Как работает система смазки двигателя

Система смазки двигателя. Общее устройство и принцип действия

Видео: Система смазки двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в 3D. Как работает система смазки?

Назначение системы смазки заключается в снижении трения сопряженных деталей двигателя. Кроме того система смазки выполняет и побочные функции — понижает температуру деталей двигателя, удаляет продукты износа и нагара, защищает детали двигателя от коррозии.

Общее устройство

В систему смазки двигателя входят:

• поддон картера с маслозаборником
• масляный насос
• масляный радиатор
• масляный фильтр
• соединительные магистрали и каналы

Рис. Схема системы смазки двигателя: 1 — масляный поддон; 2 — датчик уровня и температуры масла; 3 — масляный насос; 4 — редукционный клапан; 5 — масляный радиатор; 6 — масляный фильтр; 7 — перепускной клапан; 8 — обратный клапан; 9 — датчик давления масла; 10 — коленчатый вал; 11 — форсунки; 12 — распределительный вал выпускных клапанов; 13 — распределительный вал впускных клапанов; 14 — вакуумный насос; 15 — турбонагнетатель; 16 — стекание масла; 17 — сетчатый фильтр; 18 — дроссель.

Предназначением поддона картера двигателя является хранения масла. Проконтролировать уровень масла в поддоне можно используя щуп, а также датчик уровня и температуры масла.

Масляный насос служит для закачки масла в систему. В действие он приводится коленчатым, распределительным или дополнительным приводным валом. Самыми распространенными являются масляные насосы шестеренного типа.

Рис. Односекционный шестеренный масляный насос со встроенным редукционным клапаном:
1 — впускная полость; 2 — нагнетательная полость; 3 — редукционный клапан

От продуктов нагара и износа масло очищается масляным фильтром. Очищение моторного масла достигается фильтрующим элементом, замену которого рекомендуется производить одновременно с заменой масла.

Охлаждение и нагрев моторного масла производит масляный радиатор. Через масляный радиатор пропускается охлаждающая жидкость, которая нагревает масло в холодном двигателе и охлаждает его, когда двигатель горячий. Масло в двигателе должно иметь температуру выше 100°С чтобы из него выпаривалась остаточная вода, но его температура не должна превосходить границу в диапазоне от от 138°С до 148°С.

Давление масла в системе контролируют датчики установленные в масляной магистрали. Датчик направляет сигнал к лампе на приборной панели. Также информация о давлении может поступать в систему управления двигателем. При снижении давления сверх нормы, система управления должна остановить двигатель.

Современные двигатели могут иметь датчики уровня и температуры масла. Поступающая от них информация также отображается на приборной панели.

Постоянное рабочее давление в системе смазки поддерживается с помощью одного или нескольких редукционных (перепускных) клапанов, которые устанавливают в масляных насосе и фильтре.

Принцип действия системы смазки двигателя

Самой распространенной системой смазки двигателей в настоящее время является комбинированная. В такой системе одни детали смазываются под давлением, а другие – самотеком или разбрызгиванием.

Двигатель смазывается циклически. После его запуска, масло закачивается в систему масляным насосом. Насос создает необходимое давление и подает масло в масляный фильтр, в котором происходит его очистка от механических примесей. Далее масло по каналам подается к:

• шатунным шейкам коленчатого вала
• коренным шейкам коленчатого вала
• опорам распределительного вала
• верхней опоре шатуна для смазки поршневого пальца

К рабочей поверхности цилиндра масло поступает из отверстий в нижней опоре шатуна или от специальных форсунок.

Другие части двигателя смазываются разбрызгиванием, т.е. часть масла вытекающего из зазоров в соединениях разбрызгивается подвижными частями КШМ и ГРМ. При разбрызгивании масла создается масляный туман, который при оседании смазывает детали двигателя.

Масло стекает в поддон картера двигателя под действием силы тяжести, после чего цикл смазки повторяется.

Также в некоторых автомобилях применяется система смазки с сухим картером. В такой системе основной запас масла содержится в автономном масляном баке, откуда подается в главную масляную магистраль двигателя нагнетающей секцией масляного насоса. Такие системы обеспечивают бесперебойный подвод масла к трущимся деталям двигателя на длительных крутых подъемах, спусках и при кренах без какого-либо масляного голодания и утечек масла через сальники коленчатого вала. Кроме того, применение системы с сухим картером позволяет уменьшить высоту двигателя, снизить расход масла и сохранять его физико-химические свойства в течение более длительного периода благодаря возможности удаления из масла картерных газов.

