3 Назначение, устройство и принцип работы системы смазки
Необходимость смазки трущихся деталей объясняется тем, что между перемещающимися сопряженными поверхностями любого механизма возникают силы терния, на преодоление которых затрачивается мощность. В механизмах автомобиля различают два вида трения:
трение скольжения;
трение качения.
При непосредственном контакте трущихся поверхностей происходит так называемое сухое трение. Если трущиеся поверхности разделены жидкостной пленкой, то происходит жидкостное трение. В этом случае силы трения значительно уменьшаются, а следовательно уменьшается износ и нагрев трущихся деталей. Данный тип жидкостного трения применен на автомобилях отечественного производства. В современных двигателях применяют комбинированные смазочные системы, в которых масло к трущимся поверхностям одних деталей подается под давлением от насоса, а к другим – разбрызгиванием и самотеком.
Система смазки ЗИЛ-131
С
истема
смазки предназначена для размещения,
очистки и охлаждения масла, подачи
очищенного и охлажденного масла к
трущимся деталям двигателя с целью
уменьшения их трения, износа и нагрева
и удаления образующихся при этом
продуктов износа.
Рис.1. Система смазки
Система смазки двигателя ЗИЛ-131 комбинированная, с мокрым картером, т.е. основной запас масла расположен в поддоне картера.
Система смазки состоит:
маслозаливная горловина (патрубок);
поддон картера двигателя (резервуар для масла);
масляный насос с маслоприемником и сетчатым фильтром;
масляные фильтры грубой и тонкой очистки;
редукционный, перепускной и предохранительный клапаны;
маслопроводы и каналы;
маслоизмерительный стержень (щуп);
масляный радиатор;
кран масляного радиатора;
вентиляция картера;
контрольные приборы.
Масляный насос служит для подачи масла под давлением к трущимся поверхностям механизмов двигателя. На двигателе ЗИЛ-131 установлен двухсекционный шестеренчатый масляный насос, привод осуществляется от распределительного вала двигателя. Верхняя секция масляного насоса подает масло к деталям двигателя, компрессора и масляному фильтру, а нижняя секция – масляный радиатор.
Верхняя секция насоса состоит:
ведущая шестерня;
ведущий вал;
ведомая шестерня;
ось ведомой шестерни;
корпус верхней секции.
В крышке насоса установлен редукционный клапан плунжерного типа. Пружина редукционного клапана отрегулирована на давление 3 кгс/см2 (0,3 МПа). При открытии клапана масло перепускается во всасывающую камеру насоса.
Минимальное допустимое давление в системе смазки двигателя ЗИЛ-131 не должно быть ниже 0,5 МПа при частоте вращения коленчатого вала 1000 об/мин.
Нижняя секция насоса состоит:
корпус;
ведущая шестерня;
ведущий вал;
ведомая шестерня;
ось ведомой шестерни.
Если запорный кран масляного радиатора закрыт или масло слишком густое, то при повышении давления до 0,12 МПа перепускной клапан откроется и пропустит масло в приемную камеру нижней секции.
Производительность верхней секции 50 л/мин, нижней 25 л/мин. Высота шестерен верхней секции 38 мм, а нижней – 17 мм.
Масляные фильтры служат для очистки масла от твердых частиц продуктов изнашивания трущихся деталей, нагара и т.п.
Н
а
двигателе ЗИЛ-131 устанавливается фильтр
центробежной очистки масла с реактивным
приводом. Он включен в систему смазки
последовательно, т.е. через фильтр
проходит все масло, идущее на смазывание
деталей двигателя, поэтому фильтр
называется полнопоточным.
Рис. 2. Фильтр центробежной очистки.
Фильтр работает следующим образом. Масло под давлением поступает в ротор фильтра и далее в клапан ротора. Из колпака ротора масло уходит двумя путями – через жиклеры и через канал в оси ротора центрифуги. Масло, выходящее через жиклеры, выбрасывается в виде струек, которые создают реактивный момент, обеспечивающий вращение ротора с угловой частотой 5000-6000 об/мин. Возникающее при этом центробежные силы отбрасывают частицы грязи, содержащиеся в масле к стенкам колпака. Масло, отводимое по каналу в оси ротора оказывается очищенным от посторонних включений. Находящиеся на внутренней поверхности полпака осадок периодически удаляется при промывке во время технического обслуживания.
В корпусе фильтра устанавливается перепускной клапан, который отрегулирован на перепад давления 0,08-0,1 МПа (до и после фильтра). Клапан открывается в случае засорения фильтра, и тогда неочищенное масло идет к трущимся деталям минуя фильтр. Это исключает работу деталей двигателя без смазки в случае засорения фильтра.
Масляный радиатор. Температура масла в картере двигателя должна находиться в пределах 60-90 °С. При работе автомобиля в картере двигателя должна находиться в пределах 60-90 °С. При работе автомобиля в тяжелых дорожных условиях, а также при температуре окружающей среды выше 20 °С масло перегревается. Для охлаждения масла в систему смазывания включен трубчато-пластинчатый масляный радиатор, который установлен перед радиатором системы охлаждения двигателя. Радиатор отключают от системы с помощью крана, находящегося в корпусе нижней секции насоса при температуре воздуха ниже 0 °С.
Масло в двигатель заливают через масляную горловину, на которой установлен корпус воздушного фильтра вентиляции картера.
Уровень масла в картере проверяется маслоизмерительным стержнем (щупом), имеющим три метки: «Долей», «Полно» и метка в виде прямоугольника выше метки «Полно». Метка «Полно» показывает нормальный уровень масла в картере двигателя, прогретого до рабочей температуры, через 2-3 мин. После его остановки.
Вентиляция картера предназначена для удаления катерных газов, образующихся в результате прорыва продуктов сгорания из цилиндров в картер и взаимодействия прорвавшихся газов с парами масла. Отсос картерных газов уменьшает старение масла и создает разрежение в картере, препятствующее утечке масла через уплотнения.
В двигателе ЗИЛ-131 используется закрытая вентиляция картера, которая осуществляется за счет разрежения во впускном трубопроводе. Отсос картерных газов осуществляется из картера через маслоуловитель, трубку с клапаном, соединяющую полость картера с впускным трубопроводом. Свежий воздух поступает в картер через фильтр вентиляции картера.
Клапан вентиляции картера регулирует отсос газов из картера в зависимости от режима работы двигателя.
При работе двигателя на холостом ходу клапан, вследствие большого разрежения во впускном трубопроводе, поднимается и проходное сечение штуцера уменьшается, во впускной трубопровод отсасывается небольшое количество газов.
С увеличением открытия дроссельных заслонок карбюратора при работе двигателя под нагрузкой разрежение во впускном трубопроводе уменьшается, клапан под действием собственного веса опускается и проходное сечение между ним и штуцером увеличивается, при этом из цилиндров в картер прорывается наибольшее количество газов. Регулировка интенсивности отсоса газов уменьшает расход масла уходящего с картерными газами.
Маслоуловитель служит для уменьшения засасывания из картера в камеру сгорания масла вместе с газами. Кран предназначен для выключения системы вентиляции картера при преодолении глубоких бродов. При закрытии крана отсос картерных газов прекращается, давление газов растет, это предотвращает подсос в картер через сальник коленчатого вала.
Работа системы смазки двигателя ЗИЛ-131
Верхняя секция масляного насоса нагнетает масло по каналу через полнопоточный фильтр центробежной очистки в маслораспределительную камеру.
Из маслораспределительной камеры масло отводится по двум магистральным каналам – правому и левому.
По левому магистральному каналу (главная масляная магистраль) масло под давлением подается к коренным и шатунным шейкам коленчатого вала к подшипникам и упорному фланцу распределительного вала, а также к толкателю.
Цилиндры смазываются маслом разбрызгиванием из отверстий в шатунах. Полости в шатунных шейках служат для дополнительной центробежной очистки масла, поступающего к шатунным подшипникам.
Через два радиальных отверстия в шейке среднего подшипника распределительного вала масло по каналам в блоке цилиндров, головках блока, стойках и осях коромысел периодически подается к втулкам коромысел и по отверстиям в коромыслах – к верхним сферическим концам штанг.
Шестерня привода распределительного вала смазывается маслом, вытекающим из первого подшипника.
По правому магистральному каналу масло из распределительной камеры поступает в компрессор, обеспечивая по пути смазку правого ряда толкателей. Из компрессора масло по трубопроводу стекает в картер.
В радиатор масло подается нижней секцией насоса через кран. Охлажденное масло из радиатора сливается в картер.