Содержание [скрыть]
Успешная работа любого двигателя, а это, прежде всего, его ресурс и стабильно развиваемая мощность, зависят от потери трения в подшипниках качения или скольжения. Даже в маломощных моторах не обойтись без встроенной системы смазки двигателя. Чем мощнее агрегат, тем совершеннее должна быть система смазки ДВС.
Благодаря эффективной системе смазки двигателя решаются основные задачи:
- трение металлических поверхностей деталей испытывает минимальный износ и деформацию даже в высоконагруженных конструкциях;
- снижены потери полезной мощности, расходуемые на преодоление сил трения;
- с помощью системы смазки от наиболее теплонагруженных узлов и деталей эффективно отводится тепло;
Зачастую под системой смазки автомобиля понимается именно система циркуляции масла в двигателе, как наиболее сложной конструкции. В современном четырехтактном автомобильном двигателе применяется циркуляционная система смазки, как наиболее совершенная и надежная. Кроме того, существует и применяется схема смазывания узлов трения с помощью масляного тумана и с помощью подведения и разбрызгивания масляных потоков к точкам смазки. Масляный туман чаще всего используется в двухтактных двигателях, а разбрызгивание обычно применяется, как дополнительная мера охлаждения и смазывания большой площади детали, например, головки блока двигателя.
Устройство системы смазки
Стандартная система смазки двигателя автомобиля построена на принципе нагнетания потоков смазки по циркуляционным каналам к:
- гидростатическим масляным подшипникам шатунных и коренных шеек коленвала;
- опорной поверхности поршней в гильзах блока;
- рабочим и опорным поверхностям распределительного вала.
В классической открытой схеме, или системе с «мокрым» картером, основной объем жидкого масла заполняет поддон двигателя. В специальном кармане поддона находится всасывающее приемное отверстие, через которое происходит засасывание потока масла шестеренчатым насосом. Последний приводится в действие или механическим приводом от коленвала, или электрическим приводом. В конструкции насоса предусмотрен редукционный клапан, позволяющий выровнять и отрегулировать давление масла в нагнетаемые масляные каналы.
Далее через сопрягаемые отверстия в постелях коленвала масляный поток выдавливается в зазор между вкладышем подшипника и сопрягаемой поверхностью шатуна или опоры коленвала. Пока давление в системе циркуляции масла не меньше требуемых 2-3кг/см,2 подшипник как бы всплывает в масляной ванне. Благодаря снижению трения до минимума ресурс вкладышей легко выдерживает пробег в 100 тыс. км, при том, что усилие на шейку коленвала может достигать 10 тонн.
Часть масла под давлением направляется к опорным поверхностям-втулкам распределительного вала, интенсивно смазывается рабочая поверхность кулачков распредвала, открывающих-закрывающих впускные и выпускные клапаны. Стекающее масло по сливным отверстиям самотеком попадает в поддон двигателя.
Для поддержания необходимого качества масла в систему циркуляции обязательно встроен масляный фильтр. В более ранних конструкциях фильтра использовалась плотная бумага и ловушки для улавливания продуктов разложения масла и металлической стружки. В современных системах применяется многослойная ткань с синтетическим наполнителем.
Контроль работы системы смазки проводится с помощью датчика давления и температуры масла, информация о работе направляется в ЭБУ и приборную панель автомобиля.
Конструктивные особенности системы смазки
Классическая «мокрая» система неплохо показала себя в обычной легковой технике, ее уровень эффективности зависит от уровня обслуживания и качества смазочного материала. Резкие ускорения и маневры приводят к изменению уровня масла в поддоне из-за его оттока. В полость масляного насоса попадает воздух, и к поверхности трения попадает воздушно-масляная смесь, смазывающие свойства которой на порядок хуже. В результате «голода» резко усиливается трение и износ рабочих поверхностей. Зачастую подобный процесс в обычных авто длится секунды, поэтому его последствия не так заметны.
Для тюнингованных и спортивных машин, движущихся с большими и длительными ускорениями, мощный мотор при обычном устройстве системы смазки может выйти из строя и заклинить за пару десятков секунд разгона. Для двигателей подвижных и маневренных авто, моторных лодок, легких самолетов используют систему смазки с сухим картером. В этом случае даже заваливание транспорта на бок не приводит к потере циркуляции потоков смазки и переживается мотором безболезненно.
