Механизмы и аппараты системы смазки

В большинстве современных автомобильных и тракторных двигателей применяют масляные насосы шестеренчатого типа. Коловратные и плунжерные масляные насосы встречаются в этих двигателях в очень редких случаях. Шестеренчатый масляный насос (рис. 4.3) представляет собой две расположенные в его корпусе спаренные шестерни, одна из которых является ведущей, а другая – ведомой. Ведущая шестерня насажена на приводном валике; ведомая свободно вращается на оси. Обе шестерни устанавливают в корпусе насоса с небольшими радиальными и торцевыми зазорами. Во время работы вращающиеся в разные стороны шестерни захватывают масло из полости впуска и переносят его во впадинах между зубьями в полость нагнетания. Из полости нагнетания масло поступает в маслопровод.

Рис. 4.3. Шестеренчатый масляный насос

Для обеспечения в системе смазки необходимого давления установлен редукционный клапан.Этот клапан перепускает масло из нагнетающей полости масляного насоса во всасывающую полость.

Масляные насосы в зависимости от типа двигателя устанавливают внутри или снаружи картера. При установке внутри картера масляный насос располагают выше или ниже уровня картерного масла. При креплении масляного насоса снаружи картера шестерни находятся выше уровня масла. В этом случае масляный насос засасывает из картера масло при помощи маслозаборной трубки.

Для обеспечения надежности работы во многих автомобильных и тракторных двигателях устанавливают двухсекционные масляные насосы. Первая секция предназначена для подачи масла в систему смазки двигателя и в центробежный фильтр тонкой очистки, вторая – для подачи масла в масляный радиатор.

Во время работы двигателя качество залитого в картер масла постепенно ухудшается. Масло насыщается влагой, разжижается топливом, загрязняется продуктами его химического разложения (кислотами, смолами, асфальтенами и пр.), металлическими частицами – продуктом износа трущихся деталей двигателя, частицами нагара, засасываемой в двигатель пылью и т. д.

Для уменьшения вредного действия механических примесей и продуктов окисления масла последнее во время работы двигателя должно непрерывно очищаться. Очистка (фильтрация) масла производится при помощи фильтров. Подаваемое насосом масло пропускается через фильтры грубой и тонкой очистки.

Фильтры грубой очистки предназначены для очистки масла от крупных механических частиц.

В настоящее время наибольшее распространение получили щелевые фильтры грубой очистки. Эти фильтры включают в систему смазки последовательно, так как они обладают сравнительно небольшим сопротивлением.

При сильном загрязнении фильтрующего элемента или при пуске холодного двигателя масло поступает из канала в масляную магистраль через перепускной клапан, т. е. минуя фильтр грубой очистки.

Кроме щелевых фильтров грубой очистки пластинчатого типа, применяют также щелевые фильтры проволочного и ленточного типов. В этих фильтрах щели для прохода масла образуются между витками проволоки или специального профиля ленты, навиваемыми на гофрированные каркасы.

Более тщательную очистку масла от механических примесей и продуктов разложения проводят в автомобильных и тракторных двигателях с помощью фильтров тонкой очистки. В качестве фильтрующих элементов в этих фильтрах применяют хлопчатобумажные концы (очесы), войлок, бумагу, минеральную шерсть, асбест, фильтрующую прессованную массу и т. д.

В бензиновых двигателях в настоящее время большое распространение получили фильтры тонкой очистки типа АСФО (автомобильный суперфильтр-отстойник). Фильтрующий элемент такого фильтра состоит из большого количества картонных дисков и прокладок, собранных между двумя штампованными крышками. К этим крышкам прикреплены чашки с установленными в них уплотнительными кольцами. Набор дисков и прокладок стягивается соединительными планками.

В настоящее время большее распространение получает центробежная очистка масла в центрифугах. Центрифуги включают в систему смазки или параллельно главной масляной магистрали (неполнопоточные), или последовательно (полнопоточные).

