Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое охладитель масла двигателя

Что такое охладитель масла двигателя

  • О ДВС
  • История ДВС
  • Техническая информация
  • Двигатель года
  • Надежность
  • Долговечность
  • Сгорание
  • Контакты
  • Экономичность
  • Холодный пуск
  • Двигатели с турбонаддувом
  • Регулируемые системы газораспределения
  • Токсичность двигателей внутреннего сгорания
  • Динамика и конструирование
Охлаждение масла
Техническая информация

Опыт эксплуатации автомобильных поршневых двигателей внут­реннего сгорания показал, что температура смазочного масла в кар­тере должна поддерживаться в пределах 75÷90°С. Однако масло, омывая горячие детали двигателя, нагревается до более высокой температуры и поэтому нуждается в охлаждении.

В автомобильных двигателях, работающих большую часть вре­мени на частичных нагрузках, достаточно бывает охлаждать масло в поддоне картера за счет обдува встречным потоком воздуха.

Для двигателей спортивных автомобилей, легковых с воздуш­ным охлаждением и тяжелых грузовиков применяют литые оребренные или гофрированные штампованные поддоны, обеспечивающие больший теплоотвод, чем обычные с гладкими стенками. Примеры таких поддонов приведены на рис. 1, а, б.

Рис. 1 — Устройства для охлаждения масла:

а) и б) — оребренные поддоны: 1— внутренние ребра; 2 — наружные ребра;в) воздухо-масляный радиатор: 1и 5 — масляные патрубки; 2 и 4 — сборные камеры; 3 — оребренные трубки; г) водо-масляный радиатор: 1и 6 — ма­сляные патрубки; 2 — водяная рубашка; 3 и 5 — сборные камеры; 4 — теплообменные элементы; 7 и 8 — входной ивыходной патрубки водяной рубашки

Системы смазки двигателей автомобилей, предназначенных для работы в тяжелых дорожных условиях или с продолжительными максимальными нагрузками, снабжают масляными радиаторами (рис. 1, в, г).

Такие радиаторы в систему смазки чаще всего включаются параллельно, а масло прокачивается через них либо самостоятель­ным масляным насосом (секцией), либо насосом общей системы смазки.

Масляные радиаторы омываются воздухом или жидкостью из системы охлаждения. Воздухо-масляные радиаторы делаются обычно из оребренных трубок и устанавливаются перед радиатором системы охлаждения двигателя или в поток воздуха, создаваемый вентилятором в двигателях воздушного охлаждения. Интенсивность охлаждения масла зависит при этом от температуры окружающего воздуха. Водо-масляные радиаторы омываются водой из системы охлаждения двигателя. По своей конструкции они могут быть трубчатыми или пластинчатыми. Такие радиаторы имеют ряд пре­имуществ. В частности, позволяют с большей стабильностью под­держивать температуру масла, а после пуска двигателя ускоряют его прогрев.

При последовательном включении масляные радиаторы снаб­жают перепускным клапаном, который необходим в случаях засора радиатора или повышения давления в системе вследствие загусте­ния масла. В системах с сухим картером радиатор включают в ма­гистраль, отводящую масло в бак-отстойник.

При параллельном включении масляных радиаторов масло из них сливается в картер. Если масло подается в радиатор отдель­ной секцией насоса, то последняя снабжается предохранительным (перепускным) клапаном, регулируемым на избыточное давление, равное примерно 1,2 кГ/см 2 (≈0,12 Мн/м 2 ), что предохраняет радиатор от перегрузки. В случае использования для этой цели насоса общей системы смазки предохранительный клапан отклю­чает радиатор, когда давление в системе снижается до 1 кГ/см 2 (≈0,1 Мн/м 2 ).

Источник: Райков И.Я., Рытвинский Г.Н. Двигатели внутреннего сгорания, 1971 г.

