Система смазки двигателя: назначение, устройство, устранение неполадок

Система смазки двигателя автомобиля или смазочная система двигателя (ССД) – совокупность механизмов авто, которые участвуют в снижении трения между сопряженными деталями ДВС, минимизируют затраты мощности ДВС на трение. Принцип работы системы смазки двигателя заключается в обеспечении подачи смазочных материалов (моторного масла) ко всем трущимся деталям ДВС на всех режимах его работы. ССД работает циклично. Между двумя поверхностями движущихся тел формируется масляная пленка. Она разделяет движущиеся поверхности и уберегает трущиеся поверхности от дополнительных нагрузок.

Назначение системы смазки и выполняемые функции

Система смазки двигателя
Двигатель внутреннего сгорания любого транспортного средства состоит из множества элементов, которые в процессе его работы весьма агрессивно взаимодействуют между собой. Ввиду их постоянного движения внутри установки возникает высокая сила трения, влекущая за собой большие мощностные потери и, как следствие, повышенное потребление топлива. Длительная работа «на сухую» может и вовсе привести к заклиниванию силового агрегата: усиленное взаимодействие деталей приведет к нагреванию их поверхностей и дальнейшему расширению; в результате, это уменьшит рабочие зазоры конструкции и приведет к их заполнению металлической стружкой, образовавшейся вследствие разрушения основных элементов.

Чтобы предотвратить это состояние и продлить срок полезного использования, двс оборудуется смазочной конструкцией, которая облегчает ход деталей, создавая вокруг элементов системы внутреннего сгорания прочную защитную пленку.

Таким образом, система смазки любого двухтактного или четырехтактного двигателя выполняет следующий ряд функций:

1. Уменьшение силы трения между рабочими элементами;
2. Охлаждение их поверхностей;
3. Снижение рабочей температуры двигателя;
4. Выведение металлической стружки и загрязняющих частиц за пределы рабочего пространства установки;
5. Предотвращение скоротечного износа, разрушения и закоксовки деталей;
6. Обеспечение требуемого давления рабочей жидкости для эффективной работы двс (изменение фаз газораспределительного механизма, регулировка гидравлическими компенсаторами рабочих зазоров клапанов).

ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ

Конструкция масляного насоса, к какому типу бы он не относился, сравнительно простая, что обеспечивает ему надежность и длительный ресурс. И все же неисправности у него бывают, точнее она одна – снижение производительности, что приводит к падению давления в системе. А это уже может привести к более серьезным поломкам, поскольку узлы, которые недостаточно смазываются, начинают интенсивно изнашиваться из-за масляного «голодания». Произойти же это может по разным причинам.

1. Первая из таких не относится к насосу, но приводит к негативным последствиям в его работе – закупорка сетки маслоприемника продуктами износа и грязью. В результате этого масло в недостаточных количествах поступает к насосу. Устранить такую неисправность несложно – достаточно снять поддон и маслоприемник, после чего тщательно очистить и промыть сетку.
2. Проблема с падением давления может произойти из-за износа составных частей насоса или длительной его работы с маслом, в котором имелось большое количество загрязняющих элементов. Результатом этого является образование и увеличение зазоров между деталями насоса. Из-за этого через эти зазоры смазочный материал просто перетекает внутри нагнетающей полости и шестерни или роторы не способны его захватить, чтобы выполнить нагнетание в магистраль. В большинстве случаев работоспособность системы смазки восстанавливается путем замены изношенных элементов или узла в целом.
3. Проблемы может создать и перепускной клапан. Из-за грязи он может заклинить в открытом положении, и масло будет постоянно перетекать в поддон. Устраняется такая неисправность разборкой и промывкой насоса и его каналов.

Устройство системы смазки

Для чего предназначена данная система разобрались, теперь настало время изучить ее устройство. У каждого автомобиля – своя система смазки, поэтому ее конструктивные составляющие могут существенно отличаться друг от друга. Она может дополняться какими-то элементами, а может и вовсе не иметь нижеперечисленные компоненты, но, как правило, для современных систем характерно наличие следующих элементов:

• Картер с поддоном. Поддон – это самая нижняя часть силовой установки. К картеру он прикрепляется при помощи болтов и уплотнительных прокладок и служит своего рода «хранилищем» для рабочей жидкости. В поддоне происходит ее охлаждение и «успокоение» — благодаря специальным перегородкам моторное масло перестает волноваться при движении транспортного средства по неровностям.
• Фильтр. Фильтрующий элемент в системе смазки служит местом, куда рабочая жидкость «приносит» ухудшающий работу силовой установки мусор. Это может быть нагар, копоть, попавшая извне пыль, металлическая стружка и прочие загрязняющие вещества. После засорения фильтра, моторное масло начинает быстро терять свои свойства из-за чрезмерного количества грязевых частиц, что приводит к потере мощностных показателей всего автомобиля. Чтобы не допустить губительные для двс последствия, необходимо своевременно проводить замену рабочей жидкости и не забывать менять фильтрующие элементы.

Масляной фильтр

• Масляный насос. Без насоса работа механизма не была бы возможна: именно он создает требуемое давление внутри установки и «заставляет» рабочую жидкость воздействовать на механизмы. В автомобилях применяется два вида насосов – шестеренчатые и роторные. Первый вид агрегатов обеспечивает подачу масла с постоянным давлением, роторный – допускает изменение силы подачи. Внутри моторного отсека создается давление от 2 до 16 атмосфер.
• Радиатор. Данный элемент системы смазки двигателя обеспечивает охлаждение моторного масла. Причем охлаждение может быть двух видов – жидкостное и воздушное.
• Редукционные и перепускные клапаны. Эти элементы позволяют уменьшать давление, если его показатель превышает установленную норму. Устанавливаются данные элементы внутри силовой установки рядом с масляным насосом, фильтром и т.д. и активируются благодаря срабатыванию специальных датчиков. Например, при засорении фильтра перепускной клапан пускает рабочую жидкость в обход ему, чтобы не допустить остановку всего двигателя.
• Датчики давления и температуры масла. Именно благодаря им бортовой компьютер узнает о работоспособности системы. Датчик давления устанавливается в центральной магистрали и осуществляет замер основного параметра. В случае отклонения его от нормы, на приборной панели автомобиля загорается индикатор.
• Каналы смазки. Не трудно догадаться для чего используются данные элементы: они обеспечивают подачу моторной жидкости к взаимодействующим механизмам.
• Главная магистраль. Осуществляет поступление масла от насоса к фильтру. Благодаря большому сечению магистраль сохраняет циркуляцию жидкости на нужном уровне. Также, благодаря магистрали осуществляется смазывание подшипников коленчатого вала.

В зависимости от конструктивных особенностей транспортного средства, современная смазочная установка может быть дополнена иными компонентами.

Клапан N428

Клапан управления масляного насоса N428 предназначен для регулировки давления на управляющий поршень. В зависимости от давления на поршень, изменяется положение статора и объем камеры всасывания. Часть масла из полости нагнетания всегда подается в управляющую магистраль к клапану N428. По команде блока управления двигателя на клапан подается питание, масло подается к управляющему поршню. По своему устройству N428 представляет собой электроуправляемый гидравлический 3/2 ходовой клапан.

Виды систем смазок

Несмотря на то, что все приборы системы смазки выполняют одни и те же функции, она может быть трех видов:

• система с разбрызгивающей подачей масла,
• система с подачей жидкости под давлением,
• комбинированная система.

Первый вид имеет достаточно простое устройство: здесь масло попадает на рабочие детали благодаря специальным черпакам, установленным на кривошипных головках шатунов. Захватываемая из поддона жидкость рассеивается по рабочей зоне в виде масляного тумана.

Недостаток такого метода распределения масла связан с неравномерным смазыванием конструктивных элементов из-за периодического изменения его уровня в нижней емкости двигателя — поддоне.

