Назначение и состав системы смазки с «мокрым картером»

Форсирование автомобильных двигателей по энергетическим показателям сопровождается увеличением окружных скоростей шеек валов, средних и максимальных давлений в подшипниках коленчатого вала, в сочленениях шатуна, на поверхностях поршня, в зубьях шестерен механизма привода и т. п. При этом температурные режимы указанных деталей, и в особенности поршневой группы и подшипников, значительно повышаются.

В этих условиях система смазки должна обеспечивать:

1) наличие несущего масляного слоя на поверхностях сопряженных деталей;

2) охлаждение поверхностей путем отвода теплоты маслом, подводимым к ним с избытком;

3) вымывание продуктов износа из подшипников и зазоров между сопряженными поверхностями.

Все чаще в двигателях система смазки используется также для организованного отвода теплоты от деталей, которые непосредственно не соприкасаются с охлаждающей жидкостью. К ним относятся внутренняя поверхность поршня, корпуса трубокомпрессора (в зонах подшипников), шестерни и др.

В существующих системах смазки масло подается под давлением к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала (100% выпускаемых моделей); поршневому пальцу (главным образом у дизелей 30%); подшипникам и шестерням распределительного вала и к деталям привода клапанного механизма толкателям и коромыслам; гильзам цилиндров и кулачкам распределительного вала путем опрыскивания через кривошипную головку шатуна.

В зависимости от мощности двигателя и условий работы применяют системы смазки двух типов: с мокрым (рис. 306) и сухим картерами.

Система с мокрым картером получила преимущественное распространение. Масло в этом случае находится в углублении картера. При больших продольных углах наклона двигателя, когда автомобиль движется по горным дорогам, в системах с мокрым картером уровень масла может быть расположен выше переднего или заднего концов коленчатого вала. При этом передний и задний сальники будут находиться под избыточным давлением. В горных условиях остановка автомобиля на уклоне при недостаточно надежном уплотпении концов вала может вызвать утечку масла. В случае резкого торможения и разгона автомобиля масло в избытке забрасывается на стенки цилиндров, вследствие чего повышается его расход. Для уменьшения взбалтывания масла углубление в картере для масла обычно отделяют от остального пространства успокоительным листом (с прорезями или с отверстиями малого диаметра, через которые стекающее масло поступает в поддон). Высота двигателя при системе смазки с мокрым картером возрастает.

Форма и размеры нижней половины картера должны обусловливать стекание масла в неполностью изолированные объемы. Это позволяет уменьшить количество барботируемого масла, понизить внутренние потери в двигателе, а также избежать вспенивания масла. Коэффициент подачи насоса при этом возрастает.

Маслозаборник может быть неподвижным сетчатым, располагаемым в нижней части углубления картера (см. рис. 306), или качающимся, плавающим на уровне масла. В первом случае удается избежать попадания воздуха в систему смазки при резком изменении уровня масла. В маслозаборниках устанавливают предохранительную сетку для улавливания относительно крупных механических частиц. Размер проходных ячеек в сетке колеблется в пределах 0,50,8 мм2. Общая площадь сетки достигает 8,2 см2/кВт обеспечивая пробег автомобиля 80 ООО км без ее очистки.

В системе смазки с сухим картером основное количество масла помещается в специальных емкостях-баках, расположенных вне двигателя или внутри картера.

Масло к подшипникам вала может подводиться по главной магистрали 2 (рис. 238, в) расположенной в блок-картере, или из внутренних полостей (рис. 279, а и 281, а) шеек вала (центральноймагистрали). В первом случае масло нагнетается из неподвижного капала постоянно в одну зону коренного подшипника (нена груженную), во втором через радиальные каналы в шейках вращающегося вала. Последняя система смазки получила распространение в двигателях с коренными подшипниками качения. Кроме того, ее рациональпо применять в двигателях, в которых на переднем конце коленчатого вала устанавливается центрифуга для тонкой очистки масла (рис. 281). Масло при последовательном прохождении через все шейки вала дополнительно очищается центробеяшым способом. Недостатком такой схемы является трудность продавливания холодного масла через внутренние полости вала при прогревании двигателя после пуска.

В карбюраторных двигателях с менее нагруженными подшипниками давлепие масла при поминальной частоте вращения достигает 0,30,5 МПа и в дизелях 0,50,7 МПа. При повышенном сопротивлении системы давление, при котором открывается редукционный клапан, увеличивают до 0,81,0 МПа.

Перепад давления в перепускных клапанах фильтра грубой очистки составляет 0,20,3 МПа, полнопоточного фильтра тонкой очистки 0,10,25 МПа и масляного радиатора 0,10,3 МПа.

Емкость системы смазки зависит от объема картера, фильтров, радиатора и магистральных каналов, а также от расхода масла в эксплуатации до его очередной смены. Количество масла в картере должно обеспечивать работу насоса без подсоса воздуха через маслозаборник при различных углах крена двигателя.

При наличии масляных радиаторов, которыми снабжены двигатели грузовых автомобилей, температура масла практически не зависит от объема системы.

Удельная емкость (объем, отнесенный к номинальной мощности) систем смазки с мокрыми картерами для двигателей различных типов имеет следующие значения (в л/кВт):

Меньшие значения относятся к двигателям, снабженным масляным радиатором и имеющим повышепную скорость циркуляции масла. В дизелях с сухими картерами удельная емкость системы смазки колеблется в пределах 0,150,70 л/кВт.