§ 8. Система смазки

Для обеспечения нормальной работы двигателя и увеличения срока его службы необходимо поддерживать температуру масла п установленных заводом-изготовителем пределах. На автомобиле масло охлаждается в специальном радиаторе или путем обдува масляного картера, зачастую имеющего развитое оребрение, встречным потоком воздуха. В катерных условиях масло следует охлаждать принудительно.

Иногда охлаждение масла в маломощных двигателях производится путем напайки рубашки охлаждения иа наружную поверхность картера двигателя. Однако такая схема обеспечивает очень низкую стабильность охлаждения. Дело в том, что около охлаждаемых стеиок картера образуется слой холодного вязкого масла, затрудняющий теплообмен. Особенно заметно проявляется это явление при плавании иа спокойной воде, так как на волнении за счет перемешивания масла этот слой частично размывается. Несколько лучший результат получается при размещении змеевика из медной трубки с внутренним диаметром ие менее 10 мм в районе заборной сетки масляного насоса. В результате течения масла к иа- сосу создается более стабильный теплообмен, однако v® связи с мадай скоростью течения необходимая наружная площадь трубок оказывается довольно большой — не менее 50—60 см2 на 3 л. с. Поэтому более целесообразно устанавливать отдельный водомаеля- -НВЕЙ холодильник. В таких холодильниках масло протекает внутри длинной трубки с достаточно большой скоростью, поэтому внутренняя площадь трубок может быть значительно меньше.

В некоторых автомобильных двигателях применяется параллельное подключение масляного радиатора, который охлаждает лишь часть всего масла. В этом случае при охлаждении масла забортной водой его вязкость возрастает и соответственно резко уменьшается поступление охлажденного масла в картер двигателя. С другой стороны, из-за отсутствия обдува двигателя воздухом увеличивается количество теплоты, отводимой маслом, в связи с чем производительность всех систем с параллельным подключением холодильника масла оказывается недостаточной. Поэтому масляный холодильник включается последовательно с полнопроточным фильтром.

Однако условия работы такой схемы зависят от йеста расположения перепускного редукционного клапана масляной системы. Если клапан установлен До фильтра, а следовательно, и до холодильника (двигатели ВАЗ, УМЗ), то за счет перепуска масла для неизиошениых двигателей его расход, а значит, а скорость движения в трубке уменьшается в 2— 2,5 раза. По мере износа двигателя расход через холодильник будет увеличиваться, возрастет и эффективность работы холодильника. Если клапаи расположен после фильтра (двигатели ГАЗ-21, 24), то условия охлаждения масла будут лучше, так как независимо от износа двигателя все масло циркулирует через холодильник. Однако при запуске двигателя из-за повышенного сопротивления холодильника давление масла после насоса может повыситься до 8— 10 кгс/см2, что приведет к перегрузке детален насоса и повреждению датчика давления. В этом случае перепускной клапаи фильтра необходимо перенести в проставку, чтобы при запуске масло от насоса проходило прямо через перепускной клапан, мииуя филкгр if холодильник. Достоинством этой схемы является также ускоренный прогрев масла, в связи с чем ее целесообразно использовать и для двигателей ВАЗ и «М.осквич-412».

Охлаждение масла в холодильнике может осуществляться как водой внутреннего контура с температурой 70—90 °С, так и водой внешнего контура с температурой 15—40 °С. Первый способ обеспечивает быстрый прогрев масла, но для надежного его охлаждения требуется увеличение площади теплообмена в 4—10 раз, что влечет за собой неоправданное увеличение габаритов.

Компактный водомасляный холодильник для двигателя мощностью 70—100 л. е., охлаждаемый забортной водой, показан иа 13. Ои достаточно прост в изготовлении и смонтирован в корпусе фильтра тонкой очистки двигателя М-21 (ГАЗ-51, М-20). Масло прокачивается по змеевику, выполненному из медной трубки с внутренним диаметр-ом 10—12 мм. Для облегчения гибки трубку нужно отжечь, нагрев до температуры красного каления н погрузив затем в воду. Давление масла на непрогретом двигателе может достигать 4—5 кгс/см2, поэтому пайку трубок следует производить только твердым припоем ПМЦ. Удобнее всего подсоединять масляный холодильник, развальцевав трубки на ниппелях с коническими штуцерами, так как у припаянных штуцеров из-за вибрации часто возникают усталостные трещины.