Объем рабочей жидкости постоянно меняется при увеличении оборотов коленчатого вала, наклонах транспортного средства и в режиме агрессивного вождения. Черпаки не могут контролировать количество разбрызгивающейся жидкости, поэтому мотор периодически начинает испытывать масляной голодание или, наоборот, захлебываться от чрезмерного количества жидкости.

Второй вид системы подразумевает непрерывную подачу моторного масла на все элементы установки. Смазочный состав собирается в картере установки, а затем по специальным каналам подается на рабочий узел. После выполнения поставленных целей масло стекает в поддон картера. Если в первом типе системы отрегулировать количество масла не получается, то во втором такая регулировка вполне возможна. Несмотря на то, что система обеспечивает экономное и рациональное распределение технической жидкости, широкого распространения она не получила – слишком затратное и трудоемкое производство она предполагает.

Моторное масло в двигателе

Объединив технологии разбрызгивания и подачи масла под давлением, инженерам удалось создать комбинированный тип распределения смазки: на основные узлы конструкции, максимально подверженные износу, защитная жидкость подается под давлением, в то время, как остальная часть механизмов, эксплуатируемая в более спокойных условиях, орошается маслом путем разбрызгивания.

Комбинированная система предполагает применение мокрого и сухого картера. Под мокрым картером подразумевается его постоянное заполнение рабочей жидкостью. Простота и надежность принципа позволили ему получить массовое распространение: практически все стандартные автомобили оснащены подобной системой. Тем не менее, в ней присутствуют не совсем приятные недостатки: в случае попадания в картер воздуха или топливной смеси, масляный состав начинает пениться и терять смазочные свойства. В результате, двс остается без должного уровня защиты. Чтобы не допустить подобный неблагоприятный эффект, диагностика системы автомобиля на предмет ее разгерметизации должна проводиться регулярно.

Сухой картер обеспечивается благодаря наличию в силовой установке специального бачка, куда стекает вся отработанная жидкость. Здесь ее смешивание с воздухом и топливной смесью попросту невозможно. К преимуществам такой системы следует отнести стабильность ее работы в условиях прохождения транспортным средством препятствий с большим углом наклона. Принцип сухого картера применяется на гоночных, спортивных автомобилях и некоторых внедорожниках.

Выбор моторного масла

Главная задача автомасла – не допустить сухого трения движущихся внутренних деталей двигателя, а также обеспечить минимальную силу трения при максимальной герметичности рабочих цилиндров.

Исходя из требований двигателя конкретного автомобиля и температуры окружающего воздуха, моторное масло подбирается по двум основным критериям: — уровень эксплуатационных свойств по классификации API или ACEA, который должен соответствовать требованиям Вашего двигателя; — вязкость по классификации SAE, которая выбирается в зависимости от температуры окружающего воздуха и степени изношенности двигателя.

Одним из основных свойств моторного масла является его вязкость и ее зависимость от температуры в широком диапазоне (от температуры окружающего воздуха в момент холодного пуска зимой до максимальной температуры в двигателе при максимальной нагрузке летом). Наиболее полное описание соответствия вязкостно — температурных свойств масел требованиям двигателей содержится в общепринятой на международном уровне классификации SAE3000.

Принцип работы смазочной конструкции

Работа системы смазки

Принцип работы системы смазки заключается в бесперебойной подаче рабочей жидкости ко всем элементам, подверженным механическому износу.

Схема работы смазочной системы выглядит следующим образом. Во время запуска силовой установки маслоприемник захватывает требуемое количество масла из поддона картера и направляет его в масляный насос. Насос в свою очередь задает жидкости силу и скорость, с которой она будет циклически циркулировать по системе. После насоса масло попадает в фильтр и проходит тщательное очищение. Как говорилось ранее, если данный элемент цепи загрязнен, то перепускной клапан пустит рабочую смазку в обход фильтрующего элемента. После него ГСМ направляется к подшипникам шатунов и коленвала, опорам и пальцам распредвала, к коромыслам привода клапанов. При наличии турбокомпрессора масло также распределяется на его вал.

