Система смазки двигателя автомобиля : Устройство и назначение

Для предотвращения быстрого износа движущихся деталей, на силовых агрегатах предусмотрена система смазки двигателя. Для смазки двигателя используются моторные масла различной степени вязкости. Схема смазки двигателя различной техники может отличаться, но принцип действия для всех четырехтактных ДВС одинаков.

Назначение системы смазки двигателя

Смазочный материал выполняет одновременно несколько функций:

1. Снижение трения между движущимися деталями. Это предотвращает перегрев комплектующих и их быстрый износ;
2. Защита от возникновения ржавчины на поверхности металлических частей;
3. Отвод тепла. Детали отдают часть тепла смазочному материалу;
4. Сбор металлической стружки и абразивных частиц. При работе силовой установки в местах повышенного трения образуется металлическая стружка. Она выводится со смазочным материалом к фильтрующему элементу.

Устройство системы смазки двигателя

Независимо от модели силового агрегата система смазки имеет схожий принцип действия. Основные узлы системы смазки двигателя:

• Фильтр для очистки смазочного материала;
• Маслоприемник;
• Активный элемент, осуществляющий нагнетание давления в систему (насос);
• Датчики для контроля над работой системы;
• Поддон силовой установки;
• Перепускной механизм;
• Устройства для измерения уровня масла в картере;
• Каналы, расположенные в блоке, головке блока цилиндров и т.д.

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.

СПРАВКА: Маслоприемник оборудуют металлической сеткой. Она необходима для очистки смазочного материала от металлической стружки и абразивных частиц крупной фракции.

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.

ВНИМАНИЕ: При сильном загрязнении фильтра грубой очистки необходимо разобрать устройство, промыть детали бензином и продуть сжатым воздухом.

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.

Датчики

Для контроля над работой системы устанавливаются датчики:

• Давления;
• Температуры жидкости;
• Уровня жидкости в полости картера.

Схема подключения датчиков выполнена по однопроводному принципу. Минусовым контактом датчиков является корпус силовой установки. Данные с датчиков поступают на стрелочные приборы, установленные в кабине, или на электронный блок управления. Некоторые силовые установки оборудованы механическими датчиками давления.

Как работает система смазки двигателя

Существует три вида схем смазки силового агрегата, при которых смазочный материал подается:

1. Под высоким давлением;
2. Методом разбрызгивания;
3. Смешанным способом.

Наиболее распространенной схемой на современных транспортных средствах является система смешанного типа. Жидкость под высоким давлением осуществляет смазывание кривошипно-шатунного механизма и деталей, подверженных высоким нагрузкам. Комплектующие газораспределительного механизма смазываются методом разбрызгивания.

Техническое обслуживание системы смазки двигателя

Для нормальной работы системы смазки необходимо регулярно проводить техническое обслуживание. Для этого осуществляется замена масла и фильтров тонкой очистки.

ВАЖНО: При обслуживании необходимо обратить внимание на наличие металлической стружки в отработавшей жидкости. Большое количество стружки свидетельствует о сильном износе подвижных частей силового агрегата.

Замена масла осуществляется в следующей последовательности:

• Прогреть мотор до достижения им рабочей температуры. Это необходимо для понижения степени вязкости смазки;
• Установить транспортное средство на смотровую яму, эстакаду или подъёмник. В некоторых случаях замена осуществляется на специализированном поддоне;
• Открыть пробку заливной горловины;
• Очистить область сливного отверстия на поддоне картера от загрязнений;
• Установить под сливное отверстие емкость с широкой горловиной;
• Демонтировать заглушку сливного отверстия;

ВНИМАНИЕ: При демонтаже заглушки необходимо находиться на расстоянии от сливного отверстия и использовать индивидуальные средства защиты. При попадании на кожу горячая жидкость может спровоцировать ожоги.

• Дождаться полного стекания жидкости;
• Заменить фильтрующий элемент тонкой очистки;
• Закрутить пробку сливного отверстия в поддоне до упора;
• Залить новую жидкость. Смазка заливается до достижения необходимого уровня предусмотренного заводом изготовителем.