Внутреннюю площадь трубки выбирают из расчета 8—12 см2 на 1 л. с. для двигателей, у которых все масло проходит через холодильник, и 16—20 см2 на 1 л. с. для двигателей с перепускным клапаном, расположенным до холодильника. У двигателя ГАЗ-53 имеется специальная секция масляного насоса для охлаждения, к выходу которой подключается холодильник.

Температура охлаждаемого масла регулируется изменением расхода охлаждающей воды, проходящей через холодильник. Поскольку сливная пробка картера двигателя обычно расположена в непосредственной близости от днища катера, смена масла сопряжена с определенными трудностями. Зачастую для слива масла применяют широкие и низкие металлические поддоны, размещаемые под двигателем. Слившееся в поддон масло удаляется оттуда с помощью простейшего ручного иасоса, например, применяемого для. откачки воды из корпуса катера.

Смотрите также:

Распределительные шестерни смазываются маслом, поступающим самотеком по каналам для стока масла из головки цилиндров.
В системе смазки предусмотрен масляный радиатор, который установлен впереди радиатора системы охлаждения.

Исправная работа систем смазки и охлаждения двигателя гарантирует его надежную, долговечную и экономичную эксплуатацию. Давление масла в системе — самый важный параметр, характеризующий состояние элементов системы и качество.

Система охлаждения одна из важных в двигателе. Если она неисправна, то двигатель перегревается или переохлаждается.
Система смазки имеет два основных признака неисправчости:

18 масляного насоса обеспечивает. циркуляцию масла в системе смазки. двигателя. Давление масла в систе.
Масляные радиаторы 1 (см. 21) — трубчатые, воздушного охлаждения, установлены перед радиатором системы охлаждения (на двигателе

Способы охлаждения масла компрессора: воздушное и термосифонное охлаждение

Для каждой конкретной модели компрессора производителем рекомендуется конкретное масло, способствующее результативной и безаварийной работе оборудования.

Использование холодильного масла в компрессорном оборудовании

Холодильные масла, используемые в компрессорах, бывают:

  • минеральными (парафиновыми или нафтеновыми);
  • синтетическими (углеводороды, эфиры, полигликоли, эфирные фосфаты, а также другие разновидности).

Главной функцией холодильного масла является снижение сухого трения, возникающего между двумя находящимися в контакте и перемещающимися относительно друг друга механическими деталями. В холодильных компрессорах такими деталями могут выступать подшипники качения или скольжения, клапаны всех видов компрессоров, кольца и гильзы поршневых компрессоров, винты и зубчатые зацепления синхронизаторов в винтовых компрессорах, контактирующие со статором пластины и скользящие в пазах роторов боковые поверхности пластинчатых компрессоров, а также другие детали и механизмы.

Холодильное масло необходимо также для повышения герметичности органов сжатия и, в некоторых компрессорах, для частичного охлаждения самого агрегата. Так в винтовом компрессоре масло смешивается с нагнетаемыми парами в картере компрессора, в процессе охлаждаясь до нужной температуры.

Способы охлаждения масла компрессора

Для эффективной работы винтовые и поршневые компрессора холодильных установок используют масло определенной вязкости и консистенции, которые напрямую зависят от его температуры. При недостаточном охлаждении масла компрессора может начаться процесс его разложения, что негативно влияет на работоспособность компрессорного оборудования вплоть до выхода его из строя. Для уменьшения затрат на ремонт холодильных компрессоров следует правильно организовать масляный контур.

Стандартный масляный контур компрессорного оборудования любой конструкции предполагает прохождением маслом нескольких этапов: масло фильтруется при прохождении через первичный и более тонкий вторичный сепаратор, после чего проверяется его температура: если температура выше нормы, то через реостат масло перенаправляется в охладитель; если ниже, то поступает в винтовой блок компрессора.

