Елементи системи мащення

Масляний насос забезпечує в системі безперервну циркуляцію масла і подачу його під тиском до деталей.

На сучасних автотракторних двигунах застосовують шестеренчасті масляні насоси, які мають просту будову й забезпечують надійну роботу.

Односекційний масляний насос складається з корпуса 1 і кришки 2. Корпус насоса кріпиться всередині картера до перетинок нижньої площини циліндрів двома болтами і фіксується на перетинці двома штифтами, запресованими в корпус. До нижньої частини корпуса болтами фіксується маслоприймач 7. В отворах корпуса 1 і кришки 2 встановлений на підшипниках ведучий вал 3. На одному кінці вала є шліци, призначені для встановлення шестерні приводу насоса. На валу за допомогою шпонки або шліців жорстко закріплюється ведуча шестерня 4. Її зубці входять в зачеплення із зубцями веденої шестерні 6, яка виготовляється окремо або разом з валиком 9. Якщо шестерня 6 виготовляється окремо, вона вільно обертається на запресованому у корпус валику 9.

Між зубцями шестерень 4 і 6 та стінками корпуса 1 є невеликий зазор — 0,05...0,1мм.

Насос працює так:

1. При обертанні колінчастого вала шестерні масляного насоса обертаються в різні сторони;

2. Під дією створеного при обертанні шестерень розрідження, масло із піддона картера через сітку 8 маслоприймача 7 і вхідний канал 10 надходить до шестерень 4 і 6;

3. Потрапляючи між зубцями шестерень 4, 6 і корпусом 1 насоса, воно переноситься зубцями у вихідний канал 5;

4. Оскільки шестерні обертаються з великою швидкістю, то в канал 5 масло подається під тиском. Величина тиску, створеного насосом, як і його подача, залежать від розмірів насоса, частоти обертання шестерень, опору в трубопроводах і каналах та від спрацювання деталей насоса.

У холодну пору року масляний насос, особливо нового двигуна, подає велику кількість масла, тиск якого в системі (від насоса до головного масляного канала) зростає через опір трубопроводів проходженню масла надмірної в’язкості. Щоб запобігти пошкодженню фільтра й інших деталей системи, в корпусі насоса є редукційний запобіжний клапан, який автоматично обмежує величину максимального тиску в системі. При значному підвищенні тиску стаканчик 12 (або кулька) стискає пружину 13 і частина масла по перепускному каналу 11 надходить в піддон картера. Змінюючи попереднє стискання пружини 13 регулювальним гвинтом 14, який фіксується відносно корпуса насоса контргайкою, регулюють максимальний тиск масла в системі (0,65...0,70 МПа).

Без редукційного клапана після пуску охолодженого двигуна з холодним та густим маслом тиск у магістралі перевищував би 100 МПа.

На дизелях модифікації СМД-60 встановлюється двосекційний масляний насос. Він має основну секцію, яка подає масло в головний масляний канал, і додаткову, яка подає масло до масляного радіатора.

Для забезпечення мащення тертьових поверхонь перед пуском дизеля, що полегшує пуск і зменшує спрацювання деталей, на дизелях модифікації СМД-60 і ЯМЗ-240 встановлений насос передпускового прокачування масла.

Фільтри забезпечують очищення масла від сторонніх предметів, які потрапили при перевезенні і зберіганні, а також від металевих і мінеральних частинок, що утворилися в процесі спрацювання деталей, згоряння палива й окислення масла.

На сучасних дизелях застосовується багатоступеневе очищення масла із використанням фільтрів грубої і тонкої очистки.

Фільтрами грубої очистки масла на всіх дизелях є металева сітка маслозаливної горловини і металева сітка, встановлена в корпусі маслоприймача.

Фільтри тонкої очистки очищують масло від механічних частинок невеликого розміру (до 2...3 мкм) і смолистих речовин. Фільтруючі елементи таких фільтрів змінні (картонні, паперові, з тканини та деревного борошна).

