На сайте вы найдете информацию о том как сделать качественный ремонт автомобиля своими руками, подробные фото отчеты по ремонту ауди с4, а также много полезной информации о диагностике и профилактике неисправностей.
Вы здесь: Главная />Устройство и принцип действия />Коленчатый вал и масляные каналы в нем (Часть 3).
Меню сайта:
Последние публикации
Перетяжка потолка ауди 100 с4.(Часть 3)
В первой и второй частях мы снимали обшивку потолка, сегодня же мы займемся самой перетяжкой.
Перетяжка потолка ауди 100 с4.(Часть 2)
Продолжим снятие обшивки потолка. В первой части мы сняли обшивку люка и накладки передних стоек. Сегодня мы все-таки снимем потолок.
Перетяжка потолка ауди 100 с4.(Часть 1)
В уже не молодых автомобилях, не редко можно столкнуться с проблемой провисания потолка. Происходит это, как правило, по двум причинам:
Коленчатый вал и масляные каналы в нем (Часть 3).
В прошлых статьях (часть1 и часть 2) мы подробно разобрали конструкции и разновидности коленчатых валов. Теперь настало время разобраться, как происходит смазка шеек вала. О самой системе смазке мы поговорим отдельно, а сейчас разберем только то, как происходит подача смазки к коренным и шатунным шейкам.
В блоке цилиндров постели коленчатого вала к каждой коренной шейки подходят масляные каналы. Через отверстие во вкладыше (подшипнике) масло под давлением подается в зазор между коренной шейкой вала и вкладышем, образовывая масляный клин.
Внутри коленчатого вала проходят масляные каналы, через которые масло попадает от коренных шеек к шатунным. Сам канал в большинстве случаев стараются сдвинуть от вершины шейки и зачастую делают на нем радиусную фаску, которую потом отполировывают.
Теперь разберем наиболее популярные схемы смазки коленчатого вала. Наиболее распространенной является следующая схема:
-
В коренной шейке сверлится сквозное отверстие. В шатунной сверление происходит под наклоном до попадания в сквозное отверстие (масляный канал) коренной шейки. Данная схема расположения масляных каналов в коленчатом валу позволяет обеспечить непрерывное поступление масла к шатунным шейкам при установке нижних вкладышей без канавки. Как правило, на коленвалах рядных двигателей поступление масла к шатунным шейкам индивидуально, то есть от одной коренной шейки смазывается одна шатунная. Таким образом, получается, что одна коренная шейка остается без масляного отвода, на ней устанавливаются упорные полукольца и оба вкладыша могут не иметь проточки.
Такая схема косого сверления от шатунной шейки к коренной часто применима на коленчатых валах V – образных двигателей. Отличие состоит лишь в том, что от одной коренной шейки смазываются две шатунные.
Существуют и другие схемы смазки, они не получили должного распространения и являются скорее индивидуальными схемами для отдельных марок. Например:
- на некоторых двигателях HONDA подвод масла происходит от крышек коренных подшипников выполненных как одно целое.
- на четырех цилиндровых двигателях NISSAN подача масла к шатунным шейкам происходит только от второй и четвертой коренной шейки.
Коленчатый вал в процессе работы подвержен циклическим нагрузкам, поэтому большое значение здесь имеет усталостная прочность. Максимально уязвимые места на коленчатом валу, где могут появиться трещины – это на щеке между шатунной и коренной шейкой. В этом месте она ослаблена проходящим внутри масляным каналом.
Как правило, коленчатый вал за исключением масляных каналов внутри не имеет полостей, но в современных двигателях для облегчения веса все чаще стали использоваться полые коленчатые валы. В таких валах полости внутри имеют сложное строение позволяющее огибать масляные каналы. Такие валы легче на 25-30%, что позволяет снизить нагрузку на подшипники. Но в то же время такие валы более подвержены деформации.
В следующей статье мы с вами поговорим о хвостовике и заднем фланце коленвала.
Как подается масло к шатунным вкладышам коленчатого вала
Схемы систем смазки
Автомобильные двигатели имеют комбинированную систему смазки. В этом случае особо нагруженные детали (коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного вала, коромысла, иногда поршневые пальцы и другие детали) смазываются под давлением, к другим деталям смазка поступает разбрызгиванием или самотеком.
Система смазки двигателя автомобиля ГАЗ -24 «Волга». Система смазки состоит из масляного насоса, установленного внутри поддона, полнопоточного масляного фильтра, масляной магистрали с каналами, радиатора, маслоналивной горловины с крышкой, указателя уровня масла и других частей.
Масляный насос приводится в действие от распределительного вала при помощи двух шестерен. Ведущая шестерня выполнена как одно целое с распределительным валом, а ведомая установлена на промежуточном валике привода насоса. Во время работы двигателя масло из поддона забирается насосом через неподвижный маслоприемник и нагнетается в фильтр. Пройдя полнопоточный фильтр, масло по каналу во второй перегородке блока цилиндров поступает в масляную магистраль (канал просверлен вдоль всего блока цилиндров с его правой стороны). Из масляной магистрали по поперечным каналам в блоке цилиндров масло подводится к коренным подшипникам коленчатого вала и подшипникам распределительного вала.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
В верхних вкладышах коренных подшипников просверлены отверстия для прохода масла к коренным шейкам коленчатого вала. На вкладышах коренных подшипников сделаны маслораспределительные канавки, постоянно сообщающиеся с каналами, по которым масло поступает от коренных шеек к шатунным. В шатунных шейках коленчатого вала имеются грязе-уловительные полости для дополнительной очистки масла. Пройдя эти полости, масло поступает к шатунным шейкам коленчатого вала и шатунным подшипникам.
