Назначение системы смазки двигателя

Что ремонт смазки двигателя

Современный двигатель автомобиля представляет из себя очень сложное устройство, в котором для каждой детали отведено конкретное место, где нет и не может быть ничего лишнего. При этом, внутри находится немало элементов, которые постоянно двигаются, соприкасаясь друг с другом. И если бы не устройство системы смазки двигателя, которое имеет также промывающие свойства, то детали износились бы за считанные дни, превращая высокотехнологичный силовой агрегат в тяжелую кучу металла.

Двигатель внутреннего сгорания современной машины имеет в своем составе очень много трущихся запчастей и элементов, названия которых даже ничего не скажут обыкновенному водителю. Например, кривошипно-шатунный или газораспределительный механизмы.

А между тем, во время работы этих механизмов и дизельного двигателя происходят процессы сильного трения, нагрева и выделения большого количества энергии, при которых система смазки двигателя внутреннего сгорания может повредиться. Если рассмотреть все происходящее на примере поршня с цилиндром, то без компенсирующих средств, данный поршень от сильного перегревания расширится и застрянет в цилиндре. А это, в свою очередь, приведет весь двигатель в нерабочее состояние и понадобится ремонт.

Функционирование и устройство смазочной системы двигателя позволяет устранить подобные нежелательные последствия в моторе автомобиля. А качественная работа смазки дизелей положительно отражается на качестве запуска двигателя.

Главные функции и назначение системы смазки в двс следующие:

• смазываются все двигающиеся запчасти
• механическое удаление мусора с поверхности запчастей
• защита от перегревания, путем отведения тепла

Таким образом, в современном автомобиле, даже эта система выполняет целый ряд задач. В том числе, является одним из элементов схемы охлаждения двигателя.

Как работает система смазки двигателя?

Для того, чтобы эффективность находилась на должном уровне, и выполнялись все функции необходимо разобраться, как устроена и работает система смазки двухтактного двигателя.

Устройство системы смазки двигателя автомобиля имеет в составе

• поддон картера
• масляный насос
• масляный приемник
• масляный фильтр
• каналы, предусмотренные конструкцией для продвижения жидкости под давлением

Чтобы понять, как в автомобиле смазывается двигатель нужно более подробно рассмотреть все составляющие элементы системы, понять, как выглядит схема системы смазки двигателя.

Моторное масло изначально находится в поддоне. Контроль над количеством смазки производится щупом, а также датчиками уровня и температуры.

Жидкость перетекает в фильтр. А уже после этого по специальным каналам подается к двигающимся и соприкасающимся деталям. Смазка образует своеобразную плотную пленку, которая служит барьером между деталями, чтобы уменьшить силу трения. Лишнее масло возвращается в картер, где может снова быть использовано. Без смазки дизельного двигателя этот процесс не был бы возможен.

Техническое обслуживание системы смазки обеспечивает и масляный насос, который нужен для поддержания внутреннего давления, чтобы смазка могла поступить к взаимодействующим запчастям. Есть несколько видов таких устройств, которые зависят от механизма подачи масла. Обычно давление составляет 2-15 бар.

В легковых машинах чаще всего используют шестеренчатые механизмы. Их главным преимуществом является простота устройства. Шестеренки могут сцепляться внутри устройства или снаружи. Исходя из этого, существуют насосы с внутренним или наружным сцеплением. Из-за компактности чаще используют первый вид насосов.

Для защиты насосного механизма от нежелательного вредоносного действия высокого внутреннего давления предусмотрен редукционный клапан. Находится этот клапан в месте выхода смазки из механизма, а иногда устанавливают дополнительный в конце магистрали. Также помогает промывка системы смазки двигателя.

Когда происходит превышение допустимого давления, запускается механизм, позволяющий маслу свободно стечь обратно в картер. После выравнивания давления до необходимого и безопасного уровня, пружина вновь двигается и смещает плунжер в начальное положение. Такой процесс позволяет снова перекрыть свободный отток масла.

С течением времени происходит износ некоторых деталей и образование нагара в цилиндрах. Мелкие частицы сажи могут попасть в масло, что снизит качество продукта и может привести к поломке всего силового агрегата. Основные неисправности системы смазки двигателя связаны именно с этим. Для профилактики таких последствий в двигателе система смазки устроена так, чтобы масло постоянно проходило через специальный фильтр, предусмотренный в конструкции.

