Система змащення двигуна 1

Деталі кривошипно-шатунного і газорозподільного механізмів переміщаються відносно один одного. Цьому переміщенню перешкоджає сила тертя, величина якої залежить від відносної швидкості переміщення, питомого тиску деталей однієї на іншу і від точності обробки поверхонь, що труться. Для подолання сил тертя марно витрачається потужність двигуна. Крім цього, тертя деталей викликає їх нагрівання. При надмірному нагріванні зазори між деталями зменшаться настільки, що деталь перестане переміщатися, тобто заклинится.

Одним з найбільш ефективних способів зменшення тертя є введення шару мастила між поверхнями, що труться. Мастило, прилипаючи до поверхні, створює на ній міцну плівку, яка, розділяючи деталі, замінює сухе тертя між ними тертям частинок мастила між собою. Так як в працюючому двигуні масло безперервно циркулює, воно одночасно охолоджує деталі, що труться і забирає тверді частки, що утворилися в результаті їх зносу. Крім того, деталі, змащувані маслом, менше схильні до дії корозії, а зазори між ними значно ущільнюються.

На сучасні системи мастила, крім перерахованих вище,
покладаються ще й керуючі функції. Моторне масло працює в гідрокомпенсатор теплових зазорів клапанів, гідронатягувача приводу ГРМ, системах регулювання фаз газорозподілу.

Подача масла до поверхонь, що труться повинна бути безперебійною. При недостатній подачі масла втрачається потужність двигуна, підвищується знос деталей і в результаті його нагрівання можливо виплавлення підшипників, заклинювання поршнів і зупинка двигуна. Надлишкова подача масла призводить до проникнення його в камеру згоряння, що збільшує відкладення нагару і погіршує умови роботи свічок запалювання.

Так як окремі деталі двигуна працюють в неоднакових умовах, то мастило їх також повинна бути неоднакова. До найбільш завантаженим деталей олію подається під тиском, а до менш навантаженим - самопливом або розбризкуванням. Системи, в яких мастило деталей проводиться різними способами, називаються комбінованими.

При роботі двигуна масляний насос забезпечує безперервну циркуляцію масла по системі. Під тиском воно надходить в масляний фільтр, а далі до корінних і шатунних підшипників коленвала, поршневими пальцями, опорам і кулачкам распредвала, осі коромисел приводу клапанів. Залежно від конструкції мотора масло подається під тиском до валу турбокомпресора, на внутрішню поверхню поршнів для їх охолодження, в гидротолкатели клапанів і виконавчі механізми систем фазовращенія.

На поверхні циліндрів масло потрапляє шляхом розбризкування через отвори в нижній головці шатуна або форсунки в нижній частині блоку циліндрів. Потрапляючи на стінки циліндрів, воно знижує тертя при русі поршня і забезпечує свободу переміщення компресійних і маслоз'ємних кілець.

З змазаних під тиском деталей краплі олії падають в піддон. Потрапляючи на обертові частини кривошипно-шатунного механізму, вони розбризкуються, створюючи в картері так званий масляний туман. Осідаючи на деталях двигуна, він забезпечує їх мастило. Обложене масло потім стікає в піддон картера, і цикл повторюється знову.

🔎 Пристрій системи змащення

Система змащення двигуна включає в себе піддон картера з пробкою зливу масла, масляний насос з редукційним клапаном, маслоприемник з сітчастим фільтром, масляний фільтр із запобіжним і перепускним клапанами, систему масляних каналів у блоці циліндрів, головці циліндрів, коленчатом і розподільному валах, датчик тиску масла з контрольною лампою і маслозаливную горловину. У деяких двигунах в систему змащення включений масляний радіатор.

Піддон картера є резервуар для зберігання масла. Рівень масла в піддоні контролюється за допомогою щупа, на якому нанесені мітки максимально і мінімально можливого рівня. З піддону масло надходить через маслоприемник з сітчастим фільтром до масляного насоса. Маслоприемник може бути нерухомим або плаваючого типу. Ємність системи змащення легкового автомобіля, в залежності від обсягу і типу двигуна, може становити від 3,5 до 7,5 літрів. Причому вказується в інструкції ємність має два значення - одне відноситься безпосередньо до системи змащення двигуна, а друге вказує на необхідну кількість масла з урахуванням ємності масляного фільтра.

Залежно від конструкції двигуна тиск масла в ньому має становити від 2 до 15 бар. Масляний насос служить для створення необхідного тиску в системі змащення і подачі масла до поверхонь, що труться. Масляний насос може мати привід від колінчастого вала, розподільного вала або додаткового приводного вала.

В автомобільних двигунах в основному застосовуються шестеренні насоси в силу своєї простоти і дешевизни. Вони бувають двох типів: з зовнішнім і внутрішнім зачепленням. У першому шестерні насоса розташовані поруч, а в другому - одна шестерня всередині іншої. Тому насос з внутрішнім зачепленням більш компактний. Провідна шестерня встановлюється на приводному валику, а ведена вільно обертається. Шестерні встановлюють в корпусі насоса з невеликими проміжками. Під час роботи обертаються в різні боки шестерні захоплюють масло з піддона і переносять його в западинах між зубами в масляну магістраль. При підвищенні частоти обертання коленвала продуктивність насоса пропорційно зростає, в той час як споживання масла самим двигуном змінюється незначно. Крім того, шестеренні насоси не створюють високого тиску, віднімають до 8% потужності мотора і не завжди здатні забезпечити роботу систем сучасного автомобіля (наприклад, систем зміни фаз газорозподілу). Тому були розроблені масляні насоси регульованою продуктивності, які здатні створювати більш високі значення тиску масла, віднімають менше потужності у двигуна і забезпечують сталість тиску в системі, незалежно від оборотів коленвала. До таких конструкцій відносяться, наприклад, пластинчастий (шиберний) насос, героторний насос і насос з маятниковими Золотниками.

У деяких двигунах встановлюють двосекційні масляні насоси. Перша секція призначена для подачі масла в систему змащення двигуна, друга - для подачі масла в масляний радіатор.

Продуктивність масляного насоса розраховується з запасом так, щоб навіть при найнесприятливіших умовах експлуатації (високі температури, знос деталей і ін.) Тиск в системі залишалося достатнім для підведення масла до поверхонь, що труться. Однак при цьому в непрогрітому двигуні тиск масла може перевищити допустимі значення. Для запобігання руйнуванню масляних магістралей в системах змащення з нерегульованим насосом служить редукційний клапан. Найпоширеніша конструкція являє собою плунжер і пружину встановлені в корпусі з отворами. При надмірному тиску в системі плунжер, стискаючи пружину, переміщується, і частина масла надходить назад в піддон картера. Величина тиску, при якій спрацьовує клапан, залежить від жорсткості пружини. Встановлюється редукційний клапан на виході масляного насоса. У деяких системах встановлюють редукційний клапан і в кінці масляної магістралі - для запобігання коливань тиску при зміні гідравлічного опору системи і витрати масла.

Якість масла в двигуні знижується з плином часу, так як воно засмічується дрібною металевою пилом, що з'являється в результаті зносу деталей, частинками нагару, що утворюється в результаті згоряння його на стінках циліндрів. При високій температурі деталей масло коксується, утворюються смоли і лакообразние продукти. Всі ці домішки є шкідливими і справляють істотний вплив на прискорення зносу деталей автомобіля. Для очищення масла від шкідливих домішок в системі мастила встановлюється фільтр, який замінюється при кожній зміні масла.

У жарку пору року і при експлуатації автомобіля у важких дорожніх умовах температура олії настільки підвищується, що воно стає дуже рідким і тиск в системі мастила падає. Для запобігання розрідження масла в систему змащення можуть включатися масляні радіатори. Вони бувають двох типів: з повітряним і з рідинним охолодженням. Перші встановлюються перед радіатором системи охолодження і охолоджуються потоком повітря. Другі включаються в контур системи охолодження, що забезпечує сталість температури масла під час роботи двигуна і швидкий підігрів його під час пуску холодного двигуна. Масло проходить по трубках радіатора, які омиваються охолоджувальною рідиною. У таких системах мастила встановлюється термостат. Термостат не допускає подачу масла в радіатор, поки воно не прогріється до робочої температури. Потім він відкривається, і масло починає надходити в радіатор, де відбувається його охолодження. У простіших конструкціях радіатор підключається вручну водієм за допомогою краника.

Для контролю тиску масла в системі змащення встановлюється датчик з контрольною лампою червоного світла на панелі приладів. Її миготіння або світіння при роботі двигуна сигналізує про неприйнятний зниження тиску. В цьому випадку двигун необхідно негайно заглушити. У деяких автомобілях датчик тиску масла може бути пов'язаний з блоком управління, який при небезпечному зниженні тиску сам зупиняє двигун. Крім контрольної лампи, в комбінацію приладів можуть включатися покажчик тиску масла і покажчик температури масла. На деяких сучасних автомобілях, крім датчика тиску, ставлять і датчик контролю рівня масла разом з контрольною лампою рівня.

