика 5 также являются бронзовые втулки, расположенные в крышках насоса. На конце валика закреплена приводная шестерня 4, получающая вращение через систему шестерен от коленчатого вала двигателя. Внутри корпуса расположены две пары всасывающих  и нагнетательных клапанов, выполненных в виде легких заслонок, прижимаемых к гнездам слабыми пружинами.

Рис. 58. Конструкция (а) и принцип работы (б) масляного шестеренного насоса.

При направлениях вращения шестерен, указанных на рис. 58,6 стрелками, масло, поступающее через входное отверстие 1 в полость 2, будет захватываться зубьями шестерен 3 и 6, заполнять впадины между зубьями и постепенно удаляться из этой полости. Так как шестерни вращаются непрерывно, то в полости 2 образуется разрежение и сюда постоянно будет всасываться масло из маслосборника. Зазор между зубьями шестерен и стенками корпуса очень мал, поэтому шестерни, вращаясь, будут постоянно переносить находящееся во впадинах зубьев масло вдоль стенок корпуса в полость 5.

При вхождении зубьев в зацепление масло будет выдавливаться и нагнетаться через выходное отверстие 4 в нагнетательную магистраль.

При изменении направлений вращения шестерен процесс всасывания и нагнетания масла идет аналогично, но в работу вступает параллельная пара клапанов (всасывающий и нагнетательный).

В случае, когда для какого-либо узла двигателя требуется повышенное давление смазки, применяют масляные плунжерные насосы, каждый из которых может иметь свой плунжер с индивидуальным регулированием подачи масла для отдельной смазываемой точки. Описание конструкции плунжерных насосов дано в гл. V.

Для обслуживания системы циркуляционной смазки судовых дизелей чаще всего используют механические фильтры, которые хорошо задерживают твердые частицы и смолистые вещества, находящиеся в загрязненном масле. В качестве фильтрующего материала в них применяют металлические сетки, сукно, войлок, бумагу и синтетические материалы.

Сдвоенный сетчатый фильтр грубой очистки (рис. 59) состоит из двух отлитых в один блок чугунных корпусов 1, в которых расположены фильтрующие патроны 2, состоящие из металлических сеток, зажатых между дисками. Каждый корпус закрывается чугунной крышкой 3, которую можно легко снять при очистке фильтра. На крышках предусмотрены краны 4 для выпуска воздуха, а в днищах корпуса — пробки 7 или краны 6 для удаления грязного масла. Трехходовой кран 5 служит для переключения потока масла с одного корпуса фильтра на другой в случае загрязнения одного из них. Неочищенное масло заполняет кольцевое пространство между стенками корпуса и фильтрующим патроном. Под давлением, создаваемым масляным насосом, оно проходит через наружные боковые отверстия в дисках, через сетки и внутренние боковые отверстия дисков поступает в центральную трубу, а из нее в отводящую верхнюю полость фильтра.

Рис. 59. Сдвоенный сетчатый фильтр грубой очистки масла: а — общий вид;
б — разрез.

Фильтры тонкой очистки масла представляют собой аналогичные конструкции, только на фильтрующий сетчатый патрон (или каркас) дополнительно навивается слой войлока, хлопчатобумажной пряжи или специальной фильтрующей бумаги, что значительно повышает сопротивление фильтра и уменьшает примерно в 10 раз его производительность. Тем не менее включение фильтра тонкой очистки параллельно масляной магистрали улучшает качество очистки масла, увеличивает срок его службы и тем самым уменьшает износ трущихся деталей двигателя.

Наряду с фильтрацией масла в судовых дизельных установках используют и такие методы очистки масла, как отстой и сепарацию. Наиболее крупные механические включения и влага отделяются в результате отстоя в запасных масляных цистернах или в специальных устройствах, называемых сепараторами.

Сепаратор — стальной цилиндрический барабан, находящийся внутри корпуса, отлитого заодно со станиной и кронштейном. Внутри барабана расположено необходимое количество стальных конусов (тарелок) с отверстиями, разделяющих внутреннюю полость барабана на множество тонких конических слоев высотой 1—2 мм. Вследствие вращения барабана возникает центробежная сила, под действием которой механические частицы и капельки воды, как наиболее тяжелые, увлекаются к периферии, а частицы очищенного масла, как более легкие, непрерывным потоком устремляются к центру барабана, откуда сливаются наружу.

Конструкция масляного холодильника, применяемого в циркуляционной масляной системе судовой дизельной установки, приведена на рис. 32. Подобную конструкцию имеет и водяной холодильник, но в отличие от масляного у него по трубкам протекает охлаждаемая пресная вода, а забортная охлаждающая вода омывает трубки снаружи.

