Система смазки двс основные части: Система смазки двигателя. Назначение, принцип работы, эксплуатация

Содержание

Система смазки двигателя - устройство, профилактика неисправностей

Назначение системы смазки двигателя, её устройство, элементы (поддон картера, маслозаборник, насос, фильтр, датчик давления, редукционные клапаны), профилактика неисправностей, техническое обслуживание.


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 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.

Устройство системы смазки


Элементы системы смазки двигателя:

  • Поддон картера. Резервуар для хранения масла. Именно здесь происходит сбор и аккумуляция масла в системе смазки. Также в поддоне картера скапливаются мелкие абразивные частички при трении металлических элементов друг о друга.
  • Маслозаборник. Место сбора масла для дальнейшей циркуляции масла в системе после поддона картера. Устанавливается не на самом дне, а на некотором расстоянии от него. Благодаря этому абразивные частицы, образовавшиеся в системе, легко удалить. Достаточно просто снять поддон. Некоторые маслозаборники комплектуются магнитами. Это удобно для быстрого сбора и удаления металлической стружки.
  • Масляный насос – приспособление, главная функция которого – закачивать в систему масло. Запускаться насос может разными способами. Например, от распредвала, от коленвала. 
  • Масляный фильтр. Устройство выполняет функцию очистителя масла от продуктов нагара, загрязнений и износа.
  • Датчик давления. Он работает в связке с указателем давления в системе смазки двигателя, сигнальной лампой на панели приборов.
  • Радиатор (стоит не на всех транспортных средствах). Комплекс трубок и пластин для отвода тепла, охлаждения масла.
  • Редукционные клапаны. Помогают поддержать стабильное давление. Размещены в масляном фильтре, насосе.
На некоторых элементах остановимся более детально.

Масляные насосы


Масляные насосы в системе могут быть шестеренными, роторными, героторными (с внутренним и внешним мотором), поршневыми, шиберными крыльчатыми. Самые популярные – шестерённые модели.

На практике шестеренчатые модели показывают себя как наиболее производительные. Конструкция шестерённых насосов при этом бывает очень разной. На транспорте могут устанавливаться конструкции, где шестерни располагаются рядом (решения с наружным зацеплением) и друг в друге (шестерня в шестерне), т.е. зацепление – внутреннее. 

Насосы с шестернями наружного зацепления более компактные (их можно легко поместить в ограниченном пространстве) и износостойкие в силу небольшой величины скорости скольжения в зацеплении и, соответственно, небольшого давления на зубья. И это их существенные преимущества перед насосами с наружным зацеплением. При этом большинство производителей выпускает насосы с внешним зацеплением. Конструкция «шестерня в шестерне» более дорогостоящая, так как более сложная в исполнении, при этом производитель не может гарантировать такой же КПД, как в случае с решением с наружным зацеплением.


Масляные фильтры

Существенные различия – и в масляных фильтрах, которые могут входить в ССД. Они напрямую влияют на заправочный объем системы смазки двигателя, пропускную способность, скорость и эффективность очистки.

Наиболее быстро масло и очищают полнопроточные (часто их называют просто – проточными) фильтры. Через полнопроточные фильтры проходит всё количество масла, всасываемое насосом. Наиболее качественную очистку обеспечивают частично проточные фильтры. Через них проходит не всё масло, а только его часть.


Если же важна и скорость, и качество, помогут комбинированные фильтрующие системы. Они дороже, сложней, но фактически они представляют собой систему частичнопоточного и полнопоточного фильтров.

При этом самые практичные комбинированные системы с обратным и перепускным клапаном и двойной вальцовкой. На картинке представлен типичный фильтр такого типа (решение компании Robert Bosch GmbH).

Среди явных плюсов системы смазки двигателя – возможность обеспечить непрерывную подачу масла в ДВС даже при очень вязком масле и при низкой температуре воздуха, быстрое наращивание давление и, соответственно, оперативное смазывание при перезапуске, а также защита от холостого хода фильтра после запуска ДВС.

Виды систем смазки

Схема системы смазки двигателя может быть разной. Классификацию при этом можно провести по различным признакам.
  • По способу подачи масла: с подачей масла под давлением, с разбрызгиванием (самотёком), комбинированный вариант. Комбинированный вариант хорош тем, что детали, испытывающие большие нагрузки, можно обрабатывать максимально основательно - под давлением, а узлы, функционирующие в простых операциях – самотёком. В этом случае не страдает ни качество, ни скорость.
  • По типу вентиляции картера: картерные газы могут удаляться сразу в атмосферу (через сапун) или направляться в цилиндры на дожигание (системы с закрытой вентиляцией). Замкнутая (закрытая) система вентиляции является наиболее экологичной.
  • По способу охлаждения масла («отработки»). Охлаждение может проводиться в радиаторе, поддоне картера. Для маломощных двигателей достаточно охлаждения в поддоне, для мощных ДВС – подходящий вариант – решения с охлаждением в масляном радиаторе.
  • По типу картера. Хорошо известны схемы с «сухим» и «мокрым» картером. Решения с сухим картером более конструктивно сложные. У них есть отдельный бак для масла. Масло стекает в поддон, но не аккумулируется, а поступает в бак, и картер всегда сухой. Решение более сложное и дорогое в реализации, но зато надёжная смазка гарантировано дает при интенсивном движении по наклонным поверхностям. Поэтому популярный вариант устройства системы смазки двигателя у внедорожников, строительной спецтехники, транспортных средств для работы в горах – именно решение с «сухим» картером. Аналогичное же решение популярно у спорткаров. 

«Сухой» картер для производителя – это целый спектр преимуществ. ДВС можно установить ниже, чем обычно (идеальный вариант, чтобы снизить центр тяжести транспортного средства и упростить прохождение поворотов. В СДД оптимизируется температурное регулирование.  Масло удерживается на большом расстоянии от коленвала, и ДВС способен развивать впечатляющую мощность.

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.

  1. 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.
  2. 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:
  1. Систематическая замена масляного фильтра.
  2. 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.

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.

Система смазки двигателя автомобиля

Автор admin На чтение 6 мин. Просмотров 412

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.

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


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.

Мне нравится1Не нравится
Что еще стоит почитать

Система смазки двигателя и ее элементы

Система смазки предназначена для подачи смазочного масла к трущимся частям двигателя, что уменьшает их трение и прежде­временный износ, а также для частичного отвода тепла, выделяе­мого при трении. В некоторых двигателях систему смазки можно использовать для охлаждения поршней; она обеспечивает работу сервомоторов системы регулирования и автоматизации. Надежная и качественная работа системы смазки во многом определяет моторесурс двигателя.

В современных дизелях применяют принудительную, циркуля­ционную и смешанную системы смазки.

Смазку под давлением используют в мощных тронковых и во всех крейцкопфных двигателях для подшипников коленчатого и распределительного валов, подшипников приводов навешанных вспомогательных механизмов и поршневой головки шатуна. Смазка цилиндровых втулок и поршней осуществляется специаль­ным насосом высокого давления— лубрикатором. Применение лубрикаторов позволяет использовать специальные сорта масел и обеспечивает регулирование количества подаваемого масла.

Смешанная система смазки состоит из смазки под давлением и смазки цилиндров, осуществляемой разбрызгиванием масла, стека­ющего с рамовых и мотылевых подшипников. Смазка разбрызги­ванием малоэффективна, режим смазки неустойчив, так как зави­сит от частоты вращения двигателя. Масло быстро стареет, его расход возрастает. Такую смазку применяют только в тропковых двигателях при диаметре цилиндра не более 400 мм.

В состав ситемы смазки входят: масляный насос, фильтры, сточная цистерна (циркуляционная, резервный масляный насос, сепаратор и трубопроводы, связывающие отдельные элементы си­стемы.

Различают две системы циркуляционной смазки: с «мокрым» и «сухим» картером. В системе с мокрым картером отработавшее масло собирается в поддоне фундаментной рамы, а в системе с сухим картером — в отстойнике, обычно находящемся вне двига­теля.

На рис. 175 показана схема системы циркуляционной смазки с сухим картером. Откачивающий масляный насос 11 забирает через приемную сетку 12 масло из картера двигателя и направ­ляет его через спаренный масляный фильтр грубой очистки 10 и маслоохладитель 8 в цистерну 4, откуда масло основным масля­ным насосом 3 по маслопроводу 1 нагнетается к трущимся частям двигателя. Постоянное давление масла в системе поддерживается перепускным клапаном 14. Терморегулятор 7 автоматически под­держивает постоянную температуру масла. Регулирование темпе­ратуры масла осуществляется перепуском его части помимо холо­дильника по трубе 6. Для уменьшения пенообразования в картере и в масляной цистерне 4 смонтирована сетка 13. Цистерна 4 обо­рудована указателем уровня и переливной трубой 5. В системе предусмотрена постановка фильтра тонкой очистки 2 для лучшей очистки масла. Через фильтр тонкой очистки непрерывно прохо­дит 10—15% общего количества прокачиваемого масла. Перед пуском двигателя он прокачивается ручным масляным насосом 9 контроль за работой масляной системы осуществляется по показа­ниям манометров М и термометров Т. На рис. 176 показана прин­ципиальная схема масляной системы с мокрым картером.

Масляные цистерны свежего масла, отработавшего и расход­ные оборудуют и располагают аналогично топливным.

Масляные насосы циркуляционной системы смазки обычно выполняют шестеренными или винтовыми. Схема реверсивного ше­стеренного насоса изображена на рис. 177. Насос имеет золотники, обеспечивающие подачу масла независимо от направления вращения. Роль золотников выполняют оси шестерен, в которых выфрезерованы каналы, связывающие всасывающий патрубок насоса при переднем ходе с полостью А, при заднем — с полостью Б, а нагнетательный — соответственно с полостью Б или полостью А.

Лубрикаторы представляют собой многоплунжерные насосы высокого давления, они служат для подачи смазки к цилиндровым втулкам. На рис. 178 показан лубрикатор мощного судового крейцкопфного двигателя. Кулачковый вал лубрикатора получает вращение от распределительного вала через зубчатую передачу. При вращении вала 14 кулачковая шайба 13 воздействует на плунжер 1, перемещая его влево — осуществляется ход нагнетания. Открываются шариковые нагнетательные клапаны 4 и капля масла по струне 5 поступает в нагнетательный трубопровод 8. Для наблюдения за подачей масла служит стеклянная трубка 6, запол­ненная соленой водой. Всасывающий ход плунжера осуществля­ется под действием пружины 2, при этом всасывающие шариковые клапаны 3 открываются и масло из бачка 11 поступает в насосное пространство А. Ход плунжера, а следовательно, и подача масла регулируется винтом 9 и рычагом 12. Винт 7 служит для стопорения регулировочного винта 9. Масло и бачок заливается через сетку 10.

Маслоохладители выполняют в основном трубчатого типа. Охлаждающая вода протекает по трубкам, а масло омывает трубки снаружи. Для увеличения пути движения масла внутри корпуса маслоохладителя устанавливают перегородки. Трубки за­крепляют в трубных досках развальцовкой.


Система смазки двигателя

В двигателе находится большое количество трущихся друг о друга деталей, все они металлические, и всем им требуется смазка, ибо они нагреваются и, как следствие, могут заклинить. Поэтому в двигателе есть система смазки: с каналами (магистралями), с поддоном и с масляным насосом. Упрощенная схема системы смазки приведена на рисунке 4.38.

Помимо смазывания, масло еще выполняет роль охладителя раскаленных трущихся деталей двигателя. Именно поэтому часто в дизельных, а иногда и в бензиновых двигателях устанавливают специальные распылители, направленные на нижние части поршней, но об этом позже.


Рисунок 4.38 Упрощенная схема системы смазки.

Основные элементы системы смазки

 Масляный насос

О назначении сего устройства говорит его название. Масляный насос необходим для перекачки моторного масла из масляного поддона, который находится в самой нижней части двигателя, ко всем трущимся деталям через специальные масляные каналы.

