Описание трения в сопряжениях, назначение, функции и типы смазочных систем. Схем видов трения в сопряжениях

36

Вопрос. Опишите виды трения в сопряжениях, назначение, функции и типы смазочных систем. Приведите схему видов трения в сопряжениях.

Ответ. Под трением понимают сопротивление относительному перемещению, которое возникает между двумя телами в зонах соприкосновения поверхностей по касательным к ним.

По наличию взаимоперемещения  трущихся деталей различают два  вида трения: трение покоя - трение двух тел при микросмещениях и трение движения - трение двух тел, находящихся в относительном движении (ГОСТ 27674-88). Трение движения в свою очередь классифицируется по характеру движения на трение скольжения, качения и качения с проскальзыванием.

Трение скольжения возникает  при движении соприкасающихся тел, у которых скорости в точках касания  различны. При трении качения скорости в точках касания одинаковы по значению и направлению. Трение качения с проскальзыванием возникает при одновременном качении и скольжении тел.

По наличию смазочного материала  различают трение без смазочного материала (сухое) и со смазочными (жидкостное). Граничное трение возникает в том случае, когда поверхности трения разделены слоем смазки настолько малой толщины (менее 0,1 мкм), что свойства этого слоя отличаются от объемных свойств масла, а сила трения зависит только от природы и состояния трущихся поверхностей. При жидкостном трении смазочный материал полностью отделяет взаимоперемещающиеся рабочие поверхности одну от другой и имеет толщину, при которой проявляются объемные свойства масла.

Рис. ___. Схема узла трения при наличии смазочного материала: 
1 - контактирующие детали, 2 - граничный (адсорбированный) слой смазочного материала; 
3 - смазочный материал; а - зона граничного трения; и - зона жидкостного трения; 
в - зона трения без смазочного материала(сухого).

Затраты энергии на преодоление  трения обусловлены механическим зацеплением  неровностей (шероховатостей) одной трущейся поверхности за неровности другой при их перемещении и силами межмолекулярного притяжения в слое масла и между трущимися поверхностями. Эти затраты весьма значительны и, например, в двигателе внутреннего сгорания составляют до 25% развиваемой им мощности.

Сила трения качения  примерно в 10 раз меньше силы трения скольжения при отсутствии смазочного материала.

Сила трения при наличии  смазочного материала определяется лишь внутренним трением слоев в этом материале, которое в 50...100 раз меньше, чем при трении без смазочного материала (сухое).

В большинстве двигателей применяют комбинированную смазочную систему. К наиболее нагруженным деталям масло подается под давлением, а к остальным — разбрызгиванием и самотеком.

Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, клапанный механизм, втулки распределительных шестерен.

Смазочная система двигателя  включает в себя поддон картера, масляный насос, фильтр, радиатор, каналы и трубопроводы, манометр, маслозаливную горловину. Уровень масла контролируют масломерным щупом при неработающем двигателе. Путь циркуляции масла под давлением в смазочной системе у большинства двигателей одинаков. При работе двигателя масло из поддона картера засасывается шестеренным насосом и подается под давлением к фильтру. Очищенное масло охлаждается в масляном радиаторе и поступает в главный масляный канал. Далее оно проходит по каналам в блоке к коренным подшипникам коленчатого вала и шейкам распределительного вала.

По наклонным каналам  коленчатого вала масло попадает в полость шатунных шеек, где дополнительно очищается, и, выходя на поверхность шеек, смазывает шатунные подшипники.

Из магистрали масло  поступает к пальцу промежуточной  шестерни. По каналу в одной из шеек распределительного вала масло пульсирующим потоком подается в вертикальный канал блока и по каналам в головке и наружной трубке — в пустотелую ось коромысел. Через отверстия в валике коромысел масло поступает к втулкам коромысел и, стекая по штангам, смазывает толкатели и кулачки распределительного вала.

Стенки цилиндров и  поршней, поршневые пальцы, распределительные шестерни смазываются разбрызгиванием. Масло, вытекающее из подшипников коленчатого вала и стекающее с клапанного механизма, разбрызгивается быстровращающимся коленчатым валом на мелкие капли, образуя масляный туман. Капельки масла, оседая на поверхности цилиндров, поршней, кулачков распределительного вала, смазывают их и стекают в поддон картера, откуда масло вновь начинает свой путь.

Поршневой палец смазывается  капельками масла, которые попадают в отверстие верхней головки шатуна. В двигателях, имеющих канал в стержне шатуна, поршневой палец смазывается под давлением.

Работу смазочной системы  контролируют по манометру, показывающему давление в главной магистрали. На некоторых двигателях, кроме того, устанавливают термометр для измерения температуры в смазочной системе и сигнализатор падения давления масла.