При сильном загрязнении осуществляется промывка системы смазки двигателя. Для промывки применяются специализированные средства.

Неисправности системы смазки двигателя

• Потеки на поддоне. Потёки возникают в результате нарушения герметичности картера. Для устранения неисправности необходимо заменить прокладку. При замене поверхность прокладки обрабатывают герметиком;
• Падение давления жидкости. Отклонение показателя от нормы может быть спровоцировано износом шестерен насоса. Для ремонта необходимо установить новые шестерни или заменить узел полностью;
• Отсутствие давления. Возникает в результате выхода из строя насоса или нарушения герметичности его впускного тракта. Для устранения поломки необходимо заменить узел новым или герметизировать впускной тракт;

• Датчики работают некорректно. При нарушении работы датчиков оператор не контролирует работоспособность силового агрегата. Для устранения неисправности меняют вышедшие из строя датчики;
• Регулярное понижение уровня жидкости в поддоне. Возникает в результате разгерметизации или при износе маслосъемных колец поршневой группы. При ремонте система герметизируется или меняются маслосъемные кольца;
• Повышение давления. При превышении нормы давления необходимо проверить степень загрязнения фильтра грубой очистки и работоспособность перепускного механизма.

Из вышеперечисленного следует, что смазка силового агрегата выполняет одновременно несколько функций. Системы силовых установок схожи и имеют одинаковые основные элементы. Для нормальной работы системы смазки необходимо регулярно обслуживать агрегат.

Устройство и принцип работы смазочной системы двигателя

Принципиальная задача системы смазки двигателя в разрезе десятилетий развития ДВС осталась неизменной – подача к трущимся элементам смазывающего и теплоотводящего материала. Но повсеместные ужесточения экологических норм заставляют конструкторов находить скрытые ресурсы для повешения КПД мотора и уменьшения вредных выбросов в атмосферу. Рассмотрим устройство системы смазки двигателя, их виды, принцип работы масляного насоса и редукционного клапана.

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.

Усложнение конструкции

На примере дизельного двигателя объемом 2,5 л от VW можно увидеть, насколько сложнее стала схема работы смазочной системы современного двигателя. Давайте рассмотрим предназначение каждого из элементов.

• Двухступенчатый масляный насос шестеренчатого типа с внутренним зацеплением. Устанавливается в поддоне картера.
• Клапан регулировки давления масла. С помощью электромагнитного клапана ECU (Engine Control Module) направляет масло в разные каналы, переключая тем самым режимы работы масляного насоса. При регулировании производительности учитывается нагрузка на двигатель, температура охлаждающей жидкости, обороты коленчатого вала и сигналы с АКПП. При подаче управляющего сигнала клапан открывается, пропуская масло в каналы первой ступени (давление в системе порядка 1,8 атмосфер). При отсутствии управляющей «массы» возвратная пружина возвращает клапан в исходное положение, изменяет направление протекания масла, поднимая давление в системе до 3,3-4 Атм.

Изменение производительности позволяет снизить механические потери, затрачиваемые на смазывание и охлаждение трущихся пар двигателя. Такое решение повышает общий КПД двигатели, уменьшая количество вредных выбросов.

• Обратные клапаны в возвратных трубопроводах. Пропускают смазку только в одном направлении и предотвращают полный слив масла из каналов после остановки двигателя. Заполненные каналы позволяют избежать масляного голодания в первые секунды после запуска мотора.
• Предохранительный клапан. Открывается при холодном запуске, когда в системе развивается чрезмерное давление.
• Клапан малого контура циркуляции. Срабатывает при засорении фильтрующего элемента, открывая путь маслу в обход фильтра.
• Масляный охладитель. Через корпус теплообменника циркулирует масло и охлаждающая жидкость.
• Охладитель способствует поддержанию теплового баланса двигателя и препятствует перегреву масла.
• Клапан масляной форсунки. Открывается при достижении в системе расчетного давления, открывая магистраль к форсункам.
• Масляная форсунка. Разбрызгивает масло на днище поршня, отводя от него тепло.
• Редукционный клапан. Срабатывает при достижении в системе чрезмерного давления, защищает ГБЦ от лишнего масла.

Масляный насос

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

1. Ведомая шестерня.
2. Канал забора масла с поддона.
3. Ведущая шестерня. Именно она посредством червячной, цепной или шестеренчатой передачи соединена с коленчатым валом двигателя.
4. Приводной вал (в данном типе масляного насоса соединяет коленвал и ведущую шестерню).
5. Канал нагнетания.
6. 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.

Редукционный клапан

Поскольку производительность нерегулируемых насосов напрямую зависит от количества оборотов двигателя, максимальное безопасное давление масла в системе смазки поддерживается редукционным клапаном. Он представляет собой запорный клапан, подпертый возвратной пружиной. Когда расчетное давление масла со стороны клапана преодолевает усилие пружины, клапан открывается, перепуская излишки масла обратно в поддон картера.

Двухступенчатые масляные насосы

Конструкцию двухступенчатого масляного насоса рассмотрим на примере агрегата роторного типа от автоконцерна VAG.

1. Первая ступень работы определяется конструкторами, исходя из необходимого двигателю объема масла на всех режимах работы. Из полости нагнетания масло направляется в каналы двигателя и к подвижному ротору в месте его упора в регулировочную пластину. В таком режиме объем полости всасывания и, как следствие, количество прокачиваемого масла небольшое.
2. Вторая ступень. При повышении оборотов двигателя возникает потребность в большем количестве смазки. Давление на подвижный ротор ослабевает. Теперь регулировочная пружина доворачивает статор на несколько градусов, изменяя положение ведомого ротора. Таким образом увеличивается объем полости всасывания и количество прокачиваемой смазки.

В двигателях FSI Audi объемом 2,8 и 3,2 литра переход с первой на вторую ступень происходит на оборотах коленвала свыше 4600. Благодаря двухступенчатым помпам конструкторам удалось на 1/3 снизить расход топлива.

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.

Отличие мокрого картера от сухого

Выше нами рассмотрен исключительно мокрый картер, когда основной объем системы смазки двигателя находится в поддоне и забирается оттуда масляным насосом.

На схеме представлены детали и приборы системы смазки мотора с сухим картером. Основное отличие в том, что поддон двигателя не используется для хранения масла. Весь стекший туда смазывающий материал откачивается специальным насосом и подается в отдельный бак. Оттуда давление в масляной системе создается уже при помощи нагнетающей помпы. Такая система смазки двигателя применяется на автомобилях повышенной проходимости и гоночных болидах. Основные преимущества:

• уменьшается высота поддона, что позволяет установить мотор ниже. Снижение центра масс улучшает курсовую устойчивость и управляемость автомобиля;
• сухой картер исключает масляное голодание при движении авто в больших продольных и поперечных углах, что актуально для внедорожников на пересеченной местности;
• исключено масляное голодание вследствие отлива смазки (перетекания из одной части в другую) при длительном движении автомобиля в дуге, что актуально для кольцевых автогонок и соревнований по дрифту;
• моторное масло лучше охлаждается.

Но не лишена система и недостатков, так как усложнение системы снижает надежность и увеличивает массу автомобиля.

Видео: Система смазки двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в 3D. Как работает?

Неполадки в системе смазки

• механический износ деталей масляного насоса. Происходит вследствие несвоевременной замены масла, фильтрующего элемента. При износе в зоне всасывания не создается достаточное разряжение, из-за чего падает производительность помпы;
• коксование и засорение посторонними предметами маслоприемника. Случается при несвоевременной замене масла, разрушении пластиковых элементов натяжительных и успокоительных башмаков;
• подвисание редукционного клапана;
• электрическая неисправность или проблемы с проводкой клапана управления двухступенчатым насосом;
• выход из строя датчика давления масла, из-за чего на приборной панели загорается сигнальная лампа низкого давления;
• заклинивание обратного клапана в возвратных магистралях;
• поломка указателя давления масла;
• заклинивание масляного термостата, применяющегося для более быстрого прогрева смазки.