Для этой цели применяют насосы шестеренного типа с внешним и внутренним зацеплением. Насосы первого типа — сейчас большая редкость из-за своих габаритов, потому рассмотрим тип насоса, являющийся наиболее актуальным на сегодняшний день – шестеренный с внутренним зацеплением, пример которого можно увидеть на рисунке 4.39.


Рисунок 4.39 Масляный насос шестеренного типа с внутренним зацеплением.

Приводится масляный насос обычно от коленчатого вала цепью, ремнем или шестерней, в зависимости от типа привода газораспределительного механизма или непосредственно установлен на коленчатом вале. Работа насоса заключается в том, что при вращении малая шестерня перекатывается по большой, увлекая за собой моторное масло, и по каналам под давлением подводит его к трущимся деталям.

 Редукционный клапан

Редукционный клапан служит для ограничения давления масла в маслопроводах системы смазки. Давление масла может повыситься при очень больших количествах оборотов коленчатого вала двигателя или при чрезмерно густом масле, например, в холодном двигателе. Редукционный клапан обычно ставят в корпусе насоса. Он представляет собой шарик, поджатый пружиной. Пока давление масла нормальное, шарик плотно прижат к пружине, когда давление начинает чрезмерно повышаться, шарик перемещается, сжимая пружину, при этом открывается перепускной канал, по которому масло из поддона через насос снова стекает в поддон.

 Масляные фильтры

Двигатель работает, масло смазывает, однако, так или иначе, появляются продукты износа трущихся деталей. Продукты износа – это довольно мелкие частички металлической стружки, образующиеся при трении и, как следствие, износе деталей. Также масло загрязняется частицами нагара и пыли, проникающей в картер. Эти механические примеси, попадая вместе с маслом к трущимся деталям, увеличивают их износ и поэтому должны быть удалены из масла.

Примечание
Масляные фильтры служат для очистки масла от механических примесей, в результате чего увеличивается продолжительность его работы.


Рисунок 4.40 Масляный фильтр.

Зачастую в двигателе имеются два масляных фильтра: один – сетчатый – устанавливается на маслоприемнике (который показан на рисунке 4.38), а второй — в собственном корпусе в наиболее доступном месте на блоке цилиндров двигателя.

Состоит такой фильтр из корпуса и фильтрующего элемента вставленного в корпус.

 Масляный радиатор

Узнав о том, что в процессе работы все детали двигателя очень сильно нагреваются, вы могли предположить, что и масло, смазывающее эти самые детали, также нагревается, достигая приличных температур. А при сильном перегреве моторное масло начинает очень стремительно терять свои свойства — все это может вылиться в довольно плачевные последствия для двигателя.

Примечание
При работе двигателя температура моторного масла не должна сильно повышаться во избежание падения его вязкости.

Чтобы поддерживать температуру моторного масла в наиболее эффективном диапазоне, устанавливают масляный радиатор, который иногда схож с радиатором системы охлаждения (см. рисунок 4.33). При воздушном охлаждении масляный радиатор трубчатого типа, включенный в масляную магистраль, ставят перед радиатором водяной системы охлаждения двигателя.

Примечание
Если конструкция предполагает жидкостное охлаждение масла, то она называется охладителем, а не радиатором (схематически такой охладитель можно увидеть на рисунке 4.32).

Примечание
Радиатор с водяным охлаждением обеспечивает не только охлаждение масла при работе в тяжелых условиях, но и быстрый прогрев масла при пуске двигателя.

 Масляный поддон, картер

Масляный поддон — чаще всего штампованная деталь, имеющая вид чаши или кухонного противня. Это емкость, в которой находится моторное масло, оттуда оно через маслоприемник (рисунок 4.38) подается ко всем трущимся деталям и туда же стекает после смазки данных деталей. В главе «Техническое обслуживание» описан щуп, с помощью которого измеряется уровень моторного масла. Так вот, данный щуп, а точнее его тонкая пластина с нанесенными метками, вставляется именно в поддон.

Внимание
Масло необходимо наливать в поддон до определенного уровня, который должен поддерживаться в процессе работы двигателя. При переполнении картера масло чрезмерно разбрызгивается на стенки цилиндров и может попасть в камеры сгорания, при этом нагарообразование в камерах сгорания усилится. Также возможно вспенивание масла, что приводит к значительному падению давления в системе и, если вовремя не остановиться, — к выходу двигателя из строя.
Также очевидно, что недостаток масла в системе может привести к так называемому масляному голоданию, из-за чего нередки случаи проворачивания вкладышей в коренных опорах коленчатого вала.

Картер – это самая большая корпусная деталь двигателя. Может быть отлита вместе с блоком цилиндров, а может быть отдельной деталью, крепящейся к блоку цилиндров болтами.

 Вентиляция картера

В большинстве современных автомобилей установлены системы принудительной вентиляции картерных газов. В такую систему входят обычно клапаны и патрубки, соединяющие полость картера двигателя со впускным коллектором.

Сама вентиляция картера крайне важна для нормальной работы двигателя. Дело в том что, так или иначе отработавшие газы через зазоры поршневой группы попадают в картер двигателя. Так же газы образуются при контакте моторного масла с раскаленным деталями двигателя. Прорвавшиеся отработанные газы воздействуя на моторное масло, разжижают его, что приводит к уменьшению срока службы и потере эффективности. Также, в зависимости от режима работы двигателя, попавшие в картер газы могут резко повысить избыточное давление, что приведет к выдавливанию уплотнительных манжет (сальников) и прокладок. Именно для этого устанавливают клапаны, контролируемые электроникой, которые отвечают за вентиляцию картера.

Применяемые для смазки масла

Для смазки двигателей применяют масла минерального (сейчас редко), полусинтетического и синтетического происхождения.

Для повышения качества масла к нему добавляют специальные присадки (специальные химические соединения), которые повышают смазывающую способность масла, делают более стабильной его вязкость, понижают температуру застывания, уменьшают окисляющее действие масла. Присадки в масле также способствуют вымыванию смолистых отложений из зазоров трущихся деталей и т. д.

В зависимости от времени года и климатических условий для смазки двигателя следует применять масла различной вязкости. Зимой вязкость масла должна быть меньше, так как масло с большой вязкостью при низкой температуре загустеет и будет в холодном двигателе плохо проникать в зазоры трущихся деталей, а также будут затруднены заливка масла и пуск холодного двигателя.

Летом вязкость масла должна быть большей, так как масло с малой вязкостью при повышенной температуре становится еще более жидким и не обеспечивает нормальной смазки двигателя. Однако, на данный момент распространены всесезонные моторные масла.

Ниже рассмотрим обозначение вязкости масел по классификации SAE (Society of Automotive Engineers – Сообщество автомобильных инженеров).

В данном обозначении имеется две цифры, разделенные буквой W – это говорит о том, что масло всесезонное. При этом первая цифра говорит о минимальной отрицательной температуре, при которой коленвал двигателя можно будет провернуть. Так, масло 0W40 должно прокачиваться от -35°С, 15W40 – от -20°С. Вторая цифра определяет вязкость масла при температуре 100°С, а если точнее, то не саму вязкость, а допустимый диапазон ее изменения. Так, для «30» вязкость при 100°С может меняться в диапазоне от 9.3 до 12.5 сСт (сантистоксов – единиц измерения вязкости), для «40» – от 12.5 до 16.5 сСт, а для «50» – от 16.3 до 21.9 сСт. То есть кинематическая вязкость в пределах допустимого диапазона может меняться на 10…15%.

Параллельно с классификацией по SAE, характеризующей вязкость моторного масла, существует классификация по API (American Petroleum Institute – Американский институт топлива), которая определяет его применимость к конкретному мотору.

В марку масла входит индекс, состоящий из двух букв, первая из которых определяет тип двигателя: S (Service Station) – бензиновые двигатели и C (Commercial) – дизельные двигатели; вторая (A, B, C, D, E, F, G, H, J, L, M) определяет уровень эксплуатационных свойств. Марка масла может быть дробной, тогда масло с точки зрения применения универсально – для бензиновых и дизельных двигателей.

Система смазки двигателя- Устройство и принцип работы. Motoran.ru

Устройство двигателя непосредственно связано с системой смазки двигателя. К сожалению, устранить трение безвозвратно не возможно. Меры, направленные на борьбу, преследуют одну цель, снизить влияние для минимизации негативных последствий. Таким образом, каждый двигатель оборудован ассортиментом комплексной защиты, которая называется система смазки двигателя.

Самоходный экипаж с установленным первым двигателем:

Роль смазки в силовом двигателе

При изготовлении силовой установки, применяют сложные технические решения, которые помогают сделать поверхность деталей и механизмов прочными. Однако, взаимодействия между деталями неизбежно, побочный продукт, трение, вызывающее повышенный износ. Механизм смазки, единственный простой, доступный и надёжный метод борьбы, замены которому пока не найдено.

Назначение системы смазки двигателя, поддержание работоспособности и функциональности мотора, детально задачи выглядят следующим образом:

Покрывает тонким, равномерным защитным слоем масла уязвимые поверхности;

    • Устраняет и отводит излишки тепла;
    • Очищает поверхность детали, смывает механические частицы и грязь;
    • Защищает деталь, не даёт окислиться;
    • Улучшает соединение и образовывает связь между деталями;
    • Выполняет функцию управления механизмами.

Выполнение перечисленных функций возможно благодаря постоянной циркуляции масла по каналам внутри агрегата. Беспрерывное движение, залог того, что масло будет вовремя очищено и охлаждено. Коррозионная защита обеспечивается составом смазки, включение в жидкость присадок и добавок помогает маслу держаться на поверхности, перекрывая доступ воздуха и устраняя причины окисления. За счет роли рабочей жидкости, мотор автоматически регулирует и настраивает отдельные узлы и механизмы. Например, гидравлические компенсаторы клапанов, автоматически регулируют тепловые зазоры.

 Виды систем: смазки двигателя

Ввиду того, что устройство системы смазки двигателя предусматривает всевозможные методы подачи масла к точкам, остро нуждающимся в смазке, различают три способа:

Подача рабочей жидкости посредством разбрызгивания на поверхность

Метод простой, однако у него присутствует ряд недостатков. Принцип основан на зачерпывании масла специальными углублениями на головках шатунов. Захватив жидкость, центробежная сила разбрызгивает масло по внутренней поверхности двигателя, смазывая детали. Основной недостаток метода в том, что качество выполняемой работы напрямую связано с количеством масла в картере двигателя и с дорожными условиями, при которых эксплуатируется автомобиль. Наклон, недостаток масла, обороты коленчатого вала, это влияет на процесс. Часто силовой агрегат быстро изнашивается и приходит в негодность из-за смазывания и нехватки рабочей жидкости.

Подача рабочей жидкости под напором

Схема предусматривает непрерывную подачу смазки под давлением к нуждающимся точкам двигателя. Работа по созданию напора выполняется насосом, с этим связана работоспособность механизмов. Подход позволил избежать недостатков, характерных для простого разбрызгивания, однако усложнил выполнение процесса. Сложность, причина, не позволившая массово применять метод.

Совмещенная подача рабочей жидкости

Распространённый метод, применяется в современных агрегатах. Особенность в том, что смазочный материал подаётся под давлением в те места, где возникает сила трения и как следствие, износ. Остальные узлы получают смазку методом разбрызгивания. Совмещенный метод выполняется с применением как сухого, так и мокрого картера.

Мокрый картер

Поскольку конструктивное решение с мокрым картером проще, вид смазки чаще других встречается на выпускаемых силовых агрегатах. Нижняя часть мотора, в этом случае, используется как ёмкость, в которой хранится жидкость для смазывания. Недостаток в том, что масло на оборотах коленчатого вала пенится, кроме того встряски ведут к перебоям в доступе к жидкости. Это негативно влияет на давление масла, не позволяя как надо смазывать детали.

Сухой картер

Схема смазки идентична мокрому картеру, за исключением того, что рабочая жидкость хранится в отдельной ёмкости. Ёмкость размещают вне силовой установки, встречаются конструкции с размещением ёмкости в картере. Метод избегает вспенивания масла и используется на специальной технике для гонок или для езды по бездорожью.

