2.4. Система смазки и охлаждения двигателей зил-131, КамАз-740.

2.4.1. Особенности устройства системы смазки двигателей зил-131, КамАз-740.

Система смазки служит для:

1. подвода масла к трущимся поверхностям деталей двигателя и создания между ними масляного слоя с целью уменьшения потерь на трения;

2. очистки трущихся поверхностей от продуктов износа;

3. частичного охлаждения трущихся деталей;

4. улучшения герметизации между поршнем и цилиндром;

5. очистки масла.

Основной признак классификации систем смазки - способ подвода масла к коренным и шатунным подшипникам. По этому признаку системы смазки делятся на:

• принудительную;

• разбрызгиванием;

• смешанную.

В зависимости от того, где находится основное количество масла в системе двигателя, различают системы:

• с сухим картером;

• с мокрым картером.

В двигателе ЗиЛ-131 применена смешанная система смазки. Масло под давлением подается:

• к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала;

• подшипникам распределительного вала;

• к опорам промежуточного вала привода распределителя зажигания и валика масляного насоса;

• к толкателям;

• к подшипникам компрессора.

К втулкам коромысел предусмотрено пульсирующая подача масла. Остальные трущиеся детали двигателя смазываются разбрызгиванием и самотеком. Емкость системы смазки двигателя ЗиЛ-131 - 9,5 литра.

Система смазки включает:

• маслозаливной патрубок;

• масляный картер (поддон);

• масляный насос с маслоприемником;

• фильтр центробежной очистки масла;

• масляный радиатор;

• магистрали и трубопроводы;

• контрольные приборы;

• маслоизмерительный1 стержень.

Маслозаливной патрубок находится в передней части двигателя, на нем установлен фильтр вентиляции картера.

Масляный картер служит резервуаром для масла и защитным кожухом кривошипно-шатунного механизма снизу. Изготовлен штамповкой из стали и крепится снизу к картеру болтами через пробковую прокладку. В передней части выполнен колодец с магнитной пробкой для слива масла. Картер с правой стороны имеет штуцер для слива масла с радиатора.

Масляный насос - служит для подачи масла под давлением к трущимся деталям. Двухсекционный, шестеренчатый, с приводом от шестерни распределительного вала через промежуточный валик.

Состоит из:

• корпуса;

• крышки (основания) насоса;

• корпуса нижней секции;

• ведущей и ведомой шестерен верхней секции;

• ведущей и ведомой шестерен нижней секции;

• плунжерный редукционный клапан;

• шариковый перепускной клапан.

Верхняя секция насоса размещена в корпусе и обеспечивает подачу масла через фильтр центробежной очистки к трущимся деталям двигателя. Ведущая шестерня закреплена шпонкой на ведущем валу. Ведущая шестерня установлена на оси, запрессованой в корпусе. Приемное отверстие находится в верхней полости корпуса насоса на блоке и совпадает с каналом в блоке, по которому поступает масло от маслоприемника. В крышке насоса установлен плунжерный редукционный клапан отрегулированный на давление 0,32 Мпа (3,2 кгс/кв.см.).

Нижняя секция насоса подает масло в масляный радиатор. Ведущая шестерня нижней секции шпонкой закреплена на ведущем валу привода насоса, а ведомая свободно вращается на оси, запрессованной в корпуса. В корпусе нижней секции встроен перепускной шариковый клапан, отрегулированный на давление ... 0,12 Мпа (1,2 кгс/кв.см.). Производительность верхней секции нового насоса 50 л/мин., нижней секции 23 л/мин. Маслоприемник крепится к блоку, состоит из:

• корпуса;

• трубки с фланцем крепления;

• сетчатого фильтра.

Размещен в колодце поддона картера, для обеспечения подачи масла к трущимся деталям при движении автомобиля на подъем.

Фильтр центробежной очистки масла.

Центробежный, с реактивным приводом, включен в систему последовательно. Служит для очистки масла от механических примесей.

Состоит из:

• корпуса фильтра;

• кожуха;

• корпуса ротора;

• колпака ротора;

• вставки с пружиной;

• оси ротора с деталями крепления;

• уплотнительных прокладок.

В корпусе фильтра ввернута полая ось ротора, на которой на двух бронзовых втулках и упорном подшипнике установлен ротор с вставкой. В корпус ротора ввернуты жиклеры. В пространстве ограниченном колпаком ротора при вращении происходит очистка масла. Очищенное масло через отверстие в роторе, полой оси ротора и трубку фильтра сливается в распределительную полость. В корпусе установлен шариковый перепускной клапан, отрегулированный на давление.

Масляный радиатор служит для охлаждения масла. Пластинчатотрубчатый, однорядный, постоянно включенный воздушного охлаждения установлен впереди радиатора системы охлаждения. Материал - поребренная алюминиевая трубка. Подача масла в радиатор осуществляется от нижней секции масляного насоса, через запорный кран игольчатого типа, установленного в корпусе нижней секции. Отключать радиатор следует при пуске холодного двигателя при температуре окружающего воздуха ниже 0⁰ С.

Контрольные приборы. К ним относятся указатель давления масла и контрольная лампа. К указателю давления масла от фильтра центробежной очистки подводится трубопровод, связывающий нагнетательную полость с полостью под диафрагмой указателя давления масла. В указателе установлен датчик контрольной лампочки. Лампочка горит, если давление в системе меньше 0,5 кгс/см². Для контроля за уровнем масла с правой стороны двигателя установлен указатель уровня. На металлическом стержне маслоизмерительного щупа нанесены три метки:

• "долей"

• "полно";

• метка в виде прямоугольника выше метки "Полно".

После длительной стоянки автомобиля до пуска двигателя уровень масла должен быть в пределах прямоугольника. Действие системы смазки заключается в следующем. Верхняя секция масляного насоса подает масло через канал в задней перегородке блока в фильтр. Под действием реактивной струи, выбрасываемой под давлением из двух жиклеров, ротор начинает вращаться. При давлении масла 3 кгс/см² ротор вместе с находящимся в нем маслом вращается со скоростью 5000-6000 об/мин. При этом под действием центробежных сил, находящиеся в масле взвешенные частицы (продукты износа, абразивы, продукты окисления и т.д.) отлагаются на внутренней поверхности колпака ротора. Очищенное масло сливается в распределительную камеру, имеющуюся в задней перегородке блока, откуда оно поступает в два магистральных канала. Из правого канала подается к коренным подшипникам коленчатого вала, а от них - к подшипникам и опорному фланцу распределительного вала. По каналам в коленчатом валу поступает к шатунным подшипникам. В теле нижней головки шатуна имеется отверстие, в момент совпадения которой с каналом в шейке коленчатого вала масло выпрыскивается на стенку цилиндра. Через два радиальных каналах в шейке среднего подшипника распределительного вала, масло по каналам в блоке цилиндров, головках блока, стойках и осях коромысел, периодически подается к втулкам коромысел, а по отверстиям в коромыслах - к верхним наконечникам штанг. Толкатели смазываются маслом из продольных магистральных каналов. Из переднего конца левого магистрального канала масло подается для смазки компрессора, а из него по трубопроводу стекает в картер.

Устройство и действие приборов системы смазки двигателя КамАЗ-740. В двигателе КамАЗ-740 применена смешанная система, при которой часть деталей смазывается под давлением, часть самотеком и часть разбрызгивается. Система смазки состоит из:

• маслозаборника;

• масляного насоса с двумя секциями: нагнетательной и радиаторной, и двумя предохранительными, и одним дифференциальным клапанами;

• системы масляных каналов;

• масляного фильтра с перепускным клапаном;

• фильтра центробежной очистки масла с перепускным клапаном;

• поддона картера;

• указателя уровня масла;

• маслоналивного патрубка, закрываемого крышкой;

• сапуна лабиринтного типа с фланцем в сборе;

• масляного радиатора с предохранительным клапаном.

Заливка клапана в поддон картера осуществляется через патрубок, расположенный справа двигателя на картере маховика. Емкость системы смазки без масляного радиатора двигателя КамАЗ-740 равна 21 л. Уровень масла контролируют по меткам на маслоизмерительном стержне. На указателе набиты метки "Н" и "В". Уровень масла должен находиться вблизи метки "В", не превышая ее.

Давление масла на прогретом двигателе при номинальном числе оборотов должен быть 4-5,5 кгс/см²; при номинальном числе оборотов холостого хода не менее 1 кгс/см².