Современная смазочная система состоит из множества механических и электронных компонентов, ввиду чего надежность ее значительно снизилась. Поэтому крайне важно следить за соблюдением сервисных интервалов, качеством фильтров и моторного масла.

Какую роль играет смазка в работе двигателя

Двигатель автомобиля представляет собой сложный агрегат, состоящий из множества деталей и узлов, часть их которых – трущиеся. Несмотря на то, что поверхности всех скользящих деталей при изготовлении тщательно обрабатываются, на них, тем не менее, остаются невидимые глазу шероховатости, из-за которых возрастает сила трения. Трение, в свою очередь, приводит к сильному нагреву и увеличенному износу деталей. Для предотвращения данного явления предназначена система смазки двигателя. Масло создает тонкую пленку на поверхностях деталей, в результате чего они легко скользят.

Помимо сказанного назначение системы смазки заключается в:

• охлаждении трущихся элементов;
• удалении нагара и продуктов износа;
• предотвращении появления коррозии.

1. Устройство системы смазки
2. Контроль уровня масла
3. Виды систем смазки
4. Мокрый картер
5. Сухой картер
6. Централизованная система смазки
7. Выводы

Устройство системы смазки

Независимо от типа двигателя, система смазки включает в себя следующие основные части:

1. поддон картера;
2. маслозаборник;
3. маслорадиатор;
4. масляный насос;
5. масляный фильтр;
6. датчики давления,
7. уровня и температуры масла;
8. масляный щуп;
9. перепускной клапан;
10. масляную магистраль и масляные каналы.

Роль резервуара для хранения моторного масла выполняет поддон картера ДВС. В неработающем моторе туда стекает почти все масло, за исключением небольшого количества, которое остается в фильтре и на деталях. Активным элементом системы смазки является насос, обеспечивающий непрерывную циркуляцию рабочей жидкости. В действие он приводится от коленчатого, распределительного или дополнительного приводного вала. Как правило, в ДВС применяются насосы шестеренчатого типа.

Масляный фильтр предназначен для очистки масла от нагара и продуктов износа деталей. Это сменный элемент, который меняется с определенной периодичностью в зависимости от типа мотора, условий эксплуатации и рекомендаций производителя.

В процессе работы двигателя его детали, а вместе с ними и масло, неизбежно разогреваются. Моторное масло при достижении определенной температуры способно потерять свои эксплуатационные качества, поэтому его необходимо охлаждать. С этой целью система смазки двигателя оснащена масляным радиатором, который охлаждается жидкостью из системы охлаждения.

Контроль уровня масла

Во избежание поломки силового агрегата необходимо постоянно контролировать уровень масла в поддоне картера. Проверка проводится масляным щупом при заглушенном моторе. Щуп имеет две метки: минимальное и максимальное количество рабочей жидкости. Нормальный уровень масла находится между ними. При недостаточном уровне трущиеся детали не получат необходимого количества смазки, в результате увеличится износ. При избыточном количестве масла повышается его расход, а также расход топлива, усиливается образование нагара на поршнях и в камерах сгорания, замасливаются свечи зажигания.

Для контроля системы смазки в процессе работы ДВС оснащается датчиками уровня, температуры и давления масла, а на приборную панель выведены соответствующие индикаторы. Если внезапно один из показателей значительно отклонится от нормы, водитель узнает об этом благодаря включению контрольной лампы. Кроме того, датчик давления у многих моделей автомобилей включается в систему управления двигателем, и в случае критического падения давления мотор автоматически отключается.

Редукционный или перепускной клапан служит для поддержания постоянного давления в системе смазки. Клапанов может быть несколько, устанавливаются они в элементах системы, например, в масляном насосе или фильтре.