Преимущество сухого метода:

  • Давление жидкости постоянно на режимах эксплуатации мотора;
  • Охлаждение смазки происходит быстро;
  • Свойства масла остаются неизменными на протяжении большего периода времени, поскольку масло меньше контактирует с воздухом и газами;
  • Габариты силовой установки меньше;

Недостатки сухого метода:

  • Стоимость агрегата выше, в сравнении с мокрым картером;
  • Конструкция силовой установки сложней в исполнении;
  • Больший вес и большее количество заправляемого масла.

Устройство системы смазки двигателя

Что бы лучше понять, как работает система, разберёмся, какие элементы и части используются для смазки двигателя. На сегодня, силовые установки, работающие за счет сгорания горючей смеси в составе оборудованы деталями:

  • Поддон картера. Картер, основа корпусной деталью силовой установки, в полости которой расположен коленчатый вал. Нижняя часть картера закрыта поддоном, который крепится к конструкции при помощи болтов. Функция поддона, хранить и охлаждать смазку, кроме того, внутри изделия установлены специальные перегородки, предотвращающие колебание масла и уменьшающие образование пены. Между поддоном и картером установлена прокладка, задача которой предотвращать утечку масла.

Поддон картера двигателя:

  • Устройство забора масла. Механизм представляет собой устройство, забирающее масло из поддона и передающее с помощью насоса для дальнейшей циркуляции. Механизм закреплён на некотором расстоянии поддона, сделано это для того, что бы примеси на дне не захватывались насосом.

Устройство забора масла двигателя:

  • Масляный радиатор. Механизм используется не везде, устанавливают радиатор двигателям, работающим при нагрузках, либо на повышенных оборотах. Устанавливаемые радиаторы, различаются способом охлаждения. Охлаждение проводится воздухом, либо жидкостью. Воздушное охлаждение происходит за счет циркуляции потока воздуха при движении автомобиля. Жидкостное охлаждение, включено в общую систему.

Масляный радиатор двигателя Nissan:

  • Масляная помпа. Назначение помпы, создать нужный напор для движения жидкости по каналам силовой установки, напор варьируется двумя, 16 атмосферами. Помпы различаются по типам, распространены, шестерёнчатые, с постоянным давлением и роторные, в которых давление регулируется.

Масляный насос двигателя Audi A4:

  • Масляный фильтрующий элемент. Деталь относится к расходным материалам, назначение, очищать жидкость, удалять скопившийся нагар и примеси. Работа элемента увеличивает срок службы смазки и упрощает техническое обслуживание системы смазки двигателя.

Масляный фильтр:

  • Датчики. Цель устройств, передавать показания для проведения нормальной эксплуатации мотора. Измеряемые показатели, это давление, уровень жидкости и температура.

Датчик аварийного давления масла двигатель Д 245:

  • Щуп. Устройство контроля, помогает определить уровень жидкости в поддоне двигателя и сигнализирующее о необходимости замены масла, либо о нарушении уровня. Как правило, это металлическая лента с нанесенными на неё рисками.

Масляный щуп двигателя Mercedes-Benz:

  • Клапан сброса давления. Устройство отслеживает напор и если нормальный показатель превышен, сбрасывает избыток давления.

Редукционный клапан двигателя:

  • Масляные патрубки и магистраль. Представляют собой отверстия, через которые циркулирует жидкость. При помощи пор, смазка подходит к трущимся элементам.

Перечисленные детали, основные узлы системы, тем не менее, некоторые из них могут не применяться для смазки двигателя в силу конструктивных особенностей агрегата.

Работа механизма смазки

Схема смазки механизмов и узлов агрегата следующая: заводя силовую установку, в магистраль помпой закачивается жидкость. После чего масло очищается, проходя через фильтрующий элемент. Далее жидкость поступает к подшипникам коленчатого вала, смазывает шатунный и коренной подшипник и движется далее, к опорам распределительного вала. С помощью форсунок или специальных отверстий жидкость через опоры шатуна поступает в цилиндр и распыляется на рабочей поверхности гильзы. Излишки масла с поверхности цилиндра удаляются маслосъёмным кольцом. Остальные механизмы смазываются разбрызгиванием. После выполнения функции рабочая жидкость снова попадает в поддон картера, где охлаждается и повторяет цикл заново.

Важно! У дизельных установок иной принцип работы, поэтому моторы подвергаются большим температурным нагрузкам, сильно нагреваются поршни агрегатов. С этой целью некоторые конструкции моторов оборудованы форсункой, распыляющей смазку на днище поршня.

Схема системы смазки двигателя:

Неисправности механизма смазки

Выявить неполадки механизма смазки сложно, поскольку характер накопительный и проявляется сбоем в работе узлов. Внешне неисправности механизма смазки двигателя определяются по пониженному или повышенному давлению масла, либо ухудшению состояния жидкости и увеличению расхода.

Причины неполадок:

  • Недостаточный уровень жидкости;
  • Разжижение масла, потеря свойств;
  • Утечки по причине нарушения герметичности сочленений;
  • Выход из строя фильтрующего элемента;
  • Износ помпы;
  • Износ перепускного клапана;
  • Износ коленчатого и распределительного вала;
  • Износ цилиндров, поршней, клапанов мотора.

Для устранения причин неполадок надо провести осмотр и диагностику агрегата. Выявив причины, приведшие к поломкам, надо провести обслуживание мотора. Для очистки и восстановления функций понадобится промывка системы смазки двигателя. Если меры не приведут к ожидаемому результату, надо будет провести работы по разбору силовой установки.

Система смазки двигателя: назначение, устройство, устранение неполадок

Изучая устройство транспортного средства, применяемые в его работе технические жидкости и порядок проведения технического обслуживания, нельзя не затронуть особенности системы смазки. Система смазки автомобильного двигателя обеспечивает средству передвижения стабильность и эффективность в его ежедневной работе, поэтому очень важно разобраться в ее строении, изучить выполняемые ею функции и ознакомиться с принципом ее работы.

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).

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.

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.

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.

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:

Вид неисправностиПричинаУстранение
Датчик давления масла не горит при включении зажигания1. Индикатор перегорел1. Замените лампочку датчика в приборной панели
2. Повреждение провода, окисление разъема2. Осмотрите место соединения и при необходимости произведите замену провода
3. Выход из строя датчика давления масла3. Замените датчик на новый
Индикатор давления масла горит на холостому ходу, при повышении оборотов отключаетсяНизкое давление масла из-за его перегрева. Система охлаждения работает неправильно«Погоняйте» автомобиль на повышенных оборотах в течение 15-20 минут, чтобы охладить двигатель; проведите диагностическое обследование работоспособности охлаждающей системы
Индикатор на приборной панели горит при повышенных оборотах мотораНеисправен редукционный клапанС помощью щупа проверьте уровень моторного масла в автомобиле, при необходимости замените редукционный клапан
Индикатор горит постоянно1. Слишком низкое количество масляной жидкости1. Проверьте уровень масла и долейте его при необходимости
2. Насос не работает, канал масляного насоса загрязнен2. Прочистите или замените насос
Большой расход маслаИзнос цилиндров, поршневых колец, маслосъемных колпачков, уплотнительных элементовПроизведите осмотр двигательной системы и устраните причину утечки

И напоследок

Система смазки двигательной установки защищает автомобиль от ежедневных перегревов и значительно повышает его ресурс. Поэтому важно держать ее в исправном состоянии. Для этого водитель должен своевременно проводить техническое обслуживание транспортного средства и устранять мелкие неисправности, которые в дальнейшем могут привести к дорогостоящему ремонту.

Система смазки дизельного двигателя

От качества и соответствия дизельного моторного масла, а также от общего состояния системы смазки напрямую зависит ресурс дизельного двигателя. Эффективная работа системы смазки в дизеле влияет на качество запуска двигателя, повышает экономичность ДВС, снижает уровень содержания токсичных элементов в отработавших газах.

Содержание статьи

Основные функции

  • Главной задачей системы смазки является подача моторного масла для образования масляной пленки между парами трения (трущиеся поверхности).Так достигается уменьшение износа нагруженных деталей, снижение фрикционных потерь.
  • Также масло осуществляет эффективное удаление посторонних частиц, которые возникают в результате механического износа, смывает нагар, защищает детали от коррозии.
  • Еще одной важной функцией системы смазки является охлаждение трущихся поверхностей. В отдельных конструкциях ДВС подача масла дополнительно служит для охлаждения днища поршня.

Принцип работы системы смазки дизельного мотора

Подавляющее большинство дизельных ДВС имеют систему смазки, в которой моторное масло подается к наиболее нагруженным деталям (элементы кривошипно-шатунного механизма, ГРМ) под давлением. Другие детали, которые подвержены меньшей нагрузке, смазывается посредством разбрызгивания.

В списке основных элементов системы смазки двигателя находятся:

  • поддон картера двигателя, который служит резервуаром для масла;
  • масляный насос, закачивающий смазочный материал;
  • масляный фильтр, очищающий моторное масло;

Маслонасос в дизеле может приводиться в действие от коленвала, распредвала или дополнительного приводного вала. Наибольшее количество смазки подается к подшипникам коленчатого вала по специальным масляным каналам. Шестерни маслонасосов могут иметь внешнее или внутреннее зацепление. Что касается второго варианта, такие конструкции отличаются меньшими габаритами, менее шумны в работе, износ шестерен наименее влияет на снижение производительности насоса.

Показатель необходимой производительности насоса зависит от того, какое давление в системе смазки необходимо для того или иного двигателя с учетом ряда особенностей.  

Высокофорсированный дизельный мотор должен иметь такой масляный насос, который способен обеспечить большой запас по производительности. Это необходимо для поддержания эффективности работы системы смазки в условиях любых нагрузок, а также с учетом потенциального износа самого насоса, подшипников распредвала и коленчатого вала.

Реализация охлаждения поршней особенно необходима в турбодизелях мощных грузовиков, которые отличаются высоким показателем наддува, имеют камеру сгорания в днище поршня.  Распространенной и относительно простой схемой является способ подачи масла посредством форсунок-распылителей, которые находятся снизу цилиндра. Эффективность такого решения уступает второму способу, который заключается в осуществлении подачи смазочного материала по специальному каналу, высверленному в шатуне. Далее смазка попадает в верхнюю головку, после чего оказывается в распылителе. Посредством распылителя масло попадает в область днища поршня.

Самой эффективной схемой выступает способ подачи масла через канал в шатуне в специальную полость, которая изготовлена в днище поршня.

Эта полость служит для улучшенного охлаждения. Стоит добавить, что функция охлаждения поршней требует также качественного охлаждения самого моторного масла, для чего в системе смазки используются масляные радиаторы.

 Распространенные неисправности

Главной проблемой в работе системы смазки двигателя считается низкое давление масла. Такая неисправность проявляется в результате износа маслонасоса или подшипников коленвала, закупорки масляных каналов, использования некачественного смазочного материала.

В ряде случаев снижение давления масла в дизеле приводит к необходимости серьезного ремонта. Перегрев дизельного двигателя, попадание большого количества горючего или ОЖ в масляную систему приводит к разжижению смазочного материала. Это приводит к закономерному падению давления и сокращению ресурса мотора.

Профилактические меры

Основной рекомендацией по уходу за системой смазки является использование качественных смазочных материалов, которые полностью соответствуют всем допускам производителя ДВС, а также регулярная плановая замена масла и масляного фильтра строго по регламенту.

Если двигатель эксплуатируется в тяжелых условиях, тогда интервал замены смазочного материала следует сокращать. В случае езды на некачественном масле или возникновении неисправностей, которые привели к быстрой потере защитных и моющих свойств, обязательна качественная промывка дизельного двигателя.

