Смазочная система

Система смазки двигателя обеспечивает непрерывную подачу мас­ла к трущимся деталям, циркуляцию его, очистку, а при необходимости и охлаждение. Система смазки всех изучаемых двигателей комбиниро­ванная. Это значит, что масло к трущимся деталям подводится несколь­кими способами: под давлением, разбрызгиванием и самотеком.

Система смазки - это резервуар для масла, насос, маслоподводящие трубки и каналы, маслоочистители, радиатор, контрольные приборы и некоторые другие устройства.

На рисунке 35 показана принципиальная схема комбинированной системы смазки, типичная для тракторных двигателей.

Масло заливают в поддон 1, откуда оно забирается масляным насо­сом 2 и нагнетается в систему двумя потоками. Большая часть масла через калиброванное отверстие 6 идет в радиатор 9, а остальное в реак­тивную масляную центрифугу 11. Отсюда очищенное масло сливается в поддон. Калиброванное отверстие б ограничивает количество масла, уходящего в радиатор, и этим поддерживает достаточно высокое давле­ние в центрифуге, что необходимо для ее хорошей работы. Масло к ра­диатору некоторых двигателей подается независимым потоком с помо­щью отдельной секции масляного насоса.

Рис. 35. Принципиальная схема комбинированной системы смазки тракторного двигателя:

1. - поддон картера; 2 - масляный насос; 3 - редукционный клапан; 4 – сливной канал; 5 сливной клапан; 6 - калиброванное отверстие; 7 – предохранительный клапан; 8 - клапан-термостат; 9 - радиатор; 10 - фильтр грубой очистки; 11- реактивная масляная центрифуга; 12 - масляная магистраль, 13 - манометр; 1,15 и 17 — маслоподводящие каналы; 16 - полость шатунной шейки

Охлажденное в радиаторе масло проходит через фильтр 10 и нагне­тается в магистраль 12, а из нее по каналам отводится к различным ме­ханизмам. Например, кривошипный шатунный механизм смазывается так: из магистрали по каналам 14 масло подводится к коренным под­шипникам коленчатого вала, смазывает их и далее по каналам 17 попа­дает в полости 16 шатунных шеек. Здесь оно подвергается центробеж­ной очистке и поступает к шатунным подшипникам, а от них по кана­лам 15 в шатунах - к поршневым пальцам. Масло, выдавливаемое из зазоров подшипников, разбрызгивается движущимися деталями. Обра­зуется масляный туман, который оседает на поверхностях цилиндров, поршней, толкателей и других деталей и тем самым смазывает их. Сте­кающее с деталей масло снова собирается в поддоне картера. В рас­сматриваемой схеме центрифуга находится в ответвлении от основного потока масла. Очищенное в ней масло идет не сразу на смазку, а сначала сливается в поддон. Благодаря многократному прохождению через цен­трифугу срок службы масла значительно увеличивается. На некоторых тракторных двигателях стоит только одна центрифуга, а масляного фильтра нет. В этом случае через нее проходит весь поток масла, нагне­таемого насосом. Часть очищенного масла, расходуемого на привод цен­трифуги, называется полнопоточной. На работу системы смазки оказывает влияние число оборотов коленчатого вала, температура и степень из­носа деталей двигателя, сопротивление фильтров, радиатора и т.п. Чтобы с изменением этих факторов не нарушалась нормальная подача масла, в системе смазки есть автоматически действующие устройства.

Редукционный клапан 3 предотвращает чрезмерное повышение давления, создаваемого масляным насосом при пуске холодного двига­теля, когда масло имеет повышенную вязкость. Со стороны нагнета­тельной полости на клапан действует давление, создаваемое масляным насосом, а с противоположной стороны на него давит пружина. Когда давление в нагнетательной полости превышает сопротивление пружин, клапан открывается и перепускает избыток масла в поддон или же во всасывающую полость насоса.

Предохранительный клапан 7 установлен параллельно фильтру грубой очистки 10. С одной стороны на него действует давление не­фильтрованного масла и пружины, отрегулированной на заданный пе­репад (разность) давлений до и после фильтра, когда сопротивление фильтра из-за его загрязнения или нагнетания холодного масла превы­шает величину перепада давлений, клапан открывается, и часть масла перепускается в магистраль, минуя фильтр. При сильном загрязнении фильтра в магистраль идет все масло через клапан, т.е. оно не очищает­ся. Это вызывает усиленный износ деталей двигателя, но все же предо­храняет его от аварии.

