Совокупность устройств, обеспечивающих смазку деталей двигателя, составляет систему смазки двигателя.

Устройство системы смазки. Системы смазки предназначены для непрерывной подачи масла на рабочие поверхности деталей, очистки масла от механических примесей и охлаждения его до требуемой температуры.

Принципиальная схема системы смазки автомобильного двигателя показана на рис. 2.13. Масло из картера двигателя подается насосом (насос имеет редукционный клапан) через фильтр грубой очистки в главную магистраль. Из главной магистрали масло поступает к коренным подшипникам и подшипникам распределительного вала. Через жиклер масло подается в фильтр тонкой очистки. Охлаждается масло в радиаторе.

В двигателях используют центробежные фильтры, которые включают в систему смазки последовательно. При таком включении одна секция масляного насоса подает все масло к фильтру. Такие фильтры применяют на двигателях ЗИЛ-130, ЯМЗ-740 (КамАЗ) и др. Обслуживание системы смазки двигателей пожарных машин проводится в объеме и с периодичностью двигателей грузовых автомобилей.

—

Система смазки служит для подачи масла к трущимся поверхностям, чтобы уменьшить трение между ними и их износ, а также снизить затраты мощности двигателя на преодоление сил трения. В процессе работы двигателя масло, вводимое между деталями, непрерывно циркулирует, охлаждает их и уносит продукты износа или нагар.

Количество масла, подводимого к трущимся поверхностям, зависит от условий их работы, т. е. от нагрузки и скорости их относительного перемещения. Чем больше трение, тем больше масла нужно подавать к трущимся поверхностям.

На этом основании все механизмы двигателя можно разделить на три группы:
1) кривошипно-шатунный механизм;
2) газораспределительный механизм;
3) механизмы различных систем.

Наибольшие нагрузки испытывают детали кривошипно-шатунного механизма, которые имеют значительные скорости относительного перемещения. Наибольшее трение возникает между поршнем и стенками цилиндра, а также в коренных и шатунных подшипниках коленчатого вала. К этим деталям масло должно поступать непрерывно и в необходимом количестве.

Детали газораспределительного механизма работают при сравнительно небольших нагрузках и трение в нем значительно меньше, чем в кривошипно-шатунном механизме, тем не менее непрерывный подвод масла х{ трущимся поверхностям этого механизма также необходим.

Механизмы различных систем — вентиляторы, водяные насосы, генераторы, стартеры, прерыватели-распределители и т. п. — имеют незначительные нагрузки и к ним не нужно постоянно подводить масло. Их смазывают периодически через специальные масленки.

Автомобильные двигатели имеют комбинированную систему смазки, при которой наиболее ответственные детали (коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного вада, коромысла) смазываются маслом под давлением, а к другим оно поступает самотеком или путем разбрызгивания.

Для смазки карбюраторных двигателей применяют автомобильные масла следующих марок (ГОСТ 10541-63 и ГОСТ 1862-63): АС-6, АС-8, АСп-6 (М6Б) – зимние сорта; АС-10, АСп-10 (М10Б); АКп-10 (М10Б) -летние сорта; АКЗп-6 (М6Б) и АКЗп-10 (М10Б) — всесезонные масла. Масло АС-8 используют для смазки форсированных V-образных двигателей в летнее время или как всесезонное в южных районах страны.

Для смазки дизелей типа ЯАЗ-М204, ЯАЗ-М206, ЯМЗ-236, ЯМЗ-238 и их модификаций применяют дизельные масла (ГОСТ 5304—54) и ГОСТ 8581-63), Дп-8, Дп-11, Д-11, ДС-8 (М8В) и ДС-11 (М11Б).

—

Назначение системы смазки. Поверхности сопряженных деталей двигателя отличаются высокой точностью и качеством обработки. Однако на них имеются микроскопические неровности, которые при перемещении одной детали по другой создают силу трения. Она зависит от точности обработки трущихся поверхностей, давления и относительной скорости перемещения деталей. На преодоление силы трения затрачивается 10… 15% мощности двигателя.