Читайте также

Система смазки двигателя

В течение сорока лет после первый полет братьев Райт использовались самолеты двигатель внутреннего сгорания повернуть пропеллеры генерировать толкать. Сегодня большинство самолетов гражданской авиации или частных самолетов все еще находятся в эксплуатации. с пропеллерами и двигателями внутреннего сгорания, как и ваш автомобильный двигатель. Мы обсудим основы двигатель внутреннего сгорания с использованием Двигатель братьев Райт 1903 года, показанный на рисунке в качестве примера. Дизайн братьев очень прост по сегодняшним меркам, так что это хороший двигатель для студентов, чтобы изучить и изучить основы двигателей и их операция.На этой странице мы представляем компьютерный чертеж системы смазки фирмы Wright Авиадвигатель братьев 1903 года.

Механическое управление

На рисунке вверху показаны основные компоненты системы смазки . на двигателе Wright 1903 года. В любом двигателе внутреннего сгорания топливо и кислород объединяются в процесс горения произвести силу, чтобы повернуть коленчатый вал двигателя. При сгорании образуется выхлопной газ под высоким давлением. который оказывает давление на лицо поршень.Поршень движется внутри цилиндра и соединяется с коленчатым валом. стержнем, который передает мощность. В этой силовой передаче, как показано на этом компьютере, много движущихся частей. анимация:

Работа системы смазки заключается в распределении масла по движущиеся части для уменьшения трения между поверхностями, которые трутся о друг с другом.

Система смазки, которую использовали братья Райт, довольно проста. Масляный насос расположен в нижней части двигателя слева. фигуры.Насос приводится в действие червячной передачей от главного выхлопа. распределительный вал клапана. Масло перекачивается в верхнюю часть двигателя, справа, внутри линии подачи . Небольшие отверстия в линии подачи позволяют маслу течь. капать внутрь картер. На рисунке мы удалили топливная система и снял крышку картера, чтобы заглянуть внутрь. Масло капает на поршни по мере их движения в цилиндрах, смазывая поверхность между поршнем и цилиндром. Затем масло стекает внутрь картера. к коренным подшипникам, удерживающим коленчатый вал.Масло собрано и разбрызгано на подшипники для смазки этих поверхностей. Вдоль внешней стороны нижней части картер представляет собой сборную трубку , которая собирает отработанное масло и возвращает его масляному насосу для повторной циркуляции. Заметьте, что братья не смазывали клапаны и коромысло в сборе для камер сгорания.


Деятельность:

Экскурсии с гидом

Навигация ..


Руководство для начинающих Домашняя страница

Система смазки двигателя внутреннего сгорания.

Вы ездите на своей машине каждый день - было бы неплохо узнать, как это работает? А общее описание принципа работы двигателя внутреннего сгорания находится на сайте «www.howstuffworks.com». Трибология горения тут написан движок. Будут обрабатываться следующие детали:

Смазка система, цилиндр, поршень, поршневые кольца, кулачки / распределительный вал и шатунный подшипник.

Система смазки
Система смазки двигателя предназначена для подачи чистого масла на правильная температура и давление для каждой части двигателя.Масло всасывает поддон в насос, являющийся сердцем системы, чем проходит через масляный фильтр, и давление подается на коренные подшипники и манометр давления масла. От коренных подшипников масло проходит через отверстия для подачи в просверленные каналы в коленчатом валу и на шатуне подшипники шатуна. Стенки цилиндров и подшипники поршневых пальцев смазываются масляной струей, распыляемой вращающимся коленчатым валом.Избыток соскребается нижним кольцом поршня. Кровоток или приток из главный питающий канал питает каждый подшипник распределительного вала. Еще одно кровотечение цепь привода ГРМ или шестерни на приводе распределительного вала. Затем излишки масла стекают. обратно в отстойник, где тепло распространяется в окружающий воздух.

Подшипники скольжения
Если шейки коленчатого вала изнашиваются, в двигателе будет пониженное давление масла. и полить маслом всю внутреннюю часть двигателя.Чрезмерный всплеск будет Вероятно, это приведет к выходу из строя колец и из-за того, что двигатель будет использовать масло. Изношенные подшипники Поверхности можно восстановить, просто заменив вкладыши подшипников. В хорошем в исправных двигателях износ подшипников наступает сразу после холодного пуска, потому что масляная пленка между подшипником и валом небольшая или отсутствует. На момент, когда в системе циркулирует достаточное количество масла, гидродинамический смазка проявляется и останавливает прогрессирование износа подшипников.

Кольца поршневые - цилиндр
Поршневые кольца обеспечивают скользящее уплотнение, предотвращающее утечку топлива / воздуха. смесь и выхлоп из камеры сгорания в масляный картер во время сжатие и горение. Во-вторых, они удерживают масло в поддоне от утечки. в зону горения, где он сгорит и потеряется. Большинство автомобилей, которые "сжигать масло" и нужно добавлять кварту каждые 1000 миль, чтобы сжигать его потому что кольца больше не закрываются должным образом.

Между поршневыми кольцами и стенкой цилиндра двигателя в хорошем состоянии преобладает гидродинамическая смазка, необходимая для минимального трения и носить. В верхней и нижней мертвой точке, где поршень останавливается для перенаправления, толщина пленки становится минимальной, и может существовать смешанная смазка.

Для обеспечения хорошей передачи головки от поршня к цилиндру оптимальная герметичность и минимум подгорания масла, желательна минимальная толщина пленки.Минимальная толщина пленки поддерживается за счет так называемого масляного кольца. Этот кольцо расположено за поршневыми кольцами, так что излишки масла прямо соскребает вниз к поддону. Осталась масляная пленка на цилиндре стенка при прохождении этого кольца доступна для смазки следующих звенеть. Этот процесс повторяется для следующих друг за другом звонков. По ходу вверх первое компрессионное кольцо смазывается маслом, оставшимся на цилиндре стена во время удара вниз.

Утечка топливовоздушной смеси и выхлопных газов из камеры сгорания в масляный поддон приводит к ухудшению качества масла. По этой причине, несмотря на частое пополнение масла, замена масла останется незаменимой или даже станет больше существенный.

Кулачки и последователи .

>>

Бесплатное автомобильное руководство: Смазка для двигателей внутреннего сгорания

Ради точности, я должен сказать, что этот третий сегмент в серии из четырех частей будет исследовать системы смазки двигателя и системы охлаждения двигателя .Мы рассмотрим, как перекачивается масло из масляного поддона к крышкам клапанов, а также как перекачивается охлаждающая жидкость от радиатора к впуску. Поскольку в большинстве серийных автомобилей используется система смазки двигателя с мокрым картером, мы сделаем ее предметом этого сегмента. Как две наиболее важные и жизненно важные системы двигателя, система жидкостного охлаждения и система смазки с мокрым картером имеют много общих характеристик. Несмотря на это, если их объединить внутри двигателя, может произойти небольшая авария.

Система смазки начинается в масляном поддоне . Он действует как резервуар для жизненной силы двигателя, которая циркулирует масляным насосом от нижней части двигателя к верхней. Насос не только перекачивает масло через бороздки, просверленные в блоке двигателя, но также используется тонкий слой масла для плавного вращения коленчатого вала, шатунов и распределительного вала.

Внутренний масляный насос двигателя обычно крепится болтами к нижней части блока цилиндров, над самой большой масляной кухней, с тонкой прокладкой, образующей уплотнение между корпусом масляного насоса и самим блоком.Какой-то фильтр прикреплен к концу всасывающей трубки, которая вставляется в масляный насос. Всасывающая трубка имеет такую ​​форму, что сетчатый фильтр погружается в самую глубокую каверну масляного поддона, где хранится больше всего масла. Масляный насос, обычно приводимый в действие шестерней или валом от распределительного вала, перекачивает масло из масляного поддона в большую масляную камбуз.

Часто импортные двигатели имеют разную конструкцию. У многих масляный насос встроен в переднюю крышку, которая крепится болтами к концу коленчатого вала.Когда крышка устанавливается на лицевую сторону двигателя, зубчатый зубец масляного насоса скользит по зубчатому выступу, кованному на конце коленчатого вала. Это обеспечивает привод масляного насоса, который имеет всасывающую трубку и экран, прикрепленные аналогично отечественному двигателю. Передняя крышка изобилует маслосборными камбузами, которые снабжают двигатель маслом, как и в отечественной версии.

Коренной подшипник коленчатого вала Смазка является наиболее важной функцией масляного насоса.Коленчатый вал вращается в цапфах, которые расточены по прямой, что дает четыре идеальных круглых отверстия через шейки в центре блока цилиндров, спереди назад по длине. Затем эти журналы разрезаются, чтобы создать две отдельные, но идеальные половины круга. Половина круглого отверстия, которая поднимается от блока и имеет одно или два отверстия для болтов на каждом конце, теперь называется крышкой коренного подшипника. После того, как коленчатый вал вставлен в блок цилиндров, крышки коренных подшипников прикручиваются к нему болтами, образуя идеальный круг и фиксируя его на месте.Между коленчатым валом и этой серией шеек (обычно их четыре) находится тонкий подшипник, который также выполнен в виде двух идеально совпадающих половин окружности. Они называются коренными подшипниками коленчатого вала. Коренные подшипники изготовлены из более мягкого металла, чем коленчатый вал или блок, чтобы предотвратить повреждение компонентов двигателя. Подобные подшипниковые материалы используются в качестве подшипников шатуна и распределительного вала. Коленчатый вал полый с небольшими отверстиями в каждой коренной и шатунной шейках коленчатого вала.Масло закачивается в главный подшипник, ближайший к масляному насосу, и откачивается из оставшихся масляных камбузов, где оно образует масляный зазор между коленчатым валом и коренными подшипниками, в котором коленчатый вал постоянно вращается.

Второй комплект шеек коленчатого вала предназначен для шатунов . Вы можете узнать больше о шатунах в статье Бесплатное автомобильное руководство: Двигатель внутреннего сгорания - короткий блок .Шатуны приводятся в движение коленчатым валом и имеют конструкцию, аналогичную конструкции коренных подшипников. Масло под давлением перекачивается из небольших канавок в шейках коленчатого вала, образуя тонкий масляный зазор между шатунами и коленчатым валом. Шатуны не только вращаются на коленчатом валу, но также качаются вверх и вниз, толкая поршень в соответствующий цилиндр и сразу после этого вынимая его.

Давление масла затем повышается до распределительного вала, где оно образует масляный зазор между подшипниками распределительного вала (которые запрессованы в блок цилиндров на двигателе с верхним расположением клапанов) и распределительным валом.Двигатели с верхним расположением клапанов V-образной конструкции сливают масло на гидравлические подъемники. Масло нагнетается вверх через полые толкатели, выходит из верхней части и орошает коромысла смазочным и охлаждающим маслом. Он также закачивается в верхнюю часть головок цилиндров и в долину подъемника через небольшие масляные камбузы. Там он промывает критически важные компоненты клапанного механизма (включая распределительный вал (-ы) и подшипники распределительного вала в двигателях с верхним расположением распредвала), смазывая и охлаждая их, прежде чем стечет обратно в масляный поддон .Как только масло достигает масляного поддона, оно снова прокачивается через двигатель.

В системе охлаждения двигателя на большинстве современных транспортных средств используется жидкость или охлаждающая жидкость для охлаждения чугунных, стальных и алюминиевых компонентов двигателя, которые в противном случае могут достичь опасной температуры. Охлаждающая жидкость охлаждается воздухом (с помощью окружающего воздуха, втягиваемого вентилятором через ребристый сердечник) в резервуаре, который называется радиатором . Радиатор соединяется с двигателем с помощью толстых шлангов, по которым протекает охлаждающая жидкость. Один из двух шлангов радиатора соединяет радиатор с водяным насосом .Водяной насос приводится в движение коленчатым валом с помощью змеевикового ремня, клинового ремня или зубчатого ремня. Охлаждающая жидкость с воздушным охлаждением всасывается из нижнего конца радиатора в водяной насос. Затем он перекачивается из водяного насоса в каналов охлаждающей жидкости в блоке, впуске и головках цилиндров .