У картері працюючого двигуна через зазори, наявні між дзеркалом циліндра і кільцями, проникають пари палива і відпрацьовані гази. Пари палива конденсуються і розріджують мастило, а відпрацьовані гази, що містять в собі пари води і сірчисті з'єднання, також негативно впливають на якість масла і зменшують термін його служби. Крім цього, відпрацьовані гази створюють в картері надлишковий тиск, що «видавлює» масло з двигуна через ущільнення. Особливо характерна така ситуація для зношених двигунів. Тому гази необхідно виводити. Але так як вони токсичні, то їх не просто викидають в атмосферу, а змішавши з повітрям, допалюють в циліндрах.

Для цього служить система примусової вентиляції картера. Основними її частинами є клапан, масловіддільник і повітряні шланги. Повітря з впускного тракту через шланг системи вентиляції надходить в картер, де змішується з картерів газами, а потім через клапан знову направляється у впускний колектор. Продуктивність системи залежить від навантаження двигуна. При малих обертах розрядження на впуску високе, плунжер клапана системи вентиляції відкритий трохи, тому й кількість пропускаються картерних газів невелика. З ростом оборотів розрядження падає, і клапан відкривається на більшу величину - відповідно і збільшується обсяг пропускаються картерних газів. Масловіддільник запобігає потраплянню масляного туману у впускний тракт і, відповідно, в циліндри двигуна. У маслоотделителе швидкість витікання газів картерів спочатку сповільнюється, а потім вони наводяться в обертальний рух. В результаті краплі олії осідають на стінках і стікають в піддон.

🔎 Основні несправності системи змащення

Зовнішніми ознаками несправності системи змащення є знижений або підвищений тиск масла в системі і погіршення якості олії внаслідок забруднення.

Зниження тиску можливо в результаті недостатнього рівня масла, розрідження його, підтікання через нещільності в з'єднаннях, забруднення сітчастого фільтра маслоприемника, зносу деталей масляного насоса, заїдання редукційного клапана у відкритому положенні і внаслідок зносу підшипників колінчастого і розподільного валів.

Перевіряти рівень масла слід на прогрітому двигуні, але не відразу після його зупинки, а через 3-5 хвилин з тим, щоб масло встигло стекти. Якщо рівень нижче норми, необхідно долити масло в піддон картера, попередньо виявивши і усунувши причину. Зовнішнім оглядом виявляються течі масла з-під кришки приводу розподільного вала, кришки клапанного механізму, блоку циліндрів, масляного фільтра, а також з пробки заливної горловини, через штуцер датчика тиску масла, з-під кришки масловіддільника системи вентиляції картера і через ущільнювач маслоізмерітельного щупа. Рівень масла може падати внаслідок зносу сальників стрижнів клапанів, зносу і закоксовиванія поршневих кілець або їх поломки, зносу поршнів і їх канавок, зносу циліндрів двигуна, зносу стрижнів клапанів і їх направляючих втулок, а також закоксовиванія прорізів маслоз'ємних кілець або заповнення їх олійними відкладеннями. Ці несправності призводять до підвищеної витрати масла і, відповідно, падіння тиску в системі.

Підвищення тиску в системі мастила можливо завдяки застосуванню масла з підвищеною в'язкістю, заїдання редукційного клапана в закритому положенні і засмічення маслопроводов.

Так як колінвал здійснює обертальний рух, то під дією відцентрових сил на стінках його масляних каналів відкладаються продукти зносу двигуна. Згодом прохідний перетин цих каналів зменшується настільки, що шатунний підшипник починає відчувати масляне голодування. Посиленому забруднення каналів сприяє застосування неякісного або не відповідає двигуну масла, регулярна експлуатації мотора в інтенсивних режимах і несвоєчасна заміна масла.

Канали підведення масла до гідрокомпенсатор згодом також можуть закоксовивается, і тоді гідрокомпенсатор перестає працювати. Якщо його заклинить при відкритому клапані, це призведе до вибивання клапана поршнем. При цьому руйнується сам гідрокомпенсатор і можливі пошкодження розподільного, поршнів, шатунів і поява тріщин в головці блоку циліндрів. Вірогідні масляні проблеми і з гідронатягувача, що забезпечують натяжку ременів і ланцюгів приводу распредвалов. Їх канали також забиваються, що може стати причиною поломки ГРМ і руйнування головки блоку циліндрів. При наявності в ГРМ механізму зміни фаз газорозподілу бруд може спровокувати відмову або порушення його роботи.

При експлуатації автомобіля можливі випадки, коли може бути несправний покажчик тиску масла. Для перевірки правильності дії покажчика тиску замість датчика ввертають штуцер контрольного манометра і, порівнюючи показання з перевіряється приладом, судять про його роботі.