В качестве водяных насосов в системе охлаждения двигателей применяют поршневые центробежные, крыльчатые и шестеренные насосы. Они имеют или независимый привод от электродвигателя, или приводятся в действие от коленчатого вала двигателя. Центробежные и крыльчатые насосы чаще всего используют в замкнутых системах охлаждения быстроходных и среднескоростных дизелей. Для охлаждения тихоходных судовых дизелей обычно применяют поршневые насосы с приводом от коленчатого вала двигателя.

Система смазки двигателя внутреннего сгорания

 

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Система смазки двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержит в частности, масляный поддон, в котором размещено средство против вспенивания масла и обеспечивающее его постоянное наличие в зоне маслозаборника. Отличительной особенностью является то, что названное средство включает два сливных канала, сферическую стенку, наклонную стенку, перегородки с завихрителями, вертикальные ребра и направляющее ребро, при этом сливные каналы расположены в дне поддона, вдоль его боковых стенок и имеют уклон в сторону донной части поддона, причем в своих истоках каналы имеют различную ширину, и в более широком канале дно частично образовано сферической стенкой и наклонной стенкой, выступающими внутрь полости поддона; между истоками каналов дно поддона выполнено в виде в основном плоского участка, снабженного средствами для консольного крепления над поверхностью уровня масла перегородки, свободный торец которой, со стороны боковой поверхности поддона снабжен завихрителем, выполненным в виде скругления торца перегородки в сторону донной части поддона, при этом поверхность перегородки имеет форму, в основном повторяющую траекторию движения нижнего торца шатуна, а в наиболее углубленном участке перегородки выполнено сливное отверстие; вторая, аналогичная по конструкции перегородка смонтирована консольно на корпусе масляного насоса; снизу перегородки снабжены вертикальными ребрами, нормально сориентированными по отношению к боковым стенкам поддона, причем между вершинами ребер и дном поддона имеется зазор; направляющее ребро вертикально смонтировано на дне поддона, на конечном участке его продольной стенки, со стороны сбегающей ветви цепного привода масляного насоса, и направлено в сторону корпуса масляного насоса. Преимущественно конструкция предназначена для двигателей легковых автомобилей.

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к двигателям внутреннего сгорания (ДВС).

Для надежной, долговечной и бесшумной работы двигателя и его систем масло из поддона должно поступать в масляную магистраль двигателя без перебоев. Для этого в масляном поддоне, а конкретно в зоне маслозаборника масляного насоса, масло должно находиться постоянно и в достаточном количестве. Однако, при движении автомобиля по бездорожью, на поворотах, при резких торможениях или ускорениях имеют место колебания уровня масла в поддоне, при этом маслозаборник может временно оказаться выше уровня масла, находящегося в поддоне, что приводит к перебою подачи масла в системы двигателя и его «масляному голоданию», в результате чего ухудшается смазка пар трения, появляется шумность в работе двигателя, повышается износ деталей и узлов, вплоть до выхода их из строя и заклинивания двигателя.

Кроме того, при интенсивной работе двигателя масло может просто не успевать собираться в достаточном количестве в зоне, где располагается заборное устройство масляного насоса, в результате чего так же возникают перебои в подаче масла в двигатель.

Для решения этих проблем используются различные конструктивные приемы.

Известна система смазки ДВС ВАЗ-2108, В.А. Вершигора и др. «Автомобиль ВАЗ-2108», М., ДОСААФ СССР, 1986, с.67, рис.32, поз.20, содержащая, в частности, масляный насос с маслозаборником и поддон, который представляет собой

цельноштампованный корытообразный корпус, снабженный фланцем крепления к блоку цилиндров ДВС и пластинчатым успокоителем, консольно закрепленным выше уровня масла на боковой стенке поддона в зоне маслозаборника.

Наличие в данной конструкции пластинчатого успокоителя, расположенного выше уровня масла, способствует некоторому гашению колебаний масла в поддоне, возникающих во время движения автомобиля, но недостаточно эффективно т.к. ограничивает частично только вертикальные перемещения масла в поддоне, при этом масло может беспрепятственно перемещаться внутри поддона из стороны в сторону и беспрепятственно оттекать из зоны маслозаборника, что не исключает перебои в заборе масла. Кроме того, при работе двигателя под воздействием вращательного движения кривошипно-шатунного механизма масло интенсивно разбрызгивается по стенкам поддона и подчас не успевает стекать в поддон и собираться в зоне маслозаборника в количестве достаточном для бесперебойного забора масла масляным насосом. Наличие успокоителя является в данном случае дополнительным препятствием для стекающего с верхней части двигателя масла.