Рис. Типичная схема смазочной системы двигателя с сухим картером:
1 — масляная центрифуга; 2 — двигатель; 3 — полнопоточный фильтр грубой очистки; 4 — масляный радиатор; 5 — перепускной клапан; 6 — масляный бак; 7 — змеевик для подогрева масла; 8 — предпусковой маслозакачивающий насос; 9 — маслопрцемный сетчатый фильтр; 10, 11 — нагнетающая и откачивающая секции основного масляного насоса

Устройство системы смазки двигателей ГАЗ-69, ГАЗ-69А, ГАЗ-63 и ГАЗ-51А, ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157 и ЗИЛ-151, ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-150, ЯАЗ-М-206Б

Ознакомиться с особенностями устройства двигателей отечественных автомобилей ГАЗ, ЗИЛ, УРАЛ И ЯАЗ можно в следующей записи.

Система смазки двигателя ВАЗ

Система смазки двигателя ВАЗ — комбинированная, т.е. смазывание происходит одновременно двумя способами: под давлением и разбрызгиванием. При температуре масла 85 °С и частоте вращения коленвала 5600 мин-1, давление в системе смазки составляет от 3,5 до 4,5 кгс/см2. При минимальной частоте вращения коленчатого вала (от 850 до 900 мин-1) минимальное давление должно составлять не менее 0,5 кгс/см2. Вместимость системы смазки, включая масло в масляном фильтре, составляет 3,75 л.

Рис. Схема системы смазки двигателя ВАЗ:
1 — масляный насос; 2 — масляный картер: 3 — канал подачи масла от насоса к фильтру; 4 — горизонтальный канал для подачи масла от фильтра в масляную магистраль; 5 — канал для подачи масла к шестерне привода масляного насоса и распределителя зажигания; 6 — канал в шейке коленчатого вала; 7 — передний сальник коленчатого вала; 8 — канал подачи масла от масляной магистрали к коренному подшипнику и к валику привода масляного насоса и распределителя зажигания; 9 — шестерня привода масляного насоса и распределителя зажигания; 10 — валик привода масляного насоса и распределителя зажигания; 11 — канал для стока масла; 12 — канал в кулачке распределительного вала; 13 — магистральный канал в распределительном валу; 14 — канал в опорной шейке коленчатого вала; 15 — кольцевая выточка на средней опорной шейке распределительного вала; 16 — крышка маслоналивной горловины; 17 — наклонный канал с головке цилиндров; 18 — вертикальный канал в блоке цилиндров; 19 — масляная магистраль; 20 — датчики давления и контрольной лампы давление масла; 21 — канал подачи масла к коренному подшипнику; 22 — канал подачи масла от коренного подшипника к шатунному; 23 — указатель уровня масла; 24 — масляный фильтр; 25 — перепускной клапан масляного фильтра; 26 — противодренажный клапан

Подробней система смазки двигателя ВАЗ рассмотрена нами в следующей статье.

Система смазки двигателя. Назначение, принцип работы, эксплуатация

Каждый двигатель нуждается в смазке, поэтому моторное масло — один из основных расходных материалов, который всегда есть в запасе у автомобилиста. О том, зачем нужно смазывать мотор, как устроена и как работает система смазки современного двигателя, а также об ее обслуживании и основных неисправностях — читайте в этой статье.

Назначение системы смазки двигателя

Любой двигатель внутреннего сгорания состоит из сотен деталей, большинство из которых (главным образом — детали КШМ и ГРМ) находится в постоянном движении друг относительно друга, а поэтому подвержены трению и износу. Силы трения приводят к бесполезной затрате мощности двигателя, а в ряде случаев делают работу двигателя и вовсе невозможной — при трении детали нагреваются и расширяются, зазоры между ними уменьшаются и заполняются продуктами износа (мелкой стружкой и металлическими частицами микронных размеров), и в результате происходит заклинивание.

Решает эти проблемы система смазки двигателя. Главное, что выполняет система смазки — заменяет «сухое» трение на «мокрое», в результате трение между трущимися деталями снижается на порядок, и двигатель может нормально работать.