В конструкции поршневого и аммиачного компрессора обычно уже предусмотрены средства для охлаждения масла, которое происходит в картере компрессора; для винтовых же существуют различные способы регулирования температуры масла, наиболее популярными из которых являются:

  • воздушное (с использованием маслоохладителя)
  • водяное (с использованием маслоохладителя)
  • термосифонное охлаждение.

Использование маслоохладителей для регулирования температуры масла в компрессоре

Для поддержания температуры масла, необходимой для эффективной и бесперебойной работы компрессора промышленной холодильной установки, используется специальное оборудование. Подогрев масла, необходимый для безопасного старта компрессорного оборудования (не ниже 15 о С), осуществляется электронагревателями, установленными в маслосборнике. Для отвода лишнего тепла, возникающего в процессе работы винтового компрессора, применяются маслоохладители. В маслоохладителях водяного охлаждения масло отводит теплоту сжатия хладагента в компрессоре и передает ее циркулирующей в трубном пространстве маслоохладителя воде, причем температура масла будет зависеть от температуры и расхода проходящей через маслоохладитель воды и может регулироваться изменением этих параметров.

Учитывая дефицитность и дороговизну водяного охлаждения при охлаждении масла в компрессоре большой промышленной холодильной установки, используются в основном воздушные маслоохладители.

Маслоохладители воздушного охлаждения могут располагаться как в помещении, так и на улице. В любом случае возможно возникновение технических проблем. Так, в случае установки охладителя в замкнутом помещении необходимо предусмотреть мощные установки для притока и вытяжки воздуха. Для этой цели маслоохладители воздушного охлаждения оснащаются мощными центробежными вентиляторами, которые летом осуществляют забор и выброс воздуха наружу, отводя лишнее тепло от охлаждаемого масла, зимой же этот подогретый воздух может использоваться для обогрева помещений. Для регулирования температуры масла используются устройства для плавного изменения скорости вращения вентилятора или термостат включения/выключения устройства.

При размещении маслоохладителя в проеме наружной стены возможно возникновение проблем с регулированием температуры и количества поступающего воздуха. В случае длительных остановок оборудования для быстрого подогрева масла и снижения падения давления маслоохладитель оборудуется обводной линией подачи масла в компрессор (байпас маслоохладителя); также для этих целей может использоваться подогреватель маслоохладителя при остановках.

Заказывая услуги по проектированию холодильных систем, следует следить за правильным взаимным расположением агрегатов при обустройстве масляного контура. Так маслоохладитель любой конструкции должен располагаться в непосредственной близости от компрессора. Если по каким-то причинам это сделать проблематично (например, при размещении на улице), то применяется система охлаждения масла с промежуточным теплоносителем (обычно, раствором пропиленгликоля).

При охлаждении масла с помощью маслоохладителя предусматриваются дополнительные предосторожности в конструкции оборудования. Так маслоохладитель всегда устанавливается ниже уровня инжектирования масла в компрессор во избежание слива масла обратно в маслоотделитель во время стоянки компрессора. Если есть ограничения по высоте при использовании габаритных агрегатов (например, воздушного маслоохладителя), то нужно организовывать выход масла из верхней части маслоохладителя, но ниже смотрового стекла маслоотделителя и места впрыска масла в компрессор. Также для воспрепятствования возврата масла в компрессор на линии впрыска масла вблизи холодильного компрессора устанавливаются соленоидный клапан, а также вспомогательный ручной шаровый кран перекрытия линии масла ниже охладителя.

Термосифонное охлаждение масла в компрессоре

Выбирая хладагент для организации термосифонного охлаждения масла, следует учитывать максимальные значения основных параметров функционирования установки: температуры испарения и конденсации, а также максимальную температуру перегрева всасываемого газа и температуру срабатывания регулятора холодильной мощности.

