1. Тема 8. Система мащення.
1
Лабораторна робота № 4
Тема: Техніка безпеки. Вивчити в натурі будову приладів
системи мащення та схеми мащення двигунів. Можливі
несправності, їх причини, усунення, регулювання.
Мета роботи: вивчити правила техніки безпеки; вивчити в натурі будову приладів
системи мащення та системи мащення двигунів, їх призначення та
роботу; вивчити можливі несправності системи мащення двигунів,
їх причини, усунення та регулювання.
Місце проведення: кабінет механізації.
Тривалість роботи: 2 год.
Обладнання і матеріали: методичні вказівки, схема системи мащення двигуна,
прилади системи мащення автотракторних двигунів,
слюсарний інструмент, плакати та презентації.
Оформлення роботи: звіт лабораторної роботи виконується на аркушах (ф.А4);
структура звіту: титульний лист, вступ, описова частина,
висновок.
Завдання:
1) Ознайомитися з правилами техніки безпеки і охорони праці.
2) Ознайомитись із схемою мащення двигуна, розміщенням приладів системи мащення.
3) Вивчити в натурі будову приладів системи мащення двигунів, їх призначення та
роботу.
4) Вивчити можливі несправності системи мащення двигунів, їх причини, усунення та
регулювання.
5) Технічне обслуговування системи мащення двигунів.
Хід роботи
1. Ознайомитися з правилами техніки безпеки і охорони праці.
2. Описати призначення, будову та роботу системи мащення двигуна.
3. Описати призначення, будову та роботу приладів системи мащення двигуна:
¨ оливного насоса;
¨ оливних фільтрів;
¨ оливного радіатора.
4. Описати можливі несправності системи мащення двигуна, їх причини, способи
усунення та регулювання.
5. Описати роботи, що виконуються при технічному обслуговуванні системи
мащення двигунів.
6. Оформіть та здайте звіт.
Після виконання лабораторної роботи студент повинен:
знати: будову приладів системи
мащення двигунів;
можливі несправності та
способи усунення.
вміти: усувати несправності системи
мащення двигунів;
проводити технічне обслуговування
системи мащення.
2. Тема 8. Система мащення.
2
Теоретичні відомості
В більшості двигунів застосовується комбінована система змащування. Під тиском змащуються корінні і шатунні підшипники,
підшипники розподільного вала, осі коромисел, наконечники штанг, втулки шестерень розподільного вала, кулачки. Решта деталей
змащуються розбризкуванням.
При комбінованій системі мащення частина деталей змащується примусовою подачею оливи під тиском, а частина –
розбризкуванням Під тиском змащуються найбільш навантажені з’єднання (корінні і шатунні підшипники колінчастого вала,
підшипники розподільного вала тощо). Робочі поверхні, до яких немає необхідності примусово подавати оливу під тиском або де
це зробити – конструктивно складно, змащуються оливою, що витікає із зазорів корінних і шатунних підшипників, або ж оливою,
що подається спеціально спрямованими струменями. До комбінованої системи мащення входять: оливний насос, фільтри очистки
оливи, оливний радіатор, контрольні прилади (манометр і термометр), оливопроводи та система каналів, якими олива підводиться
до тертьових поверхонь. Резервуаром для оливи служить піддон картера. Олива заливається через оливозаливну горловину з
сіткою, зливається через отвір в нижній частині піддона, закритий пробкою, а рівень перевіряється оливо-вимірною лінійкою.
Картер сполучається з навколишнім середовищем через сапун.
Примусова циркуляція оливи в системі створюється
шестеренчастим насосом. Завдяки примусовій циркуляції
забезпечується надійна подача оливи до тертьових поверхонь і
створюються умови для очистки та охолодження оливи в
спеціальних пристроях (фільтрах та радіаторах).
Тиск оливи в карбюраторному двигуні 0,3-0,5 МПа, в
дизелях – 0,5-0,7 МПа.
Система мащення дизеля КамАЗ-740 (мал. 1) є типовим
прикладом комбінованої системи мащення.
Заправка дизеля оливою здійснюється через заливний
патрубок, встановлений на картері маховика справа. Для
періодичного контролю за рівнем оливи в піддоні 6 картера
служить щуп 21. Особливістю системи мащення дизеля є те, що
в ній є два фільтри тонкого очищення: повнопотоковий фільтр
13 із змінним фільтруючим елементом і неповнопотоковий –
центрифуга 19, включені між собою паралельно.