Рассмотрим более подробно устройство основных узлов и деталей системы смазки.

Масляный насос служит для создания необходимого давления в системе смазки и для подачи масла под давлением к трущимся поверхностям. Насос шестеренчатый, двухсекционный с передаточным числом шестеренчатого привода от носка коленчатого вала, равным 1,075. Он установлен внутри поддона картера и крепится к нижней части блока цилиндров с помощью болтов.

Насос состоит из:

• чугунного корпуса нагнетающей секции;

• корпуса радиаторной секции;

• проставки корпусов.

Каждая секция состоит из пары цилиндрических прямозубых шестерен. Шестерни изготовлены из стали 40Х и термически обработаны. Нагнетательная секция подает масло в главную магистраль системы, а радиаторная - прокачивает масло через фильтр центробежной очистки масла и масляный радиатор. Производительность нагнетательной секции должна быть не менее 87 л/мин. при числе оборотов ведущего валика насоса 2800 об/мин., давление масла на выходе из насоса 3,5-4 кгс/см², разряжение на всасывании 100 мм рт.ст., температура масла 75-85⁰ С.

Производительность радиаторной секции должна быть не менее 31 л/мин. при 2800 об/мин. ведущего валика насоса, давлении масла на выходе из насоса 7-7,5 кгс/см², разряжение на всасывании 100 мм рт.ст. температуры масла 75-85⁰ С.

Ведущая шестерня нагнетающей секции напрессована на среднюю часть и фиксируется шпонкой. Ведомая шестерня нагнетающей секции свободно вращается на стальной оси, установленной в корпусе масляного насоса. На оси и ведущем валике устанавливают подшипники. На них же устанавливается ведущая и ведомая шестерни радиаторной секции. Ведущая шестерня фиксируется на валике сегментной шпонкой. Удлиненным концом ведущий валик устанавливается в подшипник корпуса нагнетающей секции. На наружную часть его на шпонке устанавливается шестерня привода масляного насоса.

Каждая пара шестерни работает в специальных расточках, выполненных в литых чугунных корпусах. При вращении шестерен насоса их зубья захватывают масло у входного отверстия, проносят у стенок корпуса и выдавливают в выходное отверстие. Между корпусами насоса установлена стальная шлифовальная проставка. В проставке выполнено отверстие, объединяющее всасывающие полости обеих секций. Поэтому масло из поддона двигателя засасывается обеими секциями через один маслозаборник. Оба корпуса и проставка стягиваются болтами, которые контрятся специальными стопорными шайбами. На корпусе радиаторной секции масляного насоса имеются резьбовые отверстия, в которые устанавлива-ются предохранительный клапан нагнетающей секции, предохранительный клапан радиатор-ной секции и дифференциальный клапан системы смазки, причем клапан радиаторной секции расположен непосредственно в радиаторной секции, а клапан нагнетающей секции и диффе-ренциальный клапан устанавливаются только со стороны корпуса радиаторной секции, а их плунжеры расположены в самих отверстиях корпуса насоса. Начало отверстия предохрани-тельных клапанов нагнетающей и радиаторной секции масляного насоса происходит при достижении давления в полости нагнетания в пределах 8-8,5 кгс/см², а начало открытия дифференциального клапана системы смазки происходит при давлении масла, равном 4-4,5 кгс/см². Масло поступает к масляному насосу через маслозаборник с сетчатым фильтром.

Маслозаборник.

В двигателе КамАЗ-740 маслозаборник неподвижный и состоит из:

• всасывающей трубки с кронштейном;

• фланцем и чашкой в сборе;

• металлической сетки заборника с ободком;

• крючка крепления сетки.

Фланец всасывающей трубки маслозаборника крепится к корпусу масляного насоса двумя болтами. Перемещение маслозаборника в поддоне картера ограничивается кронштейном, который одним концом приварен к всасывающей трубке, а вторым - крепится к коренной крышке подшипника коленчатого вала. Поддон двигателя отштампован из стальноголиста. Он закрывает блок-картер двигателя снизу и служит резервуаром для масла. Находящееся в нем масло охлаждается благодаря теплообмену с окружающим воздухом через стенки поддона. Поддон через уплотнительную прокладку крепится к нижнему фланцу блок-картера болтами. Чтобы предотвратить чрезмерное расплескивание масла при движении автомобиля, в поддон вварены перегородки. В глубокой части поддона имеются две маслосливных пробки.