Обычный человек не знает, что в блоке двигателя с жидкостным охлаждением есть полость, непосредственно окружающая стенки цилиндра. Охлаждающая жидкость, забираемая из радиатора с помощью водяного насоса, закачивается в двигатель и через каналы впуска и головок цилиндров в рубашки охлаждения , которые полностью окружают цилиндры на каждом ряду двигателя.Эта область содержит примерно половину общего объема охлаждающей жидкости двигателя. Через двигатель постоянно прокачивается вода; удаление охлаждающей жидкости, нагретой двигателем, и замена ее охлаждающей жидкости с воздушным охлаждением из радиатора.

Охлаждающая жидкость, которая, следовательно, нагревается за счет протекания через двигатель, возвращается в радиатор через верхний шланг радиатора. Поток охлаждающей жидкости ограничен для контроля температуры двигателя с помощью термостата . Когда температура охлаждающей жидкости повышается, термостат открывается, позволяя большему количеству охлаждающей жидкости вытекать из двигателя.Когда температура охлаждающей жидкости падает ниже заданного уровня, термостат постепенно закрывается, ограничивая поток охлаждающей жидкости, чтобы позволить двигателю достичь желаемой температуры.

Поскольку охлаждающая жидкость может возвращаться в радиатор для охлаждения, она прокачивается через ребристый сердечник, через который проходит воздух. Вентилятор используется для втягивания окружающего воздуха через ребра в целях охлаждения. Два основных типа вентиляторов используются для охлаждения охлаждающей жидкости в сердечнике радиатора. Первый тип приводится в движение коленчатым валом двигателя с помощью змеевика или клинового ремня (для старых автомобилей).В системах этого типа обычно используется муфта вентилятора с термостатическим управлением для определения количества воздуха, проходящего через сердцевину радиатора. Другой тип вентилятора управляется электрически с помощью датчиков в каналах охлаждающей жидкости двигателя, впуске или головках цилиндров. Когда температура охлаждающей жидкости достигает заданного уровня, электронный сигнал передается на реле определенного типа. Реле активируется, обеспечивая выходное напряжение, которое замыкает электрическую цепь в двигателе вентилятора, заставляя его включиться и охладить сердечник радиатора и охлаждающую жидкость.Следите за последним сегментом этого четырехсерийного блога BestRide.com Midnight Oil, посвященного двигателям внутреннего сгорания, под названием «Бесплатное автомобильное руководство: Двигатели внутреннего сгорания - топливо и подача воздуха».

Как работает система смазки двигателя

В основном есть два типа масляных систем в транспортных средствах, каждая из которых похожа на моржей или что-то в этом роде: мокрый картер и сухой картер.

В большинстве автомобилей используется система с мокрым картером . (Чем больше вы это говорите, тем страннее это звучит.Мокрый картер. Мокрый картер.) Это означает, что масляный поддон находится в нижней части двигателя, и масло хранится там. Помните Оливера, гостиную молекулы масла? Это как будто у него столик рядом с танцполом в клубе. И в этой странной метафоре танцоры - это поршни и подшипники.

Преимущество системы с мокрым картером - ее простота. Масло находится недалеко от того места, где оно будет использоваться, не так много деталей, которые нужно проектировать или ремонтировать, и его относительно дешево встраивать в автомобиль.

В некоторых автомобилях, особенно в высокопроизводительных, используется система с сухим картером .Это означает, что поддон находится не под двигателем - его можно расположить где угодно в моторном отсеке. После того, как Оливер поработал с двигателем, он не просто капает в салон. Он идет в VIP-комнату подальше от танцпола.

Система с сухим картером дает вам несколько бонусов: во-первых, это означает, что двигатель может располагаться немного ниже, что снижает центр тяжести автомобиля и улучшает устойчивость на скорости. Во-вторых, это предотвращает попадание лишнего масла на коленчатый вал, что снижает мощность двигателя.И, поскольку поддон может быть расположен где угодно, он также может быть любого размера и формы.

В двухтактных двигателях, кстати, используется совершенно другая технология. В скутерах, газонокосилках и других двухтактных машинах масло смешивается прямо с бензином. Когда бензин испаряется в процессе сгорания, масло остается, чтобы делать свое дело.

Иногда вам приходится делать это самостоятельно, отмеряя правильное количество перед наполнением бака. Но иногда, как и в большинстве мотороллеров, есть система впрыска, которая забирает масло из резервуара и смешивает его с бензином в нужных пропорциях.

Первоначально опубликовано: 8 мая 2012 г.

Глава 5: Смазочные материалы для двигателей внутреннего сгорания

ОБСУЖДЕНИЕ В ЭТОЙ ГЛАВЕ ОТНОСИТСЯ К смазочным материалам для двигателей внутреннего сгорания. Химический состав и технология этих смазочных материалов представлены вместе с техническими требованиями США и Европы и процессом их разработки. Для облегчения понимания описаны различные типы двигателей внутреннего сгорания и их работа. В главе также рассматриваются актуальные темы экономии топлива, контроля выбросов и увеличения интервалов обслуживания.Глава завершается приведением примеров нескольких составов моторных масел. Смазочные материалы для двигателей или моторные масла предназначены для использования в двигателях внутреннего сгорания. Современные двигатели работают на самых разных видах топлива и в средах с экстремальными температурами; следовательно, их смазка довольно сложна. Смазочный материал для двигателей внутреннего сгорания должен обладать свойствами, которые помогают ему эффективно выполнять следующие функции. 1. Permit Easy Start: Он должен иметь низкую вязкость при низких температурах и быть перекачиваемым, чтобы мгновенно достигать частей двигателя, нуждающихся в смазке.Это важный атрибут, поскольку большая часть износа двигателя происходит во время запуска, в первую очередь из-за нехватки смазочного материала. 2. Поддержание адекватной вязкости при высоких температурах: Это важно, потому что большинство масел испытывают снижение вязкости при высоких температурах, например, в двигателе внутреннего сгорания и вокруг него. Если вязкость масла падает слишком сильно; смазка теряет способность образовывать смазочную пленку соответствующей толщины, которая допускает контакт металла с металлом, что приводит к износу.3. Смазка и предотвращение износа: Это означает, что масло образует смазочную пленку соответствующей толщины, предотвращающую контакт металлических поверхностей друг с другом и износ. У большинства деталей двигателя поверхности хорошо разделены, что облегчает смазку. Однако есть детали, такие как поршневые кольца и выступы кулачков, которые предназначены для контакта металла с металлом, а функция смазки - минимизировать износ за счет образования химических поверхностных пленок. 4. Reduce Friction: Формирование смазочной пленки надлежащей толщины на поверхностях и уход за ней уменьшит трение и сопутствующий износ.Это особенно верно во время пуска и холостого хода, когда смазка недостаточна и возникают потери на трение. Следовательно, контроль трения улучшит экономию топлива. 5. Защита от ржавчины и коррозии: Вода, образующаяся при сгорании топлива, хотя и должна выходить через выхлоп, может конденсироваться на стенках цилиндра или проходить мимо поршневых колец как часть прорыва и попадать в картер. Обычно это происходит в холодную погоду или при поездках на короткие расстояния, потому что двигатель и смазка недостаточно горячие для удаления воды путем испарения.Вода может вызвать ржавчину, а в присутствии кислотных материалов, возникающих в результате окисления смазочного материала и разложения присадок, может вызвать коррозию. 6. Содержите детали двигателя в чистоте: Частичные продукты сгорания топлива, такие как свободные радикалы, сажа, сера и оксиды азота, попадают в картер двигателя во время прорыва и вступают в реакцию / взаимодействуют со смазкой с образованием высокополярных предшественников отложений и коррозионных веществ. материалы. Эти частицы имеют тенденцию разделяться на горячих поверхностях с образованием отложений и вызывать коррозию.Смазочные материалы для двигателей предназначены для предотвращения образования этих частиц или предотвращения их разделения на поверхностях за счет их суспендирования в массе смазочного материала или и того, и другого. 7. Cool Engine Parts: Охлаждение деталей двигателя имеет решающее значение для его бесперебойной работы. Части, которые необходимо охлаждать, включают головки цилиндров, стенки цилиндров, клапаны, коленчатый вал, коренные и шатунные подшипники, зубчатые колеса, поршни и другие. Некоторые части двигателя можно охлаждать с помощью охлаждающей жидкости, которая обычно представляет собой смесь воды и этиленгликоля.Другие детали не могут быть эффективно охлаждены охлаждающей жидкостью либо из-за их близости, либо из-за чрезмерно высокой температуры детали, что приводит к быстрому испарению воды. В таких ситуациях смазка действует как охлаждающая жидкость. 8. Давление сгорания уплотнения: Поверхности поршневых колец, канавок для колец и стенок цилиндра не имеют идеальной посадки, в первую очередь из-за ограничений механической обработки. Важно, чтобы эти детали действовали как хорошее уплотнение, чтобы предотвратить потерю высокого давления сгорания и сжатия, которое необходимо для эффективной работы двигателя.Попадание в зону низкого давления картера приведет к снижению мощности и эффективности двигателя. Таким образом, моторные масла улучшают уплотнение, заполняя пустоты в перечисленных выше деталях. Обычно масляная пленка, которая действует как уплотнение, имеет толщину всего 0,025 мм; следовательно, он неэффективен для заполнения больших пространств из-за интенсивного износа. Между прочим, расход масла в новом двигателе высок, пока поверхности в этих частях не станут более гладкими из-за износа масла, чтобы сформировать лучшее уплотнение.9. Control Foam: Вспенивание моторного масла из-за вовлечения воздуха происходит из-за быстро движущихся частей двигателя, которые создают турбулентность. В результате образуются пузырьки воздуха, которые обычно поднимаются на поверхность масла и разбиваются. Однако присутствие воды и добавок, многие из которых обладают свойствами поверхностно-активных веществ, замедляет этот процесс. Пена в моторном масле нежелательна из-за его плохой охлаждающей способности и прерывистого образования пленки, что приводит к чрезмерному износу двигателя.Хотя моторное масло хорошего качества может адекватно выполнять эти функции, продолжающиеся усилия производителей оборудования по повышению качества выбросов за счет рециркуляции продуктов частичного сгорания из выхлопных газов и вывода летучих из топливной системы и основной смазки (принудительная вентиляция картера) в систему сгорания. камера предъявляет дополнительные требования к смазочному материалу. Эта стратегия эффективна в снижении количества продуктов частичного сгорания, таких как несгоревшие или частично сгоревшие углеводороды и монооксид углерода, но за счет обогащения горючей смеси NOx (оксидами азота), сильным окислителем.Это будет обсуждаться далее в главе 6, посвященной выбросам в двигателе внутреннего сгорания.

Поршни двигателя внутреннего сгорания - x-engineer.org

Поршень является составной частью двигателя внутреннего сгорания. Основная функция поршня - преобразовывать давление, создаваемое горящей топливовоздушной смесью, в силу, действующую на коленчатый вал. Легковые автомобили имеют поршни из алюминиевого сплава, в то время как грузовые автомобили также могут иметь поршни из стали и чугуна.

Поршень является частью коленчатого вала (также называемого кривошипно-шатунным механизмом ), который состоит из следующих компонентов:

  • поршень
  • поршневые кольца
  • шатун
  • коленчатый вал

Изображение: Привод коленчатого вала двигателя (кривошипно-шатунный механизм) Предоставлено: Rheinmetall

Поршень также выполняет второстепенные функции двигателя :

  • способствует рассеиванию тепла , образующемуся при сгорании
  • обеспечивает герметичность камеры сгорания, предотвращает утечки газа из него и проникновение масла в камеру сгорания
  • направляет движение шатуна
  • обеспечивает к непрерывную смену газов в камере сгорания
  • создает переменного объема в камере сгорания

Изображение: поршни Kolbenschmidt
Кредит: Kolbenschmidt

Форма поршня в основном зависит от типа двигателя внутреннего сгорания.Поршни бензиновых двигателей обычно легче и короче по сравнению с поршнями дизельных двигателей. Геометрия поршня имеет множество тонкостей из-за сложности его рабочей среды, но основными частями поршня являются:

  • поршень головка , также называемая верхней частью или головкой : это верхняя часть поршня. который вступает в контакт с давлением газа в камере сгорания
  • кольцевой ремень : верхняя средняя часть поршня, когда поршневые кольца расположены
  • выступ штифта : нижняя средняя часть поршня который содержит поршневой палец
  • юбка поршня : область под кольцевым ремнем

Изображение: оси поршневого пальца и юбки

Изображение: Основные детали поршня
Кредит: [3]

где:

  1. верхняя часть поршня
  2. верхняя фаска
  3. кольцевой ремень
  4. распорки
  5. стопорный зажим штифта
  6. выступ штифта
  7. поршень тонный штифт
  8. поршневые кольца
  9. юбка поршня

Поршень соединен с шатуном через поршневой палец (7).Штифт позволяет поршню вращаться вокруг оси штифта. Штифт удерживается в поршне с помощью фиксатора пальца (5).