Для осуществления термосифонного охлаждения не используется маслоохладитель, что существенно снижает эксплуатационные издержки предприятия. Горячее масло охлаждается в пластинчатом теплообменнике от контакта с жидким хладагентом, который подается из промежуточного ресивера, расположенного рядом с конденсатором на определенной высоте. Охлажденное масло затем смешивается в специальном клапане с горячим маслом, в результате чего достигается заданная производителем компрессорного оборудования рабочая температура.

Конструкция ДВС (система смазки, система охлаждения, система питания двигателя)

1. Система смазки ДВС

Моторное масло-это важный элемент конструкции двигателя оно смазывает, защищает от коррозии, износа, охлаждает и т. д.

Система смазки ДВС состоит из следующих основных элементов, рис 1, 2:

— трубок, каналов и отверстий для подачи масла.

Рисунок 1. Схема двигателя внутреннего сгорания (Вид спереди):

1 – поддон картера; 2 – передний сальник коленчатого вала; 3 – коленчатый вал; 4 – зубчатый шкив коленчатого вала; 5 – масляный насос; 6 – шкив привода генератора; 7 – зубчатый ремень; 8 – передняя крышка привода механизма газораспределительного вала; 9 – зубчатый шкив насоса охлаждающей жидкости; 10 – натяжной ролик; 11 – зубчатый шкив распределительного вала; 12 – задняя крышка; 13 – сальник распределительного вала; 14 – выпускной распределительный вал; 15 – гидротолкатель; 16 – пружина клапана; 17 – направляющая втулка клапана; 18 – выпускной клапан; 19 – ресивер; 20 – крышка подшипников распределительного вала; 21 – направляющая труба; 22 – крышка головки блока цилиндров; 23 – пластиковая крышка; 24 – свеча зажигания; 25 – впускной распределительный вал; 26 – впускной клапан; 27 – головка блока цилиндров; 28 – соединительная муфта; 29 – топливная рампа; 30 – шланг вентиляции картера; 31 – форсунка; 32 – впускной коллектор; 33 – маховик; 34 – держатель заднего сальника коленчатого вала; 35 – задний сальник коленчатого вала; 36 – блок цилиндров; 37 – масляный щуп; 38 – поршень; 39 – шатун; 40 – крышка шатуна; 41 – крышка коренного подшипника коленчатого вала.

Рисунок 2. Схема двигателя внутреннего сгорания (Вид сбоку):

1 – пробка сливного отверстия поддона картера; 2 – поддон картера; 3 – масляный фильтр; 4 – насос охлаждающей жидкости; 5 – выпускной коллектор; 6 – выпускной клапан; 7 – пружина клапана; 8 – выпускной распределительный вал; 9 – ресивер; 10 – крышка головки блока цилиндров; 11 – впускной распределительный вал; 12 – гидротолкатель; 13 – топливная рампа; 14 – форсунка; 15 – впускной коллектор; 16 – направляющая втулка клапана; 17 – впускной клапан; 18 – головка блока цилиндров; 19 – поршень; 20 – компрессионные кольца; 21 – маслосъёмное кольцо; 22 – поршневой палец; 23 – шатун; 24 – блок цилиндров; 25 – крышка шатуна; 26 – коленчатый вал; 27 – приёмник масляного насоса.

Важная роль для функционирования системы смазки ДВС отводится вентиляции картера рис 3. Она выводит продукты неполного сгорания и воду (в виде паров) из картера на дожиг (что снижает выбросы в окружающую среду).

Рисунок 3. Схема вентиляции картера:

1 — корпус воздушного фильтра; 2 — фильтрующий элемент; 3 — всасывающий коллектор вентиляции картера; 4 — карбюратор; 5 — впускной трубопровод; 6 — впускной клапан; 7 — шланг вентиляции картера; 8 — маслоотделитель; 9 — сливная трубка маслоотделителя; 10 — картер двигателя; 11 — поддон картера.

Со временем моторное масло стареет, поэтому регулярный анализ его качества во время работы позволит своевременно выявить неполадки, ресурс масла, а также время его замены.