У некоторых двигателей (автомобилей ГАЗ , ЗИЛ , УАЗ и др.) на нижних головках шатунов сделаны небольшие отверстия, по которым при совпадении их с отверстиями в шатунных шейках коленчатого вала подается пульсирующий поток масла на кулачки распределительного вала и стенки цилиндров. Коромысла и верхние наконечники штанг смазываются под давлением. На пятой (задней) опорной шейке распределительного вала имеется кольцевая канавка. При вращении вала эта канавка соединяет вертикальный канал в блоке цилиндров с каналом, подводящим к ней масло. Из канала 25 масло поступает в канал головки блока, нагнетается под заднюю пустотел) ю стойку оси коромысел и заполняет полость в оси.
Под каждым коромыслом, установленным на оси, есть отверстие, по которому масло подходит к втулкам коромысел. По каналам в коротких плечах коромысел и в регулировочных винтах масло подается к верхним наконечникам штанг. Стекая по штангам, масло смазывает их нижние наконечники, толкатели и кулачки распределительного вала, а затем поступает в поддон. Масло подхватывается вращающимися деталями кривошипно-шатунного механизма и мелко разбрызгивается, образуя масляный туман. Концы коромысел и стержни клапанов смазываются масляным туманом и маслом, вытекающим из зазоров втулок коромысел. Поршневые пальцы, поршни и цилиндры смазываются разбрызгивающимся и стекающим маслом.
На передней опорной шейке распределительного вала имеются две незамкнутые канавки. Одна из канавок при помощи двух отверстий (радиального и осевого) соединена с передним торцом опорной шейки, что позволяет маслу поступать к упорному фланцу. В переднем торце блока цилиндров просверлено отверстие, в которое вставлена трубка. При вращении распределительного вала канавки дважды за один его оборот соединяют поперечный масляный канал с отверстием и подают масло по трубке 33 к распределительным шестерням. Из пятой опорной шейки распределительного вала вытекающее масло попадает в полость между заглушкой и валом, а затем по отверстию отводится в поддон.
В системе смазки есть три клапана: редукционный, расположенный в крышке масляного насоса; перепускной, установленный в полнопоточном фильтре; предохранительный, находящийся в штуцере крана масляного радиатора.
Редукционный клапан необходим для поддержания соответствующего давления в системе смазки. Масляный насос подает масла больше, чем необходимо для работы двигателя, поэтому давление в системе смазки увеличивается (особенно в зимний период). Вследствие повышения давления клапан открывается и перепускает масло из нагнетательной полости насоса во всасывающую. В процессе работы двигателя коренные, шатунные шейки коленчатого вала и все подшипники постепенно изнашиваются. Зазоры между шейками коленчатого вала и соответствующими вкладышами подшипников увеличиваются, в результате чего возрастает расход масла через подшипники. Редукционный клапан, поддерживающий необходимое давление в системе смазки, обеспечивает меньший перепуск масла во всасывающую полость насоса.
Перепускной клапан вступает в работу при засорении фильтра. Предохранительный клапан масляного радиатора не допускает снижения давления в системе смазки ниже 100 кН/ма (1 кгс/см2) при включении радиатора.
Давление в системе смазки контролируют по манометру, датчик которого установлен на корпусе фильтра. Масло в поддон двигателя наливают через горловину, расположенную на крышке головки блока. Количество масла в поддоне двигателя контролируют по меткам П и 0, выбитым на указателе. Масло наливают в поддон до метки, после чего двигатель может работать до снижения уровня масла до метки 0. При уровне масла ниже метки 0 работать запрещено, так как можно выплавить подшипники и вывести двигатель из строя.
Система смазки двигателя автомобиля FA3-53A. Особенностью этой системы смазки по сравнению с рассмотренной выше является наличие двухсекционного насоса и фильтра центробежной очистки масла — центрифуги. Верхняя секция масляного насоса имеет шестерни большего размера, чем нижняя секция, поэтому верхняя секция является основной, а нижняя — дополнительной.
Во время работы двигателя шестеренный масляный насос через неподвижный маслоприемник забирает масло из поддона. К насосу масло поступает по каналам, имеющимся в блоке цилиндров. Нижняя секция масляного насоса по маслопроводу нагнетает масло в центрифугу, после которой оно сливается в поддон. Верхняя секция масляного насоса нагнетает масло в главную масляную магистраль блока цилиндров. Из главной магистрали масло по каналам в блоке подводится к коренным подшипникам коленчатого и распределительного валов. От коренных шеек коленчатого вала по каналам, просверленным в нем, масло поступает к шатунным подшипникам.
Масло от второй и четвертой шеек распределительного вала подается соответственно к правой и к левой головкам блока. Масло пульсирующим потоком по каналам через стойки поступает в полые оси коромысел, установленных на головках блока. Распределительные шестерни смазываются маслом, сливаемым из центрифуги. Из полости, расположенной между пятой шейкой распределительного вала и заглушкой блока цилиндров, масло подается к приводу распределителя зажигания.
Упорный фланец распределительного вала смазывается под давлением маслом, поступающим из отверстия во втулке первой шейки в тот момент, когда радиальный канал в этой шейке совпадает с отверстием втулки. Из радиального канала масло проходит в продольный и в виде пульсирующего потока подводится к упорному фланцу.
В системе смазки имеется масляный радиатор, который включается при температуре окружающего воздуха выше 20 °С. При тяжелых условиях работы автомобиля (например, движение с небольшой скоростью по глубокому снегу или песку) водитель должен включать масляный радиатор, несмотря на низкую температуру окружающего воздуха. Масло, пройдя через радиатор, охлаждается и стекает по маслопроводу в поддон.
При снижении давления масла до 40—90 кН/м2 (0,4—0,9 кгс/см2) на щитке приборов загорается контрольная лампа. Если двигатель работает при малой частоте вращения коленчатого вала, то возможно загорание контрольной лампы аварийного давления масла. Если система смазки исправна, то по мере прогрева двигателя и увеличения частоты вращения коленчатого вала контрольная лампа должна погаснуть. Если контрольная лампа загорается при средней или большой частоте вращения коленчатого вала, то это указывает на неисправность системы смазки. Двигатель необходимо немедленно остановить, найти неисправность и устранить ее.
В системе смазки имеются редукционные клапаны. Клапан расположен в корпусе нижней секции насоса, а клапан — в передней части блока цилиндров с правой стороны. Клапан перепускает масло из полости нагнетания во всасывающую полость насоса; через клапан масло сливается в поддон. Все клапаны системы смазки отрегулированы на заводе; в период эксплуатации автомобиля регулировку этих клапанов изменять не рекомендуется.
Надежность двигателя зависит от работы центрифуги, ее состояния и чистоты масла. Заправка двигателя загрязненным маслом и плохая его очистка вызывают преждевременный износ трущихся поверхностей, особенно шеек коленчатого вала.
Система смазки двигателя автомобиля ЗИЛ -130. Схемы смазки двигателей автомобилей ЗИЛ -130 и ГАЗ -53А аналогичны, поэтому рассмотрим только путь масла. Во время работы двигателя верхняя секция масляного насоса по маслопроводу нагнетает масло в полнопоточную центрифугу. Далее масло поступает в маслораспределительную камеру, расположенную в задней перегородке блока цилиндров. Из камеры масло нагнетается в левый и правый магистральные каналы, а из них поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распределительного вала и толкателям. В коленчатом валу имеются каналы для подачи масла к шатунным шейкам. Средняя (третья) опорная шейка распределительного вала имеет отверстия. При их совпадении с отверстиями в блоке цилиндров масло пульсирующим потоком поступает по каналам к головке блока, а затем под стойку (в каждой головке) и в полые оси коромысел. Масло смазывает ступицы коромысел и далее поступает к регулировочному винту и верхнему наконечнику штанги. Носки коромысел и стержни клапанов смазываются масляным туманом или маслом, поступающим самотеком.
Из правого магистрального канала по трубопроводу масло подается к компрессору, откуда по трубке сливается в поддон двигателя. Нижняя секция масляного насоса при открытом кране нагнетает масло по трубопроводу в масляный радиатор, из которого масло по трубопроводу сливается в поддон.
При снижении давления в системе смазки до 60—30 кН/м2 (0,6— 0,3 кгс/см2) на щитке приборов загорается контрольная лампа с линзой красного цвета. В корпусе центрифуги установлен перепускной клапан, отрегулированный на перепад давлений, равный 100 кН/м2 (1 кгс/см2). Клапан предназначен для перепуска масла в распределительную камеру при увеличенном его расходе вследствие износа подшипников двигателя.
Рассмотрев схемы систем смазки (двигателей автомобилей ГАЗ -24 «Волга», ГАЭ -53А и ЗИЛ -130), отмечаем, что давление в системе смазки прогретых двигателей при скорости движения 50 км/ч должно быть равно 200—400 кН/м2 (2—4 кгс/см2) для двигателя автомобиля ГАЗ -24 «Волга» и не менее 250 кН/м2 (2,5 кгс/см2) для ГАЗ -бЗА. При малой частоте вращения коленчатого вала давление должно быть не менее 50 кН/м2 (0,5 кгс/см2) для двигателей всех трех автомобилей.
При движении автомобиля ЗИЛ -130 со скоростью 40 км/ч давление в системе смазки нового двигателя должно быть равно 200—400 кН/м2 (2— 4 кгс/см2). Если указанные двигатели не прогреты, то давление повышается до 500—575 кН/м2 (5,0—5,75 кгс/см2).
Система смазки дизеля автомобиля КамАЗ-5320. Система смазки этого дизеля аналогична другим системам смазки V-образных двигателей. Однако есть и некоторые отличия. Масляный насос имеет две секций — нагнетающую (переднюю) и радиаторную (заднюю); от насоса системы смазки приводится гидромуфта привода вентилятора. В системе смазки есть шесть клапанов; три у масляного насоса: 29 и 8 — предохранительные клапаны соответственно радиаторной и нагнетающей секций — дифференциальный клапан; два у центрифуги: — сливной и — перепускной клапаны; один у фильтра тонкой очистки: — перепускной. Масло наливают в поддон через патрубок, установленный на картере маховика с правой стороны двигателя.
При работе двигателя масляный насос через маслоприемник засасывает масло двумя секциями. Нагнетающая секция подает масло по каналам блока цилиндров в полнопоточный фильтр тонкой очистки, где оно очищается, проходя через два фильтрующих элемента, а затем поступает в главную масляную магистраль. Из главной масляной магистрали по каналам в перегородках блока цилиндров масло подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала. Поступающее к шатунным подшипникам масло проходит дополнительную центробежную очистку в грязеуловитель-ных полостях коленчатого вала. Далее масло поступает к подшипникам распределительного вала. К подшипникам компрессора масло проходит из канала в задней стенке блока цилиндров по маслопроводу. Из канала в передней стенке блока цилиндров по маслопроводу масло проходит к подшипникам топливного насоса высокого давления. Из каналов блока цилиндров масло по маслопроводам подается в стойки коромысел, смазывает их ступицы, а по отверстиям в коротких плечах коромысел поступает к регулировочным винтам и верхним наконечникам штанг. Стекающее по внутренним отверстиям штанг масло смазывает их нижние наконечники, толкатели, кулачки распределительного вала, а затем сливается в поддон. Масло, которое собирается на головках цилиндров, по наклонным маслопроводам отводится в полости для штанг и далее в поддон.
Радиаторная секция насоса по маслопроводу подает масло к центрифуге, из которой оно постоянно сливается в поддон или проходит по маслопроводу в радиатор, если открыт кран. Если кран закрыт, то масло из центрифуги сливается в поддон двигателя через сливной клапан, открывающийся при давлении 50—80 кН/м2 (0,5—0,8 кгс/см2). В случае номинальной частоты вращения коленчатого вала давление в системе смазки поддерживается равным 450—500 кН/м2 (4,5—5,0 кгс/см2) при прогретом двигателе и не менее 100 кН/м2 (1 кгс/см2) при минимальной температуре двигателя. Дифференциальный клапан, размещенный в нагнетательной секции насоса, ограничивает давление масла в главной магистрали и открывается при 400—450 кИ/м2 (4—4,5 кгс/см2). Предохранительные клапаны насоса открываются при увеличении давления масла в полости нагнетания до 800—850 кН/м2’(8,0—8,5 кгс/см2).
Фильтр тонкой очистки имеет два сменных фильтрующих элемента, состоящих из древесной муки и пропитанных связывающим веществом. При засорении фильтрующих элементов или при повышенной вязкости масла оно поступает в главную магистраль неочищенным через перепускной клапан, открывающийся в том случае, когда давление возрастает до 700— 800 кН/м2 (7,0—8,0 кгс/см2). При срабатывании перепускного клапана на щитке приборов загорается сигнальная лампочка, предупреждающая водителя о засорении фильтра тонкой очистки и о поступлении в магистраль неочищенного масла.
Центрифуга работает нормально, если давление масла на входе в нее составляет 600 кН/м2 (б кгс/см2) и ротор имеет частоту вращения 5000 об/мин. Перепускной клапан ограничивает давление масла перед центрифугой до 600-650 кН/м2 (6,0—6,5 кгс/см2).
Система смазки ДВС
Для ознакомления с устройством и действием комбинированной системы смазки рассмотоим схемы системы смазки двигателей СМД -14 и ГАЗ -53.
У дизеля СМД -14 масло заливают в поддон через заливную горловину с фильтрующей сеткой. Уровень масла в поддоне измеряют масломерной линейкой. Сливают масло через отверстие в поддоне, закрываемое пробкой.
Из поддона масло через сетку маслоприемника засасывается шестеренчатым насосом и подается по маслопроводу и каналам в блок-картере в корпус масляных фильтров. Далее масло идет двумя параллельными потоками. Меньшая часть (около 20%) по каналу в шпильке поступает в центробежный очиститель масла (центрифугу). Здесь масло очищается, а затем сливается по каналу в поддон. Большая часть масла через калиброванное отверстие по маслопроводу идет в радиатор и затем по маслопроводу в фильтр грубой очистки. Калиброванное отверстие необходимо для поддержания повышенного давления масла на входе в центрифугу.
Очищенное и охлажденное масло поступает в канал (главную магистраль), идущий вдоль блок-картера. Из главной магистрали по каналам в поперечных перегородках блок-картера масло попадает к коренным подшипникам. От них часть масла по наклонным каналам в коленчатом валу поступает в полость шатунных шеек. Здесь происходит дополнительная (центробежная) очистка масла, которое затем смазывает трущиеся поверхности вкладышей и шатунных шеек.
Масло, снимаемое маслосъемными кольцами и стекающее в поддон картера, а также выдавливаемое из зазоров коренных и шатунных подшипников, разбрызгивается вращающимся коленчатым валом. Образующийся при этом масляный туман оседает на поверхностях гильз цилиндров, поршней, поршневых пальцев и втулок верхних головок шатунов.
Для смазки шеек распределительного вала масло поступает по каналам в поперечных перегородках блок-картера от первого, третьего и пятого коренных подшипников.
Третья шейка распределительного вала имеет наклонный канал, который один раз за каждый оборот соединяет отверстие, подводящее масло к этой шейке, с вертикальным каналом в блок-картере и с его продолжением — каналом в головке цилиндров. Это дает возможность подавать масло пульсирующим потоком по трубке во внутреннюю полость осей коромысел и из нее через отверстия в осях к втулкам коромысел. Маслом, вытекающим из втулок коромысел и разбрызгиваемым движущимися витками пружин, смазываются трущиеся поверхности штанг, регулировочных винтов и клапанов. Стекающее по штангам в поддон картера масло попадает на трущиеся поверхности толкателей и кулачков распределительного вала и смазывает их.
К подшипнику промежуточной шестерни масло подводится от канала в первой поперечной перегородке блок-картера по сверлению в оси шестерни.
Из главной масляной магистрали по трубке и каналам в стенке картера распределительных шестерен и установочном фланце масло поступает к трущимся поверхностям втулки шестерни привода топливного насоса и к цилиндрической части установочного фланца.
Зубья распределительных шестерен смазываются маслом, поступающим из радиальных отверстий в оси и теле промежуточной шестерни, а также маслом, вытекающим из переднего подшипника распределительного вала, промежуточной шестерни и шестерни привода топливного насоса.
Рис. 5. Схема системы смазки дизеля СМД -14:
а — с неполнопоточной центрифугой; б — с полнопоточной центрифугой; 1 — поддон картера; 2 — маслоприемник; 3 — редукционный клапан; 4 — масляный насос; 5 — главная масляная магистраль; 6 — сапун; 7, 26 — трубки; 8 — радиатор; 9 — фильтр грубой очистки; 10 — указатель температуры; 11— указатель давления; 12— предохранительный клапан; 13 — клапан масляного радиатора; 14 — переключатель; 15, 20, 22 — маслопроводы; 16 — калиброванное отверстие; 17, 21, 23, 25 — каналы; 18 — сливной клапан; 19« центрифуга; 24—пробка; 27— сверление в оси промежуточной шестерни; 28 — масломерная линейка.
Подшипники водяного насоса и генератора периодически смазывают через масленки.
Для контроля давления масла в главной магистрали и температуры его в корпусе фильтров ня щитке контрольных приборов установлены указатель давления и дистанционный указатель температуры.
Нормальная температура масла в дизеле при номинальном режиме должна находиться в пределах 80—95 °С, а давление масла — в пределах 2,5—4,5 кГ/см2. При минимальном числе оборотов на холостом ходу давление масла в системе допускается не ниже 0,8 кГ/см2.
В системе смазки имеются четыре автоматически работающих клапана: редукционный масляного насоса, предохранительный, сливной и масляного радиатора.
Редукционный клапан перепускает масло из нагнетательной полости масляного насоса в поддон картера при повышенной вязкости масла (например, при пуске холодного дизеля).
Предохранительный клапан перепускает неочищенное масло непосредственно в главную масляную магистраль, минуя фильтр грубой очистки, при сильном загрязнении его фильтрующих элементов и при повышенной вязкости масла. Клапан отрегулирован на перепад давления (до и после фильтра) 3—4,5 кГ/см2.
Сливной клапан перепускает масло в поддон картера, когда давление масла в главной магистрали превысит нормальное (2,5—4,5 кГ/см2).
Клапан масляного радиатора (клапан-термостат) отрегулирован на перепад давления 0,9—1,7 кГ/см2. Он автоматически отключает радиатор от системы смазки, если температура масла не достигла 70—80 °С, так как в этом случае вследствие повышенной вязкости масла сопротивление радиатора становится больше перепада давления, на который отрегулирована пружина клапана. Размещается клапан в переключателе, на котором имеются буквы.
При переходе на зимнюю эксплуатацию радиатор отключают от системы смазки. Для этого переключатель нужно вынуть и повернуть так, чтобы буква находилась против стрелки на корпусе фильтров.
Система смазки, имеющая два фильтра для очистки масла (при неполнопоточной центрифуге), применяется у многих современных двигателей.
В усовершенствованных конструкциях дизелей СМД -14 нагнетаемое насосом масло полностью поступает для очистки в центрифугу. Фильтр грубой очистки и клапан масляного радиатора отсутствуют. Очищенное в центрифуге масло охлаждается в радиаторе и через главную масляную магистраль идет к поверхностям трущихся деталей. Такая система смазки называется комбинированной с полнопоточной центрифугой. Она применяется у дизелей Д-50, Д-37М и Д-21.
В двигателе ГАЗ -53 масло через маслоприемник и трубку засасывается в основную (верхнюю) секцию масляного насоса. Из этой секции масло по каналу в блок-картере подается в главную масляную магистраль, проходящую несколько выше распределительного вала. Из главной масляной магистрали масло поступает к коренным подшипникам коленчатого вала и к втулкам распределительного вала. От коренных шеек через каналы в коленчатом валу масло подается в полость шатунных шеек, а из них — к шатунным подшипникам.
От второй и четвертой втулок распределительного вала масло поступает по каналам в головках цилиндров пульсирующим потоком в полые оси коромысел и далее через отверстия в осях в каналы коромысел, а оттуда по сверлениям в регулировочных винтах — к верхним наконечникам штанг. На второй и четвертой шейках распределительного вала имеется по две канавки. Когда канавка соединит отверстие в блок-картере с каналом, масло из главной масляной магистрали по каналу, канавке и каналу поступит в каналы головки цилиндров.
Рис. 6. Схема системы смазки двигателя ГАЗ -53:
а — схема смазки; б — схема подачи масла к правой головке цилиндров для смазки газораспределительного механизма (разрез по второй шейке распределительного вала; в — схема подачи масла к приводу прерывателя-распределителя зажигания: 1 — радиатор: 2 — кран включения и выключения масляного радиатора; 3 — предохранительный клапан;4 — полость в оси коромысел; 5 — центрифуга; 6 — канал в блок-картере для подачи масла к головкам цилиндров; 7 — главная масляная магистраль; 8 — масляная магистраль к центрифуге; 9 — основная секция масляного насоса; 10—дополнительная секция масляного насоса; 11 — редукционный клапан дополнительной секции масляного насоса; 12 — трубка; 13 — маслоприемник; 14 — поддон картера; 15— полость в шатунной шейке; 16 — канал в коленчатом валу; 17 — трубка; 18 — редукционный клапан главной масляной магистрали; 19 — шланг слива масла из масляного радиатора; 20 — отверстие; 21, 26 — каналы в блок-картере; 22— канавка на шейке распределительного вала; 23 — втулка; 24 — шейки распределительного вала; 25 — отверстие в корпусе привода прерывателя-распределителя; 27 — полость.
Привод прерывателя-распределителя зажигания смазывается маслом, поступающим из зазора между пятой шейкой распределительного вала и ее втулкой по каналу в блок-картере, полость и отверстие в корпусе привода.
Все остальные детали двигателя смазываются разбрызгиванием.
Дополнительная (нижняя) секция насоса нагнетает масло по масляной магистрали 8 в блок-картере и трубке к центрифуге. Очищенное в центрифуге масло сливается в поддон картера и по пути смазывает шестерни распределения.
Для охлаждения масла при работе двигателя с большой нагрузкой или при температуре выше 20 °С краником включается радиатор. Масло в радиатор поступает из главной масляной магистрали через предохранительный клапан, который открывается при давлении 1 кГ/см2. Из радиатора масло по шлангу сливается в поддон картера. Если давление в системе смазки упадет ниже 1 кГ/см2 клапан даже при открытом кранике 2 автоматически закрывается и не пропускает масло в радиатор.