После днища поршня доходит до кольцевого ремня (также называемого кольцевой зоной) (3). Большинство поршней имеют три кольцевые канавки, в которые устанавливаются поршневые кольца. Верхнее кольцо называется компрессионным кольцом , среднее на нем - скребковое кольцо , а нижнее кольцо - маслоуправляющее кольцо . Компрессионное кольцо должно герметизировать камеру сгорания, чтобы предотвратить утечку внутренних газов в блок двигателя.Маслоуправляющее кольцо соскребает масло со стенок цилиндра, когда поршень находится на рабочем или выпускном такте. Среднее кольцо выполняет комбинированную функцию обеспечения сжатия в цилиндре и удаления излишков масла со стенок цилиндра.

Юбка поршня (8) удерживает поршень в равновесии внутри цилиндра. Обычно он покрывается материалом с низким коэффициентом трения, чтобы уменьшить потери на трение. В отверстии или бобышке (6) поршня находится поршневой палец (7), который соединяет поршень с шатуном.

Геометрические характеристики поршня

Поршни должны правильно работать в широком диапазоне температур, от -30 ° C до 300-400 ° C. В то же время он должен быть достаточно легким, чтобы иметь низкую инерцию и обеспечивать высокие обороты двигателя. Ниже представлена ​​пара геометрических характеристик поршня.

Овальность поршня

Из-за процесса сгорания температура внутри цилиндров двигателя достигает сотен градусов Цельсия.Поршень является одним из основных компонентов, который поглощает часть выделяемого тепла и отводит его в моторное масло. Поскольку ось поршневого пальца содержит больше материала, чем ось юбки, тепловое расширение вдоль оси пальца немного выше, чем тепловое расширение вдоль оси юбки. По этой причине поршень имеет овальную форму, диаметр по оси пальца на 0,3-0,8% меньше диаметра по оси юбки [6].

Изображение: Овальность поршня

Коническая форма поршня

Форма поршня не идеальна для цилиндра.При низкой температуре зазор между поршнем и цилиндром двигателя больше по сравнению с высокими температурами. Кроме того, зазор не является постоянным по длине поршня, он меньше вокруг верхней части поршня по сравнению с областью юбки поршня. Это необходимо для большего теплового расширения головки поршня, поскольку она содержит больший объем металла.

Изображение: Зазор поршня (коническая форма)

Изображение: Тепловое расширение поршня (если цилиндрическая форма)

Смещение поршневого пальца на градусы

Движение поршня внутри цилиндра свободы, 1 первичный и 2 вторичных:

  • по вертикальной оси цилиндра, между верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ) (основная, ось Y)
  • вокруг Ось пальца (вторичная, α - угол)
  • вдоль оси юбки (вторичная, ось x)

Первичное движение создает крутящий момент на коленчатом валу, это желательно с механической точки зрения.Вторичные движения происходят из-за комбинации нескольких факторов: двунаправленного движения шатуна и зазора между поршнем и цилиндром. Оба вторичных движения вызывают трение о стенки цилиндра, а также шум, вибрацию (удар поршня).

Изображение: Осевое усилие поршня и смещение пальца

Когда коленчатый вал вращается по часовой стрелке, левая сторона цилиндра называется упорной стороной (TS) , а противоположная сторона известна как противодействующая упорная сторона (ATS). .Удары поршня могут происходить с обеих сторон цилиндра. Удар поршня возбуждает блок двигателя и проявляется в виде поверхностных вибраций, которые в конечном итоге излучаются в виде шума вблизи двигателя [9]. Еще одно неудобство заключается в том, что при движении поршня через ВМТ и ВТК на коленчатый вал создается повышенная нагрузка, поскольку поршень совмещен с центром вращения коленчатого вала.

Смещение поршневого пальца - это несоосность между центром отверстия поршневого пальца и центром коленчатого вала.За счет этого в конструкции улучшаются шумовые характеристики двигателя из-за ударов поршня в ВМТ. Это основная проблема NVH (шумовая вибрация и резкость) для инженеров-технологов, которые хотят устранить тревожные шумы везде, где они могут. Вторая причина - повышение мощности двигателя за счет уменьшения внутреннего трения в TS и ATS.

Смещение пальца снижает механическое напряжение, возникающее в соединительной штанге, когда она достигает ВМТ или НМТ, потому что шатун не должен толкать поршень в противоположном направлении в конце хода.Это смещение заставляет стержень перемещаться по дуге в ВМТ и НМТ.

Механические нагрузки на поршень

Поршень является элементом двигателя внутреннего сгорания (ДВС) , который должен выдерживать наибольшие механические и термические нагрузки. Из-за поршня мощность ДВС ограничена. В случае очень высокой термической или механической нагрузки поршень выходит из строя в первую очередь (по сравнению с блоком цилиндров, клапанами, головкой блока цилиндров). Это связано с тем, что поршень должен быть компромиссом между массой и устойчивостью к механическим и термическим нагрузкам.

Циклическое нагружение поршня из-за [6]:

  • сила газа от давления в цилиндре
  • сила инерции от колебательного движения поршня и
  • поперечная сила от опоры силы газа наклонным шатуном, а сила инерции колеблющегося шатуна

определяет механическую нагрузку .

Вертикальные силы, действующие на поршень, состоят из: сил давления, , создаваемых расширяющимися газами, и сил инерции, , создаваемых собственной массой поршня [10].

\ [F_ {p} = F_ {gas} + F_ {ineria} \]

Силы инерции намного меньше сил давления и имеют наибольшую интенсивность, когда поршень меняет направление, в ВМТ и НМТ.

Изображение: Напряжение поршня по Мизесу и механическая деформация
Авторы и права: [7]

Изображение: Вертикальные силы поршня в зависимости от угла поворота коленчатого вала
Кредиты: [7]

Вышеуказанные силы поршня рассчитываются с использованием передовых методов анализа методом конечных элементов для алюминиевого поршня, используемого в легковых автомобилях с дизельным двигателем [7].

Процесс сгорания имеет разные характеристики для дизельного и бензинового ДВС. В дизельном двигателе пиковое давление газа при сгорании может достигать 150 - 160 бар. В бензиновом двигателе максимальное давление ниже 100 бар. Из-за более высокого давления поршни дизельного двигателя должны выдерживать более высокие механические нагрузки.

Чтобы работать без сбоев в таких суровых условиях, поршни дизельных двигателей конструируются более тяжелыми, прочными и имеют большую массу.Недостатком является более высокая инерция, более высокие динамические силы, поэтому максимальная частота вращения двигателя ниже. Одна из причин, по которой дизельные двигатели имеют более низкую максимальную скорость (около 4500 об / мин) по сравнению с бензиновыми двигателями (около 6500 об / мин), - это более тяжелые механические компоненты (поршни, шатуны, коленчатый вал и т. Д.).

Термические нагрузки на поршень

Головка поршня находится в прямом контакте с горящими газами внутри камеры сгорания, поэтому она подвергается высоким тепловым и механическим нагрузкам .В зависимости от типа двигателя (дизельный или бензиновый) и типа впрыска топлива (прямой или непрямой) головка поршня может быть плоской или содержать чашу .

Тепловая нагрузка от температуры газа в процессе сгорания также является циклической нагрузкой на поршень. Он действует в основном во время такта расширения на поршне со стороны камеры сгорания. В других тактах, в зависимости от принципа работы, тепловая нагрузка на поршень снижается, прерывается или даже оказывает охлаждающий эффект во время газообмена.Как правило, передача тепла от горячих дымовых газов к поршню происходит в основном за счет конвекции, и лишь небольшая часть является результатом излучения.

Изображение: Рабочие температуры поршня
Кредиты: [3]

Тепло, выделяемое при сгорании, частично поглощается поршнем. Большая часть тепла передается через площадь кольца поршня (около 70%). Юбка поршня отводит 25% тепла, а остальное передается на поршневой палец, шатун и масло.Более высокая частота вращения двигателя означает более высокую температуру поршня . Это происходит потому, что накопленное тепло не успевает рассеяться между двумя последовательными циклами сгорания. В то же время более высокая нагрузка на двигатель означает более высокую температуру поршня, потому что при этом сгорает больше воздушно-топливной смеси, которая выделяет больше тепла.

Изображение: Распределение температуры в поршне бензинового двигателя
Кредит: [6]

Изображение: Распределение температуры в поршне дизельного двигателя с каналом охлаждения
Кредит: [6]

Изображение: Тепловая нагрузка поршня
Кредит: [7]

Что касается хода расширения, продолжительность действия тепловой нагрузки от сгорания очень мала.Следовательно, только очень небольшая часть составляющей массы поршня, вблизи поверхности на стороне сгорания, следует за циклическими колебаниями температуры. Таким образом, почти вся масса поршня достигает квазистатической температуры, которая, однако, может иметь значительные локальные изменения.

Охлаждение поршня

По мере увеличения удельной мощности в современных двигателях внутреннего сгорания поршни подвергаются возрастающим тепловым нагрузкам. Поэтому эффективное охлаждение поршня требуется чаще, чтобы обеспечить безопасность эксплуатации.

Изображение: 2009 Ecotec 2.0L I-4 VVT DI Turbo (LNF) Головка поршня и масляная форсунка
Кредит: GM

Температуру поршня можно понизить с помощью циркулирующего масла по средней части поршня. Это может быть достигнуто с помощью маслоструйных устройств, установленных на блоке цилиндров, которые впрыскивают моторное масло через отверстие, когда поршень находится близко к нижней мертвой точке (НМТ).

Компания Tenneco Powertrain разработала новый стальной поршень для дизельных двигателей, который она спроектировала с «герметичной на весь срок службы» охлаждающей камерой в головной части, что позволяет поршням безопасно работать при температурах в головке более чем на 100 ° C выше действующих ограничений.

Изображение: технология охлаждения поршня EnviroKool
Кредит: Tenneco

Для формирования коронки EnviroKool внутри поршня с помощью сварки трением создается встроенный охлаждающий канал, который затем заполняется высокотемпературным маслом и инертным газом. Эта камера постоянно закрыта приварной заглушкой. Согласно Tenneco Powertrain, технология EnviroKool позволяет преодолеть температурные ограничения обычных открытых галерей, в которых в качестве теплоносителя используется смазочное масло.

Типы поршней

Геометрия поршня ограничена из-за кубатуры ДВС. Поэтому основной способ повышения механического и термического сопротивления поршня - увеличение его массы. Это не рекомендуется, потому что поршень с большой массой имеет большую инерцию, которая преобразуется в высокие динамические силы, особенно при высоких оборотах двигателя. Сопротивление поршня можно улучшить за счет оптимизации геометрии, но всегда будет компромисс между массой, механическим и термическим сопротивлением.