2. Система охлаждения ДВС

Рисунок 4. Система охлаждения ДВС:


1 — радиатор; 2 — расширительный бачок; 3 — крышка расширительного бачка; 4 — термостат; 5 — выпускной патрубок головки блока цилиндров; 6 — радиатор; 7 — электровентилятор; 8 — ремень привода газораспределительного механизма; 9 — насос охлаждающей жидкости; 10 — кран отопителя; 11 – поток на обогрев салона; 12 — поток из двигателя (на охлаждение); 13 — поток в двигатель (после охлаждения); 14 — охлаждение жидкости воздухом; 15 — теплый воздух в салон.

При сгорании топлива в двигателе внутреннего сгорания выделяется тепло, которое отводится системой жидкостного охлаждения, состоящей из следующих основных элементов, рис 4:

— рубашки охлаждения (двойные стенки блока цилиндров и головок), пространство между которыми заполнено охлаждающей жидкостью;

— радиатора, выполняющего функцию теплообменника и состоящего из двух блоков, соединенных большим количеством трубок;

— расширительного бачка поддерживающего постоянный объём циркулирующей жидкости и определенное давление в системе;

— насоса, обеспечивающего циркуляцию охлаждающей жидкости в системе;

— термостата-автоматического клапана открывающегося при достижении охлаждающей жидкостью температуры 90-102 0 С.

В случае неисправности системы охлаждения (наличия микротрещин в рубашке охлаждения, разгерметизации прокладок) охлаждающая жидкость попадает в работающее масло, ухудшает его работоспособность (рис.5.) В случае несвоевременного определения возникших дефектов в системе охлаждения ДВС выходит из строя.

Рисунок 5. Система охлаждения:

1 — сливная трубка маслоотделителя; 2 — маслоотделитель; 3 — крышка сапуна; 4 — шланг отсоса газов; 5 — пламегаситель; 6 — вытяжной коллектор; 7 — фильтрующий элемент воздушного фильтра; 8 — шланг отвода газов в задроссельное пространство карбюратора; 9 – охлаждающая жидкость; 10 – рубашка охлаждения; 11 – уплотнительная прокладка головки блока цилиндров.

3. Система питания двигателя

В системе питания топливо хранится, очищается, перемещается, смешивается с предварительно очищенным от пыли воздухом. Большинство автомобилей в мире оснащены бензиновыми двигателями. В зависимости от вида устройства, осуществляющего подготовку топливовоздушной смеси, двигатели могут быть инжекторными или карбюраторными рис.7, 8.

Рисунок 6. Схема распределительного впрыска:
1 – датчик температуры; 2 – датчик детонации; 3 – датчик положения коленчатого вала; 4 – топливная форсунка; 5 – датчик подроссельной заслонки; 6 – ЭБУ (контроллер); 7 – замок зажигания; 8 – аккумуляторная батарея; 9 — свеча зажигания.

Рисунок 7. Распределительный впрыск инжекторного двигателя:

1 – распределительный вал; 2 – топливная форсунка; 3 – впускной канал; 4 – свеча зажигания; 5 – впускной клапан; 6 – выпускной клапан.

Рисунок 8. Система питания карбюраторного двигателя:
1 — воздухозаборник холодного воздуха; 2 – терморегулятор; 3 — воздушный фильтр; 4 — воздухозаборник теплого воздуха; 5 — наливная труба; 6 — датчик указателя уровня топлива; 7 — топливной бак; 8 — трубопровод слива избытка топлива; 9 — трубопровод подачи топлива из бака, 10 — топливный насос; 11 – карбюратор.

Система питания состоит из следующих основных элементов рис. 6, 8.:

— фильтров очистки топлива;

— карбюратора (см. рис 8);

Неполадки в системе питания приводят: к разжижению масла (из-за попадания продуктов неполного сгорания) и износу из-за попадания пыли с воздухом, подаваемым на смешение с топливом.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Электро схема двигателя пассат б3
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector