Система смазки

Для обеспечения нормальной работы двигателя необходимо принудительно отводить тепло от интенсивно нагревающихся деталей и поддерживать наиболее выгодный температурный режим – эти задачи выполняет система охлаждения.

В зависимости от конструкции системы охлаждения делятся на два типа:

· Воздушное – охлаждается за счет обдуваемого воздуха

· Жидкостное – принудительное охлаждение жидкостью циркулирующей в системе

Воздушное охлаждение устроено следующим образом: вентилятор, приводимый в действие от двигателя, забирает наружный воздух и по специальным каналам направляет его к цилиндрам, обтекая которые воздух отводит избыток тепла.

Для улучшения охлаждения на блоке цилиндров отливают дополнительные ребра, с целью увеличения площади охлаждения.

В системе жидкостного охлаждения циркулирует жидкость, воспринимающая тепло от стенок цилиндров и камер сгорания и передающая это тепло через радиатор в окружающий воздух.

Преимущества:

При воздушном охлаждении не требуется водяной насос, радиатор и трубопроводы, следовательно, эта конструкция более проста, надежна и долговечна.

Отпадает опасность размораживания двигателя зимой.

Двигатель после пуска быстро прогревается.

Недостатки:

Повышаются затраты мощности на приведение в действие вентилятора.

Затруднен пуск двигателя при низких температурах.

Трудно обеспечить нормальное охлаждение высокооборотных двигателей и двигателей большого литража (обеспечивают температуру деталей двигателя на 50-70⁰ С выше по сравнению с жидкостными).

Более сложная и металлоемкая конструкция блока цилиндров (за счет выполнения ребер охлаждения).

Поэтому наибольшее распространение получила жидкостная система охлаждения вследствие высокой эффективности ее действия.

Количество жидкости в системе охлаждения связано с количеством тепла отводимого от двигателя и зависит от степени сжатия, числа оборотов и др. факторов.

Емкость системы, приходящаяся на единицу мощности двигателя:

- легковые автомобили – 0,12-0,26 л/л.с

- грузовые автомобили – 0,2-0,6 л/л.с.

Современные а/м двигатели имеют принудительную систему охлаждения закрытого типа, которая сообщается с атмосферой через клапаны пробки радиатора.

Основными элементами этой системы являются: рубашка охлаждения (полости вокруг цилиндров и камер сгорания), центробежный насос охлаждающей жидкости, трубопроводы, радиатор, вентилятор, расширительный бачок, термостат и жалюзи (имеют не все а/м).

Из радиатора жидкость подается насосом в рубашку охлаждения, нагревается и через головку блока вновь попадает в радиатор. Более интенсивному охлаждению жидкости способствует вентилятор.

Общее устройство и работа жидкостной системы охлаждения

Количество жидкости в системе охлаждения связано с количеством тепла отводимого от двигателя и зависит от степени сжатия, числа оборотов и др. факторов.

Емкость системы, приходящаяся на единицу мощности двигателя:

- легковые автомобили – 0,12-0,26 л/л.с

- грузовые автомобили – 0,2-0,6 л/л.с.

Современные автомобильные двигатели имеют принудительную систему охлаждения закрытого типа, которая сообщается с атмосферой через клапаны пробки радиатора.

Основными элементами этой системы являются: рубашка охлаждения (полости вокруг цилиндров и камер сгорания), центробежный насос охлаждающей жидкости, трубопроводы, радиатор, вентилятор, расширительный бачок, термостат и жалюзи (имеют не все автомобили).

Из радиатора жидкость подается насосом в рубашку охлаждения, нагревается и через головку блока вновь попадает в радиатор. Более интенсивному охлаждению жидкости способствует вентилятор.

Радиатор 1 (см.рис. 24)представляет собой теплообменное устройство и служит для охлаждения жидкости, поступающей из рубашки охлаждения. Он состоит из верхнего и нижнего бачков, сердцевины и деталей крепления. Баки и сердцевина для лучшей проводимости теплоты изготовлены из латуни.

В сердцевине размещен ряд тонких пластин, сквозь которые проходит множество вертикальных трубок, припаянных к ним.

Попадая в радиатор, горячая жидкость разделяется на множество тонких струек, поверхность теплообмена между ней и воздухом значительно увеличивается, и температура жидкости значительно снижается.

Верхний и нижний баки патрубками 7 и 12 соединены с рубашкой охлаждения. В нижнем баке предусмотрен краник для слива воды из радиатора.

В системе жидкостного охлаждения предусмотрено двойное регулирование теплового режима двигателя с помощью: жалюзи 16 и термостата 8.

Жалюзи состоят из набора пластин 17. Они шарнирно закреплены на планке, которая тягой и системой рычагов связана с рукояткой управления.

Пробка радиатора обеспечивает герметичность системы охлаждения при изменении в ней давления жидкости и паров от 0,9 кг/см² до 1,5-2,0 кг/см². Это условие выполняется благодаря наличию в пробке выпускного (парового) и впускного (воздушного) клапанов.

Выпускной клапан 4 открывается при повышении давления в системе охлаждения до 1,5 кг/см². Увеличение давления в системе охлаждения позволяет повысить температуру кипения охлаждающей жидкости. При открытом клапане жидкость или пар отводятся в расширительный бачок. Это снижает давление в системе и предохраняет от разрушения радиатор и патрубки.

Впускной клапан 5 открывается при понижении давления в системе до 0,99 кг/см² вследствие уменьшения объема охлаждающей жидкости. При этом в радиатор поступает жидкость из расширительного бачка, что предотвращает сдавливание трубок сердцевины радиатора под действием атмосферного давления воздуха.

Термостат служит для ускоренного прогрева двигателя после пуска и автоматического регулирования температуры охлаждающей жидкости в наиболее выгодных пределах в системе охлаждения.

Термостаты бывают жидкостные (сильфонные) и с твердым наполнителем, а также одноклапанные, которые ограничивают поток жидкости, и двухклапанные, распределяющие поток жидкости между радиатором и малым кругом циркуляции жидкости. Рассмотрим устройство и работу двухклапанного термостата с твердым наполнителем (рис. 25).

Термостат имеет четыре патрубка: два входных 10 и 4, входной 5 и дополнительный 14 для присоединения шланга от расширительного бачка. Термочувствительный элемент состоит из стакана 8 с резиновой вставкой 9, между стенками которых помещается твердый наполнитель 15 (церезин – кристаллический воск), обладающий высоким коэффициентом объемного расширения. Внутри резиновой вставки находится стержень 11, закрепленный на стойке основного клапана 1, который прижимается к седлу конической пружиной 13. На стойке основного клапана перемещается перепускной клапан 2 с пружиной 12.

При температуре охлаждающей жидкости ниже 80⁰С основной клапан полностью закрыт, поэтому жидкость из радиатора в насос не поступает, а циркулирует по малому кругу, обеспечивая более быстрый прогрев двигателя. По мере нагрева охлаждающей жидкости церезин в термостате плавится и, расширяясь, преодолевает сопротивление пружины 13, перемещает оба клапана вверх. При температуре 94⁰С циркуляция по малому кругу прекращается, и вся жидкость проходит через основной клапан 1 в радиатор.

Насос центробежного типа служит для обеспечения принудительной циркуляции охлаждающей жидкости, приводится в действие клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала. Устройство насоса двигателя автомобилей УАЗ показано на рис. 26.

Уплотнение валика насоса осуществляется при помощи торцевого самоподжимного сальника.

Вентилятор создает воздушный поток, увеличивающий количество проходящего через радиатор воздуха, что позволяет уменьшить размеры, вес радиатора и емкость системы охлаждения в целом.

Привод вентилятора осуществляется с помощью клиноременной передачи от шкива к/в или при помощи электродвигателя.

Расширительный бачок служит для компенсации изменений объема жидкости, при ее нагреве и охлаждении.

Требования, предъявляемые к охлаждающим жидкостям

К охлаждающим жидкостям предъявляются следующие требования:

- низкая температура замерзания

- высокая температура кипения (во избежание образования паровых пробок и потерь жидкости)

- высокая теплоемкость и теплопроводность

- отсутствие образования накипи

- низкая стоимость

- нетоксичность и пожаробезопасность

При температуре выше нуля почти всем перечисленным требованиям отвечает вода, основными преимуществами которой являются безвредность, доступность, стоимость. Вязкость воды обеспечивает легкость ее циркуляции в системе охлаждения. Вода обладает большой теплоемкостью.

Но, вода, имеет существенный недостаток – при низких температурах она замерзает.

В современных автомобильных двигателях в качестве охладителя применяют низкозамерзающие охлаждающие жидкости.

Наибольшее распространение получили этиленгликолевые антифризы.

Отечественной промышленностью выпускаются следующие марки антифризов: простые антифризы – 40; 40М; 60. Антифризы имеют повышенную активность к металлам и разрушают резину, для устранения этих недостатков в них вводят присадки.

Тосолы отличаются от антифризов наличием противопенных и антифрикционных присадок.

Выпускаются марки тосолов: Тосол А, Тосол А-40, Тосол А-65.

Цифра показывает наивысшую температуру застывания.

Тема 1.6.1 Общие сведения. Устройство и работа системы смазки

Общие сведения

Система смазки необходима для уменьшения потерь мощности на трение между деталями, для снижения износа деталей и улучшения их охлаждения, для удаления продуктов износа с трущихся поверхностей и создания необходимого уплотнения между ними, а также для защиты деталей от коррозии.

Уменьшение потерь на трение и износа деталей происходит за счет создания слоя смазки между трущимися поверхностями. Если толщина слоя превышает 0,1 микрон (1м^-6), то непосредственный контакт поверхностей полностью отсутствует, трение осуществляется внутри слоя смазки между ее частицами и сила трения зависит только от вязкости масла.

Такое трение обеспечивает наименьший износ деталей и называется – жидкостным трением.

Условия жидкостного трения создаются при установившемся режиме работы наиболее нагруженных деталей двигателя – шеек к/в и вкладышей их подшипников.

Большинство остальных деталей работает в условиях, когда толщина слоя смазки менее 0,1мкм. Значительную роль при этом играет качество трущихся поверхностей и химический состав смазки, влияющий на прочность связей между ее молекулами. Такое трение называется граничным.

В очень тяжелых условиях трения, например, при работе стержня выпускного клапана в его направляющей втулке, пленка смазки может разрушаться и создается непосредственный контакт поверхностей. Такое трение называется сухим.

В современных автомобильных двигателях применятся комбинированная система смазки, в которой под давлением масло подается лишь к наиболее ответственным и нагруженным деталям – подшипникам коленчатого вала и распределительного вала, втулкам коромысел, толкателям клапанов.

Струями масла смазываются нижняя часть зеркала цилиндра, кулачки распределительного вала и детали привода ГРМ, остальные трущиеся поверхности смазываются разбрызгиванием и самотеком.

Устройство и работа системы смазки

Циркуляция масла в системе смазки происходит при помощи насоса. Насос 1 всасывает масло из масляной ванны поддона через фильтрующую сетку маслоприемника 3 и нагнетает его по каналу в полнопоточный фильтр 10, а затем – в главную магистраль. Из главной магистрали по каналам в перегородках блока масло поступает к коренным подшипникам к/в, а затем через сверления в шейках и наклонные каналы – к шатунным подшипникам. При этом через радиальное сверление в верхней части кривошипной головки шатуна струя масла периодически направляется на нижнюю часть зеркала цилиндра.

Через каналы в блоке и головке цилиндров масло подается в кольцевую выточку на средней опорной шейке распределительного вала и по сверлениям в валу – ко всем опорам и кулачкам. К шестерне привода масляного насоса и распределителя зажигания масло подается по каналу, минуя фильтр.

Масло, вытекая из зазоров, разбрызгивается и смазывает стенки цилиндров, поршни, поршневые кольца и пальцы, стержни клапанов и опоры привода клапанов.
Масляный насос – служит для создания необходимого давления масла в системе и подачи его к трущимся поверхностям, устанавливается внутри картера и крепится двумя болтами к блоку.

Насос состоит из корпуса, к которому крепится маслоприемник с фильтрующей сеткой.

В патрубке установлен нерегулируемый редукционный клапан, поджимаемый пружиной.

В корпусе насоса на валике жестко закреплена ведущая шестерня и в зацеплении с ней ведомая шестерня, которая устанавливается свободно на ось.

Верхний конец валика входит шлицами в шестерню привода масляного насоса. При вращении шестерен их зубья захватывают масло у входного отверстия, проносят его у стенок корпуса и выдавливают у выходных отверстий.

Производительность насоса определяется количеством и величиной трущихся поверхностей в двигателе и объемом прокачиваемого масла и выбирают в пределах 10-30 л/л.с.ч. (На двигателях большой мощности устанавливаются двухсекционные насосы).

Давление масла в магистрали при номинальных оборотах и температуре 85⁰С составляет 3,5-4,5 кг/см². При повышении давления выше допустимого часть масла перепускается через редукционный клапан в масляном насосе.

Масляный фильтр – служит для очистки масла от механических примесей.

В зависимости от конструкции масляные фильтры бывают двух типов:

- с фильтрующим элементом

- центробежный, очищающий масло за счет центробежной силы – центрифуга.

Очистка масла в центрифуге происходит в полости под колпаком, когда под действием реактивных сил струй масла, выбрасываемых из жиклеров; ротор с колпаком вращаются, и центробежные силы заставляют тяжелые, загрязняющие масло частицы осаждаться на внутренней поверхности колпака.

Дата добавления: 2014-01-06