Лекции по "Транспорту"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37

 

Рис. 4. Муфта вентилятора: а — заблокирована; б — разблокирована; 1 — крышка муфты; 2 — корпус муфты; 3— шариковый подшипник; 4 — фланец; 5 — блокирующие пластины; 6 — вентилятор; 7— ведущий диск; 8— уплотнение; 9 — крышка резервной камеры; 10 — пластинчатый клапан; 11 — биметаллический терморегулятор; А — резервная камера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5. Термостат: 1, 12 – стойки; 2 – перепускной клапан; 3 – баллон; 4 – активная масса (церезин); 5 – упорная шайба; 6 – компенсационная пружина; 7 – возвратная пружина; 8 – обойма; 9 – мембрана; 10 – буфер; 11 – втулка; 13 – шток; 14 – регулировочный винт; 15 – радиаторный клапан; 16 – седло клапана.

 

38

Лекция 7.

 

Тема: КОНСТРУКЦИЯ СМАЗОЧНОЙ СИСТЕМЫ ДВИГАТЕЛЯ.

 

1. Назначение и виды  смазочной системы 

2. Назначение, устройство и работа масляных насосов.

3. Назначение, устройство и работа масляных фильтров.

 

1. Назначение и виды смазочной  системы

Смазочная система служит для уменьшения износа трущихся поверхностей двигателя, удаления продуктов износа и частичного охлаждения деталей. Циркулирующее между трущимися поверхностями масло предохраняет их от коррозии. Тонкий слой масла, находящийся на поршнях и зеркале цилиндров, способствует лучшему уплотнению поршня в цилиндре, повышая компрессию.

Автомобильные двигатели имеют комбинированную смазочную систему: под давлением, разбрызгиванием и самотеком. Наиболее нагруженные детали КШМ и ГРМ (коренные и шатунные шейки коленчатого вала, опорные шейки распред. вала, коромысла, распред. шестерни при нижнем расположении распред. вала) смазывается под давлением.

Цилиндры, поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, кулачки и шестерни распределительного вала смазываются разбрызгиванием.

Самотеком смазываются нижние наконечники штанг, направляющие втулки толкателей и частично кулачки распределительного вала.

Масла должны иметь более низкую температуру застывания и определенные вязкостные свойства, быть в необходимой степени физически и химически стабильными, обладать минимальным коррозионным воздействием на металлы, не содержать механических примесей и воды.

Масла в двигателях работают в очень тяжелых условиях, испытывая воздействие перепадов давления от ниже атмосферного до 100 МПа и высоких температур (до 2500ºС во время рабочего хода).

 

2. Назначение, устройство и работа  масляных насосов.

Устройство и работа двухсекционного масляного насоса. На двигателях автомобилей ЗИЛ-433100, КамАЗ, и некоторых других устанавливаются двухсекционные масляные насосы. Двухсекционный масляный насос (рис.1) состоит из корпуса верхней секции 6, в котором установлены ведущая 7 и ведомая 4 шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении. Ведущая шестерня при помощи шпонки установлена на ведущем валу 5. Ведомая шестерня свободно установлена на отдельной оси.

Верхняя секция закрывается крышкой 9, в которой располагается редукционный клапан 13, состоящий из плунжера, пружины и пробки. Плунжер перекрывает канал, соединяющий полости низкого и высокого давлений. Корпус нижней радиаторной секции 1 крепится к корпусу верхней секции при помощи болтов.

Вал насоса 5 проходит через крышку верхней секции, и на его конце также при помощи шпонки установлена ведущая шестерня 11 нижней радиаторной секции. Она находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 12, свободно вращающейся на оси. В корпусе нижней секции установлен перепускной клапан, состоящий из шарика, пружины и пробки. Шарик прижимается пружиной и перекрывает отверстие канала, через который сообщаются нагнетательная и всасывающая полости.

 

39

Работа насоса. Масло забирается из поддона картера двигателя при помощи маслоприемника, состоящего из корпуса, приемной трубки и сетчатого фильтра для грубой очистки масла. При чистой сети масло свободно проходит и по трубке поступает в масляный насос. При загрязнении сетки около заборной трубки создается разрежение, под действием которого концы сетки отходят от корпуса, и через образовавшиеся щели неотфильтрованное масло проходит в масляный насос. При работе двигателя ведущие шестерни обеих секций масляного насоса вращаются по ходу часовой стрелки, а ведомый – в противоположном направлении. В верхней части корпуса при вращении шестерен зубья выходят из зацепления и между ними появляется разрежение, за счет которого из поддона поступает масло, заполняя пространство между зубьями, при дальнейшем вращении зубья переносят это масло. В нижней части зубья входят в зацепление, выдавливая масло, которое под давлением идет в канал. Для ограничения давления нагнетательная секция имеет редукционный клапан. Если давление в полости высокого давления превысит значение, на которое отрегулирована пружина, плунжер, сжимая пружину, отойдет от седла, и часть масла из полости высокого давления будет переходить в полость всасывания. 