Кроме того, обязательно нужно правильно подбирать автомобильное масло, наиболее подходящее для данного типа моторов. Если ознакомиться с рейтингом моторных масел 2016 года, то можно заметить, что разновидностей достаточно много. Если купить неподходящее масло, то автомобилю может понадобиться ремонт.

Чтобы контролировать постоянную температуру масла существует масляный радиатор. Погодные условия могут влиять на характеристики масла, которые меняются в зависимости от температуры. Летом, например, оно может сильно нагреться и из-за этого упадет давление.

Радиаторы бывают двух видов: с воздушным или жидкостным охлаждением. Между деталями двигателя существуют зазоры, что позволяет различным газовым продуктам работы попадать в масляный картер. Эти газы могут разжижать масло и повышают давления. Во избежание таких последствий существует система принудительной вентиляции картера.

Слаженная работа системы смазки двигателя очень важна, так как именно благодаря ей мотор может функционировать на протяжении длительного периода и не нуждаться в таком понятии, как ремонт.

Ремонт масляного насоса смазочной системы

Масляный насос подлежит ремонту при давлении масла в смазочной системе двигателя ниже значений, указанных в руководстве по эксплуатации.

Вначале нужно проверить состояние редукционного клапана насоса. Для этого необходимо вынуть редукционный клапан в сборе и проверить состояние его деталей.

Детали клапана, очищенные от масляных осадков и промытые в керосине, должны свободно перемещаться в корпусе редукционного клапана. Длина пружин клапана должна соответствовать значениям, заданным заводом-изготовителем при определенной нагрузке. Если при проверке наблюдается отклонение от указанных контрольных значений, то необходимо разобрать насос.

Разбирать масляный насос рекомендуется в следующем порядке:

• промыть насос в обезжиривающем растворе, закрепить его в тисках и выпрессовать штифты;
• отвернуть три болта крепления корпуса нижней секции (для двухсекционного насоса), вынуть болты, снять корпус нижней секции с прокладкой, снять ведомую шестерню нижней секции и вынуть ось из корпуса масляного насоса с помощью съемника, слегка постукивая деревянным молотком;
• вывернуть пробку и вынуть редукционный клапан (пружину и плунжер);
• спрессовать центрирующую муфту и вал в сборе с двумя ведущими шестернями и промежуточной крышкой на верстачном прессе;
• снять прокладку верхнего корпуса насоса, ведомую шестерню верхней секции и выпрессовать ось;
• закрепить вал насоса в тисках с мягкими подкладками и снять с вала ведущую шестерню нижней секции, затем вынуть первую шпонку из паза вала насоса, снять стопорное кольцо с помощью отвертки и промежуточную крышку;
• спрессовать ведущую шестерню на верстачном прессе и вынуть вторую шпонку из паза вала масляного насоса.

Детали разобранного масляного насоса нужно промыть и проверить их геометрические размеры.

Диаметры отверстий в корпусе масляного насоса под ведущий вал насоса должны соответствовать допустимым значениям. При увеличении диаметра отверстия более допустимых значений нужно заменить корпус или отремонтировать отверстия. Глубина полостей под шестерни верхней секции должна соответствовать допустимым значениям. При увеличении глубины более допустимого значения корпус необходимо заменить или отремонтировать. Диаметры полостей под шестерни в корпусе и крышке также нужно проверить на соответствие допустимым значениям. При увеличении диаметра более допустимого корпус или нижнюю крышку нужно заменить или отремонтировать.

Также требуют проверки следующие размеры:

• диаметры отверстий под оси ведомых шестерен в корпусе и в нижней крышке насоса;
• диаметры осей ведомых шестерен;
• глубина полостей под шестерни в нижней крышке насоса;
• диаметр ведущего вала масляного насоса и ширина шпоночной канавки вала.

Односторонний износ осей недопустим. Изношенные оси следует выпрессовать и заменить новыми.

