Система смазки двигателя: назначение, устройство и принцип работы

Схема циркуляции масла в двигателе

Моторное масло из поддона всасывается шестеренчатым насосом и подается к фильтру. Проходя через фильтрующий элемент, масло по каналам в блоке цилиндров и ГБЦ подается к шейкам коленчатого вала, кулачкам и постелям распределительного вала. Давление в системе смазки зависит от скорости вращения коленчатого вала. Минимальное давление развивается насосом на холостом ходу, а максимальное ограничивается редукционным клапаном. Для контроля водителем исправности системы в блоке цилиндров, а иногда и в ГБЦ, вмонтирован датчик давления масла. На современных авто стрелочным указателем давления на приборной панели оборудуются лишь немногие спортивные автомобили. На большинстве авто их заменили индикатором низкого давления, который загорается лишь при падении напора в масляных магистралях.

Масляная система дизеля

Масляная система дизеля (рис. 37) служит для создания необходимого давления и подвода масла к трущимся деталям, отвода тепла от них, а также для удаления продуктов износа и частиц нагара, попадающих между трущимися поверхностями. Масляная система состоит из двух контуров: внутреннего и внешнего. Внутренний контур системы смазки дизелей представляет собой совокупность каналов и трубок, проходящих в деталях. Они обеспечивают подвод масла ко всем местам деталей, причем системы подвода масла к деталям у всех дизелей принципиально одинаковы. Затем, после смазки деталей, насос забирает масло из внутреннего контура, например, из поддона дизеля ЦЦ1М и по маслоотводящей трубе подает его во внешний контур.

В состав внешнего контура, обеспечивающего циркуляцию, очистку и охлаждение масла, забираемого из поддона дизеля и подводимого к его масляному коллектору, входят насосы, охладители масла, фильтры, контрольные и защитные приборы. Пройдя внешний контур, охлажденное и очищенное масло поступает в масляный коллектор дизеля, из которого оно по каналам опять попадает во внутренний контур и подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала и далее по каналам в шатунах — на охлаждение поршней и смазывание трущихся деталей цилиндро-поршневой группы. Для смазывания подшипников распределительного вала масло от коллектора подводится к трубкам. К рычагам толкателей масло подается по трубкам и далее по каналам в рычагах и штангах толкателей- на смазывание рычагов механизма газораспределения. От масляного коллектора масло поступает также к шестерням привода распределительного вала и к подшипникам турбокомпрессора. После смазывания деталей и сборочных единиц дизеля масло сливается обратно в поддон дизеля.

Запас масла на тепловозе ТЭМ2 (378 л) находится в системе и в маслосборнике картера дизеля. Масло заливают через горловину центробежного очистителя масла. Циркуляция масла по замкнутой системе обеспечивается масляным насосом, который забирает масло из маслосборника и подает его по трубе а к верхнему коллектору секций масловоздушных радиаторов 2 (рис. 37). Из нижнего коллектора радиаторов основная часть масла по трубе б поступает в пластинчато-щелевые фильтры (грубой очистки), а из них — в трубу (масляный коллектор), идущую внутри картера. Часть масла, примерно 15-20 %, из радиатора 2 поступает в фильтры с бумажными элементами 7 (тонкой очистки), откуда по трубе в сливается в маслосборник картера. Перед пуском дизеля масло забирается из картера маслоподкачивающим насосом 10 и по нагнетательной трубе г подается к трущимся деталям дизеля. Невозвратный клапан 8 не пропускает масло в насос 10 во время работы дизеля. Через кран 9(7) выпускается воздух при прокачивании масла перед пуском дизеля. Байпасный клапан 18 перепускает масло из подводящего трубопровода а в отводящий б, минуя секции 2 охлаждающего устройства, если разница между давлениями в этих трубах будет больше 0,165 МПа. Такой перепад давлений возможен при повышении вязкости масла, когда понижается температура или загрязнены секции охлаждающего устройства. Разгрузочный обратный клапан 6 выполняет две функции: пропускает некоторое количество масла через фильтры 7, если давление его выше 0,255 МПа, и не позволяет стекать загрязненному маслу из фильтров в картер после остановки дизеля. При повышении давления в трубе б свыше 0,295 МПа масло через регулирующий клапан 17 сливается в картер, минуя все фильтры. Вентиль 5(3) используют, когда масло холодное и его не следует пропускать через секции охлаждающего устройства.