Радиаторная секция масляного насоса работает аналогично, но перепускной клапан начинает перепускать масло, когда будет закрыт краник включения в работу масляного радиатора. Это необходимо для уменьшения сопротивления вращению шестерен и, следовательно, меньшего расхода мощности двигателя.

Масляный насос двигателя ВАЗ-2110 состоит из корпуса 1 закрытого крышкой 2, маслоприемника 4 и пары шестерен 6 и 7. Располагается насос на переднем торце блока цилиндров.  Ведущая шестерня 7 насоса при помощи двух лысок устанавливаете на переднем конце коленчатого вала двигателя, и имеет внутреннее пес зацепление с ведомой шестерней 6. Для ограничения максимального давления масла в смазочной системе в насосе установлен редукционный клапан плунжерного типа, состоящий из плунжера 8, пружины 9, уплотнительного кольца 11 и пробки 10.

3. Назначение, устройство и работа масляных фильтров.

На двигателях устанавливают полнопоточные фильтры центробежной очистки масла или фильтры со сменным фильтрующим элементом. Реже на двигателях устанавливают неполнопоточные фильтры. Полнопоточным называется фильтр, у которого все масло, перекачиваемое насосом, проходит через фильтр. Неполнопоточными называются фильтры, через которые проходит только часть масла, примерно 10...20%.

Фильтры тонкой очистки масла с бумажными фильтрующими элементами. Такие фильтры обеспечивают очистку масла от механических частиц размером до 0,001  мм. В зависимости от материала фильтрующего элемента они делятся на: бумажные; картонные; фильтры с поглощающими массами.

Бумажные фильтры обеспечивают высокую степень очистки, но быстро загрязняются и требуют частой замены фильтрующего элемента. Масло, проходя через поры бумаги, освобождается от механических частиц размером до 1 мкм. Через фильтр проходит все масло, перекачиваемое масляным насосом. Фильтр состоит из корпуса 3, стержня 2, фильтрующего элемента 9 и клапана 5 (рис. 3). Корпус фильтра, изготовленный из алюминиевого сплава, своей приварочной плоскостью через паронитовую прокладку крепится четырьмя шпильками к блоку цилиндров двигателя. Перепускной клапан 5 состоит из текстолитовой пластины, седла пружины и упора пружины. Установлен он в канале центрального стержня.

40

В нижней части корпуса имеются отверстие для слива масло, закрываемое пробкой 1, и отверстие, в которое ввернут датчик аварийного давления масла 10. В верхней части корпуса есть отверстие, в которое ввернут датчик указателя давления масла 4. В верхней части корпуса имеется бобышка для присоединения трубки подвода масла к фильтру от масляного насоса. Фильтрующий элемент сменный, надевается на центральный полый стержень 2. Сверху фильтрующий элемент уплотнен прокладкой 6, а снизу прокладкой с пружиной. Для очистки масло поступает в корпус фильтра по трубке из масляного насоса. Просачиваясь через поры фильтрующего элемента к центральному стержню, масло проходит через отверстия внутрь стержня и через канал в приварочной плоскости нагнетается в главную масляную магистраль. При чистом фильтрующем элементе перепад давлений за счет сопротивления перед фильтрующим элементом и внутри стержня составляет 10...20 кПа. При этом все масло проходит через фильтрующий элемент, как показано на схеме условными стрелками. Очистка масла от механических примесей происходит при продавливании его через поры бумажного фильтрующего элемента. При засорении элемента возрастает сопротивление продавливанию масла и, если перепад давления в магистрали до и после фильма достигает 0,25...0,30 МПа, что происходит при чрезмерном загрязнении элементов фильтра и при повышении вязкости масла, открывается перепускной клапан 4. В этом случае масло нагнетается в главную масляную магистраль, минуя фильтр. Это предохраняет подшипники двигателя и другие трущиеся поверхности от перегрева из-за недостатка смазки и, как следствие, от повышенного износа и выхода из строя.

Фильтр имеет корпус 2 (рис. 4), закрытый крышкой 9. Внутри корпуса на крышке располагается фланец 6, в который на резьбе ввернута резьбовая муфта-болт 13. Этой же муфтой-болтом фильтр крепится и на бобышке главной масляной магистрали. Внутри корпуса находится фильтрующий бумажный элемент 5 с перепускным клапаном 4, нагруженным пружиной. Перепускной клапан имеет собственный фильтрующий элемент 3. Чтобы масло не миновало фильтр, под фильтром установлена пружина, поджимающая элемент к корпусу.

Фильтр работает следующим образом. Масло из масляного насоса под давлением поступает внутрь корпуса масляного фильтра. Через входные отверстия в крышке 9, а затем через отверстие во фланце 6 масло попадает в кольцевую полость между корпусом 2 и Фильтрующим элементом 5. Масло продавливается через фильтрующий элемент 5, очищается от механических примесей, проходит внутрь муфты-болта 13 и нагнетается в главную масляную магистраль. При сильном загрязнении фильтрующего элемента, а также при запуске холодного двигателя масло не может проходить через фильтрующий элемент. В этом случае под давлением масла открывается перепускной клапан 4 и масло через фильтр 3 перепускного клапана поступает внутрь муфты-болта 13 и далее в главную масляную магистраль. Вытекание масла из фильтра при неработающем двигателе предотвращается противодренажным клапаном 10 и прокладкой 12. Фильтрующий элемент 5, фильтрующий элемент 3 перепускного клапана 4 и резиновые прокладки 8, 11 и 12 необходимо менять через 10 тыс. км пробега. Полнопоточные неразборные фильтры с перепускным и противодренажным клапанами устанавливаются на двигателях ВАЗ.

Полнопоточные фильтры тонкой очистки масла центробежного типа (центрифуги). На двигателях ЗИЛ-645 и ЯМЗ-740 центрифуги включены в смазочную систему параллельно с фильтрами со сменными фильтрующими элементами, и через них проходит примерно 15...20 % масла от количества, нагнетаемого в главную масляную магистраль.

Преимущество центрифуг состоит в отсутствии сменных элементов, высокой фильтрующей способности при малом сопротивлении фильтра, небольших размерах. Недостатком центрифуг является резкое ухудшение фильтрации масла при понижении его температуры и повышении вязкости, а также снижение качества масла в результате отделения присадок вместе с примесями.

Основной частью центрифуги (рис. 5) является корпус 10, который болтами крепится к правой передней части блока цилиндров. На оси маслоочистителя 6 на шариковом опорном подшипнике 7 установлен ротор 5. Ротор имеет колпачковую крышку 4, которая уплотняется на оси при помощи прокладки 11и шайбы 12. Ротор с его деталями закрывается колпаком 1 корпуса. Центрифуга снабжена отсечным 8 и сливным 9 клапанами. Масло из картера двигателя подается в центробежной масло-очиститель радиаторной секцией масляного насоса. Из щели, расположенной у основания оси, выбрасывается струя масла. Ротор маслоочистителя под действием этой струи вращается на радиальном шарикоподшипнике, который для исключения осевого перемещения закреплен на оси и в роторе. Под действием центробежных сил механические частицы, находящиеся в масле, отбрасываются к внутренней цилиндрической поверхности крышки 11 и оседают на ней, образуя плотный осадок.

Контрольные вопросы

1. Объясните назначение смазочной системы и ее основных приборов.

2. Объясните назначение, устройство  и работу масляного фильтра  со сменным фильтрующим элементом, фильтра центробежной очистки масла (центрифуги).

3. Как осуществляется смазывание основных деталей двигателей под давлением, разбрызгиванием и самотеком?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Двухсекционный масляный насос и маслоприемник:

а — конструкция; б — схема работы; в — поступление масла при чистой сетке; г — поступление масла в случае засорения сетки; 1 — корпус нижней секции насосу, 2 — болт, соединяющий корпуса секций насоса; 3 — прокладка; 4 — ведомая шестерня верхней секции; 5 — вал насоса; 6— корпус верхней секции; 7— ведущая шестерня верхней секции; 8 — стопорное кольцо; 9 — крышка масляного насоса; 10 — штифт; 11— ведущая шестерня нижней секции; 12 — ведомая шестерня нижней секции; 13, 15 — редукционные клапаны; 14 — место установки крана включения масляного радиатора; 16— верхняя секция; 17— нижняя секция; 18— корпус маслоприемника; 19 — трубка; 20 — пружина; 21 — сетка.

42

 

Рис. 2. Детали масляного насоса двигателей ВАЗ-2110:

1 — передний сальник коленчатого вала; 2 — крышка насоса; 3 — резиновое уплотнительное кольцо; 4 — маслоприемник; 5 — корпус насоса; 6 — ведомая шестерня;  7 — ведущая шестерня; 8 — плунжер редукционного клапана; 9— пружина клапана; 10 — пробка; 11 — уплотнительное кольцо.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Масляный фильтр автомобилей семейств «ГАЗель и «Волга»:

1 — пробка сливного  отверстия; 2 — стержень; 3 — корпус; 4 — датчик указателя давления масла; 5 — перепускной клапан; 6 — уплотнительная прокладка; 7 — колпачковая гайка; 8 — крышка; 9 — фильтрующий элемент; 10 — датчик аварийного давления масла; — масло, поступающее от масляного насоса;  — масло, прошедшее через поры фильтрующего элемента;  — масло, миновавшее фильтрующий элемент.

 

43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 4. Масляный фильтр 2101С-1012005-РК-1:

1 — пружина; 2 — корпус; 3 — фильтрующий элемент перепускного клапана; 4— перепускной клапан; 5 — фильтрующий элемент; 6 — фланец; 7 — стопорное кольцо; 8, 11, 12 — прокладки; 9 — крышка; 10 — противодренажный  клапан; 13 — муфта-болт.