Разъемные поверхности промежуточной крышки насоса, соприкасающиеся с торцами шестерен, должны быть плоскими и параллельными. Допуск параллельности не должен превышать 0,03 мм на дайне 50 мм. Допуск плоскостности поверхностей крышки или выработка не должен превышать 0,04 мм. Допускается шлифование крышки на величину не более 0,15 мм с каждой стороны. Поверхность корпуса нижней секции насоса, соприкасающаяся с торцами шестерен, должна быть плоской. Допуск плоскостности поверхности крышки или выработка соответствует 0,04 мм, допуск параллельности — не более 100 мм.

Для контроля герметичности и выявления течи через невидимые трещины рекомендуется корпус масляного насоса, промежуточную крышку и корпус нижней секции проверять путем подачи воды под давлением 0,4 МПа.

Сборку насоса проводят в последовательности, обратной разборке. Все бумажные прокладки при сборке насоса следует заменить новыми. Прокладки смазывают тонким слоем герметика УН-25 или другим средством, отвечающим требованиям завода-изготовителя.

При установке ведущего вала насоса должны быть обеспечены зазоры между валом и отверстием корпуса и между осью и отверстием шестерни. При сборке насоса необходимо уделять особое внимание следующему. Ось ведомой шестерни должна быть запрессована в корпус с натягом 0,032… 0,077 мм. Центрирующая муфта на ведущем валу должна быть посажена с натягом 0,004… 0,048 мм. Если муфта на валу качается (имеется зазор), ее следует заменить. При напрессовке центрирующей муфты нужно выдержать размер от торца насоса до верхнего края муфты в соответствии с требованиями завода-изготовителя.

Щупом и линейкой необходимо проверить зазоры масляного насоса:

• зазор между зубьями шестерен и стенками корпуса — 0,100…0,175 мм (предельно допустимый зазор 0,25 мм);
• зазор в зацеплении зубьев шестерен — 0,14…0,24 мм (предельно допустимый зазор 0,25 мм);
• зазор между торцами шестерен и плоскостью корпуса верхней секции при установленной прокладке толщиной 0,17 мм — 0,120…0,195 мм (предельно допустимый зазор 0,20 мм);
• зазор между торцами шестерен и плоскостью корпуса нижней секции — 0,135 …0,188 мм (предельно допустимый зазор 0,20 мм).

Рис. Проверка зазоров масляного насоса с помощью щупа и линейки:
а — проверка зазора между зубьями шестерен и стенками корпуса; б — проверка зазора в зацеплении зубьев шестерен; в — проверка зазора между торцами шестерен и плоскостью корпуса; г — проверка зазора между торцами шестерен и плоскостью корпуса нижней крышки

Ведущий вал насоса, установленный в корпусе насоса, после затяжки всех болтов должен легко проворачиваться от руки без заклинивания. При наличии заклинивания допускается добавление одной прокладки толщиной не более 0,06 мм. Собранный насос рекомендуется испытать на специальном стенде. Значения подач масла насосом должны быть в пределах значений, указанных заводом-изготовителем.

Почему не надо промывать двигатель автомобиля перед заменой масла

В стародавние времена, к коим условно отнесем года до «миллениума», заливка промывочного масла после слива «отработки», а уж тем более при переходе с одного вида смазки на другой, настоятельно рекомендовалась.

Дело в том, что после стандартного слива масла, скажем на ТО, в двигателе остается как минимум 15% отработки, а это микропыль, несгоревшие частицы топлива, лаки и продукты износа.

Весь этот мусор задерживается в скрытых полостях двигателя и после заливки свежего масла моментально ухудшает его состав. Кроме того, рекомендации по промывке основывались на том, что большая часть автопарка страны активно использовала «минералку» и «полусинтетику», что во многом объяснялось соображениями экономии. Между тем в таких, назовем их условно, бюджетных смазках был крайне низок процент чистящих и моющих присадок. Отсюда, собственно, и многочисленные рекомендации по промывке, которые давали пару десятков лет назад.

Экономы практиковали следующие бюджетные способы выгнать остатки «отработки» — после слива основного объема масла — отворачивали фильтр и «трогали» мотор стартером, после чего из магистрали выходило еще какое-то количество масла. Для удаления остатков «отработки» использовали также специальные шприцы с присоединенной к ним капельницей и даже продувочный пистолет.