Современная система смазки двигателя выполняет несколько функций:

— Снижение сил трения между деталями;
— Охлаждение деталей;
— Удаление из зазоров продуктов износа деталей и частиц нагара;
— Защита поверхностей деталей от коррозии;
— Функции управления (масло используется в качестве рабочей жидкости в системе регулирования фаз газораспределения, в гидрокомпенсаторах тепловых зазоров клапанов, гидронатяжителях привода ГРМ и т.д.).

Функции охлаждения и удаления продуктов износа обеспечиваются тем, что масло в современных двигателях циркулирует, находится в постоянном движении, при этом очищается и охлаждается. Антикоррозийные свойства обеспечиваются масляной пленкой, которая постоянно покрывает детали, а также разнообразными присадками, которые содержатся в моторных маслах.

Устройство, принцип работы системы смазки

Система смазки двигателя содержит несколько основных компонентов:

— Масляный поддон картера;
— Масляный насос;
— Масляный фильтр;
— Масляный радиатор (не во всех моторах);
— Датчики давления и температуры масла;
— Редукционные (перепускные) клапаны;
— Масляная магистраль и масляные каналы.

Принцип работы смазочной системы выстроен таким образом, чтобы обеспечить подачу масла ко всем трущимся деталям на всех режимах работы двигателя. Масло хранится в поддоне картера, откуда при запуске двигателя насосом нагнетается в масляный фильтр, а от него под давлением через главную магистраль и каналы в блоке цилиндров поступает к наиболее трущимся и нагруженным деталям — коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, опорным подшипникам и кулачкам распределительного вала ГРМ.

Из переднего коренного подшипника коленвала масло поступает на привод ГРМ и в головку блока цилиндров, где образует масляную ванну — так осуществляется смазка коромысел, толкателей, клапанов и других деталей. Из ГБЦ масло по сливным каналам стекает в поддон картера.

Одновременно масло поступает в каналы в шатунах, и через специальные отверстия или форсунки разбрызгивается на стенки цилиндров и внутренние поверхности поршней — так обеспечивается снижение трения поршневых колец о стенки цилиндра, а также охлаждение поршней и цилиндров. Во многих двигателях такой схемы смазки не предусмотрено — в них смазка поршневых пальцев и цилиндров осуществляется масляным туманом.

По стенкам цилиндров масло стекает в картер, капли масла разбиваются движущимися деталями КШМ — так в картере образуется масляный туман. Вклад в образование тумана делает и масло, выдавливаемое из-под шатунных подшипников. Масляный туман обеспечивает смазку шатунных пальцев, цилиндров, внутренних поверхностей поршней и других деталей.

В двигателях с турбонаддувом предусмотрена возможность подачи масла к валу турбокомпрессора, которая имея большую скорость вращения, без смазки быстро выйдет из строя.

Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию системы смазки

Система смазки обеспечивает нормальную работу двигателя только тогда, когда она грамотно эксплуатируется и обслуживается. Ничего сложного здесь нет.

Главное, о чем всегда необходимо заботиться — правильный режим запуска двигателя, особенно в холодное время года. При простое двигателя масло стекает в поддон, и детали оказываются без смазки, поэтому в первые мгновения после пуска они испытывают серьезные нагрузки, а на нормальный режим работы двигатель выходит только после образования масляной пленки на всех трущихся поверхностях.

Ситуация усугубляется зимой, когда масло в картере густеет и после пуска с большим трудом подается к трущимся деталям. Поэтому зимой, особенно при температурах ниже −20°C, необходимо завести и прогреть двигатель, пока температура масла в нем не поднимется до установленной отметки (80–90°C). О методиках зимнего пуска двигателя сказано уже очень много, поэтому здесь мы этого вопроса касаться не будем.

Большое внимание необходимо уделять техническому обслуживанию системы смазки. В частности, каждые 10-20 тысяч км пробега (в среднем — 15 тысяч) необходимо производить замену моторного масла и масляного фильтра. Для новых двигателей эта операция производится чаще. Но нужно отметить, что каждый производитель автомобилей и двигателей дает свои рекомендации по обслуживанию, которым необходимо четко следовать.

Некоторые неисправности системы смазки

Неисправностей системы смазки не слишком много, а внешних проявлений у них всего два: повышенный расход масла и понижение давления в системе. Каждый признак может свидетельствовать о нескольких неисправностях, выявить которые обычно не представляет труда.

Быстрый расход масла может свидетельствовать о следующих неисправностях:

— Негерметичное крепление масляного фильтра к штуцеру;
— Утечка масла через прокладку картера или масляного насоса;
— Повреждение поддона картера;
— Засорение системы вентиляции картера;
— Некоторые неисправности ГРМ и КШМ.

Понижение давления масла может иметь следующие причины:

— Засорение масляного фильтра;
— Неисправность масляного насоса;
— Неисправность редукционных клапанов;
— Понижение уровня масла в системе;
— Выход из строя датчика давления.

Устранение большинства неисправностей связано с частичной разборкой двигателя (а также сливом масла), поэтому ремонт лучше доверить профессионалам.

Система смазки: устройство,принцип действия,неисправности

Двигатель автомобиля представляет собой сложный агрегат, состоящий из множества деталей и узлов, часть их которых – трущиеся. Несмотря на то, что поверхности всех скользящих деталей при изготовлении тщательно обрабатываются, на них, тем не менее, остаются невидимые глазу шероховатости, из-за которых возрастает сила трения. Трение, в свою очередь, приводит к сильному нагреву и увеличенному износу деталей. Для предотвращения данного явления предназначена система смазки двигателя. Масло создает тонкую пленку на поверхностях деталей, в результате чего они легко скользят.

Помимо сказанного назначение системы смазки заключается в:

• охлаждении трущихся элементов;
• удалении нагара и продуктов износа;
• предотвращении появления коррозии.

УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ СМАЗКИ

Независимо от типа двигателя, система смазки включает в себя следующие основные части:

1. поддон картера;
2. маслозаборник;
3. маслорадиатор;
4. масляный насос;
5. масляный фильтр;
6. датчики давления,
7. уровня и температуры масла;
8. масляный щуп;
9. перепускной клапан;
10. масляную магистраль и масляные каналы.

Рис. Схема системы смазки: 1 — масляный поддон; 2 — датчик уровня и температуры масла; 3 — масляный насос; 4 — редукционный клапан; 5 — масляный радиатор; 6 — масляный фильтр; 7 — перепускной клапан; 8 — обратный клапан; 9 — датчик давления масла; 10 — коленчатый вал; 11 — форсунки; 12 — распределительный вал выпускных клапанов; 13 — распределительный вал впускных клапанов; 14 — вакуумный насос; 15 — турбонагнетатель; 16 — стекание масла; 17 — сетчатый фильтр; 18 — дроссель.

Роль резервуара для хранения моторного масла выполняет поддон картера ДВС. В неработающем моторе туда стекает почти все масло, за исключением небольшого количества, которое остается в фильтре и на деталях. Активным элементом системы смазки является насос, обеспечивающий непрерывную циркуляцию рабочей жидкости. В действие он приводится от коленчатого, распределительного или дополнительного приводного вала. Как правило, в ДВС применяются насосы шестеренчатого типа.

Масляный фильтр предназначен для очистки масла от нагара и продуктов износа деталей. Это сменный элемент, который меняется с определенной периодичностью в зависимости от типа мотора, условий эксплуатации и рекомендаций производителя.

В процессе работы двигателя его детали, а вместе с ними и масло, неизбежно разогреваются. Моторное масло при достижении определенной температуры способно потерять свои эксплуатационные качества, поэтому его необходимо охлаждать. С этой целью система смазки двигателя оснащена масляным радиатором, который охлаждается жидкостью из системы охлаждения.

В качестве смазки можно применять продукцию компании «МСК», которую можно приобрести на сайте https://mskz.kz/visokotemperaturnaya-smazka-ot-msk

Принцип действия системы смазки

В современных двигателях применяется комбинированная система смазки, в которой часть деталей смазывается под давлением, а другая часть – разбрызгиванием или самотеком.

Смазка двигателя осуществляется циклически. При работе двигателя масляный насос закачивает масло в систему. Под давлением масло подается в масляный фильтр, где очищается от механических примесей. Затем по каналам масло поступает к коренным и шатунным шейкам (подшипникам) коленчатого вала, опорам распределительного вала, верхней опоре шатуна для смазки поршневого пальца.

На рабочую поверхность цилиндра масло подается через отверстия в нижней опоре шатуна или с помощью специальных форсунок.