Через неполнопоточную центрифугу проходит только часть подаваемого насосом масла. Неполнопоточная центрифуга (рис. 4.4) сос- тоит из неподвижного цилиндрического корпуса и вращающегося фильтрующего элемента – ротора 3, установленного на оси 2.

Масло поступает в ротор 3 под давлением от масляного насоса по трубке 1. Отсюда масло через трубки ротора 4 вытекает с большой скоростью через расположенные в нижней части ротора жиклеры 5. Реакции струй масла при подаче его под давлением обеспечивают вращение ротора со скоростью 10000–20000 об./мин. Находящиеся в масле примеси отбрасываются на боковые стенки ротора и оседают на них. По мере загрязнения центрифугу чистят. Очищенное масло вытекает в картер двигателя. При параллельном включении центрифуги в систему смазки двигателя очистку проходит 10–20% подаваемого насосом масла.

В полнопоточной центрифуге (рис. 4.5) масло от насоса подается по каналу 1 в ротор 3. Из ротора часть масла (10–20%) вытекает из жиклеров 2, обеспечивая вращение ротора и очистку масла. Остальное количество масла (80–90%) из ротора центрифуги по каналу 4 подается в масляную магистраль. При последовательном включении центрифуги все подаваемое насосом масло проходит через ротор и как крупные, так и мелкие механические частицы задерживаются в центрифуге, вследствие чего уменьшается износ трущихся поверхностей деталей двигателя.

Центрифуги обеспечивают весьма качественную очистку масла от тяжелых и твердых частиц, а также интенсивно удерживают влагу, что снижает коррозионный износ деталей двигателя.

Рис. 4.4. Схема неполнопоточной центрифуги:

1 – путь грязного масла;

2 – путь масла после тонкой очистки

Во многих автомобильных и тракторных двигателях для обеспечения желаемой температуры масла применяют масляные радиаторы. В зависимости от способа отвода тепла масляные радиаторы делят на два типа: 1) радиаторы с воздушным охлаждением (воздушно-масляные) и 2) радиаторы с водяным охлаждением (водомасляные).

Воздушно-масляные радиаторы устанавливают обычно перед радиаторами водяного охлаждения. Масло в этих радиаторах охлаждается потоком воздуха.

Водомасляные радиаторы располагают в системе охлаждения, что обеспечивает постоянство температуры масла во время работы двигателя и быстрый подогрев его при пуске холодного двигателя. Водомасляный радиатор двигателя представлен на рис. 4.6.

Рис. 4.5. Схема полнопоточной центрифуги:

1 – путь грязного масла;

2 – путь масла после тонкой очистки

Масло проходит по трубкам радиатора, которые омываются охлаждающей жидкостью. В системах смазки с водомасляными радиаторами устанавливают термостат. Термостат перекрывает подачу масла в радиатор, пока температура масла не достигнет 90–100 °С (рис. 4.6а). Затем он открывается, и масло начинает поступать в радиатор, где происходит его охлаждение (рис. 4.6б). Это обеспечивает быстрый прогрев масла при пуске холодного двигателя.

Во время работы двигателя качество масла ухудшается. Масло разжижается прорывающимися в картер двигателя и конденсирующимися здесь парами топлива, насыщается влагой из воздуха и влагой, получающейся при конденсации содержащихся в выхлопных газах водяных паров, а также различными другими примесями. Особенно вредно насыщение масла серной и сернистой кислотами, вызывающими сильную коррозию деталей двигателя. Эти кислоты образуются в картере при растворении в воде сернистого газа.

а б

Рис. 4.6. Схема работы водомасляного радиатора

Сернистый газ является продуктом сгорания имеющейся в бензине в виде примеси серы. Для удаления из картера прорывающихся паров бензина, выхлопных газов и пыли и тем самым повышения срока службы двигателя в современных автомобильных и тракторных двигателях применяют вентиляцию картера. Вентиляция картера может осуществляться тремя путями: 1) отсосом газов из картера в атмосферу, 2) отсосом в систему питания двигателя, 3) подачей воздуха под давлением.