На первый взгляд поршень кажется простым компонентом, но его геометрия довольно сложна:

Изображение: Техническое описание дизельного поршня
Кредит: Kolbenschmidt

Изображение: Техническое описание бензинового поршня
Кредит: Kolbenschmidt

Условные обозначения:

  1. диаметр чаши
  2. днище поршня
  3. камера сгорания (чаша)
  4. кромка днища поршня
  5. верхняя площадка поршня
  6. посадочная площадка паза под компрессионное кольцо
  7. выемка под кольцо
  8. стороны канавки
  9. канавка маслосъемного кольца
  10. отверстие возврата масла
  11. выступ поршневого пальца
  12. удержание на расстоянии канавки
  13. канавка для стопорного кольца
  14. расстояние до ступицы поршня
  15. расстояние ступенчатой ​​кромки
  16. диаметр поршня 90 ° C относительно отверстия под поршневой палец 90 204
  17. отверстие поршневого пальца
  18. глубина чаши
  19. юбка
  20. зона кольца
  21. высота сжатия поршня
  22. длина поршня
  23. канал маслоохладителя
  24. держатель кольца
  25. втулка болта
  26. окно измерения развала короны
  27. Как видите, между дизельными и бензиновыми поршнями есть существенные различия.

    Поршни дизельного двигателя должны выдерживать более высокие давления и температуры, поэтому они больше, крупнее и тяжелее. Они могут быть изготовлены из алюминиевых сплавов, стали или их комбинации. Поршень дизеля содержит часть камеры сгорания в головке поршня. Из-за формы поперечного сечения головки поршня поршень дизельного двигателя также называют поршнем с головкой омега.

    Поршни бензиновых (бензиновых) двигателей легче, предназначены для более высоких оборотов двигателя.Они изготавливаются из алюминиевых сплавов и обычно имеют плоскую головку. Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском (DI) имеют специальные головки, позволяющие направлять поток топлива качающимся движением.

    Ниже вы можете увидеть несколько изображений дизельных и бензиновых (бензиновых) двигателей в высоком разрешении.

    Изображение: LS9 6.2L V-8 SC поршень (алюминий, бензин / бензиновый двигатель с непрямым впрыском)
    Кредит: GM

    Изображение: Ecotec 2.0L I-4 VVT DI Turbo (LNF) поршень (алюминиевый, бензиновый / бензиновый двигатель с прямым впрыском)
    Кредит: GM

    Изображение: Поршень дизельного двигателя автомобиля с кольцами (алюминий, дизель)
    Кредит: Kolbenschmidt

    Изображение: Поршень из моностали (сталь, дизель) )
    Кредит: Tenneco

    Материалы поршней

    Большинство поршней для автомобильной промышленности изготавливаются из алюминиевых сплавов .Это потому, что алюминий легкий, обладает достаточной механической прочностью и хорошей теплопроводностью. Есть тяжелые применения, коммерческие автомобили, в которых используются поршни из стали , которые более устойчивы к более высоким давлениям и температурам в камере сгорания.

    Алюминиевые поршни изготавливаются из литых или кованых жаропрочных алюминиево-кремниевых сплавов. Есть три основных типа алюминиевых поршневых сплавов. Стандартный поршневой сплав представляет собой эвтектический сплав Al-12% Si, содержащий дополнительно ок.По 1% каждого из Cu, Ni и Mg [3].

    Основными алюминиевыми сплавами для поршней являются [3]:

    • эвтектический сплав (AlSi12CuMgNi): литой или кованый
    • Заэвтектический сплав
    • (AlSi18CuMgNi): литой или кованый
    • специальный эвтектический сплав (только AlSi2112204)
    • специальный эвтектический сплав (только AlSi2202Cu4) алюминиевый сплав имеет более низкую прочность, чем чугун, поэтому необходимо использовать более толстые секции, поэтому не все преимущества легкого веса этого материала реализуются. Кроме того, из-за более высокого коэффициента теплового расширения алюминиевые поршни должны иметь больший рабочий зазор.С другой стороны, теплопроводность алюминия примерно в три раза выше, чем у железа. Это, вместе с большей толщиной используемых секций, позволяет алюминиевым поршням работать при температурах примерно на 200 ° C ниже, чем чугунные [8].

      В некоторых случаях прочность и износостойкость поршней из алюминиевого сплава недостаточны для удовлетворения требований по нагрузке, поэтому используются черные материалы (например, чугун, сталь). Существует несколько методов использования черных металлов в производстве поршней:

      • в качестве местного армирования, вставок из черных металлов (т.е.g., держатели колец)
      • в виде удлиненных частей композитных поршней (например, днища поршня, болтов)
      • поршни, полностью изготовленные из чугуна или кованой стали

      Изображение: композитный поршень для тяжелого двигателя - поперечное сечение
      Кредит: [8]

      Изображение: Поршень композитной конструкции для судовых дизельных двигателей
      Кредит: Warstila

      В поршнях и поршнях используются два типа черных металлов компоненты [6]:

      • чугун :
        • аустенитный чугун для держателей колец
        • чугун с шаровидным графитом для поршней и юбок поршней
      • сталь
        • хром-молибденовый сплав
        • хромомолибден-никелевый сплав (34CrNiMo6)
        • молибден-ванадиевый сплав (38MnVS6)

      чугун обычно имеют содержание углерода> 2%.Поршни высоконагруженных дизельных двигателей и другие высоконагруженные компоненты двигателей и конструкции машин преимущественно изготавливаются из сферолитического чугуна M-S70. Этот материал используется, например, для изготовления цельных поршней и юбок поршней в композитных поршнях [6].

      Сплавы железа, обозначенные как стали, обычно имеют содержание углерода менее 2%. При нагревании они полностью превращаются в ковкий (пригодный для ковки) аустенит. Поэтому сплавы железа отлично подходят для горячей штамповки, такой как прокатка или ковка.

      Поршневые технологии

      Существует несколько передовых поршневых технологий, каждая из которых имеет целью увеличить механическое и / или термическое сопротивление, снизить коэффициент трения или общую массу (сохраняя в то же время механические и термические свойства).

      Ниже вы можете найти примеры современных поршней, производимых на заводе Kolbenschmidt , каждый из которых отличается уникальными технологиями.

      Изображение: Поршень дизеля с охлаждающим каналом, втулкой болта и держателем кольца
      Кредит: Kolbenschmidt

      Изображение: Шарнирно-сочлененный поршень дизеля с кованой верхней стальной частью и алюминиевой юбкой
      Кредит: Kolbenschmidt

      Изображение: Поршень бензинового двигателя в облегченной конструкции LiteKS® с держателем кольца
      Кредит: Kolbenschmidt

      Изображение: Литые держатели колец из чугуна многократно увеличивают долговечность первой кольцевой канавки дизельных поршней.Kolbenschmidt является лидером в разработке соединения Alfin с держателем кольца
      Кредит: Kolbenschmidt

      Изображение: Канавки под кольцо с твердым анодированием предотвращают износ и микросварку поршней для бензиновых двигателей.
      Кредит: Kolbenschmidt

      Поршни KS Kolbenschmidt имеют специальное покрытие LofriKS®, NanofriKS® или графит на юбке поршня. Они уменьшают трение внутри двигателя и обеспечивают хорошие характеристики при аварийной работе. Покрытия LofriKS® также используются по акустическим причинам.Их использование сводит к минимуму шумы от хлопка поршня. NanofriKS® является дальнейшим развитием испытанного и испытанного покрытия LofriKS® и дополнительно содержит наночастицы оксида титана для повышения износостойкости и долговечности покрытия. ®) гарантируют надежную работу при использовании в алюминиево-кремниевых поверхностях цилиндров (Alusil®).
      Кредит: Kolbenschmidt

      Изображение: Отверстия поршневого пальца специальной формы (Hi-SpeKS®) повышают динамическую нагрузочную способность станины поршневого пальца, тем самым увеличивая долговечность поршня
      Кредит: Kolbenschmidt

      Ниже вы можете найти примеры современных поршней, производимых компанией Tenneco Powertrain (ранее Federal Mogul) , каждый из которых основан на уникальных технологиях.

      Изображение: Поршень Elastothermic® (алюминиевый поршень для бензиновых / бензиновых легких транспортных средств)

      Характеристики: Поршень с охлаждающим каналом
      улучшает мощность и расход топлива уменьшенных бензиновых двигателей
      - Канал эластотермического охлаждения снижает температуру днища поршня на около 30 ° C.
      - снижение температуры первой кольцевой канавки примерно на 50 ° C, что приводит к уменьшению отложений нагара и износа канавок и колец для увеличения срока службы; низкого расхода масла и продувки. зажигание

      Кредит: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

      Изображение: Алюминиевые дизельные поршни

      Характеристики:
      - оптимизированное расположение каналов для максимального охлаждения может привести к снижению температуры обода барабана до 10%
      - улучшенная боковая забивка методы значительно улучшают конструктивную устойчивость (даже при тонкостенных конструкциях)
      - реструктуризация обода камеры сгорания и дно стакана может увеличить усталостный ресурс до 100%.

      Кредит: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

      Изображение: Поршни для дизельных двигателей из моностали (стальные поршни для дизельных автомобилей большой грузоподъемности или промышленного применения)

      Поршень Monosteel® обеспечивает прочность и охлаждающую способность, чтобы удовлетворить самые жесткие требования к двигателям на рынках тяжелых и промышленных двигателей, включая новое поколение давлений срабатывания двигателя, необходимых для дорожных правил Евро VI и выше.

      Прочная конструкция, состоящая из сварных с помощью инерционной сварки кованых стальных секций, образующих большие охлаждающие галереи, позволяет поршням Monosteel выдерживать возрастающие механические нагрузки. Эволюция Monosteel включает в себя последние разработки для промышленных двигателей с большим диаметром цилиндра, а также использование тонкостенных легких поковок и отливок для дизельных двигателей легковых автомобилей.

      Основные характеристики продукта:
      - большая закрытая структурная галерея с превосходным охлаждением обода чаши и кольцевой канавки, уменьшающим деформацию канавки и улучшающим контроль масла и газового уплотнения
      - профилированное отверстие под палец без втулки
      - юбка по всей длине для стабильного поршня динамика, снижение риска кавитации гильзы и улучшение кольцевого уплотнения.
      - процесс обеспечивает гибкость материала с возможностью выбора материала коронки для уменьшения коррозии или окисления и / или выбора материала юбки для повышения технологичности.

      Кредит: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

      Изображение: Поршни с покрытием EcoTough® (алюминиевый поршень для бензиновых / бензиновых легких или тяжелых автомобилей)

      Поршень с покрытием EcoTough® обеспечивает важные преимущества, которые помогают удовлетворить потребности клиентов в более эффективные конструкции двигателей, в том числе сниженный расход топлива и выбросы CO 2 . Он сочетает в себе низкий износ и низкое трение в одном применении и снижает расход топлива на 0,8% по сравнению с обычными покрытиями поршней.

      Ключевые преимущества включают:
      - совместим с существующей и усовершенствованной отделкой внутренних отверстий цилиндров и может быть беспрепятственно введен в серийное производство двигателей в качестве рабочих изменений
      - состав обеспечивает большую толщину, чем поршни с обычным покрытием, обеспечивая дополнительную защиту
      - соответствует строгим экологическим стандартам ; не содержит токсичных растворителей.
      - запатентованное усовершенствованное покрытие юбки поршня с твердыми смазочными материалами и армированием углеродными волокнами, специально разработанное для тяжелых бензиновых условий.
      - Снижение трения в силовом цилиндре (поршень + кольца) на 10% по сравнению сстандартные покрытия, повышение экономии топлива до 0,4% / сокращение выбросов CO 2 в европейских испытаниях ездового цикла
      - снижение износа на 40% по сравнению со стандартными бензиновыми покрытиями, повышенная надежность современных бензиновых двигателей с наддувом DI
      - EcoTough® - это запатентованное FM-покрытие

      Кредит: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

      Изображение: Поршень DuraBowl® (алюминиевый поршень для дизельных легких или тяжелых автомобилей)

      Усиление поршня DuraBowl® Частичное переплавление кромки чаши :
      - чрезвычайное улучшение структуры алюминиевого материала, созданное локализованным переплавлением с использованием технологии TIG.
      - до 4 раз улучшенная долговечность в двигателях с высокой удельной мощностью по сравнению с поршнями без переплавки барабана.Допускает форму камеры сгорания, подвергающуюся высоким нагрузкам.
      - Процесс FM DuraBowl® расширяет пределы алюминиевых поршней в наиболее сложных условиях за счет увеличения усталостной прочности (циклов) поршня

      Авторы и права: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

      Изображение: Elastoval II сверхлегкие поршни (алюминиевый поршень для бензиновых / бензиновых легких транспортных средств)

      Технология бензиновых поршней Avanced Elastoval® II основана на:
      - глубоких карманах под коронкой
      - наклонных боковых панелях
      - облегченной конструкции опоры пальца
      - тонких стенках 2.5 мм
      - оптимизированная площадь юбки и гибкость
      - высокоэффективный сплав FM S2N

      Характеристики и преимущества включают:
      - снижение веса на 15% по сравнению с бензиновыми поршнями предыдущего поколения
      - обеспечивает удельную мощность до 100 кВт / л
      - оптимизировано характеристики шума и трения
      Совместимость с опцией держателя альфинового кольца для повышения пикового давления в цилиндре и устойчивости к детонации

      Кредит: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

      Часто задаваемые вопросы о поршнях

      Для чего используются поршни?