Устройство системы смазки с сухим картером
Главное отличие от обычной системы состоит в увеличенном количестве моторного масла, причем разница может доходить до 2-2,5 раз. Смазка хранится и накапливается не в поддоне двигателя, а в специальном баке или аккумуляторе. Емкость с запасом смазки обычно вынесена за пределы конструкции двигателя в наиболее удобное место в машине.
Все, что стекает и скапливается в поддоне, немедленно перекачивается двумя или даже тремя засасывающими масляными насосами обратно в емкость. Приточки отбора смазки из поддона выбраны так, чтобы при любом наклоне или крене приемник хотя бы одного из насосов был полноценно залит уровнем смазки.
Масло, стекающее со смазываемых узлов, отбирает громадное количество тепла и легко разогревается до температуры более ста градусов. Большинство моторных смазывающих материалов имеет высокие трибологические рабочие характеристики при температуре 50-60оС. Но в случае посредственного качества моторного, тонкая пленка смазки на трущейся поверхности может разрушаться при значительно меньшей температуре.
Перегрев смазки приводит к ее термическому разложению с выделением летучих компонентов, легко удаляемых через систему вентиляции картера. В составе смазки остаются компоненты тяжелых углеводородов и элементарного углерода – сажи. Дальнейший перегрев приводит к загущению масла и изменению его вязкости. В смеси с углеродистыми частицами и металлической пылью износа деталей могут появляться твердые образования в виде комков и свилей.
Поэтому горячую смазку перед закачкой в накопительный резервуар обязательно фильтруют и охлаждают. В двигателях с интенсивным и длительным режимом работы, как правило, ставят масляный радиатор. В пиковых нагрузках благодаря применению масляного радиатора тепловая нагрузка на мотор уменьшается в среднем на 18-20%.
Система смазки двигателя с сухим картером более сложная и дорогостоящая, но большинство производителей авто представительского класса и дорогих внедорожников предпочитают именно такую конструкцию по ряду причин:
- ресурс двигателя в значительной мере повышается благодаря использованию нескольких независимых масляных насосов, нагнетающих смазку во все необходимые узлы с нужным давлением и температурой;
- запас моторного масла позволяет не бояться моментального заклинивания мотора в результате повреждения поддона или трубопроводов;
- система с многократным дублированием масляных насосов позволяет получить более высокую надежность и, соответственно, меньше бояться выхода из строя под экстремальной нагрузкой.
Гораздо проще переложить заботу о качественной смазке узлов двигателя на плечи производителя смазочных масел и владельца машины, заставляя его приобретать самые дорогие марки смазки.
Обслуживание и ремонт систем смазки двигателя
Регламент и техническое обслуживание устройств распределения моторного масла начинается с квалифицированной диагностики системы смазки двигателя. Характеристики масла постоянно контролируются: проверяется уровень в картере, цвет и прозрачность, наличие эмульсии или следов охлаждающей жидкости.
Вторым параметром даже более важным, является рабочее давление масла в системе смазки. В более ранних моделях автомобилей приборная панель всегда оснащалась манометром, напрямую сообщенным с масляной магистралью после регулятора давления. Позже механические индикаторы были заменены электронными системами.
В современных бюджетных машинах контроль над давлением и температурой полностью отдан под контроль ЭБУ. В ряде случаев резкое снижение давления масла заставляет электронику сигнализировать соответствующим транспарантом и выключать двигатель.
При обслуживании и ремонте обязательному контролю и проверке подлежат:
- наличие загрязнений на сетке маслоприемника насоса, очистка от отложений на внутренней поверхности поддона, мешающих нормальному теплообмену и охлаждению смазки;
- масляный насос проверяется на развиваемое давление и производительность, дополнительно промывается масляный редуктор, регулирующий давление в системе;
- чистота циркуляционных масляных каналов в коленвале, опорах, шатунах, сливных отверстиях и трубопроводах;
- плотность посадки и качество очистки масляным фильтром.
Для удаления загрязнений перед заменой масла, система смазки обязательно промывается с помощью специального промывочного масла. Эта смазка имеет большое содержание моющих присадок и веществ, активно разлагающих масляные пробки и грязь. После его заливки двигатель работает в течение 5-10 минут. После остановки мотора еще некоторое время дается на стекание всего объема в поддон. После слива промывочной смеси в обязательном порядке меняется масляный фильтр.
На видео можно посмотреть, как работает система смазки двигателя:
