Система смазки двигателя

 

Оглавление

Введение……

Глава 1.

1.Система смазки. Масла и требования к ним.

1.1.Назначение, характеристика и общее устройство системы.

1.2. Устройство и работа агрегатов и приборов системы смазки.

1.3. Работа масляного насоса.

1.4. Работа системы смазки.

Глава 2.

2.Сравнительная характеристика системы двигателей КамАЗ 740 и

ГАЗ 53……..

2.1.КамАЗ -740

2.2.Газ- 53

Заключение…………………

Список литературы………………….

 

Введение

Система смазки двигателя должна обеспечивать бесперебойную подачу масла к  трущимся поверхностям  с целью  снижения потерь мощности на трение, уменьшая износ деталей, защиты их от коррозии, отвода тепла и продуктов износа от трущихся поверхностей.

  От исправного состояния системы  смазки, своевременного проведения  ТО и устранения неисправностей  в процессе эксплуатации автомобиля  в значительной степени зависит надежность работы двигателя.

Между отдельными деталями двигателя, поверхности  которых перемещаются одна относительно другой, возникает сила, препятствующая этому перемещению, называемая силой трения.

Сила  трения зависит от точности обработки  соприкасающихся поверхностей, давления и скорости относительного перемещения.

В своей работе я расскажу сравнительные характеристики системы двигателя КамаЗ -740 и ГАЗ -53. 

Глава 1

1.Система смазки. Масла и требования к ним

Необходимость смазки трущихся деталей  объясняется тем, что между перемещающимися  сопряженными поверхностями деталей  механизма возникают силы трения, на преодоление которых затрачивается  определенная мощность. Если трущиеся поверхности покрыть масляной пленкой, то силы трения значительно снижаются, при этом уменьшается износ и  нагрев трущихся деталей.

Назначение. Система смазки двигателя предопределяет долговечность и надежность его работы и должна обеспечивать: подачу необходимого количества масла к трущимся поверхностям с целью уменьшения трения в парах трения, вынос продуктов износа из зоны трения соприкасающихся поверхностей, частичное охлаждение, антикоррозионную защиту трущихся и иных внутренних поверхностей, очистку масла от твердых частиц, поддержание оптимальной температуры смазочного масла.

Требования к смазочным системам и их основные параметры.

Исходя из основного назначения смазочных систем – обеспечения  работоспособности двигателей –  эти системы должны обеспечивать следующее:

1. Надежный подвод масла на  всех режимах работы двигателей  ко всем трущимся деталям двигателя,  охлаждаемым маслом поверхностям  и устройствам, в которых масло  используется в качестве рабочего  тела (нагнетателей и регуляторов,  гидравлические муфты и др.).

2. Работу двигателей и их агрегатов  в различных условиях окружающей  среды и на всех эксплуатационных  режимах.

3. Заданную длительность работы  двигателя без остановок для  заправки маслом, регулировки и  устранения недостатков в смазочной  системе, очисти от отложений  примесей, шлама и нагара на  поверхностях деталей двигателей  и их агрегатов.

4. Длительную работу масла и  малый его расход.

Кроме того, они должны быть компактными, простыми и нетрудоемкими в обслуживании, иметь невысокую стоимость.

Так как масло обладает большой  вязкостью, а системы маслопроводов  сильно разветвлены и оказывают  большое сопротивление, то для прокачивания требуемого количества масла необходимо создание большого избыточного давления, которое для различных двигателей имеет следующие значения (в МПа).

Быстроходные 0,2-0,5 (это как раз  и есть все двигатели современных  автомобилей)

Быстроходные форсированные 0,6-1,5 (некоторые  джипы, гоночные машины, дорогие машины)

Тихоходные 0,08-0,18 (это в основном судовые двигатели)Смазочные материалы подразделяются на масла и консистентные (густые) смазки. Автомобильные масла подразделяются на две группы: масла для двигателей и трансмиссионные масла. Консистентные смазки применяются для узлов с недостаточно уплотненными зазорами, через которые жидкое масло вытекает. Масла для двигателей применяют минерального происхождения (получают путём переработки нефти после отгонки из нее легких фракций). Основные требования к ним: маслянистость, вязкость, отсутствие механических примесей и кислот. В настоящее время действует классификация моторных масел, принятая в 1985 году.

Моторные масла Российского  производства в зависимости от вязкости подразделяются на 7 групп: 6, 8, 10, 12, 14, 16 и 20, а по эксплуатационным свойствам  на 6 групп: А, Б, В, Г, Д, Е (ГОСТ 17479.1-85).