Для уменьшения трения между поверхностями соприкасающихся деталей вводят слой масла. В этом случае происходит жидкостное трение, т. е. трение между частицами масла. Тогда сила трения значительно уменьшается и детали почти не изнашиваются, предохраняются от коррозии, зазоры между ними уплотняются.

Кроме того, масло, проходя между трущимися поверхностями, охлаждает их и уносит твердые частицы, образующиеся при износе.

Для смазки деталей автомобильных двигателей применяют масла, полученные путем переработки остатков нефти после отгонки из нее жидких топлив. Они должны иметь соответствующую вязкость, хорошую маслянистость, возможно низкую температуру застывания и высокую температуру вспышки, стабильность всех этих свойств, в них должны отсутствовать механические примеси, кислоты, щелочи и вода.

Вязкость масла существенно влияет на работу двигателя. Правильно выбранное по вязкости масло снижает затрату мощности на трение, облегчает пуск двигателя, уменьшает износ деталей.

Температура застывания — температура, при которой постепенно охлаждаемое масло, налитое в стеклянную пробирку диаметром 20 мм, загустевает настолько, что при наклоне пробирки под углом 45° уровень масла остается неподвижным в течение 1 мин. Температура застывания масел автомобильных двигателей лежит в пределах от минус 10 до минус 40 °С.

Температура вспышки — минимальная температура, при которой пары масла загораются при поднесении открытого огня. Чем выше температура вспышки, тем меньше масла сгорает в двигателе и, следовательно, меньше образуется нагара на деталях.

Стабильность — способность масла сохранять свои первоначальные свойства при длительном хранении и эксплуатации.

К маслам добавляют специальные присадки, которые улучшают смазочные свойства, понижают температуру застывания, уменьшают нагарообразование, снижают склонность к коррозии, увеличивают стабильность. Наиболее распространены комплексные присадки, которые одновременно улучшают несколько свойств масла. К ним относятся присадки АзНИИ-5, ЦИАТИМ-331, ЦИАТИМ-339, добавляемые в масло около 1% (марки даны по названию институтов, разработавших присадки).

Первая буква М указывает на то, что масло является моторным.

Вторая буква указывает на моторную классификацию масла.

Буква А указывает, что масло без присадок и предназначено для легких условий эксплуатации, Б — масло с присадкой, для средних условий, В — масло с присадкой для тяжелых условий, Г — масло с присадкой, для особо тяжелых условий.

В скобках указаны марки масел по старым стандартам.

Первая буква А в маркировке масла обозначает, что масло для автомобильного двигателя; вторая буква — способ очистки масла: С — селективная, К — кислотная (сернокислотная) очистка.

Буква 3 означает наличие специального загустителя в масле, повышающего его вязкость; буква П указывает на добавление присадки.

Число показывает значение кинематической вязкости в сантистоксах при 100 °С.

Для изучаемых автомобильных двигателей рекомендуется масло М8БХ (АС-8).

В автомобильных двигателях применяют комбинированную систему смазки, при которой наиболее нагруженные детали смазываются под давлением, а остальные — разбрызгиванием или самотеком.

Основные части такой системы поддон картера (резервуар для масла); масляный насос с маслоприемником и сетчатым фильтром масляные фильтры; редукционный, перепускной и предохранительные клапаны; маслопроводы и каналы; маслоизмерительный стержень (щуп) указатель давления и масляный радиатор.

В поддон через закрываемый крышкой наливной патрубок заливаю определенное количество масла: у двигателя ГАЗ-24 — 6,0 л, 3M3-53 — 8,0 л, ЗИЛ-130 — 9,0 л. У двигателя 3M3-53 двухсекционный шестеренчатый масля ный насос прикреплен снаружи к верхней части картера двигателе с левой стороны и приводится в действие вместе с валиком распреде лителя системы зажигания от распределительного вала двигателя.

Рис. 2. Масляный насос:
а — схема; б —устройство; I—входной канал; 2 — ведомая шестерня; 3 — выходной канал; 4 — ведущая шестерня; 5 — корпус насоса; 6—редукционный клапан; 7 — пружина редукционного клапана; 8 — винтовая шестерня, связанная с шестерней распределительного вала.