Клапан термостат 8 установлен параллельно радиатору. Если в сис­теме циркулирует холодное масло, то вследствие его повышенной вяз­кости сопротивление радиатора увеличивается. Когда это сопротивле­ние превышает перепад давлений, на который отрегулирована пружина, то клапан открывается и масло перепускается в магистраль. Некоторые двигатели в дополнение к клапану-термостату или вместо него имеют кран-переключатель, при помощи которого в холодное время года мож­но совсем отключить масляный радиатор. На двигателях небольшой мощности масляный радиатор не устанавливают, поэтому нет надобно­сти и в клапане-термостате и в кране-переключателе.

Сливной клапан 5 поддерживает постоянное давление в масляной магистрали. С одной стороны на него действует давление, созданное в магистрали, а с другой - усилие пружины, отрегулированной на опреде­ленное давление. Через клапан сливается избыток масла. Во время ра­боты нового или малоизношенного двигателя сливной клапан открыт постоянно. В системах смазки некоторых двигателей сливного клапана вообще нет. Постоянное давление в магистрали поддерживается за счет работы редукционного клапана, который регулируют на сравнительно небольшое давление.

Рис. 36. Масляный насос двигателя (а) и схема

работы шестеренчатого насоса (о): 1 - шестерня привода; 2 - валик ведущей шес­терни; 3 - отводящая трубка; 4 - крышка; 5 - корпус; 6 и 7 - ведущая и ведомая шестерни; 8 - маслоприемник; 9 - пружинная скоба; 10 - сетка; 11 - трубка маслоприемника

В системах смазки применяют шестеренчатые масляные насосы. Основные рабочие части насоса шестерни 6 и 7 (рис. 36) с небольшими зазорами установлены в расточках корпуса 5 под крышкой 4. При вращении шестерен масло, находя­щееся во всасывающей полости А расточек кор­пуса, захватывается зубь­ями и в промежутках ме­жду ними и стенками пе­регоняется в нагнетатель­ную полость Б.

Из впадин оно выдав­ливается зубьями, входя­щими в зацепление, и по трубке нагнетается в сис­тему смазки. В опреде­ленные моменты одна па­ра зубьев шестерен еще не вышла из зацепления, а вторая пара уже зацепи­лась. Тогда между зубья­ми образуется замкнутое пространство, объем которого на некотором угле поворота продолжает уменьшаться. Масло, заполняющее замкну­тый объем, не сжимается, поэтому возникает очень большое давление. В результате этого опоры шестерен испытывают большую пульсирую­щую нагрузку и быстро изнашиваются. Чтобы предотвратить юное, у всех шестеренчатых насосов делают разгрузочный канал в корпусе или крышке, по которому масло из замкнутого пространства перепускается в нагнетательную полость.

Во время работы масло загрязняется металлическими частицами от износа деталей, нагаром, смолами и пылью, проникающей в двигатель. Поэтому все современные двигатели оборудованы приспособлениями для непрерывной очистки масла во время работы. Благодаря этому рез­ко уменьшается износ деталей и удлиняется срок службы масла. В дви­гателе масло можно очищать тремя способами: фильтрацией, отстаива­нием и центрифугированием (центробежная очистка).

Фильтрация. Масло продавливается через мелкие отверстия (поры) фильтра, в результате чего механически загрязняющие частицы задер­живаются на поверхности фильтра или в его порах. В качестве фильтров используют сетки, металлические щелевые элементы, картон и т.п. Для увеличения рабочей поверхности фильтра под колпаком 5 (рис. 37) установлены два фильтрующих элемента 3 и 4. Патрубок, отштампован­ный вместе с донышком внутреннего элемента 4, плотно входит в вер­тикальный канал корпуса 8 и центрирует его. Три скобы, отштампованные вместе с донышком внутреннего эле­мента. Места соединения внутреннего и наружного элементов уплотне­ны войлочными кольцами 1.

Оба фильтрующих элемента работают па­раллельно. Масло нагнетается под колпак и, проходя сквозь щели в на­вивке элементов, очищается.