Остальные части двигателя смазываются разбрызгиванием. Масло, которое вытекает через зазоры в соединениях, разбрызгивается движущимися частями кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов. При этом образуется масляный туман, который оседает на другие детали двигателя и смазывает их.

Под действием сил тяжести масло стекает в поддон и цикл смазки повторяется.

На некоторых спортивных автомобилях применяется система смазки с сухим картером. В данной конструкции масло храниться в специальном масляном баке, куда закачивается из картера двигателя насосом. Картер двигателя всегда остается без масла – «сухой картер». Применение данной конструкции обеспечивает стабильную работу системы смазки во всех режимах, независимо от положения маслозаборника и уровня масла в картере.

Основные неисправности системы смазки

Внешними признаками неисправности системы смазки являются пониженное или повышенное давление масла в системе и ухудшение качества масла вследствие загрязнения.

Понижение давления возможно в результате недостаточного уровня масла, разжижения его, подтекания через неплотности в соединениях, загрязнения сетчатого фильтра маслоприемника, износа деталей масляного насоса, заедания редукционного клапана в открытом положении и вследствие износа подшипников коленчатого и распределительного валов.

Проверять уровень масла следует на прогретом двигателе, но не сразу после его остановки, а через 3-5 минут с тем, чтобы масло успело стечь. Если уровень ниже нормы, необходимо долить масло в поддон картера, предварительно выявив и устранив причину. Внешним осмотром выявляются течи масла из-под крышки привода распределительного вала, крышки клапанного механизма, блока цилиндров, масляного фильтра, а также из пробки заливной горловины, через штуцер датчика давления масла, из-под крышки маслоотделителя системы вентиляции картера и через уплотнитель маслоизмерительного щупа. Уровень масла может падать вследствие износа сальников стержней клапанов, износа и закоксовывания поршневых колец или их поломки, износа поршней и их канавок, износа цилиндров двигателя, износа стержней клапанов и их направляющих втулок, а также закоксовывания прорезей маслосъемных колец или заполнение их масляными отложениями. Эти неисправности приводят к повышенному расходу масла и, соответственно, падению давления в системе.

Повышение давления в системе смазки возможно вследствие применения масла с повышенной вязкостью, заедания редукционного клапана в закрытом положении и засорения маслопроводов.

Так как коленвал совершает вращательное движение, то под действием центробежных сил на стенках его масляных каналов откладываются продукты износа двигателя. Со временем проходное сечение этих каналов уменьшается настолько, что шатунный подшипник начинает испытывать масляное голодание. Усиленному загрязнению каналов способствует применение некачественного или не соответствующего двигателю масла, регулярная эксплуатации мотора в интенсивных режимах и несвоевременная замена масла.

Каналы подвода масла к гидрокомпенсаторам со временем также могут закоксовываться, и тогда гидрокомпенсатор перестает работать. Если его заклинит при открытом клапане, это приведет к выбиванию клапана поршнем. При этом разрушается сам гидрокомпенсатор и возможны повреждения распредвала, поршней, шатунов и появление трещин в головке блока цилиндров. Вероятны масляные проблемы и с гидронатяжителями, обеспечивающими натяжку ремней и цепей привода распредвалов. Их каналы также забиваются, что может стать причиной поломки ГРМ и разрушения головки блока цилиндров. При наличии в ГРМ механизма изменения фаз газораспределения грязь может спровоцировать отказ или нарушение его работы.

При эксплуатации автомобиля возможны случаи, когда может быть неисправен указатель давления масла. Для проверки правильности действия указателя давления вместо датчика ввертывают штуцер контрольного манометра и, сравнивая показания с проверяемым прибором, судят о его работе.

Система смазки автомобилей: виды

Систему смазки двигателя условно можно классифицировать по способу подачи масла к смазываемым деталям:

• Под давлением;
• Самотёком (разбрызгиванием);
• Комбинированная.

Подача смазки под давлением, осуществляется при помощи масляного насоса. Масло забирается из картера двигателя и по специальным каналам подводится к трущимся поверхностям. После выполнения своей функции, стекает в картер двс. Преимущество такого способа в том, что к определенным поверхностям можно подать ровно столько смазки, сколько им необходимо и четко в промежутке времени, который требуется для нормальной работы детали.

Подача смазки самотеком (разбрызгиванием) происходит под воздействием сил, создаваемых вращающимися деталями мотора. Масло разбивается на мелкие капли, образуя масляный туман. Мельчайшие частички заполняют все свободное внутреннее пространство силовой установки и таким образом, происходит процесс смазывания всех поверхностей.