Из авторского свидетельства России №1474294, МКИ F 01 M 1/10, публ. 23.04.89, бюл. №15, известен масляный поддон с успокоителем в виде пластины с центральным патрубком, размещенной между плоскостью верхнего уровня масла и днищем. В верхней части пластины выполнены поперечные гофры, соединенные продольными каналами, а патрубок снабжен продольными пазами для слива масла в отстойник, где располагается заборное устройство масляного насоса.

В данной конструкции гофры более эффективно, чем в описанной ранее конструкции, способствуют гашению колебаний масла и предотвращают чрезмерное его расплескивание.

Однако, при такой конструкции поддона успокоитель еще более препятствует возврату масла в поддон, т.к. полностью перекрывает зону отстойника, где располагается маслозаборник насоса, и масло в отстойник попадает только через пазы в патрубке, пройдя по каналам, соединяющим гофры, что значительно замедляет процесс слива. Кроме того, при работе двигателя уровень масла в поддоне неизбежно понижается и может опуститься ниже пластины, и тогда уже ничто не будет препятствовать колебаниям масла внутри отстойника при движении автомобиля. Все это может создать дефицит масла в зоне заборного устройства и вызвать перебои в подаче масла в двигатель.

Таким образом, основными недостатками описанных выше поддонов является то, что данные конструкции не обеспечивают быстрого сбора отработанного масла в зоне маслозаборника и не эффективно гасят колебания, масла внутри поддона, возникающие при инерционном воздействии на его объем.

Эти недостатки частично устраняются в техническом решении, описанном в заявке Германии №4139195, МКИ F 01 M 11/00, F 02 F 7/00, публ. 03.06.93, бюл. №22, где между коленчатым валом двигателя и днищем масляного поддона на небольшом удалении от вращающихся элементов кривошипного механизма установлена вставка, снабженная отверстиями для каждого колена коленчатого вала. С каждым отверстием соединен канал, который подведен к зоне маслозаборника.

Данное техническое решение обеспечивает направленный слив масла из двигателя в поддон, что ускоряет сбор масла в зоне маслозаборника, а наличие на небольшом удалении от вращающихся элементов кривошипного механизма вставки, улавливающей масло, в значительной степени снижает разбрызгивание масла по стенкам поддона, что так же ускоряет сбор масла в поддоне. Однако, данная конструкция не ограничивает колебания масла в поддоне, возникающие во время движения автомобиля: масло может свободно перемещаться внутри поддона, колыхаться, взбалтываться и оттекать из зоны маслозаборника при инерционном воздействии на его объем. В результате чего маслозаборник в какой-то момент может оказаться выше уровня масла, что неизбежно вызовет перебои в подаче масла в масляную магистраль двигателя.

В качестве прототипа выбран литой масляный поддон, защищенный свидетельством РФ на полезную модель №9264, МКИ F 02 F 7/00, публ. 16.02.99, бюл. №2, представляющий собой корытообразный корпус, внутри которого размещено средство, обеспечивающее постоянное наличие масла в зоне маслозаборника при инерционном воздействии на его объем, представленное в виде, по крайней мере, двух выполненных за одно целое с корпусом поддона взаимно параллельных, расположенных в поперечных плоскостях поддона ребер, свободные вертикальные торцы которых перекрывают друг друга с образованием между ними лабиринтного канала.

Применение поперечных ребер в описанном устройстве способствует уменьшению амплитуды колебаний масла в поддоне во время движения транспортного средства и препятствует отливу масла из зоны маслозаборника. Однако, т.к. ребра расположены у днища поддона, то они препятствуют также приливу масла, стекающего

в поддон из верхней части двигателя. Кроме того, масло, стекающее с вращающихся элементов кривошипного механизма будет интенсивно разбрызгиваться само и разбрызгивать по стенкам поддона масло, находящееся в поддоне, что так же замедлит сбор масла в зоне маслозаборника.