Двосекційний оливний насос, що складається з нагнітальної
11 і радіаторної 10 секцій, приводиться в дію від колінчастого
вала. Секцією 11 оливного насоса по каналу в правій стінці
блока циліндрів олива подається в повнопотоковий фільтр 13 із
змінним фільтруючим елементом тонкого очищення, звідки
воно потрапляє в головну оливну магістраль 14.
З головної оливної магістралі каналами у блоці циліндрів
олива надходить до корінних підшипників колінчастого вала і
через отвори в його щоках надходить до шатунних підшипників.
Одночасно олива вертикальними каналами в блоці циліндрів
надходить до опорних шийок розподільного вала і похилими –
до втулок коромисел, а від них потрапляє до регулювальних
гвинтів і верхніх наконечників штанг.
Стікаючи внутрішніми отворами штанг, олива змащує
штовхачі і кулачки розподільного вала двигуна.
На стінки циліндрів дизеля олива потрапляє внаслідок
розбризкування, надлишок знімається оливознімними кільцями,
відводиться всередину поршня і змащує поршневий палець. З похилих каналів блока олива надходить для змащення підшипників
компресора 1 і паливного насоса 2 високого тиску. Крім того, від нагнітальної секції через кран 3 і тепло-регулятор-вимикач 4
олива подається в гідромуфту 5 приводу вентилятора.
Радіаторна секція 10 оливопроводом подає оливу до центрифуги
19, з якої воно постійно зливається в піддон картера через клапан 16
або проходить у радіатор 8, якщо кран 18 оливопровода відкритий.
Перепускний клапан 17 обмежує тиск оливи, що проходить через
центрифугу, до 0,6-0,65 МПа, а клапан 12 у корпусі оливного насоса,
обмежує тиск у головній магістралі мащення і відкривається при
тиску 0,4-0,45 МПа.
Тиск оливи в системі мащення визначається манометром 20. При
засміченні фільтра 13 або підвищенні в'язкості оливи відкривається
перепускний клапан 15 і неочищена олива надходить у головну
оливну магістраль 14. При цьому на щитку приладів спалахує
сигнальна лампочка.
У системі мащення тиск оливи визначається за сигналом
покажчика або контрольної лампи.
Оливний насос (або помпа) створює тиск оливи і забезпечує
циркуляцію її в системі мащення (подачу оливи до тертьових частин
двигуна).
Насос приводиться в дію від розподільного вала двигуна за
допомогою шестерень та встановлюється всередині картера двигуна
або ззовні на картері. Насос забирає оливу з піддона картера через
оливозбірник, оснащений сітчастим фільтром. Цей фільтр запобігає
потрапляння великих механічних частинок між шестерні насоса.
Широко використовуються односекційні насоси (мал. 2), а також застосовуються насоси, що складаються з двох секцій, кожна з
Мал. 1. Схема системи мащення дизеля КамАЗ-740
1–компресор; 2–паливний насос високого тиску; 3–кран; 4–тепло- регулятор-вимикач;
5–гідромуфта привода вентилятора; 6–піддон; 7–запобіжний клапан радіаторної
секції оливного насоса; 8–оливний радіатор; 9–запобіжний клапан нагнітальної секції
оливного насоса; 10–радіаторна нагнітальна секція оливного насоса; 11–нагнітальна
секція оливного насоса; 12–редукційний (диференціальний) клапан; 13-повнопотоковий
фільтр; 14–головна оливна магістраль; 15–перепускний клапан; 16–зливний клапан
оливного радіатора; 17–перепускний клапан-обмежувач; 18–кран; 19–центрифуга;
20–манометр; 21–щуп; 22–сапун.
Мал. 2. Оливний насос:
а) двосекційний; б) односекційний (схема); в) односекційний (будова);
1–ведучашестерня радіаторної секції; 2–проставка; 3–провідний вал; 4-ведуча
шестерня основної секції; 5–ведена шестерня основної секції; 6–корпус;
7–нагнітальний канал; 8–сітка оливозабірника; 9–оливоприймач;
10-редукційний клапан; 11–регулювальний гвинт; 12–вихідний отвір;
13–впускний отвір; 14–кришка; 15–корпус; 16–шестерня приводу насоса.
3. Тема 8. Система мащення.
3
яких має своє призначення.
Шестерінчастий оливний насос діє так: олива, яка надходить через вхідний канал, заповнює порожнини, обмежені боковими
поверхнями кожного з двох суміжних зубів шестерень 4 і 5 і внутрішньою поверхнею корпусу насоса. Під час обертання шестерень
їхні зуби переміщують оливу до вихідного каналу 12, спричиняючи в ньому підвищений тиск і цим забезпечуючи подачу оливи в
канали і трубопроводи системи мащення.
Тиск, який розвиває насос, обмежує редукційний клапан 10. Якщо тиск перевищує встановлені межі, сила тиску оливи на
клапан буде більшою від сили пружності його пружини, клапан відійде від сідла і перепустить частину оливи з вихідного каналу
насоса назад у його вхідний канал. У двигуні ЗМЗ-53 двосекційний оливний насос шестерінчастого типу прикріплено зовні до
верхньої частини картера двигуна з лівого боку. Він приводиться в дію разом з валиком розподільника системи запалювання від
розподільного вала двигуна.
Верхня секція оливного насоса нагнітає оливу в горизонтальну оливну магістраль, розміщену поздовжньо у верхній частині
картера з правого боку.
Від нижньої секції насоса олива по каналах у картері і зовнішньому оливопроводі надходить до відцентрового очисника оливи з
реактивним приводом (центрифуги), а звідти зливається в піддон картера, змащуючи при цьому розподільні шестірні.
Оливний насос навіть за найгірших умов експлуатації забезпечує необхідний тиск у системі. У непрогрітому двигуні тиск у
системі мащення може настільки зрости, що спричинить руйнування оливних ліній. Для запобігання цьому й забезпечення
нормальної подачі оливи в системі передбачено редукційний клапан.
Редукційний клапан служить для обмеження тиску оливи в оливопроводах системи мащення. Тиск оливи може підвищитися
при дуже великій частоті обертання колінчатого вала двигуна чи при надмірно густій оливі, наприклад, у холодному двигуні.
Він складається з поршня (кульки), встановленого в каналі корпуса і навантаженого пружиною. В канал ззовні закручений
регулювальний гвинт. При нормальному тиску оливи клапан закриває канал, що з’єднує нагнітальну порожнину насоса з впускною
порожниною чи зі зливним отвором картера. При підвищенні тиску вище норми, клапан під дією тиску оливи відкривається,
стискаючи пружину, і перепускає оливу з нагнітальної порожнини у впускну чи в картер, внаслідок чого обмежується величина
граничного тиску оливи в магістралі. Тиск у системі мащення можна регулювати, змінюючи затягування пружини відкрученням
регулювального гвинта. Це регулювання здійснюють при зборці двигунів на заводі чи в ремонтній майстерні.
Редукційний клапан верхньої секції насоса, встановлений у передньому кінці магістралі, регулює тиск в межах 0,25... 0,40 МПа
(2,5…4,0 кгс/см2
) при середній швидкості автомобіля. З підвищенням тиску клапан перепускає оливу в картер.
Редукційний клапан нижньої секції насоса відрегульовано на тиск 0,35...0,40 МПа (3,5...4,0 кгс/см2
); з підвищенням тиску олива
циркулює всередину насоса.
Тиск оливи в системі мащення контролюється електричним покажчиком, вимірювальний перетворювач якого приєднаний до
корпусу відцентрового оливного фільтра. Нормальний тиск оливи у прогрітому двигуні ЗІЛ-130 під час роботи на середніх обертах
становить 0,25.. 0,30 МПа (2,5...3,0 кгс/см2
).
У системі мащення, двигуна КамАЗ-740 двосекційний оливний насос встановлений всередині картера.
Якість оливи у працюючому двигуні не залишається постійною, оскільки олива засмічується дрібним металевим пилом, що
з'являється внаслідок спрацювання деталей, частинками нагару, що утворюються при згорянні на стінках циліндрів. Внаслідок
високої температури деталей олива коксується, утворюючи смоли та інші речовини, які потрапляють в картер двигуна. Усі ці
домішки, потрапляючи разом з оливою до тертьових деталей, збільшують їхній знос і тому повинні бути вилучені з оливи.
Оливу очищають від великих часток сітчастим фільтром, який встановлений в оливозбірнику оливного насоса та охороняє від
підвищеного зносу. Для більш ретельного очищення оливи, крім того, застосовують спеціальні фільтри, що встановлюють ззовні,
на двигуні.
Оливу у системі мащення очищають від домішок за допомогою оливних фільтрів грубої і тонкої очистки.
Фільтри грубої очистки оливи обладнані фільтруючими елементами щілинного типу, які мають малий опір, а при забрудненні
їх можна очищати і відновлювати фільтруючу здатність.
Фільтри тонкої очистки оливи більшості сучасних двигунів – це спеціальні відцентрові очисники – центрифуги, які
забезпечують очистку оливи від домішок, розмір яких менше 0,09 мм. Перевага таких фільтрів перед фільтрами інших конструкцій
полягає в тому, що ефективність дії центрифуг не змінюється з часом, їх можна легко і швидко очищати від осадів без заміни
деталей.
В двигунах багатьох моделей встановлюються два зовнішніх оливних фільтри, з яких один призначений для попередньої
(грубої) очистки оливи від більш великих часток і механічних домішок, а інший для остаточної (тонкої) очистки оливи. В
залежності від призначення фільтр приєднують до оливної магістралі послідовно чи паралельно.
На двигунах ГАЗ-21 «Волга», «Москвич-408» і ЗІЛ-130 встановлювались фільтри грубої очистки оливи щілинного типу, здатні
уловлювати механічні домішки розміром понад 0,1 мм.
Оливний фільтр грубої очистки (мал.3) складається з корпуса, що має рухому
вісь, по якій закріплені тонкі стальні пластинки двох типів: фільтруючі і проміжні.
Завдяки наявності проміжних пластин між фільтруючими пластинами утворюються
щілини величиною 0,07-0,1 мм. Олива під тиском, створюваним насосом,
нагнітається в корпус фільтра, очищається, просочуючись крізь щілини між
фільтруючими пластинами, і надходить у головну оливну магістраль. Для очищення
фільтруючого елемента від механічних домішок в корпусі фільтра на нерухомому
стержні закріплені очисні пластини, що входять як гребінка між фільтруючими
пластинами і при обертанні фільтруючого елемента знімають осади.
Через фільтр грубої очистки проходить вся олива, що подається в систему
насосом. При забрудненні фільтрів грубої очистки створюється загроза припинення
подачі оливи до тертьових поверхонь деталей двигуна. Щоб запобігти цьому,
підвідний і відвідний канали фільтра з'єднані між собою каналом, у якому
розміщений перепускний клапан, що складається з кульки, на яку тисне пружина.
При засміченні фільтра і підвищенні тиску в ньому кулька перепускного клапана
піднімається і перепускає нефільтровану оливу у головну магістраль.
На багатьох сучасних двигунах встановлюють відцентровий і(або) повнопотоковий оливні фільтри.
Фільтр відцентрової очистки оливи (центрифугу) з реактивним приводом застосовують на двигуні ЗІЛ-130 як фільтр тонкої
очистки, а на двигуні ГАЗ-53 як єдиний фільтр. Цей фільтр (мал. 4) складається з корпуса, через який проходить вісь з закріпленим
на ній за допомогою шарикопідшипника ротором і ковпаком. На роторі розміщено два жиклери з отворами, спрямованими в різні
боки, і фільтруюча сітка. Ковпак закріплюють на осі ротора гайкою і зверху закривають нерухомим кожухом і баранцевою гайкою.
Мал. 3. Оливний фільтр грубої очистки.
4. Тема 8. Система мащення.
4
Олива надходить у порожнисту вісь ротора, а потім всередину ковпака. Ротор обертається
струменя оливи, що витискується через два жиклери. При обертанні ротора важкі частини,
що забруднюють оливу, відкидаються і осідають на стінки ковпака. Далі олива проходить
через сітку, очищається, розбризкується з жиклерів і стікає у піддон картера двигуна.
На двигунах Д-37М, Д-50, а також на двигуні СМД-14 встановлюють повнопотокові
оливні фільтри (центрифуги), через які проходить вся олива, яку нагнітає насос. У цьому
разі інших фільтрів немає, і олива очищається тільки центрифугою (фільтра грубої очистки
оливи немає).
Повнопотоковий оливний фільтр двигуна СМД-14 (мал. 5) служить для очищення оливи
від частинок металу, нагару, смол, пилу. Корпус 1 фільтра кріпиться шпильками до блок-
картера з правого боку. У корпусі на осі 5 обертається ротор центрифуги, який складається
з корпуса 4 і кришки 14, вилитих з алюмінієвого сплаву. У нижній частині корпуса ротора в
різьбові отвори вкручені форсунки 17. Оливовідбивач 16 запобігає змиванню відкладів зі
стінок кришки потоком оливи, що виходить з отворів корпуса ротора, а сітка 15 захищає
калібровані отвори форсунок від забруднення.
Вісь ротора має вигляд ступінчастого
валика з внутрішнім отвором, у який
вставлена трубка 18 для відведення очищеної
оливи. Від осьового переміщення вниз ротор
утримується буртиком осі 5, а від переміщення вгору – гайкою 10. Кришка 14 ротора
у нижній частині ущільнена гумовим кільцем 3, а в верхній алюмінієвою
прокладкою 11. Ротор центрифуги закривається ковпаком 12, закріпленим на осі 5
гайкою 9. Для ущільнення ковпака з корпусом і гайкою призначені прокладки 2 і 8.
Працює центрифуга так: Під час роботи двигуна олива від насоса по каналах у
корпусі надходить у зазор між віссю 5 і трубкою 18, а потім через радіальні отвори в
осі і корпусі заповнює порожнину ротора. У роторі загальний потік оливи
розгалужується: трохи оливи витрачається на гідравлічний привод ротора і стікає в
піддон картера, а решта оливи через радіальні отвори 13 у корпусі і в осі 5 надходить
у трубку 18 і далі – в головну оливну магістраль двигуна.
Оскільки вся олива проходить тонку очистку, в головну магістраль двигуна
потрапляє чистіша олива у порівнянні з оливою, очищеною у фільтрах подвійної
очистки. Крім того, відсутність фільтра грубої очистки оливи значно спрощує процес
обслуговування фільтра під час експлуатації двигуна.
При роботі двигуна температура картерної оливи не повинна сильно
підвищуватися щоб уникнути падіння її в'язкості. Часткове охолодження оливи
відбувається в піддоні картера й в корпусах зовнішніх фільтрів внаслідок обдування
їх повітрям від вентилятора системи охолодження. Для більш інтенсивного
охолодження та підтримування оптимальної температури оливи в системі мащення
застосовують оливні радіатори.
Радіатори бувають з повітряним чи водяним охолодженням.
При повітряному охолодженні оливний радіатор трубчастого типу, включений в
оливну магістраль, ставлять перед радіатором водяної системи охолодження двигуна.
При цьому оливний радіатор охолоджується повітрям, що втягується за допомогою
вентилятора.
Оливний радіатор двигуна автомобіля ЗІЛ-130 (мал. 6) складається з двох бачків
1, сполучених між собою латунними або алюмінієвими трубками 4, до яких припаяні
поперечні пластини для збільшення площі охолодження. Радіатор встановлений в
кронштейни 3 і за допомогою болтів 2 кріпиться на рамі автомобіля перед радіатором
системи охолодження.
Працює радіатор так: Олива з двигуна поступає через відкритий кран 6 по
трубопроводу 5 в оливний радіатор, де проходить по трубках і віддає їм тепло.
Охолоджена олива по оливопроводу 8 і трубці 7 зливається в піддон картера двигуна.
Оливний радіатор має бути постійно включений, і відключати його слід тільки під
час пуску холодного двигуна при зовнішній температурі нижче 0°С. Після
прогрівання двигуна кран потрібно відкрити, оскільки інакше температура оливи в
картері підвищиться, вона стане дуже рідкою і тиск в системі мащення впаде.
Також оливний радіатор вмикається краном під час роботи двигуна у важких
умовах (висока температура навколишнього повітря, незадовільна дорога, значна
швидкість руху).
Запобіжний клапан, який встановлено перед краном, перекриває шлях оливи в
радіатор, якщо тиск у системі нижчий від 0,1 МПа (1 кгс/см2
).
Для нормальної роботи двигуна температура оливи в системі мащення повинна бути 70…85 °С. При нагріванні оливи вище
90 °С її в'язкість значно знижується. Вона випаровується, гірше охолоджує і змащує деталі. Зростають витрати оливи. Оливний
радіатор забезпечує зниження температури оливи на 10…20 °С.
Контрольні питання:
1. Оливи для двигунів, марки, властивості, застосування.
2. Загальна будова системи мащення двигунів.
3. Будова і робота оливного насоса, оливних фільтрів, оливного радіатора.
4. Можливі несправності системи мащення двигунів, їх причини, усунення та регулювання.
5. Технічне обслуговування системи мащення двигунів.
Мал. 4. Фільтр відцентрової очистки оливи.
Мал. 5. Повнопотоковий оливний фільтр
двигуна СМД-14:
1–корпус фільтра; 2,7,8 і 11–прокладки; 3–ущільнювальне
кільце; 4–корпус ротора; 5–вісь ротора; 6,9 і 10–гайки;
12–ковпак; 13–отвір для проходження очищеної оливи;
14–кришка ротора; 15–захисна сітка; 16–оливовідбивач;
17–форсунка; 18–трубка для відведення очищеної оливи;
19–пружина перепускного клапана; 20–кулька;
21–перемикач радіатора; 22–штуцер термометра.
Мал. 6. Оливний радіатор.