Виды систем смазки

В зависимости от метода подачи смазки к сопряженным деталям выделяют три основных вида систем:

• с подачей масла разбрызгиванием;
• с подачей масла под давлением;
• комбинированные.

В первом случае система смазки автомобиля имеет довольно простое устройство. Масло на детали подается следующим образом: на кривошипных головках шатунов имеются специальные черпаки, которые захватывают смазку из поддона картера ДВС и разбрызгивают ее. Основной недостаток такого варианта состоит в том, что качество смазывания деталей зависит от количества масла в поддоне, угла подъема или спуска дороги, величины оборотов коленчатого вала. В результате мотор периодически испытывает масляное голодание и быстро изнашивается.

Второй вариант подразумевает непрерывную подачу смазки ко всем деталям под давлением, которое нагнетает масляный насос. Такая система не имеет недостатков предыдущей, однако сложность изготовления и эксплуатации не позволила ей получить широкого распространения.

В современных автомобилях, как правило, система смазки имеет комбинированное устройство. Ее особенность заключается в следующем: к деталям, более всего подверженным износу, масло подается под давлением, а к тем, которые работают в более легких условиях, разбрызгиванием. Эта система, в свою очередь, делится на два вида: система смазки с сухим и мокрым картером.

Мокрый картер

Чаще всего автопроизводители используют второй вариант. Как уже было сказано, картер ДВС в этом случае выполняет роль резервуара для хранения масла. Это техническое решение имеет ряд недостатков, наиболее существенные из которых – вспенивание масла при высоких оборотах коленчатого вала, а также сильное плескание в картере, из-за чего может оголиться маслоприемник, что ведет к масляному голоданию и значительному снижению давления в системе смазки.

Сухой картер

Система смазки с сухим картером применяется на автомобилях, предназначенных для гонок, а также в некоторых моделях внедорожников. Масло содержится в отдельном резервуаре, который располагается или в картере ДВС, или вне двигателя. В остальном схема системы смазки идентична предыдущему виду.

Преимущества такого технического решения заключаются в следующем:

1. постоянное давление и лучшее охлаждение масла;
2. смазка дольше сохраняет свои эксплуатационные свойства, т.к. не контактирует с картерными газами;
3. меньшая высота двигателя (в случае, если резервуар находится за его пределами) позволяет снизить центр тяжести автомобиля и улучшить аэродинамику.
4. Из недостатков данного вида систем смазки можно отметить высокую стоимость, больший вес, более сложное устройство и больший заправочный объем в сравнении с системой с мокрым картером.

Централизованная система смазки

» alt=»»>
Двигатель и коробка передач автомобиля являются наиболее нагруженными агрегатами, нуждающимися в непрерывной подаче смазочного материала. Однако если речь заходит о спецтехнике, будь то снегоуборочная машина, самосвал или экскаватор, то к перечню узлов, требующих смазки, добавляется внушительный список дополнительного оборудования.

Для автоматической подачи смазочного материала к таким узлам на спецтехнику устанавливается централизованная система смазки. Это автономная система, состоящая из насоса, дозаторов, шлангов высокого давления, фитингов и креплений.

Смазка подается одновременно ко всем точкам равными заранее заданными порциями заданным циклом. Цикл регулируется управляющей платой, расположенной в центральном насосе.

Выводы

Автоматическая система смазки позволяет обеспечить равномерное смазывание трущихся деталей, предотвратить простой спецтехники для проведения смазочных работ, исключить влияние человеческого фактора, продлить срок службы подшипников подвижных частей и более экономно расходовать смазочный материал.

Источник http://toptexnik.ru/dvigarely/sistema-smazki-dvigatelya-avtomobilya-ustrojstvo-i-naznachenie
Источник http://topmekhanik.ru/sistema-smazki-dvigatelya/
Источник Источник Источник http://znanieavto.ru/dvs/sistema-smazki-dvigatelya-avtomobilya.html