В отличие от прототипа, в известном масляном поддоне, в котором размещен масляный насос, снабженный цепным приводом и маслозаборником, а так же средство против вспенивания масла и обеспечивающее его постоянное наличие в зоне маслозаборника (далее, средство) названное средство включает два сливных канала, сферическую стенку, наклонную стенку, перегородки с завихрителями, вертикальные ребра и направляющее ребро. При этом сливные каналы расположены в дне поддона вдоль его боковых стенок и имеют уклон в сторону донной части поддона, где происходит слияние обоих каналов, и в которой размещен маслозаборник, что обеспечивает быструю и направленную доставку масла непосредственно в зону маслозаборника. Причем в своих истоках каналы имеют различную ширину, и в более широком канале дно частично образовано сферической стенкой и наклонной стенкой, выступающими внутрь полости поддона, что позволяет снизить расплескивание масла, стекающего из двигателя, и препятствует застаиванию масла в периферийных зонах поддона. Между истоками каналов дно поддона выполнено в виде в основном плоского участка, снабженного средствами для консольного крепления над поверхностью уровня масла перегородки, свободный торец которой со стороны боковой поверхности поддона снабжен завихрителем, выполненным в виде округления торца перегородки в сторону донной части поддона. При этом поверхность перегородки имеет форму, в основном повторяющую траекторию движения нижнего торца шатуна а в наиболее углубленном участке перегородки выполнено сливное отверстие, через которое остатки масла, скопившееся на поверхности перегородки, сливаются в поддон. Вторая, аналогичная по конструкции перегородка смонтирована консольно на корпусе масляного насоса. Наличие в предлагаемой конструкции таких перегородок с завихрителями предотвращает разбрызгивание по стенкам поддона потока масла, создаваемого круговым движением шатунов и противовесов коленчатого вала, и направляет поток вниз, в донную часть поддона. Снизу перегородки снабжены вертикальными ребрами, нормально сориентированными по отношению к боковым стенкам поддона, причем между вершинами ребер и дном поддона имеется зазор. Такое конструктивное исполнение вертикальных ребер, а именно, в верхней части поддона, а не на дне, как в прототипе, обеспечивает эффективное гашение колебаний масла в

поддоне при движении автомобиля и не препятствует приливу масла, сливающегося из верхней части двигателя. На конечном участке продольной стенки поддона, со стороны сбегающей ветви цепного привода масляного насоса, на дне поддона вертикально смонтировано направляющее ребро, направленное в сторону корпуса масляного насоса. Это ребро предназначено для направления в зону маслозаборника масла, стекающего с цепи привода масляного насоса и из двигателя, а также дополнительно гасит колебания масла, в поддоне возникающие при инерционном воздействии на его объем.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показан вид в плане масляного поддона;

на фиг.2 показано продольное сечение А-А масляного поддона двигателя внутреннего сгорания;

на фиг.3 показано поперечное сечение Б-Б масляного поддона в зоне первой перегородки;

на фиг. 4 показано поперечное сечение В-В масляного поддона в зоне средств для консольного крепления первой перегородки;

на фиг.5 показано поперечное сечение Г-Г масляного поддона в второй перегородки;

на фиг.6 показан вид в плане масляного поддона без перегородок.

Стрелками на чертежах показаны направления движения масла.

Система смазки двигателя внутреннего сгорания содержит, в частности, масляный поддон 1, в котором размещен масляный насос 2, снабженный цепным приводом 3 и маслозаборником 4, а так же средство против вспенивания масла и обеспечивающее его постоянное наличие в зоне маслозаборника. Названное средство включает два сливных канала 5 и 6, сферическую стенку 7, наклонную стенку 8, перегородки 9 и 10 с завихрителями 11, вертикальные ребра 12 и направляющее ребро 13. При этом сливные каналы 5 и 6 расположены в дне поддона 1, вдоль его боковых стенок и имеют уклон в сторону донной части 14 поддона 1, где происходит слияние каналов 5 и 6, и в которой размещен маслозаборник 4. Причем в своих истоках каналы 5 и 6 имеют различную ширину, и в более широком канале 5, исток которого расположен под отверстием для слива масла из блока цилиндров (не показано), дно частично образовано сферической стенкой 7 и наклонной стенкой 8, выступающими внутрь полости поддона 1. Между истоками каналов 5 и 6 дно поддона выполнено в виде в основном плоского участка 15, снабженного средствами 16 для консольного

крепления над поверхностью уровня масла перегородки 9, выполненной в виде тонкостенной конструкции. Свободный торец перегородки 9 со стороны боковой поверхности поддон снабжен завихрителем 11, выполненным в виде округления торца перегородки 9 в сторону донной части 14 поддона 1. Поверхность перегородки 9 имеет форму, в основном повторяющую траекторию движения нижнего торца шатуна 17, а в наиболее углубленном участке перегородки 9 выполнено сливное отверстие 18. Вторая, аналогичная по конструкции перегородка 10 смонтирована консольно на корпусе масляного насоса 2. Снизу перегородки 9 и 10 снабжены вертикальными ребрами 12, нормально сориентированными по отношению к боковым стенкам поддона 1, причем между вершинами ребер 11 и дном поддона 1 имеется зазор. На дне поддона 1, в его донной части 14, на конечном участке его продольной стенки, со стороны сбегающей ветви цепного привода 3 масляного насоса 2, вертикально смонтировано направляющее ребро 13, направленное в сторону корпуса масляного насоса 2.