Масляный фильтр предназначен для очистки масла, подаваемого в главную масляную магистраль нагнетающей секцией масляного насоса. Он крепится с правой стороны блока при помощи болтов и состоит из:

• корпуса;

• двух фильтрующих элементов;

• двух колпаков;

• перепускного клапана.

Корпус соединен с колпаками через уплотнительные прокладки. внутри каждого колпака на стержень установлен каркас фильтрующего элемента, который сверху упирается выступ корпуса, а снизу поджимается пружиной колпака. Для слива масла при промывке фильтра в колпаке предусмотрены отверстие, закрываемое резьбовой конической пробкой. В корпусе масляного фильтра установлен перепускной клапан, который при перепаде давлений до и после фильтра равных 2,5-3 кгс/см² (при чрезмерном загрязнении элемента фильтра, при повышенной вязкости применяемого масла), открывается, и масло, минуя масляный фильтр, поступает неочищенным в главную масляную магистраль. Это предохраняет подшипники двигателя и другие трущиеся поверхности от перегрева из-за недостатка смазки и, как следствие, от повышенных износов и возможного выхода из строя. При срабатывании перепускного клапана замыкаются контакты сигнализатора, и на щитке приборов загорается лампочка. Свечение лампочки допустимо при пуске двигателя на холодном масле и при прогреве, в других случая необходимо заменить фильтрующие элементы.

Фильтр центробежный очистки масла с реактивным приводом установлен с правой стороны двигателя, в передней его части, и крепится к передней крышке блока при помощи болтов. Фильтр предназначен для очистки масла от мелких металлических примесей величиной от 1 мкм и от продуктов окисления и осмоления.

Он состоит из:

• корпуса с клапанами, ротора с втулками в сборе;

• деталей крепления и уплотнения;

• колпака ротора;

• стопорного устройства.

Колпак закреплен на оси ротора при помощи гайки и закрыт сверху неподвижным кожухом. Между ротором и колпаком устанавливается уплотнительное кольцо. Ротор центробежного фильтра вращается под действием струи масла, поступающего под давлением от радиаторной секции масляного насоса. При вращении ротора тяжелые частицы, загрязняющие масло, сбрасываются на стенки колпака, на которых и оседают. Очищенной масло стекает в поддон картера или, при включенном масляном радиаторе, поступает в него, где охлаждается. Все масло, прошедшее через радиатор, также попадает в поддон картера. В корпусе фильтра центробежной очистки масла устанавливаются два клапана. Один клапан перепускной, второй - предохранительный. Оба клапана плунжерного типа. Перепускной клапан обеспечивает подачу масла в масляный радиатор, минуя фильтр центробежной очистки при его загрязнении. Открытие перепускного клапана происходит при давлении масла во входной полости, равном 6-6,5 кгс/см². Начало открытия предохранительного клапана происходит при давлении масла в полости, равном 0,5-0,7 кгс/см².

Масляный радиатор. В жаркое время года и при эксплуатации автомобилей КамАЗ в тяжелых дорожных условиях температура масла в картере двигателя на столько повышается, что оно становится очень жидким и давление в системе смазке падает. Для предотвращения разжижения масла в систему смазки двигателя КамАЗ-740 включен масляный радиатор. Масляный радиатор трубчато-пластинчатого типа воздушного охлаждения. Он установлен перед основным радиатором системы охлаждения двигателя и состоит из двух бачков и горизонтальных трубок, расположенных между ними. Для увеличения поверхности охлаждения и повышения жесткости радиатора трубки скреплены металлическими ребрами. Масляный радиатор должен быть постоянно включен, и отключать его следует только при пуске холодного двигателя при температуре окружающего воздуха ниже 0⁰ С. При низкой температуре и в зимнее время масляный радиатор также можно отключать с помощью крана.

Маслоналивной патрубок предназначен для удобства заправки двигателя маслом и крепится двумя болтами к картеру маховика с правой стороны двигателя. Патрубок герметично закрывается резьбовой пробкой, уплотняется прокладкой. В нижней части маслоналивного патрубка имеется металлическая сетка.

Указатель уровня масла служит для периодического контроля за уровнем масла в поддоне двигателя. Указатель уровня масла состоит из стержня и резинового уплотнителя и установлен в специальной трубке с правой стороны блока двигателя. На нижней части стержня сделаны метки: "Н" - нижняя, соответствует минимальному, а верхняя - "В" - максимальному уровню масла.

Действие системы смазки двигателя КамАЗ-740.

При работе двигателя нагнетательная система масляного насоса, вал которого приводится шестеренчатым приводом от насоса коленчатого вала, подает под давлением масло в основную магистраль через последовательно включенный масляный фильтр. Очищенное в фильтре масло поступает в центральный масляный канал, а оттуда по системе сверления к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распределительного вала к автомату включения гидромуфты вентилятора, к топливному насосу высокого давления и к компрессору. Из блока двигателя масло поступает в масляные каналы головок через сверления в блоке и далее через сверление в одном из штифтов, фиксирующих головки на привалочных плоскостях блока.

Из головок блока масло под давлением поступает в вертикальные масляные каналы стоек коромысел, а затем по горизонтальным каналам оси и через отверстия в стенки оси к втулкам коромысла. Из зазора между осью коромысла и отверстием в коромысле масло через канал, выполненный в коротком плече, поступает к регулировочным винтам и верхним наконечникам штанг. Масло, стекающее по внутренней полости стержня штанги, поступает в толкатель клапана и через два отверстия в толкателе сливается на тарелки толкателей и кулачки распределительного вала, смазывая их.

Масло, поступающее к коромыслам самотеком, смазывает стержни клапанов и механизмы их поворота. Масло, скапливающееся в полостях головок блока, стекает через наклонные каналы, выполненные в головках, к полостям блока для прохода штанг и по ним в картер двигателя. Стенки цилиндров, поршни с пальцами, поршневые пальцы и другие трущиеся поверхности смазываются масляным туманом и разбрызгиваемым при работе механизмов маслом.

Радиаторная секция масляного насоса подает масло в фильтр центробежной очистки масла и далее в масляный радиатор. Очищенное масло фильтром центробежной очистки и охлажденное в масляном радиаторе непрерывно сливается в поддон картера.

Вентиляция картера.

Служит для предохранения масла от разжижения из-за конденсации паров, принудительного удаления газов из картерного пространства двигателя, чтобы уменьшить интенсивность старения масла и коррозии деталей. В двигателе ЗИЛ-131 применена принудительная вентиляция картера, которая включает:

• маслоуловитель;

• клапан вентиляции;

• кран;

• воздушный фильтр вентиляции картера.

Маслоуловитель закреплен на внутренней поверхности выпускного трубопровода, через штуцер закреплен на впускном трубопроводе, корпус клапана соединен с краном трубкой, а кран через трубопровод сообщается с впускным патрубком карбюратора. Система вентиляции действует следующим образом. При работе двигателя на холостом ходу клапан вентиляции вследствие большого разряжения во впускном трубопроводе карбюратора приподнимается и площадь проходного сечения штуцера уменьшается во впускной трубопровод отсасывается небольшое количество картерных газов. С увеличением открытия дроссельных заслонок карбюратора, при работе двигателя под нагрузкой разряжение во впускном трубопроводе уменьшается, клапан под действием собственного веса опускается и площадь проходного сечения между ним и штуцером увеличивается, что способ ствует проходу большого объема газов, прорывающихся в картер двигателя. Перед клапаном на выходе из внутреннего пространства двигателя картерные газы проходят с горючей смесью в камеру сгорания. Свежий воздух поступает в картер через воздушный фильтр, установленный на маслозаливном патрубке. Для отключения системы вентиляции при преодолении брода установлен кран. Рукоятка крана в момент преодоления брода должна быть расположена вертикально.

В двигателе КамАЗ-740 вентиляция картера естественная, с сапуном лабиринтного типа.

Сапун состоит из:

• корпуса;

• трех стаканов (внутреннего, среднего и верхнего);

• патрубка;

• экрана;

• фланца;

Из картера двигателя отработавшие газы выходят через сапун и вытяжную трубку в атмосферу за счет разряжения, создаваемого во время движения автомобиля, около конца вытяжной трубки. Наличие лабиринтного типа препятствует уносу масла через вытяжную трубу.