Верхняя секция масляного насоса нагнетает масло в горизонтальную масляную магистраль, расположенную продольно в верхней части картера с правой стороны.

От нижней секции насоса масло по каналам в картере и наружному маслопроводу поступает в центробежный очиститель масла с реактивным приводом (центрифугу), откуда сливается в поддон картера, смазывая при этом распределительные шестерни.

Из масляной магистрали под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного вала и ось коромысел. Разбрызгиванием смазываются зеркало цилиндров, втулки верхних головок шатунов, стержни клапанов, толкатели и кулачки распределительного вала. Привод и шестерни распределителя смазываются маслом, поступающим из полости, расположенной между пятой шейкой распределительного вала и заглушкой блока цилиндров.

Масляный насос при самых плохих условиях эксплуатации обеспечивает необходимое давление в системе. При непрогретом масле давление может превысить допустимое, поэтому в системе смазки установлены редукционные клапаны, ограничивающие давление.

Редукционный клапан верхней секции насоса, установленный в переднем конце магистрали, ограничивает давление в пределах 0,25…0,40 МПа (2,5…4,0 кгс/см2) при средней скорости автомобиля. При повышении давления клапан перепускает масло в картер.

Редукционный клапан нижней секции насоса отрегулирован на давление 0,35…0,40 МПа (3,5…4,0 кгс/см2); при повышении давления масло циркулирует внутри насоса. Параллельно основной масляной магистрали включен масляный радиатор, расположенный перед радиатором системы охлаждения.

Подводящая трубка радиатора с краном и предохранительным клапаном у 3M3-53 и ГАЗ-24 присоединена к масляной магистрали, а отводящая — к поддону, куда сливается охлажденное масло.

Рис. 3. Схема системы смазки двигателя 3M3-53:
1 — центробежный очиститель масла; 2 — предохранительный клапан; 3—кран масляного радиатора; 4—масляный радиатор; 5 и 7 — редукционные клапаны; 6 — маслоприемник; 8— масляный насос.

Масляный радиатор включают краном при работе двигателя в тяжелых условиях (высокая температура наружного воздуха, плохая дорога или большая скорость движения).

Предохранительный клапан, установленный перед краном, перекрывает путь маслу в радиатор при давлении в системе ниже 0,1 МПа (1 кгс/см2).

К втулкам коромысел предусмотрена пульсирующая подача масла. К остальным трущимся деталям двигателя масло подается самотеком и разбрызгиванием.

Из поддона картера масло через приемник засасывается в двухсекционный шестеренчатый масляный насос, закрепленный снаружи с правой стороны картера. Насос приводится в действие от распределительного вала через промежуточный валик. Верхняя секция насоса подает масло в систему смазки двигателя, нижняя — в масляный радиатор.

На двигателях ЗИЛ-130 ранее устанавливали фильтры грубой и тонкой очистки масла. Теперь эти двигатели выпускают с одним полнопоточным (пропускающим весь поток масла от насоса) центробежным фильтром.В нижней части фильтра установлен перепускной клапан, пропускающий масло в систему смазки при засорении фильтра. После очистки масло поступает в распределительную камеру, расположенную в задней перегородке блока, а из нее в два продольных магистральных канала, из которых подается к коренным подшипникам коленчатого вала и далее к подшипникам распределительного вала. По каналам в коленчатом валу масло поступает к шатунным подшипникам. В шатуне предусмотрено специальное отверстие 16, в момент совпадения которого с каналом в шейке коленчатого вала масло выбрызгивается на стенки цилиндров. Масло, снимаемое со стенок цилиндра маслосъемным кольцом, через прорези на кольце и отверстия в поршне отводится в картер.

Из переднего конца канала масло подается по трубке в смазочные каналы компрессора. При совпадении отверстий в средней шейке распределительного вала с отверстиями в блоке цилиндров (один раз при каждом обороте распределительного вала) масло подается в каналы каждой головки цилиндра. Из канала через паз на опорной поверхности стойки коромысел и зазор между стенками отверстий в стойке и болтом, проходящим через нее, масло поступает в полую ось коромысел, откуда через отверстия в стенке оси — к втулкам коромысел.