Во время работы двигателя масло после смазки всех пар трения сливается из головки блока цилиндров (не показана) в масляный поддон 1. При этом поддон 1 на двигателе сориентирован так, что исток одного из сливных каналов 5 и 6, в частности более широкого канала 5, располагается непосредственно под одним из отверстий для слива масла из блока цилиндров (не показано) так, что поток масла, стекая из двигателя, попадает на сферическую стенку 7, гасится и спокойно, не разбрызгиваясь, стекает в сливной канал 5, по которому доставляется в донную часть 14 поддона 1. Там наклонная стенка 8 направляет поток непосредственно в зону маслозаборника 4, не давая маслу застаиваться в периферийных зонах донной части 14. В сливной канал 6 собирается масло стекающее со стенок поддона и так же потоком направляется в донную часть 14 поддона 1. Расположение каналов 5 и 6 вдоль боковых стенок поддона 1 обеспечивает сбор масла, стекающего со стенок поддона 1, не позволяя ему растекаться по поверхности плоского участка 15. Сливные канала 5 и 6 имеют уклон в сторону донной части 14, что увеличивает скорость масляных потоков и значительно ускоряет сбор масла в донной части 14 поддона 1. Поток масла, создаваемый круговым движением шатунов 17 и противовесов коленчатого вала движется по поверхности перегородок 9 и 10, повторяющей траекторию движения шатунов 17, и далее завихрители 11 направляют поток вниз, в донную часть 14 поддона 1. Так перегородки 9, 10 своей поверхностью как бы «улавливают» масло, стекающее с коленчатого вала, не позволяя ему разбрызгиваться по стенкам поддона 1, а завихрители 11 направляют поток масла в поддон 1, в его донную часть 14, где располагается маслозаборник 4, что

ускоряет процесс аккумулирования масла в поддоне 1. Масло, скапливающееся в углубленной части перегородок 9,10, через сливные отверстия 18 так же сливается в поддон 1. При работе масляного насоса 2, расположенного в, донной части 14, масло из поддона 1 захватывается движущейся цепью привода 3, а затем стекает по сбегающей ветви цепи обратно в поддон 1, в частности в зону, где расположено направляющее ребро 13. Ребро 13, вертикально смонтированное на дне поддона 1, на конечном участке его продольной стенки, со стороны сбегающей ветви цепного привода 3, не дает маслу растекаться и направляет масляный поток в зону маслозаборника 4, а так же успокаивает колебания масла в поддоне, возникающие в результате работы цепного привода 3 и движения автомобиля.

При движении транспортного средства по неровным или наклонным участкам дороги, на поворотах, при разгоне-торможении возникают колебания уровня масла в поддоне 1. При отливе масла от маслозаборника 3, последний может временно оказаться выше уровня масла, что приведет к перебою подачи масла в системы двигателя. Эти колебания масла эффективно гасятся вертикальными ребрами 12 перегородок 9, 10. Конструктивное выполнение ребер 12 снизу перегородок 9 и 10, консольно закрепленных в верхней части поддона 1, обеспечивает более эффективное гашение колебаний масла в поддоне 1, т. к. наибольшие волнения масла возникают именно в поверхностных слоях, а не у дна. А через зазор 19 между вершинами ребер 12 и дном поддона 1 масло беспрепятственно перетекает из периферийных зон донной части 14 в зону маслозаборника 3.

Таким образом, данная конструкция системы смазки ДВС обеспечивает быстрый сбор масла в зоне маслозаборника масляного насоса и эффективное гашение колебаний масла в поддоне при инерционном воздействии на его объем, чем поддерживается постоянное наличие достаточного количества масла в зоне маслозаборника и тем самым обеспечивается бесперебойная подача масла в масляную магистраль двигателя, что благоприятно сказывается на роботе его узлов и деталей, уменьшает трение сопряженных пар, увеличивает срок службы и надежность работы всех узлов, деталей, систем и двигателя в целом.

Система смазки двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащая, в частности, масляный поддон, в котором размещен масляный насос, снабженный цепным приводом и маслозаборником, а также средство против вспенивания масла и обеспечивающее его постоянное наличие в зоне маслозаборника (далее, средство), отличающаяся тем, что названное средство включает два сливных канала, сферическую стенку, наклонную стенку, перегородки с завихрителями, вертикальные ребра и направляющее ребро, при этом сливные каналы расположены в дне поддона, вдоль его боковых стенок и имеют уклон в сторону донной части поддона, где происходит слияние обоих каналов, и в которой размещен маслозаборник, причем в своих истоках каналы имеют различную ширину, и в более широком канале дно частично образовано сферической стенкой и наклонной стенкой, выступающими внутрь полости поддона, между истоками каналов дно поддона выполнено в виде в основном плоского участка, снабженного средствами для консольного крепления над поверхностью уровня масла перегородки, свободный торец которой, со стороны боковой поверхности поддона снабжен завихрителем, выполненным в виде скругления торца перегородки в сторону донной части поддона, при этом поверхность перегородки имеет форму, в основном повторяющую траекторию движения нижнего торца шатуна, а в наиболее углубленном участке перегородки выполнено сливное отверстие, вторая, аналогичная по конструкции перегородка смонтирована консольно на корпусе масляного насоса, снизу перегородки снабжены вертикальными ребрами, нормально сориентированными по отношению к боковым стенкам поддона, причем между вершинами ребер и дном поддона имеется зазор, направляющее ребро вертикально смонтировано на дне поддона, на конечном участке его продольной стенки, со стороны сбегающей ветви цепного привода масляного насоса, и направлено в сторону корпуса масляного насоса.