Что же касается собственно промывки, промывочное масло заливали в мотор уже после слива «отработки», давали силовому агрегату поработать на такой смазке четверть часа, после чего промывочный материал сливался, ставился новый фильтр и заливалось уже новое масло. Кроме того, практиковался и такой способ — в двигатель заливалось обычное моторное масло, на котором можно было проехать несколько десятков километров, после чего оно сливалось, унося с собой остатки отложений.

Особая статья — использование «пятиминуток». Такие средства заливают в мотор перед заменой масла, после чего двигатель работает на холостом ходу пять — десять минут. Минус «пятиминуток» состоит в том, что их остатки с агрессивными моющими свойствами остаются в моторе, ухудшают характеристики уже нового масла и вредят прокладкам и сальникам.

Современные моторные масла, в особенности синтетические, от ведущих производителей, отличаются хорошими моющими свойствами уже по умолчанию. Поэтому, если вы по регламенту льете в ваш двигатель качественную «синтетику», этим и ограничьтесь. В тех случаях, когда происходит замена определенного типа смазки на аналогичный, промывать двигатель также нет необходимости.

Более того, любое промывочное масло, прямо скажем, инородная для двигателя субстанция. В его состав входят присадки, растворяющие грязь и выводящие шлак, а также компоненты для устранения дефектов и царапин на поверхности мотора. Теперь представьте — вы промыли мотор, извините за тавтологию «промывкой», и слили ее.

Но при этом в скрытых полостях мотора опять-таки останется 10-15% промывочного масла, и оно смешается с уже новым, свежим, которое вы зальете после. Потому уж если занялись промывкой, озаботьтесь тщательным удалением ее остатков. Как это сделать, — читай выше — «трогание» мотора стартером, специальные шприцы и продувочный пистолет.

Промывка двигателя по-прежнему рекомендована, если вы решили сменить минеральное моторное масло на полусинтетику или синтетику. Дело в том, что после слива «минералки» большая часть внутренних поверхностей мотора покрыта тягучей, плохо растворимой масляной пленкой. По сути это аналог лака.

Промывочная жидкость имеет ингредиенты, которая растворяет и убирает этот налет. Прямой смысл в промывке имеется также, когда вы меняете марку или производителя масла, когда есть подозрения, что в двигатель могло попасть некачественное топливо, антифриз или контрафактный лубрикант. Промывайте также моторы с изношенной цилиндропоршневой группой, когда имеет место повышенный расход масла на угар.

Рекомендована промывка также после любого ремонта двигателя, связанного с вскрытием головки блока цилиндров. И, наконец, это стоит сделать, когда вы приобрели машину с пробегом и не уверены, какое масло залито в мотор и как давно оно там находится. И в заключение — главный совет: меняйте масло примерно на пробеге 7,5 тыс. км, то есть в два раза чаще, чем рекомендует большинство автопроизводителей, и никакая промывка вам точно не понадобится.

Что ремонт смазки двигателя

Введение. При эксплуатации сложной самоходной техники одной из операций технического обслуживания (ТО) является замена масла двигателя. Эта операция ТО не вызывает сложностей, когда простаивание техники неубыточно, или – если убыточно – простаивание техники учтено при планировании её работы и это не сказывается на производстве продукции.

Однако если техника эксплуатируется в условиях, отличающихся от средних условий эксплуатации, её простои на замене масла двигателя, вместе с заменой или обслуживанием фильтрующих элементов, могут быть достаточно продолжительными и влияющими на объем производства продукции. Особенно это характерно для полевых операций при производстве сельскохозяйственной растениеводческой продукции, выполняемых тракторными агрегатами.

Решение проблемы может состоять в выносе операций замены масла двигателя за пределы непрерывных периодов работ, которые, в частности для сельского хозяйства, чередуются с периодами естественных простоев и остановок техники.

Целью исследований является повышение эффективности функционирования системы смазки двигателя за счет совершенствования технологии технического обслуживания.

При исследовании эффективности функционирования системы смазки возможно решение двух имеющих теоретический интерес и несомненное практическое применение задач:

1) задачи управления периодичностью замены масла;

2) задачи обоснования конструкции устройства контроля очистительной способности фильтров системы смазки.

Методы исследования. Периодичность замены масла определяется его состоянием, характеризующимся зависимостью численных значений его качественных характеристик от времени работы двигателя:

(1)

Управление периодичностью замены масла возможно двумя способами: изменением количества картерного масла; применением масла с различной периодичностью замены.

