Требования к смазочным системам транспортных машин

Смазочные системы должны обеспечивать следующие требования обеспечения успешного функционирования узла трения:

надежный подвод масла на всех режимах работы двигателей ко всем трущимся деталям, охлаждаемым маслом поверхностям и устройствам, в которых масло используется в качестве рабочего тела (серводвигатели реверсирующих устройств двигателей, нагнетателей и регуляторов, гидравлические муфты приводов вентиляторов систем охлаждения и др.);

работу двигателей и их агрегатов в различных условиях окружающей среды и на всех эксплуатационных режимах;

заданную длительность работы двигателя без остановок для заправки маслом, регулировки и устранения недостатков в смазочной системе, очистки от отложений примесей, шлама и нагара на поверхностях деталей двигателей и их агрегатов;

длительную работу масла и малый его расход.

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

Исходя из условий работы двигателей, их типов и назначения степень удовлетворения этим требованиям может быть различной, что определяет сложность, стоимость, компактность смазочных систем и их элементов. Следует отметить четкую тенденцию конструктивного усложнения смазочных систем на всех типах двигателей не только вследствие расширения функций масла в силовых установках, но и для повышения надежности работы элементов двигателей, автоматизации обслуживания, повышения срока службы масла, снижения его расхода.

Основной характеристикой смазочной системы является циркуляционный расход масла в единицу времени G_м. Эту характеристику назначают по количеству теплоты Q_м, которое масло должно переносить как хладоагент.

Количество масла, прокачиваемого через систему в единицу времени, кг/ч,

G_M=xN_eq/(DTc_M), (5.13)

где x - коэффициент запаса масла, необходимого на случай перегрузки и форсирования двигателя, нарушения герметичности соединений системы, увеличения зазоров при изнашивании, x =1,5 ¸3,5; N_e - номинальная эффективная мощность двигателя, кВт; DТ - перепад температуры масла на выходе из двигателя и на входе в него, для судовых и тепловозных двигателей DТ=5¸15 ºС; для автомобильных и тракторных с водомасляными охладителями DТ=20¸25 ºС и для тех же двигателей с воздухомасляными охладителями DT=5¸8 °С; с_м- теплоемкость масла, принимаемая равной 1,68-2,10 кДж/(кг×К).

Ниже приведены удельные количества масла, прокачиваемого через системы, л/(кВт×ч):

Двигатели без охлаждения поршней маслом:

карбюраторные и газовые 13,6 - 52

тихоходные дизели 6,8 - 18,6

быстроходные форсированные дизели 16,3 - 65

Дизели с охлаждением поршней маслом 27,2 - 68

Так как масло обладает большей 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, Мпа:

Быстроходные 0,2 - 0,5

Быстроходные форсированные 0,6 - 1,5

Тихоходные 0,08 - 0,18

Объем масла в смазочной системе для уменьшения массы двигателя должен быть по возможности малым, но достаточным для заполнения всей системы, смачивания деталей и стенок картера и создания определенного запаса, компенсирующего расход масла между заправками двигателя. Этот расход для двигателей различных типов в зависимости от их износа составляет 0,2 - 3 % расхода топлива.

Ниже приведен удельный объем масла, л/кВт, заливаемого в смазочную систему с мокрым картером, для различных двигателей:

Автомобильные карбюраторные 0,03 - 0,15

Тракторные карбюраторные 0,34 - 0,48

Быстроходные дизели 0,07 - 0,21

Маслобак заполняют на 70-75 %, поскольку всегда имеет место выделения пара.

Второе требование к маслосистеме состоит в определении и обеспечении нужного давления масла на входе в узлы трения, разработке устройств для его отбора на выходе из узлов трения, определении общей мощности насосов, фильтров, предохранительных и отводных клапанов.

Рабочий процесс в маслосистеме обеспечивают масляные насосы различных типов: шестеренные, винтовые или плунжерные. Наибольшее распространение имеют шестеренные насосы. Несколько насосных пар могут образовать многосекционный насос высокой производительности и компактности.

Винтовые насосы имеют более высокий КПД и в них отсутствует пульсация давления. Они способны создавать давление до 2,5 МПа при частоте вращения до 6000 об/мин.

Плунжерные насосы применяют, когда требуется давление 6 - 10 МПа при небольших расходах.

При изнашивании шестерен, винтов или плунжеров уменьшается производительность насосов. Все виды насосов являются ремонтопригодными устройствами, в которых нередко применяют технологии восстановления изношенных деталей различными методами, что будет рассмотрено ниже.