Группа А - для нефорсированных  карбюраторных двигателей и дизелей; группа Б -для малофорсированных карбюраторных двигателей и дизелей; группа В -для среднефорсированных бензиновых двигателей и дизелей; группа Г -для высокофорсированных двигателей, работающих в тяжёлых условиях; Д -для высокофорсированных дизелей с наддувом; группа Е -для малогабаритных дизелей. Масла групп Б, В и Г, предназначенные для применения только в карбюраторных двигателях или только в дизелях, маркируются соответственно цифровыми индексами 1или 2.

Например: M8B или М10Г₂ где: М- моторное, цифра - вязкость в мм² /с (сСт) при 100° В - для малофорсированных двигателей.

 

1.1.Назначение, характеристика  и общее устройство системы

Система смазки подает масло к деталям  в целях уменьшения сил трения, удаления продуктов износа, частичного охлаждения деталей, уплотнения зазоров. Масло из поддона всасывается  насосом, нагнетается в фильтр для  очистки и далее в главную  магистраль, откуда по сверлениям в  блок-картере непрерывно подводится к подшипникам коленчатого и распределительного валов и другим деталям.

Это первый способ подвода масла (по сверлениям в блоке – рис.1). Есть и второй – масло от фильтра подводится к центральной крышке, стоящей  на торце коленвала, далее по сверлениям в коленчатом валу подается к коренным и шатунным вкладышам.

Второй  способ выгоден тем, что при нем  не нужно делать сверления в блоке  цилиндров, которые ослабляют его. Особенно это важно для блоков из алюминиевого сплава, которые сами по себе по свойствам материала не являются жесткими. Кроме того –  каналы в блоке в виде сверлений (технологически это дорого) малы по диметру, имеют много поворотов, узких мест, где могут скапливаться загрязнения, в результате подача масла  может прекратится (двигатель в этом случае выйдет из строя).

Но  у второго способа есть и существенный недостаток – подача масла к коренным подшипникам ведется последовательно  – к первому подшипнику поступает  масло с полным давлением, ко второму  уже меньшее давление из-за гидравлических потерь и т.д. А к последнему (особенно в холодное время при запуске двигателя) может вообще не дойти. Это тяжелая авария, дорогой ремонт с заменой вкладышей, а возможно и перешлифовкой шеек коленвала.

Эти недостатки можно устранить двумя  мерами:

- установить маслозакачивающий насос с электроприводом, который в период запуска холодного двигателя создает хорошее давление в системе;

- установить клапан в системе  подачи топлива, который открывается  только после создания нужного  давления в системе смазки.

Эти меры могут применяться как вместе, так и отдельно. Кстати, они могут  применяться и при первом способе  подачи масла (по сверлениям в блоке).

Вытекающее  из подшипников масло разбрызгивается  движущимися деталями и попадает на поверхности, к которым нет  подвода, а затем стекает в  поддон. Следовательно, наиболее нагруженные  детали механизмов смазываются под  давлением, а другие - разбрызгиванием. Такая система называется комбинированной  минимальное давление - 40 - 80 кПа; масло  заливается через маслоналивную  горловину, а сливается из картера, который имеет пробку слива.

 

 

Рис. 1. Схема системы смазки: 1 - масляный радиатор; 2 - полость оси коромысел; 3 - канал в головке блока; 4 - масляный фильтр; 5 - канал в блоке; 6 - главная масляная магистраль; 9 - масляный насос; 10 - редукционный клапан масляного насоса; 11 - четвертая шейка распредвала; 12 - маслоприемник; 13 - предохранительный клапан; 14 - кран отключения масляного радиатора; 15 - вторая шейка распределительного вала

Характеристика  системы смазки: комбинированная, с  мокрым картером; емкость - 8 литров; применяемое  масло M8B₁ - летнее, М-6з/l0B₁ - всесезонное; рабочее давление масла в системе 0,2 - 0,4 МПа, давление на холостом ходу - 0,1 - 0,2 МПа;

Система смазки (рис. 1) состоит из: неподвижного маслоприемника 12; масляного насоса 9; масляного радиатора 1; масляного  фильтра 4; маслоналивной горловины (на крышке головки блока); измерителя уровня масла, манометра, каналов и  шлангов.

На  автомобилях последних выпусков (ГАЗ-53) вместо фильтра-центрифуги устанавливается  масляный фильтр со сменным элементом  из специального картона.

В зависимости от способа подачи масла  к трущимся поверхностям различают  три типа систем: разбрызгиванием, под  давлением, самотеком и комбинированную.