Эффективность такого метода крайне низкая, основные недостатки: попадание мала на смазываемую поверхность случайным образом, большой перерасход, быстрое окисление.

Комбинированная смазочная система сочетает в себе характеристики обоих предыдущих методов.

Немаловажно в процессе циркуляции масла по двигателю, обеспечить его регулярное охлаждение, которое происходит в картере двс. Это препятствует окислению рабочего продукта и преждевременному старению. По способу охлаждения масла можно выделить:

1. Открытая вентиляция картера;
2. Закрытая вентиляция картера.

При использовании открытой системы газы, образованные в картере, через отверстие выходят в атмосферу. Закрытая система направляет газ обратно в цилиндр двигателя для сжигания.

В некоторых конструкциях используется охлаждение масла с помощью радиатора. Сам процесс охлаждения происходит посредством обтекания радиатора воздухом, либо жидкостью.

Применение мокрого и сухого картера в комбинированной системе смазки

Комбинированная система наиболее популярна при создании автомобилей в современных условиях. Она подразумевает под собой подачу масла под давлением ко всем деталям и механизмам, которые наиболее остро в этом нуждаются, например, подшипники. Давление масла нагнетается при помощи масляного насоса. Все остальные детали смазываются масляной эмульсией.

В комбинированной системе конструктивно может быть применен различный вид картера:

Под мокрым картером подразумевается постоянное заполнение его маслом. Такой принцип используется на большинстве стандартных автомобилей. Его достоинством является простота и надежность. Однако, имеются и свои недостатки. Например, при попадании топлива в смазку возможно образование масляной пены. Вместе с ней в систему будет попадать большое количество воздуха, тем самым, резко снижая давление и сводя работу системы смазки двигателя до нуля.

Дабы избежать таких неприятностей на некоторых автомобилях, применяется сухой картер. Принцип в том, что масло храниться в отдельном бачке и подается в систему из него. Таким образом, исключается возможность забора воздуха при образовании пены или падении уровня масла.

Преимущество этой системы: обеспечении стабильной работы двигателя при прохождении автомобилем препятствий с большим углом наклона, размеры силовой установки значительно уменьшаются в виду маленького размера картера, расход масла и его количество в двигателе уменьшается.

Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию системы смазки

Система смазки обеспечивает нормальную работу двигателя только тогда, когда она грамотно эксплуатируется и обслуживается. Ничего сложного здесь нет.

Главное, о чем всегда необходимо заботиться — правильный режим запуска двигателя, особенно в холодное время года. При простое двигателя масло стекает в поддон, и детали оказываются без смазки, поэтому в первые мгновения после пуска они испытывают серьезные нагрузки, а на нормальный режим работы двигатель выходит только после образования масляной пленки на всех трущихся поверхностях.

Ситуация усугубляется зимой, когда масло в картере густеет и после пуска с большим трудом подается к трущимся деталям. Поэтому зимой, особенно при температурах ниже −20°C, необходимо завести и прогреть двигатель, пока температура масла в нем не поднимется до установленной отметки (80–90°C). О методиках зимнего пуска двигателя сказано уже очень много, поэтому здесь мы этого вопроса касаться не будем.

Большое внимание необходимо уделять техническому обслуживанию системы смазки. В частности, каждые 10-20 тысяч км пробега (в среднем — 15 тысяч) необходимо производить замену моторного масла и масляного фильтра. Для новых двигателей эта операция производится чаще. Но нужно отметить, что каждый производитель автомобилей и двигателей дает свои рекомендации по обслуживанию, которым необходимо четко следовать.

Система смазки двигателя – устройство, назначение, эксплуатация

Любой агрегат с движущимися элементами нуждается в смазке. Если конструкция ограничивается парой подшипников (как например в электромоторе), достаточно удерживать антифрикционный состав в узлах вращения.

Собственно, подшипник так и устроен. А если внутри агрегата множество трущихся, скользящих и вращающихся частей, необходимо организовать подачу масла из общей емкости на каждую рабочую поверхность. Именно так работает система смазки двигателя внутреннего сгорания.

При компактном расположении механизмов на одном уровне, можно ограничиться масляной ванночкой в нижней его части.