В системе смазки имеются два автоматически работающих редукционных клапана. Клапан И дополнительной секции предназначен для поддержания давления масла, подаваемого к центрифуге, не выше 4,5 кГ/см2. Лишнее масло при избыточном давлении пропускается из напорной полости дополнительной секции во всасывающую полость насоса. Клапан главной масляной магистрали отрегулирован на давление 4 кГ/см2. При более высоком давлении клапан открывается и часть масла сливается в поддон картера.
Для контроля минимального давления масла в системе смазки служит сигнальная лампа на панели приборов, включающаяся, когда давление падает (0,4—0,7 кГ/см2).
Схема смазки коленчатого вала
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Схема смазки коленчатого вала разработана таким образом, что входное отверстие масляного канала в коленчатом валу находится снизу, в нижнем вкладыше коренной шейки при положении коленчатого вала на середине такта «рабочий ход». Выходное отверстие масляного канала находится на верхнем вкладыше шатунной шейки при том же положении коленчатого вала. Канавка на верхнем шатунном вкладыше выполнена в обход отверстия для подачи масла к верхней головке шатуна для недопущения снижения давления в системе смазки. Технический результат — увеличение моторесурса коленчатого вала и вкладышей коренных и шатунных шеек. 2 ил.
Уровень техники. На двигателях внутреннего сгорания смазка коленчатого вала происходит по следующей схеме. Из каналов в блоке цилиндров масло подается сверху через отверстие в верхнем коренном вкладыше и по канавкам на вкладышах по периметру коренной шейки. Далее по каналам в коленчатом валу к шатунной шейке. На некоторых двигателях /ЗМЗ-406/ от шатунной шейки по каналу в шатуне к верхней головке шатуна. На некоторых двигателях иностранного производства масло к коренной шейке подается снизу через отверстие в нижнем вкладыше и по канавке в нижнем вкладыше, а верхний вкладыш без канавки.
В процессе эксплуатации двигателя износ шеек и вкладышей происходит не равномерно. Наибольшему износу подвержены нижний коренной вкладыш и коренная шейка снизу при положении коленчатого вала на середине такта «рабочий ход» и верхний шатунный вкладыш с шатунной шейкой при том же положении коленчатого вала.
Сущность изобретения. Для того чтобы масло не вытекало из щелей между верхним коренным вкладышем и коренной шейкой и между нижним шатунным вкладышем и шатунной шейкой необходимо верхний коренной вкладыш и нижний шатунный вкладыш делать без канавки и без отверстий. Входное отверстие масляного канала 1 фиг.1 в коленчатом валу должно находиться снизу при положении коленчатого вала на середине такта «рабочий ход». В этом случае масло будет проникать в канал, а значит и к шатунной шейке при такте «рабочий ход». Выходное отверстие масляного канала 2 на шатунной шейке должно находиться сверху при положении коленчатого вала на середине такта «рабочий ход». В этом случае масло будет подаваться при наибольших нагрузках шатунной шейки между верхним шатунным вкладышем и верхним боком шатунной шейки. Верхний шатунный вкладыш имеет отверстие для смазки верхней головки шатуна и цилиндра разбрызгиванием, которое происходит в момент совмещения выходного отверстия на шатунной шейке и отверстия на вкладыше. Поэтому, чтобы масло не подавалось к верхней головке шатуна на протяжении всего такта «рабочий ход», канавка на верхнем шатунном вкладыше выполнена в обход отверстия. На фиг.2 использовано следующее обозначение: канавка 1, отверстие 2. В это случае не будет снижаться давление в системе смазки.
Технический результат — увеличение давления в системе смазки и увеличение моторесурса коленчатого вала.
Схема смазки коленчатого вала, в которой масло подается к коренной шейке коленчатого вала снизу через отверстие в нижнем вкладыше с канавкой и через каналы в коленчатом валу к шатунной шейке, при этом верхний вкладыш коренной шейки выполнен без канавки, отличающаяся тем, что входное отверстие масляного канала в коленчатом валу находится снизу коренной шейки при положении коленчатого вала в середине такта «рабочий ход», а выходное отверстие масляного канала расположено сверху на шатунной шейке при том же положении коленчатого вала, причем канавка на верхнем шатунном вкладыше выполнена в обход отверстия для подачи масла к верхней головке шатуна.
Устройство системы смазки двигателя
Устройство и принцип работы системы смазки двигателя ни чем не отличается от принципа работы любой гидравлической системы. В экскаваторе или подъёмном кране работа масляной системы основана на одних и тех же законах. Неисправности также имеют общие причины.
Масляные каналы
Система смазки двигателя обеспечивает подачу масла под давлением во все трущиеся и вращающиеся элементы. Коренные и шатунные шейки коленчатого вала вращаются во вкладышах. Вкладыши имеют масляную канавку. В которую подаётся масло из масляного канала. Давление с которым масло подаётся. Создаёт вокруг шеек масляное кольцо. Шейки коленвала вращаются в масляном кольце. Масло смягчает все удары от возникающих нагрузок. Это способствует тому что коленвал служит длительный срок. По масляным каналам коленвала от коренных шеек масло так же под давлением подаётся в шатунные шейки. Обеспечивает вращение шатунов. Шатунный палец и гильзы цилиндров смазываются разбрызгиванием масла. Для этого в шейках шатуна имеются калиброванные отверстия.
Масло к коленчатому валу подаётся из центрального канала. Канал имеет ответвления под каждую коренную шейку коленчатого вала.
Параллельно от центрального канала масло подаётся к шейкам распределительного вала. Вращение распределительного вала происходит по тому же принципу что и вращение коленчатого вала. Масло создаёт кольцо вокруг каждой шейки распределительного вала.
Если устройство системы смазки двигателя имеет конструкцию газораспределительного механизма с применение коромысел клапанов. Присутствует канал который подаёт масло в вал коромысел. По валу к втулкам коромысел. Через втулки и канал в коромыслах масло поступает в регулировочный винт. Через него смазываются штанги толкателей коромысел. При использовании других конструкций ГРМ. Существуют масляные каналы, через которые масло поступает к ним. Рокера, гидрокомпенсаторы, толкатели и другие элементы конструкции ГРМ.