Для отключения масляных секций на поддонах и отводящих трубах установлены вентили 5(1) и 5(2). Для выпуска воздуха из секций охлаждающего устройства секции 2 служит пробка 3. В случае необходимости масло из картера сливается по трубе, на которой установлен вентиль 5(5). На конец этой трубы дополнительно навернута заглушка. Масло из масляной системы сливают через вентиль 5(4). Трубопроводы, идущие от масляного насоса к секциям холодильника и от секции к пластинчато-щелевым фильтрам, соединены гибкими шлангами.

При выполнении ремонта масляной системы устраняют течь масла в соединениях трубопроводов. Регулирующие клапаны разбирают, негодные детали заменяют, после сборки регулируют на стенде. Независимо от состояния заменяют рукава, установленные на трубопроводе от масляного насоса к секции холодильника и от секции холодильника к пластинчатым фильтрам.

Назначение масляного насоса двигателя

Система смазки двигателя – ответственный участок работы. Чтобы моторное масло прошло по всем каналам и попало на все детали, необходимо создать давление, другими словами, качать масло по системе, а не ждать, что оно пойдет самотеком. Конструкторы давно решили этот вопрос, когда разработали масляный насос. Идея оказалась настолько удачной, что до сегодняшнего дня менялись только конструктивные решения самого насоса, но не его принцип работы.

Назначение масляного насоса – постоянная прокачка моторного масла по всей системе смазки двигателя. Если давление в масляной системе всегда стабильное, не приближается к минимальной или максимальной критической отметке, значит, масляный насос работает вполне нормально.

Давление масла в системе

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала, шейки распределительного вала, вал коромысел имеют зазоры между втулками и вкладышами в среднем не превышающим 0,15 мм. Этого достаточно чтобы насос создавал в системе на рабочее давление от 0,2 до 6,5мм. Давление может создавать и большее. Насос будет давить до тех пор пока н разрушится. Разрушение насоса предохраняет редукционный клапан. Он устанавливается либо в самом насосе, либо в масляном канале. Давление при котором происходит сброс масла в обратку составляет 6,5 нм. Как только давление в системе становится меньше. Насос снова вступает в работу. Редукционный клапан представляет собой шарик и поршенек с пружиной. Пружина подбирается таким образом. Что сдерживает требуемое давление . При возникновении большего давления. Шарик или поршенек открывают магистраль где создаётся основное давление и по каналам масло начинает поступает на слив в картер двигателя, То есть в обратку. Давление падает шарик или поршенёк закрывают магистраль. В ней снова начинает поддерживаться рабочее давление.

Возможные неполадки

Наиболее распространёнными неполадками, с которыми встречаются автомобилисты, является выход из строя деталей масляного насоса, фильтров (чаще – из-за износа), потеря герметичности узлов, нарушение регулировок или механические проблемы с редукционными клапанами.

Неисправности системы смазки двигателя, как правило, связаны с двумя группами неполадок.

Неполадки, которые приводят к понижению давления масла. Они могут быть результатом деформации, износа, повреждения масляного насоса, низкого уровня масла, засорения фильтра, выхода из строя датчика масла, заедания редукционного клапана.
Неполадки, которые приводят к повышенному расходу масла. Это результат выхода из строя газораспределительного механизма, износа прокладки насоса, засорения вентиляции картера, повреждения КШМ (кривошипно-шатунного механизма), ослабления масляного фильтра (или изначально ошибки при его закреплении).

Для выявления показателей давления используют сигнальные лампы на панели приборов транспортного средства. Пониженное давление масла – прямой сигнал, свидетельствующий о том, что на транспортном средстве нельзя ездить, и требуется ремонт или техническое обслуживание.Для определения расхода масла у современных автомобилей с автоматикой есть специальная контрольная лампа на панели приборов. Для определения проблемы у транспортных средств без такой лампы традиционно применяют щуп.

Износ и деформация

Если диагностика показывает, что детали износились, то есть отслужили свой срок эксплуатации, в большинстве случаев не стоит пытаться восстанавливать их. Её нужно менять. У прокладок, колпачков, сальников фильтров есть ресурс (указан в документации на детали), и, если их не заменить, количество проблем можно только увеличить. Например, несвоевременная замена фильтра приводит к критической концентрации вредных примесей, что может привести к деформации не только самого фильтра, но и корпуса. К деформации корпуса может привести, например, износ наружной поверхности втулок насоса.