Погруженные узлы будут разбрызгивать жидкость, орошая все детали. Однако современные ДВС имеют более сложную конструкцию, требующую инженерного подхода к снижению трения.

Назначение системы смазки двигателя

Ошибочное мнение – считать, что она предназначена только для смазывания подвижных элементов.

На самом деле, масло выполняет целый ряд вспомогательных функций:

1. Охлаждение двигателя автомобиля только с помощью воздуха и антифриза недостаточно эффективно. Моторное масло отлично проводит тепло. Инженеры воспользовались этим для отвода температуры на внешние стенки корпуса двигателя, которые охлаждаются воздушным потоком от вентилятора. В некоторых моделях смазка даже протекает через специальный радиатор.
2. Гидравлические способности масла также востребованы. Если в автоматической коробке передач это одна из основных задач, то в ДВС она относится к вспомогательным. Гидрокомпенсаторы клапанов газораспределительного механизма заполнены жидкой смазкой из картера. С ее помощью поддерживается требуемый зазор в системе ГРМ.
   
3. Если автомобиль оснащен системой изменения фаз впуска, масло участвует в работе фазовращателей, снижая расход топлива и увеличивая мощность мотора.
4. Кроме того, система смазки ДВС участвует в работе электронного блока управления двигателем. Замеры температуры жидкости влияют на процесс формирования топливно-воздушной смеси (составление пропорции бензина и воздуха).
5. Поддержание рабочих зазоров в трущихся и вращающихся деталях, снижение износа. Значит, увеличение срока до капитального ремонта, предупреждение риска возникновения неисправности.
6. И, наконец, за счет снижения трения, уменьшаются механические потери (повышается КПД двигателя). Как следствие – уменьшение расхода топлива.

Для чего еще предназначена система смазки?

С ее помощью очищаются внутренние полости мотора. Качественное масло с моющими присадками растворяет шлаковые отложения на стенках и шестернях. Затем система гонит грязную взвесь в масляный фильтр, и весь мусор остается в нем.

Подробно о назначении системы смазки двигателя в этом видео

Принцип работы системы смазки двигателя

Исходя из задач, работа системы сводится к следующему:

• доставка антифрикционной жидкости к точкам смазывания;
• поддержание необходимого давления (для циркуляции и работы гидравлических систем ГРМ);
• организация очистки загрязненного масла (фильтр);
  
• наличие систем контроля (температура, давление, уровень).

Чтобы понять принцип работы современной системы смазки двигателя, обратимся к истории развития (от простого к сложному).

1. Колесо телеги. Система смазки состоит из ведра с дегтем и паклевой кисточки. Доставка смазывающего вещества во втулку оси – ручная. Очистки нет, старый деготь просто выдавливается из колеса.
2. Колесные пары ж/д вагона. Имеется так называемая «букса», состоящая из картера и втулки трения. Картер заполняется маслом вручную, с определенной периодичностью. Помимо смазывания, происходит охлаждение узла. Вместо очистки – периодическая замена.
3. Двухтактные моторы. Масло добавляется прямо в топливо, и в процессе работы двигателя внутреннего сгорания оно попадает на трущиеся и вращающиеся детали. Эффективность низкая, не говоря уже про крайне низкую экологичность.
4. Подача смазки под действием силы тяжести. Так устроены некоторые стационарные, судовые и старые автомобильные двигатели. Сверху агрегата установлен бак для масла, по мере расходования, свежая порция стекает по маслопроводам внутрь.

А вот как выглядит современная схема системы смазки двигателя (стандартная)
Принцип работы системы смазки двигателя внутреннего сгорания — видео

Как видите, она состоит из множества узлов, для размещения которых требуется отдельное пространство внутри агрегата.

Устройство системы смазки двигателя

Разберем назначение и работу отдельных узлов.