То есть все механизмы двигателя связаны между собой масляными каналами. В которых создаётся давление масла.
Масляный насос
Давление масла создаёт масляный насос. Как правило шестеренный. Благодаря минимальным зазорам между вкладышами, шейками валов, калиброванными отве5рстиями. Предназначенными для разбрызгивания масло. В системе поддерживается необходимое рабочее давление масла.
Любая гидравлическая система имеет один и тот же принцип действия. Масляный насос не начнет создавать давление до тех пор пока масло не встретить сопротивление. Или в нашем случае пока есть сопротивление для масла во вкладышах и калиброванных отверстиях насос создает необходимое рабочее давление.
Давление масла в системе
Коренные и шатунные шейки коленчатого вала, шейки распределительного вала, вал коромысел имеют зазоры между втулками и вкладышами в среднем не превышающим 0,15 мм. Этого достаточно чтобы насос создавал в системе на рабочее давление от 0,2 до 6,5мм. Давление может создавать и большее. Насос будет давить до тех пор пока н разрушится. Разрушение насоса предохраняет редукционный клапан. Он устанавливается либо в самом насосе, либо в масляном канале. Давление при котором происходит сброс масла в обратку составляет 6,5 нм. Как только давление в системе становится меньше. Насос снова вступает в работу. Редукционный клапан представляет собой шарик и поршенек с пружиной. Пружина подбирается таким образом. Что сдерживает требуемое давление . При возникновении большего давления. Шарик или поршенек открывают магистраль где создаётся основное давление и по каналам масло начинает поступает на слив в картер двигателя, То есть в обратку. Давление падает шарик или поршенёк закрывают магистраль. В ней снова начинает поддерживаться рабочее давление.
Магистраль высокого и низкого давления
Устройство системы смазки двигателя имеет магистраль низкого и высокого давления. Высокое давление создаётся нагнетанием масла в систему. Низкая магистраль подает масло в насос. Элементами низкой магистрали являются масло заборник и трубка подводящая масло от масло забурника к насосу. Масло заборник представляет собой расширение на конце поводящей трубки. Закрытое сеткой. Сетка служит для предохранения от попадания в насос крупных элементов. Это может быть нагар, куски металла, стружка.
Фильтр тонкой очистки масла
В магистрали высокого давления установлен фильтр тонкой очистки масла. Параллельно с ним , или непосредственно в фильтре предусмотрен клапан. Он открывается в случае засорения фильтрующего элемента. Масло начинает проходить через клапан. Так как фильтр перестаёт пропускать требуемое для работы двигателя количество масла. Еще его называют байпасный клапан. Или проще сказать резервный, запасной путь для движения масла.
Причины низкого давления масла в двигателе
Причины низкого давления масла в двигателе могут возникать в различных узлах. Они связаны между собой как с общим износом двигателя, так и с выходом из строя отдельных механизмов двигателя. Влияющих на работу системы смазки в целом.
Износ деталей.
Износ шеек валов, вкладышей, приводит к увеличению зазора между ними. Маслу становится легче выходить из под рабочей поверхности. В результате снижается нагрузка на насос. Он начинает создавать меньшее давление. Соответственно снижается общее давление в магистралях высокого давления двигателя. Это основная причина низкого давления масла в двигателе.
Какое давление масла должно быть в двигателе.
Давление масла должно создавать оптимально устойчивое масляное кольцо вокруг валов и шеек коленчатого и распределительного валов.
Последствия низкого давления масла
Если давление ниже нормы возникает усиленное трение между валом и вкладышем. Удары возникающие при работе вала о вкладыш становятся более сильными и действенными. И как результат вкладыши разбиваются. Двигатель клинит.
В среднем практически на всех двигателях допустимое низкое давление составляет 0,2 Нм
Нормальное давление на холостых оборотах двигателя от1,5 до2,5 Нм
При скорости движения 60 км/ч и оборотах 2000 об/мин нормальное давление составляет от3-4 Нм до 6.5 Нм
Выше давление в масляной системе не создаётся благодаря редукционному клапану. Современные автомобили не оборудуются приборами указывающими давление масла. Для контроля давления достаточно контрольной лампочки давления масла. Она загорается если давление в системе становится ниже 0,2 Нм.
Когда на холостых оборотах лампочка начинает помаргивать. То это первый звонок того что двигатель подходит к критическому износу. Скоро потребуется ремонт. Если на скорости 60 км/ час лампочка не тухнет, давление масла в системе составляет 0,6 Нм . двигатель эксплуатировать еще можно.
Например двигатель ЗМЗ 511,его устанавливают на автомобиле Газ 53. Очень чувствителен к износу. Низкое давление масла для этих двигателей почти норма. Некоторые водители заклеивают контрольную лампочку, чтобы не светила в глаза и не отвлекала. Двигатель завелся на холодную и лампочка погасла на короткое время, до прогрева. Это нормально и лучшего желать не приходится. Но как бы ни было низкое давление губит мотор. И рассчитывать на его долгую работу не приходится.
Износ масляного насоса
Масляный насос как любой механизм подвергается износу. Стачиваются шестерни и плоскости их прилегания. Масло начинает перепускаться внутри насоса. Давление в системе падает. Насосы очень редко выходят из строя. Скорее двигатель станет не пригодным для ремонта. Ничто не вечно. Существуют специальные стенды для проверки работы насоса. И если возникли сомнения насос можно проверить.
Сетка маслозаборника.