Из зазора между осью коромысел через канал короткого плеча коромысла масло подается к сферическим опорам штанг, а также для смазки клапанов и механизмов их вращения, к которым масло поступает самотеком. Распределительные шестерни смазываются самотеком по каналам из головки цилиндров.

фильтр центробежный с реактивным приводом (центрифуга). Корпус центрифуги вращается за счет реактивной силы тангенциально (касательно) направленных струй масла, вытекающего из него через два жиклера. При давлении масла около 0,3 МПа (3 кгс/см2) корпус центрифуги вместе с находящимся в нем маслом вращается с частотой 5000…6000 мин“1. Под действием инерции механические частицы, находящиеся в масле, отбрасываются к стенке корпуса, где откладываются, образуя плотный осадок.

Масляный радиатор, включенный параллельно в систему смазки, установлен впереди радиатора системы охлаждения и служит для охлаждения масла.

Редукционный клапан верхней секции масляного насоса двигателя ЗИЛ-130 отрегулирован на давление 0,3 МПа (3 кгс/см2), при превышении которого перепускает часть масла из нагнетательной полости масляного насоса во всасывающую. Редукционный клапан нижней секции отрегулирован на давление 0,12 МПа (1,2 кгс/см2).

Контролируют работу системы смазки по показаниям электрического указателя давления, измерительный преобразователь которого присоединен к корпусу центрсбежнсго масляного фильтра. Нормальнее давление масла у прогретого двигателя ЗИЛ-130 при работе на средних оборотах составляет 0,25…0,30 МПа (2,5…3,0 кгс/смг).

Масляный насос двигателя ГАЗ-24 укреплен внутри картера, он имеет одну пару шестерен, а в крышке редукционный клапан. Масло к насосу поступает через сетчатый маслоприемник, а при засорении сквозь щель между сеткой и корпусом.

Масляный насос подает все масло в полнопоточный фильтр, состоящий из корпуса с крышкой и измерительным преобразователем, центральной трубки с отверстиями; в трубке установлен перепускной клапан, который при засорении фильтра пропускает неочищенное масло в систему.

Для контроля за давлением в системе смазки установлен указатель или контрольная лампа. На двигателях 3M3-53 и ГАЗ-24 контрольная лампа на щитке приборов загорается, если давление составляет 40…70 кПа (0,4…0,7 кгс/см2).

Рис. 4. Фильтр центробежной очистки масла (центрифуга):
1 — кожух; 2 — колпак; 3 — ось; 4 — ротор; 5 — корпус; 6 — жиклер; 7 — фильтрующая сетка.

Рис. 5. Полнопоточный фильтр очистки масла двигателя ГАЗ-24:
1 — маслосливная пробка; 2 — стержень; 3 — корпус; 4 — измерительный преобразователь указателя давления масла; 5 — пружина перепускного клапана; 6 — перепускной клапан; 7—пружина; 5—болт; 9—уплотнение; 10—крышка; 11 — фильтрующий элемент; 12 — фильтрующий материал; 13 — внутренний цилиндр фильтрующего элемента; 14 — измерительный преобразователь лампы аварийного давления масла.

Вентиляция картера нужна, чтобы удалить проникающие в него при работе двигателя пары топлива и отработавшие газы, ухудшающие качество масла.

У двигателей ГАЗ-24 и 3M3-53 вентиляция открытая, вытяжная. Свежий воздух поступает в картер через неразборный фильтр, расположенный в корпусе крышки маслоналивного патрубка.

Картерные газы отсасываются по вытяжной трубке, присоединенной через маслоуловитель к полости крышки блока. При движении у косого нижнего среза трубки создается разрежение, которое и отсасывает отработавшие газы в атмосферу.

Вентиляция картера двигателя ЗИЛ-130 принудительная с отсосом картерных газов через вентиляционную трубку во впускной трубопровод.

Появление неисправностей в системе смазки приводит к повышению или снижению давления масла в системе.