На сучасних тракторних двигунах такими фільтрами є центрифуги з частотою обертання ротора 5000...9000 хв1 (об/хв). У дизеля ЯМЗ-240Б основну частину масла, яка надходить у головну масляну магістраль, очищає фільтр зі змінними фільтрувальними елементами з деревного борошна, а меншу частину, яка знову повертається в піддон картера, — центрифуга.

Залежно від характеру сил, які обертають ротор, центрифуги бувають реактивними або активно-реактивними. Центрифуга, яка встановлена в системі так, що через неї проходить весь потік масла після масляного насоса, називається повнопоточною. Центрифуга, через яку проходить частина масла, називається неповнопоточною.

Повнопоточна реактивна масляна центрифуга дизеля СМД-60 складається з нерухомої і рухомої (ротора) частин і змонтована в корпусі 1. В корпус 1 вкручено пустотілу вісь 6 з нижньою 31 і верхньою 30 опорними шийками. На осі нерухомо (за допомогою гайки 10) закріплюється захисний ковпак 12, а ротор — з можливістю обертання відносно осі і вісьовим переміщенням 0,2-0,6 мм за допомогою гайки 8, упорної шайби 9 і гайки 11. Між ковпаком 12 і корпусом 1 встановлюється ущільнювальна паронітова прокладка 15.

В корпусі 1 є вхідні і вихідні канали, які з’єднуються з відповідними каналами осі 6. Вихідний канал осі — це відвідна трубка 2, запресована у вісь, а вхідний канал — місткість між внутрішньою поверхнею осі і зовнішньою поверхнею трубки 2. Для сполучення об’єму ротора з відповідними каналами на осі виконують отвори 28 і 26. Між вхідними 16 і вихідними 21 каналами корпуса встановлений запобіжний клапан, який підтримує необхідний тиск у центрифузі.

Запобіжний клапан 19 виготовлений у вигляді циліндричного плунжера з виточкою в середній частині для проходження масла по каналу 16 до центрифуги. До плунжера на різьбі приєднаний шток 23, який проходить крізь отвір упора 20. Шток 23 відносно клапана 19 зафіксований шплінтом. Між торцем штока і гніздом отвору порож нини запобіжного клапана 19 встановлений перепускний кульковий клапан, який складається з кульки 17 і пружини 18. На штоці 23, між упором 20 і шайбою, встановленою в канавку штока, діє пружина 22. Отвір під запобіжний клапан в корпусі 1 закривається заглушкою 24.

Ротор центрифуги із алюмінієвого сплаву складається з остова 4 і кришки 7, з’єднаних між собою за допомогою упорної шайби і гайок. Зверху упорної шайби 9 встановлюється мідна прокладка, в канавках остова, між остовом 4 і кришкою 7, ущільнювальне гумове кільце 14. Виступ (колонка) у верхній частині остова 4 тримає ротор на опорних шийках осі 6. Верхня 30 і нижня 31 шийки осі — це опори остова 4, а середня 32 розмежовує місткості очищеного і неочищеного масла. В нижній частині остова 4 виконують литі приливки. В різьбових отворах приливків встановляються дві форсунки 3 з каліброваними отворами діаметром 2,3 мм. Форсунки розташовані по дотичній до кола обертання (в протилежні сторони) радіусом 40 мм. У верхній частині остова двома гвинтами закріплений масловідбивач 5 і насадка 13.

Масло від насоса під тиском надходить по отворах у блок-картері і корпусі 1 до вхідного каналу 16 і отворів 28 в осі 6. Із отворів 28 масло через отвори масловідбивача 5 потрапляє до внутрішньої стінки насадки 13, звідки направляється до осі 6 і вверх. Це забезпечує рівномірніший розподіл осаду сторонніх домішок на внутрішніх стінках кришки 7, обмежує їх змивання зі стінок кришки 7 масла, яке надходить в ротор. Через різницю діаметрів опорних шийок 30 і 31 осі 6 утворюється осьова сила, що піднімає ротор уверх. При роботі центрифуги ротор не тисне на опорні шийки 30 і 31.

Частина масла з верхньої частини ротора подається до форсунок. Витікаючи з великою швидкістю через соплові отвори форсунок, масло утворює реактивний крутний момент, який обертає ротор центрифуги. При обертанні ротора з великою швидкістю механічні частинки і продукти спрацювання масла під дією відцентрових сил відкидаються до стінок кришки і осідають у вигляді спресованої маси. Очищене масло по отворах 26 осі 6 подається в масловідвідну трубку 2, канал 21 центрифуги і в головну масляну магістраль дизеля.

При підвищенні тиску у вихідному каналі 21 центрифуги підвищується тиск і в каналі 16 для підведення масла до центрифуги. Масло діє на плунжер 19 запобіжного клапана і він, стискуючи пружину 22, переміщується вправо разом зі штоком 23. Правий кінець плунжера виходить із розточки корпуса 1 і частина масла із впускного каналу 16 центрифуги надходить в картер 29 для зливання масла з форсунок і звідти—в піддон картера. Тиск на вході в центрифугу знижується. Запобіжний клапан відрегульований на відкривання при тиску у вихідному каналі 0,45...0,57 МПа. При зростанні різниці тисків у каналах 16 і 21 до 0,6...0,7 МПа, що може бути при пуску холодного двигуна, масло надходить по отворах плунжера до кульки 17 перепускного клапана, стискає пружину 18 і переміщає кульку вліво. Із вхідного каналу 16 неочищене масло подається до вихідного каналу 21.

При зменшенні різниці тисків пружинами 18 і 22 перепускний і запобіжний клапани повертаються у початкове положення.

Осад зі стінок кришки ротора знімається дерев’яним скребком під час технічного обслуговування, потім стінки кришки промиваються дизельним паливом.

Центрифуга з активно-реактивним приводом дизеля Д-240 відрізняється від центрифуги з реактивним приводом відсутністю форсунки і все масло, яке дається в ротор центрифуги, спрямовується в головну масляну магістраль. Це дозволяє подовжити строк роботи масла, оскільки воно не збагачується киснем, менше окисляється і вигоряє. Крім того, при цьому зменшується загальний потік масла і відповідно витрати енергії на привод масляного насоса.

На нижній частині осі 1 ротора центрифуги нерухомо прикріплено насадку 7. В ній виконуються канали (позначені буквою Н), розміщені по дотичних до кола обертання у протилежних напрямах. Проти каналів Н насадки є два отвори, які з’єднують впу скний канал центрифуги з каналами насадки, та чотири радіальних отвори в колонці 8 остова ротора, що з’єднують канали насадки з робочим об’ємом ротора центрифуги.

У верхній частині колонки 8 ротора аналогічно виконують три канали, позначені літерою В. Вхід до каналів розташований у протилежному від обертання ротора напрямі. Проти каналів В колонки виконано чотири радіальних отвори осі 1.

Масло, яке під тиском подається до каналів Н насадки 7, за дотичною лінією спрямовується на великій швидкості в порожнину НП колонки. Потік масла створює активний момент, який змушує ротор обертатися. Потім отворами в колонці масло рухається в порожнину ротора, де під дією відцентрових сил очищується від домішок.

Очищене масло піднімається у верхню частину ротора і тангенціальними каналами В колонки спрямовується у порожнину ВП, розташовану між колонкою 8 і віссю 1. Під час проходження масла через канали В також виникають реактивні сили, крутішії момент яких співпадає з активним моментом насадки 7. Ці два моменти обертають ротор. Масло з порожнини ВП каналами осі 1 надходить в масловідвідну трубку 6 і далі — в головну магістраль.

Останнім часом замість центрифуги, навіть на тракторних двигунах, почали встановлювати фільтри для очищення масла з паперовими фільтруючими елементами

Масляний радіатор. Для нормальної роботи двигуна температура масла в системі маїцення повинна бути 70...85°С. При нагріванні масла вище 90°С його в’язкість значно знижується. Воно випаровується, гірше охолоджує і змащує деталі. Зростають його витрати. Масляний радіатор забезпечує зниження температури масла на 10...20°С.

На двигунах з повітряним охолодженням радіатор (змійовик) з ребрами встановлюється під кожухом вентилятора, перед циліндрами.

Радіатори двигунів з рідинним охолодженням подібні за конструкцією, але відрізняються за розмірами, кількістю охолоджувальних трубок та способом їх розміщення.

Масляний радіатор дизеля ЯМЗ-240Б складається з верхнього 4 і нижнього 1 бачків, між якими в один ряд встановлені овальні сталеві трубки 2. На трубки спіраллю навиті сталеві стрічки (ребра) З, які збільшують поверхню охолодження. Бачки розділені перетинками 6 на відсіки, що забезпечує ефективніше охолодження масла через збільшення шляху і часу проходження його через радіатор. Для нижньої стінки бачка 4 приварені сталеві трубки 5 і 7 з гумовими трубопроводами вхідних і вихідних каналів систем мащення дизеля і коробки передач (2/3 об’єму масляного радіатора призначені для охолодження масла дизеля — моторної секції, а 1/3 об’єму — коробки передач).

Масляний радіатор розташований перед рідинним радіатором системи охолодження і прикріплений до нього. Він включається в роботу залежно від пори року за допомогою спеціального крана.

Роботу системи мащення контролюють такими приладами і пристроями:

• рівень масла у піддоні картера масломірною лінійкою;

• тиск масла в головній магістралі електричним або механічним (мембранним) манометрами та сигнальними (індикаторами) лампочками;

• температуру масла — дистанційними термометрами.

На всіх дизелях встановлені масломірні лінійки, на більшості дизелів з рідинним охолодженням контролюється лише тиск масла, на дизелях з повітряним охолодженням — тиск і температура масла.

Дистанційні манометри бувають електричні і трубчасті.

Електричний манометр складається з датчика і покажчика, включених в електричну схему. Корпус датчика 6 вкручується в остов. До нього по каналу підводиться масло із головного масляного каналу. Між корпусом і кришкою датчика встановлено діафрагму 4. З одного боку на діафрагму тисне масло, з іншого вона з’єднана з рухомим контактом 7 реостата 5. Один кінець реостата з'єднаний з мінусовою клемою акумуляторної батареї, другий — з плюсовою.

В корпусі електромагнітного покажчика встановлений екран, три котушки 3, рухомий магніт зі стрілкою 2, закріпленою рухомо на осі, і нерухомого магніту для встановлення стрілки на нульову позначку шкали. Екран запобігає впливу побічних магнітних полів на роботу покажчика.

При роботі електричної схеми величина струму в котушках 3 залежить від положення рухомого контакту 7 на реостаті 5, а самого контакту 7 — від величини тиску в системі. При підключенні струму до котушок 3 утворюється сумарне магнітне поле. Взаємодіючи з ним, стрілка 2 встановлюється у відповідне положення, пропорційне величині тиску в головній масляній магістралі.

Вентиляція картера двигуна

При роботі двигуна через нещільності між поршневими кільцями, поршнем і гільзою циліндра в картер надходять горюча суміш і відпрацьовані гази, які містять пари палива, води і сірчистого газу. Пари палива, які конденсуються на стінках циліндра і потрапляють в піддон картера, розріджують масло. Пари води, конденсуючись в піддоні картера, утворюють піну і емульсії. Сірчистий газ, сполучаючись з водою, яка є в маслі, утворює сірчану кислоту. Кислота, потрапляючи з маслом на робочі поверхні деталей, роз’їдає і прискорює їх спрацювання.

Для виведення газів із картера застосовується система вентиляції картера двигуна. У сучасних автомобільних карбюраторних двигунів застосовують примусову систему вентиляції картера, на дизелях тракторів вентиляція відбувається за допомогою сапуна. Він встановлюється в заливній горловині системи мащення або окремо на кришці головки циліндрів і сполучає картер з атмосферою. За рахунок різниці тисків в картері й атмосфері, гази, виходять із картера. Це зменшує дію парів палива, води і відпрацьованих газів на масло і запобігає можливості витікання масла через зазори в площинах рознімання деталей. В корпусі сапуна встановлений фільтр, переважно із дроту, який утримує краплі масла.