При использовании масел различного качества условие целесообразности выноса операции замены масла за пределы непрерывных периодов работ будет иметь вид:

, (2)

где Сдиаг — стоимость диагностического прибора, руб.;

ΔC — удельная величина убытка от простоя трактора (автомобиля), руб./ч;

tзм — продолжительность операции замены масла, ч;

V — объем поддона картера, л;

Ci — стоимость масла i-го сорта, руб./л;

Pk(Тп) — вероятность отказов соединительных маслопроводов или уплотнительных устройств в течение периода использования масла.

Одной из существенных характеристик масла, являющейся основанием для его замены – это изменение вязкости. Принято считать нецелесообразным использование масла, если его вязкость возросла более чем на 35%.

Вязкость масла зависит от его температуры [1] (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость вязкости масел от температуры (снизу вверх: зимнее, летнее, всесезонное) [1]

Результаты исследования. Повышение вязкости на вышеуказанную величину по своим неблагоприятным воздействиям на двигатель равносильно значительному снижению температуры двигателя: ухудшение притока масла в масляный насос, недостаточное поступление масла к удаленным парам трения, приводящее к повышенному износу.

С увеличением вязкости масла снижается его фильтруемость. Для двигателей, имеющих в системе смазки центробежный масляный фильтр (центрифугу), это обстоятельство можно использовать как дополнительный показатель оценки состояния масла [5; 6]. В качестве диагностического параметра принимается частота вращения ротора центрифуги.

Нами была разработана защищенная патентами конструкция центробежного масляного фильтра с устройством постоянного контроля его очистительной способности [2-4].

В одном из вариантов [3] в качестве источника импульсов используется гайка ротора. Индукционный датчик устанавливается во втулке, неподвижно закрепленной на колпаке центрифуги (рис. 2).

Рис. 2. Центрифуга с индукционным датчиком

В качестве датчика использован датчик положения коленчатого вала двигателя ВАЗ (рис. 3).

Рис. 3. Указатель с преобразователем и датчик

Для фиксации снижения частоты вращения ротора центрифуги ниже предельного значения разработаны преобразователь и указатель, монтируемые в одном корпусе (рис. 3).

Указатель выполнен на светодиодах, при снижении частоты вращения ротора ниже предельного значения загорается светодиод красного цвета.

Усовершенствованная конструкция центробежного фильтра двигателя ЯМЗ приведена на рис. 4.

Рис. 4. Центробежный фильтр двигателя ЯМЗ с датчиком

Преобразователь выполнен на микроконтроллере с возможностью перепрограммирования специально разработанным программатором (рис. 5), для использования преобразователя с указателем на центрифугах двигателей других марок. Программатор можно использовать для точного определения текущего значения частоты вращения ротора центробежного фильтра.

Рис. 5. Программатор

Была проведена производственная проверка фильтра, установленного на двигатель ЯМЗ-240Б трактора К-701 (рис. 6).

Рис. 6. Центрифуга с устройством контроля на двигателе ЯМЗ-240Б

Выводы. В настоящее время производится достаточное количество полусинтетических и синтетических масел с увеличенной, от 1,5 до 3 раз, периодичностью замены. Возможно его использование в двигателях сложной самоходной техники вместо обычно применяемого масла типа М-10Г2. Однако реальный срок использования такого масла может отличаться от заявленного заводом-изготовителем. Поскольку регулярное измерение вязкости масла с использованием существующих методик в режиме штатной эксплуатации двигателя не представляется возможным, становится перспективным использование разработанного нами встроенного средства контроля очистительной способности центрифуги для определения времени замены картерного масла. Предварительно необходимо провести тарировку средства контроля путем перепрограммирования микроконтроллера преобразователя, на основе экспериментальных данных зависимости частоты вращения ротора от вязкости масла при различных значениях давления масла в системе смазки.

Рецензенты:

Браилов И.Г., д.т.н., профессор, профессор кафедры механики ФГБОУ ВПО «Омская автомобильно-дорожная академия (СИБАДИ)», г. Омск.

Сорокин В.Н., д.т.н., доцент, профессор кафедры основ теории механики автоматического управления ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет», г. Омск.