В двигателях автомобилей применяют  комбинированную систему [разбрызгиванием (гильзы цилиндров и другие детали, куда масло подать сложно), под давлением (вкладыши, опоры распредвала) и самотеком (детали ГРМ, поршневой палец].

В зависимости от места размещения основного запаса масла смазки могут  быть с мокрым (ЗИЛ-4314, КамАЗ-740, ЯМЗ-238 и др.) или сухим (двигатели магистральных  тягачей) картером.

В автомобильных двигателях наиболее распространены системы смазки с  мокрым картером, имеющие более простую  конструкцию (основной запас масла - в катере).

В системах с сухим картером основной запас масла содержится в автономном масляном баке и масло подаётся к  трущимся деталям нагнетающим масляным насосом. Стекающее в поддон масло удаляется откачивающей секцией в масляной бак.

Преимущества  системы с «сухим» картером:

• обеспечивает длительную работу на крутых подъёмах, спусках и прикренах без утечки масла через сальники коленчатого вала, а также даётвозможность снизить высоту двигателя;
• исключает возможность забрасывания лишнего масла на стенки цилиндров(расход масла);
• масло не контактирует с отработавшими газами, меньше нагреваетсяот деталей двигателя и лучше сохраняет свои физико-химическиесвойства.

Схема подвода масла к деталям может  быть выполнена по одной из принципиальных схем:

• насос, фильтр, главная магистраль в блоке, каналы к подшипникам;
• насос, фильтр, полость в коленчатом валу, подшипники.

Вторая  схема позволяет обеспечить остаточный и непрерывный подвод масла к  шатунным подшипникам, не прибегая к  кольцевым канавкам в коренных вкладышах, снижающих их несущую способность.

Кроме того, отсутствие сверлений в блоке  способствует увеличению его жёсткости, снижается стоимость блока.

Система смазки с мокрым картером имеет следующие  положительные свойства:

• простота конструкции и удобство в эксплуатации;
• надёжность подачи масла (между насосом и маслом нетсоединительных трубопроводов);
• минимальная стоимость.

Недостатки  системы смазки с мокрым картером:

• увеличиваются габаритные размеры двигателя по высоте;
• масло постоянно подвергается воздействию горячих газов;

- при крутых подъёмах и спусках маслозаборник может оголиться, из-закрена масло сливается в одну сторону.

Положительные свойства системы смазки с сухим  картером:

• уменьшаются габаритные размеры двигателя по высоте;
• масло отстаивается в баке, воздух отделяется от масла;
• большой запас хода.

 

1.2. Устройство и работа  агрегатов и приборов системы смазки

Масляный насос предназначен для подачи масла под давлением к трущимся деталям приборам очистки.

Масляные  насосы, применяемые в системе  смазки современных двигателей, бывают трех типов — шестеренные с  внешним зацеплением зубьев (рис а, см. ниже, такой насос применяется на 4-х цилиндровом двигателе Ауди и Фольксваген) и с внутренним зацеплением (рис б, г см. ниже, например на двигателях Жигулей, на рис г показан масляный насос пятицилиндрового двигателя Ауди-100) и так называемые роторные (рис в). Роторные применяются редко.

Шестеренные с внутренним зацеплением дороже, но для их привода требуется меньше мощности ( у них выше кпд).

 

 

 

Шестеренные насосы в системах смазки двигателей применяются потому, что они при  сравнительно небольшой производительности (например, меньше, чем у центробежных водяных насосов) создают достаточно большое давление (в 5-10 раз большее, чем у центробежных).

Для примера рассмотрим насос двигателя  ГАЗ-53. Тип- односекционный, шестеренчатый (рис. 2), установлен снаружи блока с левой стороны и получает привод от распределительного вала.

Состоит из корпуса 5; пары шестерен 2 и 4; вала; редукционного  клапана 6, 7.

На  автомобиле ГАЗ-53 установлен односекционный насос с одним редукционным клапаном, который закачивает масло из масляного  поддона к смазываемым поверхностям двигателя, а затем подает его в масляный фильтр и радиатор.

На  автомобилях старых выпусков насос  двухсекционный. Верхняя секция нагнетает  масло в систему двигателя, а  нижняя - в масляный фильтр-центрифугу.

На  автомобиле ГАЗ-53 установлен фильтр со сменным элементом . Принцип очистки заключается в том, что масло под давлением проходит через неподвижный картонный элемент (частицы грязи остаются на нем), а очищенное масло под давлением будет поступать в магистраль системы смазки.

 

 

Рис. 2. Схема работы масляного насоса:

1 - впускной канал; 2 и 4 - пара шестерен; 3 - нагнетающая полость; 5 - корпус; 6, 7 - редукционный клапан