1. Маслонасос нагнетает давление в магистралях, с его помощью жидкость попадает из поддона в масляный фильтр, и в очищенном виде распределяется по системе. Насос соединен с коленчатым валом двигателя, и работает сразу после старта.
2. Сливное отверстие для осушения картера при замене масла.
3. Маслозаборник – раструб, с помощью которого жидкость всасывается в насос. Расположен в нижней части картера, чтобы не допустить масляного голодания при снижении уровня.
4. Перепускной клапан возвращает смазку в поддон картера, если проходимость загрязненного фильтра нарушает нормальную циркуляцию.
5. Точки распыления на рабочие узлы (своеобразные форсунки для создания масляного тумана). При засорении точек распыления нарушается режим смазки, поэтому в жидкости не должно быть нерастворимого мусора (он остается в картридже фильтра).
6. Маслопровод. Он может быть выполнен в виде трубок, или специальных каналов в корпусе двигателя. Шлаковые отложения нарушают проходимость каналов, поэтому в смазку добавляются моющие присадки.
7. Заливная горловина (показана условно). С ее помощью производится долив, или замена жидкости.
8. Клапан (кран) масляного радиатора. В летнее время открывается, для дополнительного охлаждения.
9. Радиатор охлаждения смазки. Присутствует не во всех моделях автомобилей.
10. Масляный фильтр. Представляет собой металлический цилиндр, способный выдержать высокое давление. Внутри расположен фильтрующий картридж из специальной бумаги или синтетических материалов.

Для контроля за состоянием системы, в нее интегрирован ряд датчиков:

• температуры;
• давления;
• в некоторых конструкциях – уровня;
• чистоты фильтра (тот же датчик давления, только расположенный непосредственно на фланце фильтрующего элемента).

При нормальном функционировании в двигателе поддерживается постоянное давление. Нарушение работы системы приводит к резкому увеличению износа, температуры деталей, и заклиниванию двигателя.

Особые конструкции системы смазки

Существуют так называемые двигатели с сухим картером. В них масло заливается не в картер, а в отдельную емкость, соединенную с замкнутой магистралью системы.

Обычно такая конструкция применяется в гоночных и спортивных автомобилях. Дело в том, что при сильных боковых нагрузках (скоростной поворот), смазка под воздействием центробежной силы прижимается к стенкам, и заборник хватает воздух.

Отдельная емкость спасает положение, поскольку площадь днища имеет равные пропорции с высотой.

Как видно на схеме: даже при наклонах, жидкость не опускается ниже уровня заборной трубки.

Техническое обслуживание системы смазки

Процесс можно выполнить разными способами, в зависимости от масштабов проблемы.

1. Разовая жесткая очистка: фактически, промывка системы смазки двигателя. Производится в случае незначительного падения давления, или недостаточной работе гидрокомпенсаторов. Старое масло сливается, двигатель заполняется специальной промывочной жидкостью (с новым фильтром). После непродолжительной работы мотора (рекомендации есть в инструкции к промывке), жидкость сливается, меняется фильтр, и заливается свежее масло. Интервал первой замены сокращается минимум вдвое, поскольку внутри может оказаться большое количество нерастворенного шлама.
2. Длительная мягкая очистка. Для этого используется моторное масло, с высоким процентом содержания моющих присадок. Либо такие присадки добавляются в привычную смазку. Чаще всего так промывается система смазки дизельного двигателя, ввиду высокого содержания сажи при его работе.
3. Механическая очистка. Выполняется в ходе капитального ремонта мотора. Агрегат разбирается, прочищаются масляные каналы и внутренние стенки картера. Желательно заменить или хотя бы перебрать масляный насос.

Ремонт масляного насоса на ВАЗовской классике — обучающее видео

Неисправности системы смазки и причины возникновения

При низком давлении масла:

• поломка масляного насоса (его износ): причины: масляное голодание, загрязнение двигателя;
• низкая проходимость фильтра: несвоевременная замена;
• дефект датчика давления: возможно, с давлением масла все в порядке, и аварийная сигнализация ложная;
• не работает перепускной (редукционный) клапан.

Поиск причин падения давления масла в ДВС — видео

При немотивированном падении уровня:

• неплотно закреплен масляный фильтр, или повреждена его прокладка: некачественное выполнение регламентных работ;
• протекают сальники или прокладка поддона;
• изношены маслосъемные колпачки на клапанах;
• задиры на стенках цилиндров;
• залегли маслосъемные кольца на поршнях.

При повышенном давлении с одновременным масляным голоданием:

• заклинил перепускной клапан;
• засорение маслопровода;
• забиты масляные каналы.

Профилактика неисправностей:

• постоянный контроль уровня;
• своевременная замена масла и фильтра;
• использование качественных расходных материалов;
• регулярная диагностика давления масла, состояния поршневых колец и зашлакованности двигателя (особенно в автомобилях с пробегом).

Почему стучат гидрокомпенсаторы и как это исправить — видео