Попадание рабочей смеси на внутренние стороны цилиндров рабочая смесь осуществляется посредством отверстий в головке шатуна. Здесь оно обеспечивает беспрепятственный ход маслосъемных и компрессорных колец, снижает износ стенок цилиндров. После смазывания элементов силовой установки отработанная жидкость возвращается обратно в поддон автомобиля, где под воздействием бесперебойно вращающегося кривошипно-шатунного механизма распыляется по остальным элементам системы.

Масляный фильтр

Фильтр полнопоточный, неразборный, навертывается на штуцер блока цилиндров и соединяется каналами с масляным насосом и главной масляной магистралью. Для снятия фильтра используется приспособление А.60312. При установке фильтр рекомендуется завертывать вручную без приспособления. В стальном корпусе фильтра установлен фильтрующий элемент из специального картона. Фильтр имеет противодренажный и перепускной клапаны. Противодренажный клапан не позволяет стекать маслу из системы при остановке двигателя, перепускной — перепускает масло при засорении фильтрующего элемента из насоса в главную масляную магистраль.

Возможные неполадки в работе системы и способы их устранения

Некоторые моторные неполадки в системе смазки могут возникнуть неожиданно, даже если вы не так давно осуществляли ремонт автомобиля или проводили его техническое обслуживание. Перечислим основные проблемы и разберемся со способами их решения:

Главная масляная магистраль

Главная масляная магистраль проходит в средней части блока. Из нее по наклонным каналам масло поступает к коренным подшипникам и к втулкам распределительного вала. На второй и четвертой шейках распределительного вала выполнены канавки. При совпадении каждой из этих канавок с одной стороны с отверстием, по которому масло подается в подшипник, а с другой — с каналом в блоке масло проходит в этот канал и далее поступает в соответствующую головку цилиндров для смазки расположенных в них деталей механизма газораспределения. Получающаяся при этом пульсирующая подача масла вполне достаточна для смазки коромысел и верхних наконечников штанг.  

Из главной масляной магистрали 4, представляющей собой канал в приливе блок-картера, масло подается по каналам к коренным подшипникам, а затем по каналам в коленчатом валу к шатунным подшипникам. От коренных подшипников масло также поступает по каналам в стенках блок-картера к подшипникам распределительного вала.  

Из главной масляной магистрали масло под давлением через отверстия в картере и блоке поступает к коренным подшипникам 13 коленчатого вала, подшипникам 14 распределительного вала и в полую ось 15 коромысел. От коренных подшипников через отверстия в шейках и щеках масло подается к шатунным подшипникам коленчатого вала.  

От главной масляной магистрали идут наклонные каналы 21 ко всем пяти коренным подшипникам.  

Из главной масляной магистрали масло под давлением подается к коренным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распределительного вала и к осям коромысел, К шатунным подшипникам масло поступает через каналы в щеках коленчатого вала и полости 11 грязеуловителей, выполненных внутри шатунных шеек. В этих полостях масло очищается от механических примесей, которые под действием центробежных сил отбрасываются к стенкам полостей и оседают на них. Другие детали кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения смазываются разбрызгиванием.  

Из главной масляной магистрали масло под давлением через отверстия в картере и блоке поступает к коренным подшипникам 13 коленчатого вала, подшипникам 14 распределительного вала и в полую ось 75 коромысел.  

Из главной масляной магистрали масло через наклонные каналы 4 поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, а оттуда через каналы вала — к шатунным подшипникам. Через каналы 5 масло от коренных подшипников поступает к четырем подшипникам распределительного вала. Выходящее из шатунных подшипников и разбрызгиваемое масло смазывает стенки цилиндров. От переднего и заднего подшипников распределительного вала через трубопроводы 2 и каналы в головках цилиндров и опорах осей коромысел масло поступает к осям коромысел и к коромыслам.  

От главной масляной магистрали масло через силовой регулятор Ж подводится по каналу 6 к золотнику ручного управления Л, по каналу 12 к клапану переключения I-II передач Е и по каналу 9 к клапану переключения II-III передач В. Давление масла в канале 12 ( дроссельное давление) зависит от перемещения педали газа.  

Внутри блок-картера укреплена главная масляная магистраль с ответвлениями к местам смазки.  

Манометр присоединен к главной масляной магистрали 4, а датчик термометра установлен в полости щелевого масляного фильтра.  

АСФО-I: / — главная масляная магистраль двигателя, 2 — ведущая шестерня масляного цасо-са, 3 — корпус масляного насоса, 4 — масляный поддон, 5 — сетка маслоприемника, 6 — ведомая шестерня масляного насоса, 7 — пробка спускного отвео-стия, 8 — — масломерная линейка, 9 — редукционный клапан масляного насоса, 10 — нагнетательный канал масляного насоса, II — сливной клапан, 12 — клапан-термостат, 13 — маслопровод от насоса к корпусу фильтров, 14 — предохранительный клапан, IS — маслопроводы от корпуса фильтров к масляному радиатору, 16 — корпус фильтров, 17 — датчик дистанционного термометра, 18 — внутренний элемент фильтра грубой очистки, 19 — наружный элемент фильтра грубой очистки, 20 — картонный элемент ( АСФО-1) фильтра тонкой очистки, 21 — калиброванное отверстие в стенке стяжного болта, 22 — маслоналивная горловина, 23 — указатель дистанционного термометра, 24 — манометр, 25 — масляный радиатор.  

Некоторая часть масла из главной масляной магистрали по маслопроводу подводится к масляному фильтру тонкой очистки 13, задерживающему мелкие частицы механических примесей. Пройдя масляный фильтр тонкой очистки, масло по маслопроводу через маслоналивную горловину 12 возвращается в масляный поддон.  

Главная масляная магистраль

Ниже водяной рубашки, вдоль правой стенки блок-картера, проходит главная масляная магистраль 11 ( фиг. Для подвода смазки к трущимся деталям в стенках и приливах блока имеются каналы.  

Верхняя секция насоса подает масло по каналам в блоке к главной масляной магистрали, откуда оно проходит ко всем трущимся поверхностям. В отличие от двигателя ЗИЛ-130 у двигателя ГАЗ-53 масло из нижней секции поступает не в масляный радиатор, а в фильтр центробежной очистки. Таким образом, фильтр включен параллельно и через него проходит часть масла, сливаемого после очистки в картер.  

Реактивная масляная центрифуга РМЦ тракторного двигателя Д-54 включается в ответвление главной масляной магистрали.  

В фильтре имеется перепускной клапан, обеспечивающий подачу масла в главную масляную магистраль, минуя фильтр, при значительном загрязнении фильтрующего элемента, а также при большой вязкости масла во время запуска и прогрева двигателя.  

Давление масла контролируют электрическим манометром 11, датчик которого установлен в главной масляной магистрали, а указатель — на щитке приборов. На некоторых двигателях для контроля температуры масла имеется электрический термометр 2, датчик которого смонтирован в поддоне картера.  

К шатунным подшипникам и поршневому пальцу компрессора 6 смазка поступает из главной масляной магистрали 8 двигателя по трубке через заднюю крышку, уплотнитель и каналы коленчатого вала и шатуна компрессора. Масло после смазывания деталей компрессора сливается в картер двигателя по желобу кронштейна крепления компрессора.  

Давление масла контролируют электрическим манометром 11, датчик которого установлен в главной масляной магистрали, а указатель — на щитке приборов. На некоторых двигателях для контроля температуры масла имеется электрический термометр 2, датчик которого смонтирован в поддоне картера.  

Давление масла контролируют электрическим манометром 11, датчик которого установлен в главной масляной магистрали, а указатель — на щитке приборов водителя. На некоторых двигателях для контроля температуры масла используется электрический термометр 2, датчик которого находится в поддоне картера. В системе смазки автомобильных двигателей применяют шестеренные насосы. В корпусе 5 ( рис. 12) насоса помещены ведущая 7 и ведомая 2 шестерни. Масло при вращении шестерен поступает в полость 6 всасывания, заполняет впадины между зубьями и переносится во впадинах вдоль стенок корпуса в полость / нагнетания. Ведущая шестерня 7 — стальная, закреплена на валу, который обычно приводится от распределительного вала. Ведомая шестерня 2 свободно вращается на ос.  

Трубу крана при централизованной заправке смазочным маслом машин и механизмов присоединяют к главной масляной магистрали.  

Давление в системе смазки ограничивается редукционным клапаном, расположенным в переднем конце главной масляной магистрали. В клапане сделано отверстие, через которое масло постоянно подается на распределительные шестерни.  

Из канала 4 ( рис. 2.66, б), который соединяет главную масляную магистраль 2 с коренным подшипником, через отверстие 3 смазка подводится к втулке 6 распределительного вала. На второй шейке в момент, когда канавка соединяет отверстие 3 с каналом / ( канал 6 на рис. 2.66, а), масло поступает к каналам в головке, а по ним — в полость оси 4 ( см. рис. 2.66, а) коромысел и далее — к коромыслам и верхним наконечникам штанг.  

Другая, основная, часть очищенного масла по трубке 13 направляется в главную масляную магистраль.  

Масляный насос

Схема системы смазки двигателя включает в себя масляный насос. Он используется для нагнетания давления смазочного материала в систему. Привод устройство механический, осуществляется от коленчатого вала или распределительного вала силового агрегата.

Входное отверстие насоса сообщается с полостью картера или отдельно стоящим резервуаром для смазочного материала. Выходное отверстие соединено с основной магистралью мотора. Устройства бывают различной конструкции. Наиболее часто используются насосы шестеренчатого типа. Они отличаются надежностью и неприхотливостью к условиям использования.

При работе силовой установки шестерни узла вращаются. Смазочный материал, попадая на шестерни, перемещается к главной магистрали. Благодаря такой конструкции, в системе создается давление.

Перепускной механизм

Устройство двигателя внутреннего сгорания предусматривает наличие перепускного механизма. Он выполнен в виде клапана одностороннего действия. При превышении давления в основной магистрали перепускной механизм открывается и пропускает часть смазочного материала в поддон картера.

Маслоприемник

Используется для забора масла из поддона картера. Маслоприемник соединён с впускным отверстием насоса. Соединение впускного отверстия насоса и маслоприемника герметично. Это исключает попадание воздуха систему.

Фильтр

При работе силового агрегата смазка очищается от металлической стружки и загрязнений. Очистка осуществляется фильтрами грубой и тонкой очистки. На легковых автомобилях используются фильтры тонкой очистки. Грубую очистку выполняет сетка, установленная на маслоприёмнике.

Дизельные силовые установки оборудуются фильтрами грубой очистки центробежного типа. Они представляют собой стакан внутри, которого установлен подвижный разбрызгиватель. При работе масло под давлением разбрызгивается по стенкам стакана. Загрязнения остаются на стакане. Очищенное масло стекает полость картера.

Перед попаданием в главную магистраль смазка проходит через фильтр тонкой очистки.

Он состоит из бумажных фильтрующих элементов. Бумажные элементы задерживают загрязнения мелкой фракции. При сильном загрязнении фильтрующего элемента тонкой очистки необходима его полная замена.

Штатное расписание

У любого двигателя система смазки включает в себя:

• масляную емкость (картер или отдельный бак);
• маслоприемник, представляющий собой заборную горловину с фильтрующей сеткой для отделения крупных посторонних частиц;
• смазочный насос;
• сменный фильтр;
• редукционный клапан (один или несколько);
• датчик давления;
• главную напорную магистраль и каналы, обычно интегрированные в детали силовой установки;
• измерительный щуп для контроля уровня смазывающей жидкости.

Дополнительно в состав смазочного оборудования могут входить: температурный датчик, датчик уровня, смазывающие форсунки. Иногда двигатель имеет охладительный радиатор для масла. Емкость смазочной системы легкового авто зависит от типа силовой установки и ее габаритов. Обычно объем заливаемого масла составляет от 3,5 до 7,5 литров.