Кстати, о деформации. Она может наступить гораздо раньше самого износа. Но, чтобы решить проблему, придётся не просто менять деформированную деталь, но и устранять причину, которая привела к этой неприятности.

Например, при механической деформации часто корень проблемы – в неисправностях иных узлов, взаимодействующих с ССД. В частности, деформация деталей системы смазки может быть ответной реакцией на выход из строя сайлентблоков, нарушение крепления ДВС. Впрочем, здесь важна именно комплексная диагностика. Сразу «обвинять» крепление ДВС или сайлентблоки не стоит. Например, в ситуации, когда деформированы детали клапанной группы ГРМ, часто виновато качество масла.

Профилактика неисправностей

Самая эффективная профилактика неисправностей – регулярное квалифицированное техобслуживание:

Систематическая замена масляного фильтра.
Систематическая замена моторного масла.

При это нужно четко знать сколько моторного масла требуется системе, учитывать объем системы смазки двигателя. Недостаточное количество масла – это создание нагрузки на детали, увеличение сухого трения, ускорение износа. Переизбыток масла – риск создать избыточное давление и вывести из строя сальники распредвала, коленвала, «убить» уплотнители и нарушить герметичность.

Важно! Вместе с заменой масляного насоса всегда важно не лениться заменять масляный фильтр. Важный элемент профилактики – это и грамотная эксплуатация ДВС

Особенно важно корректно запускать двигатель в морозное время. При низких температурах вязкость масла густеет, и путь масла к трущимся деталям ухудшается. Прогрев двигателя перед запуском в этой ситуации – необходимая операция

Важный элемент профилактики – это и грамотная эксплуатация ДВС

Особенно важно корректно запускать двигатель в морозное время. При низких температурах вязкость масла густеет, и путь масла к трущимся деталям ухудшается

Прогрев двигателя перед запуском в этой ситуации – необходимая операция.

Своевременное техническое обслуживание и профилактика – это обеспечение смазочными веществами всех деталей, вступающих в трение, защита ДВС от перегрева, остаточных продуктов сгорания, гашение колебаний и подавление шумов.

Устройство системы смазки двигателя

Разберем назначение и работу отдельных узлов.

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.
Сливное отверстие для осушения картера при замене масла.
Маслозаборник – раструб, с помощью которого жидкость всасывается в насос. Расположен в нижней части картера, чтобы не допустить масляного голодания при снижении уровня.
Перепускной клапан возвращает смазку в поддон картера, если проходимость загрязненного фильтра нарушает нормальную циркуляцию.
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).
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.
Заливная горловина (показана условно). С ее помощью производится долив, или замена жидкости.
Клапан (кран) масляного радиатора. В летнее время открывается, для дополнительного охлаждения.
Радиатор охлаждения смазки. Присутствует не во всех моделях автомобилей.
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.

Обратите внимание
Как видно из схемы работы, замена масла на «магические» присадки, которые якобы позволяют работать «на сухую», не может обеспечить всего функционала жидкости. Поэтому не следует экспериментировать с подобной химией.

Назначение системы смазки двигателя

Система смазки направлена на поддержание непрерывной подачи к подшипникам смазочных материалов и непосредственное решение следующих задач:

Уменьшение трения между сопряженными деталями. Причем компоненты системы направлены на уменьшение всех видов трения – сухого – непосредственного соприкосновения деталей друг с другом, жидкостного – с разделением масла, полужидкостного (масляный слой присутствует, но полного разделение трущихся поверхностей маслом нет). Сухое трение в чистом виде на практике – самое редкое. Его можно встретить при деформации контактирующих тел (например, подшипников), при разрушении граничных плёнок в местах повышенного давления. Гораздо же более распространённая ситуация – полужидкостное и жидностное трение. С жидкостным трением детали, например, часто встречаются при высоких окружных скоростях при попадании масла в клиновой зазор между цапфой и вкладышем подшипника скольжения.
Отвод тепла и охлаждение деталей двигателя. Осуществляется потоком жидкости из системы охлаждения. Сначала охлаждается масло, а затем уже сами детали ДВС.
Освобождение двигателя от продуктов износа механизмов в отработанном масле (в виде прямоугольников, «листочков», пыли). Наиболее распространён усталостный износ. Он возникает при трении качения и трении скольжения. Также существует адгезионный, абразивный, коррозионный износ.
Удаление нагара. Чаще всего нагар характерен для транспортных систем с прямым впрыском топлива (топливо идет непосредственно в камеру сгорания, отсутствует этап промывки клапанов). Также проблема нагара актуальна в ситуациях, если транспортное средство используется только время от времени, есть постоянные простои, или при использовании авто в холодное время года его владелец не прибегает к прогреву двигателя.
Защита деталей двигателя от коррозии. Смазочные вещества в системе помогают ей противостоять окислением под влиянием кислорода.
Чтобы решить поставленные задачи, давление масла в ССД должно быть достаточно высоким. Масла должно хватит для обеспечения жидкостного и отвода от поверхностей тепла.

Система смазки, принцип работы

Основной принцип работы заключается в постоянной подаче масла ко всем трущимся деталям силовой установки, не зависимо от того, в каком режиме происходит работа в данный момент времени.

При включении двигателя, смазка, посредством насоса начинает циклически циркулировать в системе, проходя через фильтр, далее — по центральной магистрали попадает в масляные каналы блока цилиндров. Через них движение происходит к трущимся парам и деталям, максимально нуждающимся в смазке. Деталью, испытывающей максимальное трение, в двигателе служит поршневое кольцо.

Поэтому первым делом задача масла состоит в его смазке. Так же необходимо подать смазку к опорным подшипникам и кулачкам распределительного вала, коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала и .т.п.

Оказавшись в приводе газораспределительного механизма, масло попадает в головку блока цилиндров, где посредством разбрызгивания, смазывает коромысла, толкатели клапанов и всю систему головки блока цилиндров в целом.

Благодаря отверстиям в опаре шатуна масло оказывается на рабочей поверхности цилиндра и разбрызгивается на поверхность поршня и поршневые кольца. Это способствует смазке и охлаждению цилиндров и поршней, повышению ресурса двигателя и его компонентов.

Масляный фильтр

Для очистки масла (в основном от механических примесей) используются, как правило, два фильтра — грубой и тонкой очистки. Первый всегда полнопоточный. Он задерживает механические примеси, в основном продукты износа деталей двигателя. Фильтр тонкой очистки чаще всего неполнопоточный из-за большого сопротивления, которое он оказывает протеканию масла. Некоторые фильтры тонкой очистки кроме задержания механических примесей могут также за счет специальных пропиток фильтрующего элемента поглощать воду, свободные кислоты и щелочи. Засоренные в процессе эксплуатации двигателя масляные фильтры грубой очистки промывают или прочищают. Засоренные фильтры тонкой очистки заменяют новыми при каждой смене масла.

Фильтры грубой очистки масла аналогичны топливным фильтрам грубой очистки. Они могут быть сетчатыми, пластинчато-, ленточно- и проволочно-щелевыми. На тяжелых дизелях чаще всего используются ленточно-щелевые двухступенчатые фильтры.

В фильтрах тонкой очистки в качестве фильтрующего элемента применяют бумагу, картон, войлок, древесные опилки, пряжу и другие материалы со специальной пропиткой. Наиболее широко распространен картонный фильтр типа «многолучевая звезда». Ранее, когда использовались только минеральные моторные масла, в качестве фильтров тонкой очистки часто применялись реактивные масляные центрифуги, в которых механические примеси, загрязняющие масло, отделяются под действием центробежных сил.

Центробежные фильтры имеют значительные преимущества:

они обеспечивают высокую степень очистки масла при относительной простоте процесса
их фильтрующие свойства и пропускная способность почти не зависят от загрязнения ротора
отсутствует необходимость в замене элементов при обслуживании

В то же время практика использования центрифуг в смазочных системах, в которых применяются синтетические и полусинтетические масла, показала, что вместе с вредными примесями, загрязняющими масло, из него выводятся также некоторые полезные присадки.

Масляный насос

В картере двигателя устанавливается шестеренчатый насос с маслоприемником и редукционным клапаном в крышке. Крепится насос к блоку цилиндров двумя болтами.

В корпусе насоса установлены шестерни: ведущая — неподвижно на валике насоса и ведомая — свободно на оси, запрессованной в корпус. Привод насоса осуществляется цепной передачей от звездочки коленчатого вала на звездочку вала привода вспомогательных агрегатов, который установлен в блоке цилиндров в сталеалюминиевых втулках. Валик имеет винтовую шестерню, находящуюся в зацеплении с шестерней привода масляного насоса и распределителя зажигания, которая вращается в металлокерамической втулке. На последних моделях автомобилей валик привода вспомогательных агрегатов устанавливается также в металлокерамических втулках.

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.

Принцип работы

В типичной системе смазки легкового автомобиля при работе двигателя масло засасывается из поддона двигателя масляным насосом через маслозаборник с сетчатым фильтром, предотвращающим попадание в насос крупных частиц. Из насоса масло под давлением подается в масляный фильтр, где очищается от механических примесей и проходит в главную масляную магистраль. От нее масло поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, опорам распределительного вала и другим деталям. К шатунным шейкам коленчатого вала масло поступает через отверстия, просверленные в нем. В некоторых двигателях в нижней головке шатуна имеется канал, по которому масло подается для смазки поршневого пальца. Для подачи масла на рабочую поверхность цилиндра иногда выполняют сверление в нижней головке шатуна, из которого, при совпадении отверстий, в шатунной шейке и головке шатуна, масло попадает на зеркало цилиндра. В отдельных случаях для этого используются специальные форсунки, которые могут устанавливаться для охлаждения поршней в двигателях с высокими температурными режимами работы. Для охлаждения нагретого масла применяются масляные радиаторы.

Вытекающее через зазоры в подшипниках масло разбрызгивается движущимися деталями КШМ и ГРМ и в виде капель и масляного тумана попадает на другие детали двигателя. Из полости головки блока цилиндров под действием силы тяжести масло стекам обратно в поддон, смазывая при этом детали привода ГРМ.

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

Масляный насос

Среди различных типов конструкции наибольшее распространение получили шестеренчатые и роторные масляные насосы. Устройство масляного насоса шестеренчатого типа с наружным зацеплением:

Ведомая шестерня.
Канал забора масла с поддона.
Ведущая шестерня. Именно она посредством червячной, цепной или шестеренчатой передачи соединена с коленчатым валом двигателя.
Приводной вал (в данном типе масляного насоса соединяет коленвал и ведущую шестерню).
Канал нагнетания.
Ось вращения ведущей шестерни.

При вращении шестерен масло всасывается из заборного канала и подается по каналам нагнетания к трущимся парам двигателя. Давление масла в системе смазки и производительность насоса напрямую связаны со скоростью вращения коленчатого вала. При превышении давления, достаточного для смазывания и отвода тепла трущихся элементов, лишняя смазка стравливается редукционном клапаном.

В отличие от шестеренчатого насоса с наружным зацеплением, в помпах с внутренним зацеплением ведущая шестерня вращается внутри ведомой. Принцип работы смазочной системы с точки зрения нагнетания давления остается неизменным и схож с работой роторной помпы. Внутри корпуса устанавливается внешний и внутренний роторы. Вращение последнего приводит к всасыванию смазки и подаче ее под давлением в нагнетательный канал.

Возможные неполадки

Неисправности системы смазки двигателя, как правило, связаны с двумя группами неполадок.

Неполадки, которые приводят к понижению давления масла. Они могут быть результатом деформации, износа, повреждения масляного насоса, низкого уровня масла, засорения фильтра, выхода из строя датчика масла, заедания редукционного клапана.
Неполадки, которые приводят к повышенному расходу масла. Это результат выхода из строя газораспределительного механизма, износа прокладки насоса, засорения вентиляции картера, повреждения КШМ (кривошипно-шатунного механизма), ослабления масляного фильтра (или изначально ошибки при его закреплении).

Износ и деформация

Профилактика неисправностей

Самая эффективная профилактика неисправностей – регулярное квалифицированное техобслуживание:

Систематическая замена масляного фильтра.
Систематическая замена моторного масла.

Важный элемент профилактики – это и грамотная эксплуатация ДВС

Прогрев двигателя перед запуском в этой ситуации – необходимая операция.

Устройство и принцип работы системы смазки двигателя

Схема циркуляции масла в двигателе

Масляная система дизеля

Назначение масляного насоса двигателя

Давление масла в системе

Возможные неполадки

Износ и деформация

Профилактика неисправностей

Устройство системы смазки двигателя

Назначение системы смазки двигателя

Система смазки, принцип работы

Масляный фильтр

Масляный насос

Масляный насос

Принцип работы

Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию системы смазки

Неисправности системы смазки и причины возникновения

Масляный насос

Возможные неполадки

Износ и деформация

Профилактика неисправностей