Причины низкого давления масла в двигателе возникают в ситеме забора масла масляным насосом. Нагар стружка, грязь которая возникает в полости двигателя. Забивает сетку маслозаборника. Масло через неё начинает проходить с большим трудом. Насосу не достаточна масла для работы . как результат падение давления в системе двигателя. Прочистить сетку можно, только если снять поддон.
Механическое повреждение поддона двигателя.
Вмятина на поддоне может служить падению давления. Если поддон вмялся внутрь от удара он мог вплотную приблизиться к масло заборнику. Частично перекрыть его. Так же как и при засорении поступления масла будет недостаточно для создания нормального давления в системе.
Трещина на трубке масло заборника.
Возможный удар по поддону может согнуть трубку маслозаборника. В результате в нем появится трещина. Которая нарушит герметичность трубки. Она начнет вместе с маслом подавать воздух в масляный насос. Давление от этого так же упадет. Трубка соединяется с насосом через резиновое уплотнительное кольцо. Таких уплотнении может быть несколько. В зависимости от конструкции маслозаборника. Возможно, он состоит из нескольких трубок и переходов. В качестве уплотнений устанавливаются резиновые колечки. Со временем они теряют эластичность. Становятся твердыми. И малейшая нагрузка или смещение трубки. Может вызвать подсос воздуха в месте уплотнения. Это приведет к снижению давления масла в системе высокого давления. Поэтому при вскрытии поддона требуется убедиться что колечки в порядке. Лучше их заменить на новые.
Уплотнения в магистрали высокого давления.
В некоторых конструкциях масляной системы предусмотрены резиновые уплотнения и в магистрали высокого давления. Например, в двигателе Газ 53. Штуцер притягивает корпус редукционного клапана. Под ним предусмотрена для уплотнения плоское резиновое кольцо. Со временем оно теряет эластичность и становится хрупким. При замене масляного фильтра. Откручивается корпус фильтра. Он вкручен в этот штуцер. Фильтр откручивается. Штуцер как при откручивании фильтра так и при его затягивании. Обязательно прокручивается. При этом резиновое кольцо, которое должно быть эластичным лопается. Все давление масла уходит под это кольцо. Если об этом не знать давление в двигателе не появится. Поэтому если существует проблема с давлением масла. Необходимо тщательно изучить схему масляной системы.
Диагностика давления масла.
Горит лампочка давления масла на холостых оборотах двигателя. Это первый тревожный симптом. Но может быть не всё еще потеряно. Причиной низкого давления масла в двигателе может быть очень простой и легко устраняемой.
Самая дальняя точка от масляного насоса головка блока двигателя. Естественно на коромыслах или на распревалу если он расположен в головке блока. Образуется самое низкое давлене. Но для нормальной работы двигателя оно должно присутствовать. Поэтому если даже просто открыть заливную пробку в клапанной крышке. Детали головки тщательно смазываются. При работающем двигателе будут видны брызги масла. Если их нет значит масло поступает с низким давлением. И уже даже по этому факту можно судить о том что в масляной системе неисправность. И уже можно судить о том почему загорелась лампа давления масла.
Но может быть и такое что неисправен датчик давления масла. Лампочка загорается . а детали головки блока смазываются обильно. Можно просто попробовать заменить датчик. Но будет более правильно, если измерить давление при помощи механического манометра.
Необходимо найти где находится датчик давления масла. Открутить его. На его место установить механический манометр. Он точно покажет давление масла в масляной системе. Давление масла ниже 0,2 Нм на холостых оборотах. Означает наличие неисправности.
Любую неисправность в двигателе необходимо начинать со снятия поддона. В первую очередь, конечно необходимо убедиться в исправном состоянии маслоприёмника и мест соединения с насосом. Отсутствие трещин, грязи состояние уплотнений. Если все в порядке. Проверяются вкладыши коренных и шатунных шеек коленвала. Это можно сделать при помощи калиброванной пластиковой проволоки . Откручивается крышка коренных и шатунных подшипников ставится между шейкой коленвала и вкладышем пластиковая проволока. Крышка закручивается с усилием, предназначенным для данной модели двигателя. Крышка снова снимается. И по ширине полученного пятна можно судить о величине образовавшегося зазора. Он не должен превышать более 0,15 мм. Измерение это можно назвать условным. Потому что шейка коленвала изнашивается не равномерно. Износ образует овал. По поперечному сечению шейки вала. Поэтому данное измерение может дать приблизительное представление о износе. И условно исключить или подтвердить причину неисправности. Для того чтобы двигаться дальше в поиске неисправности.
Износ распредвала и гидрокомпенсаторов.
Устройство системы смазки двигателя предполагает размещение распредвала в головке блока. Величина износа также проверяется при помощи пластиковой проволоки . Он не должен превышать 0,1 мм.
Если устройство системы смазки двигателя предполагает размещение рапредвала в блоке двигателя. Можно попробовать просунуть щуп между шейкой распредвала и втулкой. Если щуп походит, то износ недопустимый для дальнейшей работы. При наличии шатунов сделать это будет трудно. Но как вариант.
О потере масла в валах коромысел можно судить по износу втулок . Коромысла не должны болтаться влево вправо на валу
Стук гидрокомпенсаторов говорит о утечки давления в них.
Конечно более точная картина будет видна при полной разборке двигателя. И все подобные измерения не могут дать точного ответа на вопрос о износе двигателя. Единственное почему можно провести эти измерения, только для того чтобы обнаружить причину не связанную с износом. Такую как нарушение уплотнений, трещины. Возможно масляный насос вышел из строя или заклинил редукционный клапан в одном положение. В результате чего масло с магистрали высокого давления сбрасывается в обратку.
Устройство системы смазки двигателя имеет различные конструкции. Правильно определить причину неисправности можно . Зная конструкцию и схему. Но если двигатель прошел более 150 тыс км дело скорее всего в износе.