Система смазки в двигателях внутреннего сгорания

В двигателе внутреннего сгорания движущиеся части трутся друг о друга, создавая силу трения. Из-за силы трения выделяется тепло, и детали двигателя легко изнашиваются. Мощность также теряется из-за трения. Чтобы уменьшить потери мощности, а также износ движущихся частей, между трющимися поверхностями вводится инородное вещество, называемое смазкой. Смазка разделяет сопрягаемые поверхности. Система смазки может быть твердой (графит), полутвердой (консистентная смазка) или жидкой (масло). В качестве жидкой смазки обычно используется минеральное масло. Его получают путем переработки нефти. Смазка также используется для смазывания некоторых частей двигателя.

Назначение смазки (или) Функции смазки:

1. Уменьшает трение между движущимися частями.
2. Снижает износ движущихся частей.
3. Сводит к минимуму потери мощности из-за трения.
4. Обеспечивает охлаждающий эффект: во время циркуляции отводит тепло от горячих движущихся частей и отдает его окружающим
   через картер.
5. Обеспечивает амортизирующий эффект: Служит в качестве амортизатора от ударов двигателя.
6. Обеспечивает очищающее действие:- Загрязнения, такие как частицы углерода, растворяются во время циркуляции.
7. Обеспечивает уплотняющее действие: Помогает поршневым кольцам обеспечивать эффективную герметизацию от утечки газов под высоким давлением в цилиндре.
8. Уменьшает шум.

Детали системы смазки

1. Внутренняя поверхность стенок цилиндров.
2. Подшипники коленчатого вала
3. Шатун
4. Распределительный вал
5. Подшипник распредвала
6. Клапанный механизм
7. Поршневые кольца
8. Поршневой палец или поршневой палец
9. Распределительные шестерни
10. Большой конец и малый конец шатунного подшипника.

СВОЙСТВА СМАЗКИ

Смазка, используемая в двигателе внутреннего сгорания, должна обладать некоторыми свойствами для успешной работы двигателя. Свойства, необходимые для хорошей смазки, перечислены ниже:

Вязкость :

Вязкость определяется как мера сопротивления жидкости течению. Вязкость смазки зависит от ее температуры. Вязкость смазки уменьшается с повышением температуры и наоборот. Это свойство является очень важным свойством смазки, поскольку определяет, насколько эффективно масляная пленка отделяет движущиеся поверхности друг от друга и предотвращает их трение. Если используется масло с высокой вязкостью (то есть слишком густое), это приведет к потере мощности, повышению рабочей температуры и чрезмерному износу. Если используется масло с низкой вязкостью, оно не может должным образом смазывать и приводит к быстрому износу движущихся частей.

Маслянистость :

Это свойство масла растекаться и прочно прикрепляться к поверхностям подшипников. Как правило, для лучшего смазывания требуется высокая маслянистость.

Температура вспышки :

Температура вспышки смазочного материала – это температура, при которой он образует пары и образует горючую смесь с воздухом. Всегда желательна высокая температура вспышки, поскольку низкая температура вспышки приводит к сгоранию смазки. Минимальная температура вспышки смазочного масла, используемого в I.C. двигателя колеблется от 200 до 250°С.

Температура возгорания :

Температура воспламенения – это самая низкая температура, при которой топливо непрерывно горит. Температура воспламенения должна быть выше температуры вспышки.

Летучесть :

Когда смазочное масло подвергается воздействию высокой температуры в течение длительного времени, оно может испариться. Это свойство известно как волатильность. Смазочное масло должно иметь низкую летучесть.

Температура застывания :

Определяется как температура, ниже которой масло перестанет течь в трубопроводе в контролируемых условиях испытаний. Всегда рекомендуются смазочные материалы с меньшей температурой застывания, так как их подача начнется даже при запуске двигателя в холодную погоду.

Делергентность :

Смазочное масло должно уносить мелкие частицы (изношенные частицы углерода), чтобы поддерживать внутреннюю чистоту двигателя, известную как делергентность.

Нейтрализация :

Смазочное масло не должно быть ни кислотным, ни щелочным, иначе оно будет оказывать коррозионное воздействие на детали двигателя.

(Ex) Вспенивание : Это состояние, при котором в масле удерживаются мельчайшие пузырьки воздуха. Это уменьшит массовый расход, а также точное окисление. Таким образом, масло должно вызывать проблемы с пенообразованием.
(x) Эмульгирование : Смазочное масло не должно образовывать эмульсию при контакте с водой. Хорошее смазочное масло не должно легко эмульгироваться.

Методы смазывания

Различные методы смазывания I.C. двигатели

1. Система смазки бензином или туманом,
2. Система с мокрым картером и
3. Система с сухим картером.

Система смазки бензином или аэрозолем:

Это самый простой из всех типов смазки. Этот метод используется в легковых транспортных средствах, таких как мотоциклы и скутеры. Примерно от 3 до 6% смазочного масла смешивается с бензином в топливном баке. Здесь нет отдельного отстойника и насоса. Смешивание масла с бензином действует как смазка.

Недостатком этого метода является то, что если двигатель долгое время простаивает, масло отделится и вызовет засорение канала подачи топлива в карбюратор, что приведет к проблемам с запуском. Если количество масла для смешивания меньше, смазка недостаточна, что приводит к повреждению двигателя. Если количество масла больше, в цилиндре образуется больше нагара. Таким образом, двигатель будет давать темный дым.

Система с мокрым картером :

В этом методе смазочное масло хранится в масляном картере. Из маслосборника масло подается к различным частям двигателя. Эту систему можно далее классифицировать как:

(a) Система смазки под действием силы тяжести
(b) Система смазки разбрызгиванием
(c) Система смазки под давлением
(d) Система смазки под давлением 900 05

Система гравитационной смазки

В этом При этом масло подается к смазываемым деталям под действием силы тяжести. В этой системе используется масленка с капельной подачей, показанная на рис. Он состоит из чашки и игольчатого клапана. Игольчатый клапан управляется винтом. Клапан поднимается, чтобы увеличить поток масла, и опускается, чтобы уменьшить поток масла. Эта система используется для смазки внешних движущихся частей, таких как подшипники, траверсы, шатунные шейки простого парового двигателя.

Система смазки разбрызгиванием :

В этой системе масло хранится в картере двигателя. К большому концу шатуна крепится малый черпак, как показано на рис.

При вращении рукоятки ковш погружается в масло и разбрызгивает масло. Масло разбрызгивается на стенки цилиндров, головки шатунов и клапанные механизмы. Этот метод используется в некоторых мотоциклах и одноцилиндровых стационарных двигателях. Следует с большей осторожностью следить за тем, чтобы масло в картере было залито до нужной отметки. При низком уровне масла смазки будет недостаточно.

Недостатки

• Неэффективен, если нагрузка на подшипник велика.
• Очень трудно ввести масло в мельчайшие зазоры между поверхностями скольжения.

Система смазки под давлением :

В этой системе смазочное масло нагнетается насосом под давлением от 2 до 4 МПа. Фиг.8 показывает линейную схему этой системы. Он состоит из масляного поддона, масляного насоса, масляной магистрали, клапана сброса давления, масляного фильтра, датчика давления масла и масляного щупа. Смазочное масло из поддона или. Масляный поддон всасывается масляным насосом и поднимается в главную масляную галерею через масляный фильтр и сетчатый фильтр. Масляный насос приводится в действие распределительным валом. Масляный насос и фильтр всегда погружены в масло.

Из масляной галереи масло под давлением распределяется по различным частям двигателя и смазывается через масляные трубки. Масло из галереи попадает в подшипник шатунной шейки через коническое отверстие в коленчатом валу. В центре шатуна предусмотрено сквозное отверстие. Масло из подшипника большой головки поступает в подшипник поршневого пальца (подшипник малой головки) через отверстие в шатуне. По отдельным масляным трубкам подается масло для смазки зубчатых колес, коромысел, распределительного вала и т. д. Другая масляная линия соединена с манометром, показывающим давление масла.

Избыток подаваемого масла стекает обратно в масляный картер. Предохранительный клапан предназначен для предотвращения повреждений в случае избыточного давления масла. Для измерения уровня масла в поддоне предусмотрен маслоизмерительный щуп.

Преимущества :

• Все детали двигателя эффективно смазываются.
• Небольшой зазор между поверхностями скольжения можно смазывать, так как масло подается под давлением.

Детали двигателя, смазываемые под давлением: коренные подшипники коленчатого вала, коренные подшипники распределительного вала, шатунные вкладыши, зубчатые колеса, цепь и звездочка, коромысла, пружины, стержни клапанов, направляющие клапанов и т. д.

Система смазки с частичным давлением:

Она также называется системой смазки с частичным давлением. Это модификация системы смазки разбрызгиванием. Эта система используется, если нагрузка на подшипник велика, а смазки разбрызгиванием недостаточно. Это комбинация смазки разбрызгиванием и смазки под давлением.

Эта система состоит из масляного насоса, масляной магистрали, масляного фильтра, манометра масла и совков, прикрепленных к большой головке шатуна. Насос перекачивает масло в главную галерею. Из галереи масло под давлением подается к деталям двигателя, подлежащим смазке. К большому концу шатуна крепятся ковши или ковши.

Смазочное масло направляется к ковшам через масляные форсунки из галереи. Совки разбрызгивают это масло во всех направлениях для смазывания деталей двигателя, таких как поршень, стенки цилиндра и т. д.

Детали двигателя, смазываемые разбрызгиванием: Поршень, стенки цилиндров, кулачки, поршневой палец и кольца, пружина и направляющие стержней клапанов, масляный насос приводной механизм и т. д.

Система смазки с сухим картером :

Смазочное масло, хранящееся в масляном картере, называется системой смазки с мокрым картером. Но система, в которой смазочное масло не хранится в масляном картере, известна как система с сухим картером. В этой системе масло подается в отдельный бак и подается в двигатель.

Масло, попадающее в масляный картер после смазки, направляется обратно в масляный бак отдельным нагнетательным насосом. Таким образом, система состоит из двух насосов. Один насос используется для подачи масла. Другой насос используется для подачи масла в масляный бак. Эта система используется в самолетах.

Основное преимущество этой системы в том, что отсутствует вероятность нарушения подачи масла при движении автомобиля вверх-вниз.

Смазка двигателей внутреннего сгорания: как это сделать в 3-х системах?

Экологическая экосистема прудовой системы…

Включите JavaScript

Экологическая экосистема прудовой системы: узнайте больше об организмах, средах обитания и пищевой цепи прудовой экологии

Содержание

Смазка — это процесс или метод, используемые для уменьшения износа одной или обеих поверхностей, находящихся рядом и движущихся относительно друг друга. Вставка вещества, называемого смазкой, между поверхностями для переноса или облегчения переноса нагрузки (созданного давления) между противоположными поверхностями. Движущиеся части двигателей внутреннего сгорания должны быть смазаны для правильной работы.

Назначение системы смазки

Смазка подвижных частей двигателя внутреннего сгорания выполняет следующие функции:

• Снижает износ и предотвращает заедание трущихся поверхностей.
• Снижает мощность, необходимую для преодоления сопротивления трения.
• Отводит тепло от поршня и цилиндра.
• Служит уплотнением между поршневыми кольцами и стенкой цилиндра.
• Удаляет посторонние предметы между рабочими частями двигателя.

Что такое смазка?

Смазка представляет собой вещество, введенное между двумя движущимися поверхностями для уменьшения трения и износа между ними. Смазка образует защитную пленку, которая позволяет разделить и «сгладить» две соприкасающиеся поверхности, тем самым уменьшая трение между ними. Смазки химически взаимодействуют со всеми поверхностями, так что контакт происходит только с гладкими и свободными смазками. В ходе этого процесса абразивные частицы растворяются в смазке, что делает их отличными растворителями и очистителями.

Детали двигателя, требующие смазки

Основными частями двигателя, требующими смазки, являются:

• Главный подшипник коленчатого вала.
• Шатунный подшипник
• Подшипник поршневого пальца
• Поршневые кольца и стенки цилиндра
• Зубчатые колеса
• Распределительный вал и подшипники распределительного вала
• Клапанные механизмы
• Другие движущиеся части, такие как вентилятор охлаждения, водяной насос, механизм зажигания и т. д. .

Системы смазки

Для смазки двигателя используются различные системы: , Бензиновая система

Обычно используется для небольших двух -тактные двигатели, например двигатели для скутеров и мотоциклов. Это самая простая из всех типов систем смазки двигателя. Некоторое количество смазочного масла смешивается с самим бензином, обычное соотношение составляет 2% к 3% топлива. Если оно меньше, есть опасность недостаточного смазывания, вызывающего изображение в двигателе. Если больше, то в головке блока цилиндров будет избыточный нагар, а также двигатель будет давать темный дым.

2. Система разбрызгивания

На нижнем конце шатуна имеется ковш, который зачерпывает масло из поддона, расположенного в этой системе под коленчатым валом. Масло в этот поддон подается из картера либо с помощью насоса, либо самотеком через просверленные в поддоне выравнивающие отверстия. Когда двигатель работает, шатун зачерпывает масло при прохождении нижней мертвой точки. Часть масла, разбрызгиваемого этим шатуном, достигает маслосборников, предусмотренных над коренными подшипниками, а часть попадает в шатунный подшипник.

Масляный туман, образующийся в картере двигателя, смазывает поршень, стенки цилиндра и поршневой палец.