Рис. 37. Масляный фильтр грубой очистки:

а - фильтрующие элементы;,б - схема фильтрации;

1 - войлочные уплотнительные кольца; 2 - стяжной болт; 3 и 4 - наружный и внутренний щелевые ленточные фильтрующие элементы; 5 - колпак; 6 - шпилька; 7 - прокладка; 8 - корпус

Затем оно по желобкам стакана наружного элемента идет в полость двойного дна и далее по отводящему патрубку -в полость внутреннего элемента. Сюда же поступает профильтрованное масло из желобков стакана, внутреннего элемента. Далее оно проходит через кольцевой зазор между отводящим патрубком внутреннего элемента. Далее оно проходит через кольцевой зазор между отводящим патрубком внутреннего элемента и шпилькой 6 в отводящий канал корпуса.

Отстаивание. Если масло находится в спокойном состоянии или движется с очень малой скоростью, то частицы, плотность которых больше плотности масла, под действием силы тяжести выпадают в оса­док. Этим путем масло очищается в полостях корпусов фильтров и в специальных фильтрах-отстойниках.

Центрифугирование. Этот способ очистки масла основан на том же принципе, что и отстаивание. Разница в том, что частицы осаждаются не под влиянием силы тяжести, а под действием центробежных сил, возни­кающих при вращательном движении емкости, в которой находится масло.

Центробежным способом масло очищается в полости шатунной шейки коленчатого вала (рис. 38, а).

Масло поступает в полость 2 от коренного подшипника по каналу 1. При вращении вала механические примеси, имеющие большую плот­ность, чем масло, под действием цен­тробежных сил устремляются от цен­тра вращения и выпадают в осадок на противолежащей поверхности.

Очищенное же масло по каналу 3 идет на смазку шатунного подшипни­ка. Отложения грязи периодически удаляют из полости, для чего отвер­тывают пробку-заглушку.

Качество центробежной очистки масла зависит от ряда условий.

Рис. 38. Схемы очистки масла центрифугированием: а — в полости шатунной шейки коленчатого вала; б - в реактивной центрифуге;

1 - маслоподводящий канал; 2 - полость; 3 - маслоотводящий канал; 4 - упор; 5 - ось ротора; 6 и 11 - маслозаборные трубки; 7 - стакан; 8 - крышка; 9 - маслоподводящий канал, 10 - калиброванное отверстие; 12 - выпавший осадок

Чем выше обороты вала, чем дальше от оси вращения расположена маслоочи-стительная полость, чем медленнее через нее протекает масло и чем меньше его вязкость, тем лучше оно очищается. Большинство современ­ных двигателей для очистки масла имеют специальные центробежные очистители - центрифуги, называе­мые реактивными (рис. 38, б), так как их основная рабочая часть - ротор - приводится во вращение реактивными силами, возникающими при ис­течении масла.

Ротор центрифуги - металлический стакан 7, плотно закрытый крышкой 8 - свободно надет на ось 5. Сквозь крышку пропущены две маслозаборные трубки б и 11 с калиброванными отверстиями 10 в наружных концах, направленными касательно к окружности ротора. Когда через маслоподводящий канал 9 в оси нагнетается масло, оно сна­чала заполняет всю полость ротора, а затем проходит в маслозаборные трубки и выбрасывается в отверстия 10. Вследствие большой скорости истечения масла из отверстия на трубки 6 и 11 действуют реактивные силы, направленные по касательной к окружности ротора - в сторону противоположную выходу масла.

Эти силы вращают ротор вместе с заполняющим его маслом, по­этому механические примеси под действием центробежных сил устрем­ляются к стенкам ротора и отлагаются на них, а из отверстия 10 выбра­сывается очищенное масло. По мере накопления осадка 12 ротор перио­дически разбирают и очищают.

Диаметр нижней шейка оси 5 несколько больше, чем верхней, по­этому площадь верхнего днища стакана ротора меньше площади нижней крышки. Вследствие разности площадей общая сила давления масла, дей­ствующая на днище стакана и направленная вверх, больше силы, дейст­вующей на крышку. Благодаря этому ротор как бы всплывает и разгружа­ет опорный торец крышки. Если давление в роторе превысит нормальное, то он переместится вверх. Ограничивает его перемещение упор 4.

Контрольные вопросы

1. Назовите составные части и приборы смазочной системы.

2. Каково назначение редукционного клапана масляного насоса?

3. Как происходит очистка масла от механических примесей в центрифуге?

4. Как проверяют уровень масла в картере двигателя и как его доливают?

5. Чем регулируют давление в каналах смазочной системы двигателя?

Дата добавления: 2014-12-26