      Поршни используются в двигателях внутреннего сгорания для передачи усилия на шатун и коленчатый вал, создавая крутящий момент двигателя.Поршни преобразуют давление газа из камеры сгорания в механическую силу.

      Что такое поршень и как он работает?

      Поршень - это компонент двигателя внутреннего сгорания, сделанный из алюминия или стали, используемый для преобразования давления газа из камеры сгорания в механическую силу, передаваемую на шатун и коленчатый вал.

      Из чего сделан поршень?

      Поршень может быть изготовлен из цветного материала, алюминия (Al) или черных металлов, например, из чугуна или из стали .

      Какие бывают два типа поршневых колец?

      Два типа поршневых колец: компрессионные, кольца и масляные кольца .

      Какие два основных типа поршневых двигателей?

      Двумя основными типами поршневых двигателей являются: дизельный двигатель поршень и бензиновый двигатель поршень. В зависимости от материала, два основных типа поршня: поршень из алюминия , поршень и поршень из стали .

      Каков срок службы поршней?

      Поршень должен служить в течение всего срока службы автомобиля, если условия эксплуатации являются номинальными (нормальная смазка, регулярное обслуживание двигателя, отсутствие чрезмерной нагрузки, отсутствие чрезмерной температуры). В нормальных условиях эксплуатации поршень должен прослужить не менее 300000 км до 500000 км и более.

      Что вызывает отверстия в поршнях?

      Обычно аномально высокие температуры вызывают плавление поршней, или детонация двигателя может вызвать трещины в поршнях.Неисправные форсунки могут подавать чрезмерное количество топлива в цилиндры, что может вызвать аномально высокую температуру сгорания и частичное оплавление поршней.

      Как узнать, повреждены ли поршни?

      Если поршень поврежден, наиболее вероятными симптомами являются: потеря мощности из-за потери сжатия, чрезмерный дым в выхлопе или необычный шум двигателя.

      Можно ли починить сломанный поршень?

      Сломанный поршень не подлежит ремонту, его необходимо заменить.Поршень имеет очень жесткие геометрические допуски, которые, скорее всего, не будут соблюдены после ремонта. Кроме того, их механические и термические свойства будут изменены после ремонта, что приведет к дальнейшим повреждениям. Сломанный поршень может вызвать серьезные повреждения блока цилиндров, шатуна, клапанов и т. Д. И требует немедленной замены.

      Можно ли водить машину с неисправным поршнем?

      Вы можете ездить с плохим поршнем, но это не рекомендуется. Повреждение поршня может привести к значительному выходу из строя блока цилиндров, коленчатого вала, шатунов, клапанов и т. Д.Если не заменить поврежденный поршень, это может привести к полному отказу двигателя.

      Повредит ли мой двигатель удар поршня?

      Удар поршня повредит двигатель, оставьте без присмотра. Удар поршня в течение длительного времени приведет к повреждению гильзы цилиндра и самого поршня.

      Уходит ли поршень при нагревании?

      Поршень частично уходит, когда двигатель прогрет. Удар поршня вызван чрезмерным износом гильзы цилиндра или самого поршня.Когда двигатель нагревается, поршень имеет тепловое расширение, и зазор между поршнем и цилиндром уменьшается, что приводит к уменьшению ударов поршня.

      Могу ли я ехать с хлопком поршня?

      Можно ездить с хлопком поршня, но долго водить не рекомендуется. Удар поршня вызовет износ самого поршня и гильзы цилиндра. Удар поршня также может вызвать трещины в поршне, что может привести к полному отказу двигателя, если его оставить без присмотра.

      Что вызывает износ юбки поршня?

      Износ юбки поршня вызван недостаточной смазкой гильзы цилиндра маслом.В нормальном рабочем состоянии система смазки разбрызгивает масло на цилиндры, чтобы избежать прямого контакта между юбкой поршня и цилиндром. При неисправности системы смазки или недостаточном уровне масла на стенках цилиндра будет недостаточно масла, и юбка поршня будет значительно изнашиваться.

      Ссылки

      [1] Клаус Молленхауэр, Хельмут Чоеке, Справочник по дизельным двигателям, Springer, 2010 г.
      [2] Хироши Ямагата, Наука и технология материалов в автомобильных двигателях, Woodhead Publishing in Materials, Кембридж, Англия, 2005 г. .
      [3] The Aluminium Automotive Manual, European Aluminium Association, 2011.
      [4] Heisler, Heinz, Vehicle and Engine Technology, Society of Automotive Engineers, 1999.
      [5] QinZhaoju et al., Поршневая термомеханическая муфта дизельного двигателя моделирование и многопрофильная оптимизация проектирования, Примеры из теплотехники, Том 15, ноябрь 2019 г.
      [6] Испытания поршней и двигателей, Mahle GmbH, Штутгарт, 2012 г.
      [7] Скотт Кеннингли и Роман Моргенштерн, Тепловые и механические нагрузки в Область чаши сгорания легковых дизельных поршней из AlSiCuNiMg; Пересмотрено с акцентом на расширенный анализ методом конечных элементов и инструментальные методы тестирования двигателей, Federal Mogul Corporation, SAE Paper 2012-01-1330.
      [8] T.K. Гарретт и др., Автомобиль, 13-е издание, Баттерворт-Хайнеманн, 2001.
      [9] Н. Долатабади и др., Об идентификации событий удара поршня в двигателях внутреннего сгорания с использованием трибодинамического анализа, Механические системы и обработка сигналов, Том 58 –59, июнь 2015 г., страницы 308-324, Elsevier, 2014.
      [10] Клаус Молленхауэр и Гельмут Чоеке, Справочник по дизельным двигателям, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010.

      По любым вопросам, наблюдениям и запросам по этой статье , используйте форму комментария ниже.

      Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

      Компоненты системы смазки (масла): Часть 1

      2.3.0 Компоненты системы смазки (масла)

      Вы должны помнить, что система смазки фактически является неотъемлемой частью двигателя
      , и работа одной зависит от работы другой. Таким образом, смазочная система
      на практике не может рассматриваться как отдельная и независимая система
      ; это часть двигателя. Система смазки в основном состоит из следующих
      :
      • Масляный насос - нагнетает масло по всей системе.
      • Маслосборник и сетчатые фильтры - подает масло к насосу и удаляет крупные частицы.
      • Клапан сброса давления - ограничивает максимальное давление масла.
      • Масляный фильтр - удаляет загрязнения из масла.
      • Масляный радиатор - обеспечивает охлаждение масляной системы.
      • Масляный поддон - резервуар или место для хранения моторного масла.
      • Указатель уровня масла - проверяет количество масла в масляном поддоне.
      • Масляные галереи - масляные каналы в двигателе.
      • Индикатор давления масла - предупреждает оператора о низком давлении масла.
      • Манометр масла - регистрирует фактическое давление масла в двигателе.
      • Регулятор температуры масла - контролирует температуру моторного масла дизельных двигателей.

      2.3.1 Масляный насос

      Масляный насос - это сердце системы смазки; он выталкивает масло из масляного поддона через масляный фильтр и галереи к подшипникам двигателя. Обычно шестерня на распределительном валу двигателя приводит в действие масляный насос; однако зубчатый ремень или прямое соединение с концом распределительного вала или коленчатого вала в некоторых случаях приводит в движение насос.

      Масляные насосы бывают двух основных типов - роторные и шестеренчатые.

      Роторный насос имеет внутренний ротор с выступами, которые соответствуют углублениям аналогичной формы на внешнем роторе
      (Рисунок 6-16). Внутренний ротор смещен от центра внешнего ротора.


      Когда вал масляного насоса вращается, внутренний ротор заставляет внешний ротор вращаться. Эксцентрик
      действие двух роторов формирует карманы, которые меняют размер. На
      образуется большой карман. входная сторона насоса. По мере вращения роторов масляный карман становится меньше, так как
      рядом с выпускным отверстием насоса.Это действие сжимает масло и заставляет его бежать под
      давление. Когда насос вращается, это действие повторяется снова и снова, чтобы произвести
      Шестеренчатый насос состоит из двух шестерен, установленных в плотно прилегающем корпусе (Рисунок 6-17). Вал, который обычно вращается распределителем, коленчатым валом или вспомогательным валом, вращает одну из шестерен насоса. Шестерня вращает другую шестерню насоса, которая опирается на короткий вал внутри корпуса насоса.

      Масло на впускной стороне насоса захватывается зубьями шестерни и разносится по внешней стороне
      стенка внутри корпуса насоса.Когда масло достигает выпускной стороны насоса, зубья шестерни зацепляются и уплотняются. Масло, попавшее в каждый зуб шестерни, нагнетается в карман на выходе из насоса, и создается давление. Масло брызгает из насоса в подшипники двигателя.

      Масляный насос (шестеренчатый или роторный) предназначен для подачи большего количества масла, чем обычно требуется для адекватной смазки, в качестве фактора безопасности для обеспечения достаточной подачи масла в экстремальных условиях эксплуатации. Это требует, чтобы в насос был встроен предохранительный клапан давления масла для ограничения максимального давления масла.

      2.3.2 Маслосборник и фильтр

      Маслозаборник - это трубка, которая проходит от масляного насоса до дна масляного поддона. Один конец
      болта или винта всасывающей трубки в масляный насос или блок двигателя. Другой конец
      удерживает сетчатый фильтр.

      Сетчатый фильтр имеет сетку, подходящую для отделения крупных частиц от масла, и при этом
      пропускает достаточное количество масла на входную сторону масляного насоса. Сетчатый фильтр расположен на
      , поэтому все масло, поступающее в насос из масляного поддона, должно проходить через него.Некоторые узлы
      также включают предохранительный клапан, который открывается в случае засорения сетчатых фильтров, таким образом
      перепускает масло к насосу. Фильтры в сборе могут быть плавающего или фиксированного типа
      .

      Плавающий сетчатый фильтр имеет герметичную воздушную камеру, шарнирно прикреплен к входному отверстию масляного насоса и плавает
      чуть ниже верхней части масла. При изменении уровня масла плавающий заборник будет соответственно повышаться или опускаться на
      . Это действие позволяет всему маслу, попавшему в насос, выходить с поверхности.Эта конструкция
      не позволяет насосу всасывать масло со дна масляного поддона, где могут скапливаться грязь, вода
      и шлам. Сетчатый фильтр удерживается на поплавке зажимом
      . Движение поплавка вверх-вниз ограничено упорами.

      Неподвижный сетчатый фильтр - это просто устройство в форме перевернутой воронки, расположенное на расстоянии примерно от 1/2 дюйма до 1 дюйма
      от дна масляного поддона (Рисунок 6-18). Это устройство предотвращает попадание и циркуляцию шлама или грязи, накопленных
      , в системе.Узел
      жестко прикреплен к масляному насосу в фиксированном положении.

      .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *