Типы систем смазки

В зависимости от способа подачи масла к узлам трения в поршневых двигателях различают следующие типы систем смазки:

1) разбрызгиванием, 2) под давлением и 3) комбинированный.

При системе смазки разбрызгиванием масло дробится на очень мелкие капли быстро вращающимися деталями (например, колен­чатым валом). Вследствие этого свободное пространство в картере наполнено мельчайшими капельками масла, которые постепенно проникают в зазоры между трущимися поверхностями. Этот вид смазки применялся в старых конструкциях двигателей. В настоящее время она не применяется, так как имеет серьез­ные недостатки (повышенный расход масла, недостаточная надежность смазки ответственных узлов дви­гателя и т. п.).

В системе смазки под давлением, масло из картера с помощью насоса по каналам подается к поверхностям трения, откуда опять стекает в картер. При этом виде смазки к трущимся поверхностям подается необходимое количество масла и обеспечивается интен­сивная его циркуляция.

В современных поршневых двигателях обычно применяется комбинированная система смазки: наиболее нагруженные поверх­ности (шатунные и коренные подшипники коленчатого вала, под­шипники распределительного вала и т. п.) смазываются маслом под давлением, а остальные — разбрызгиваемым маслом.

По месту расположения основной ёмкости для масла различают:

• системы смазки с мокрым кар­тером (картер заполнен маслом);

• с сухим картером (картер без масла).

В современных двигателей применяется си­стема смазки с мокрым картером.

В высокооборотных двигателях вследствие сильного ценооб­разования в картере приходится применять системы с сухим кар­тером, так как засасывание пены масляным насосом фактически приводит к прекращению смазки. Система смазки с сухим карте­ром также применяется в двигателях транспортных средств предназначенных на преодоление больших углов подъема. Преимуществами системы смазки с сухим картером являются уменьшение высоты двигателя и меньший расход масла.

Требования к смазочным системам и их основные параметры

Требования предъявляют к смазочным системам двигателей почти всех типов и назначений. Исходя из основного назначения смазочных систем — обеспечение работоспособности двигателей — эти системы должны обеспечивать следующее: 1. Надежный подвод масла на всех режимах работы двигателей ко всем трущимся деталям двигателя, охлаждаемым маслом поверхностям и устройствам, в которых масло используется в качестве рабочего тела (серводвигатели реверсирующих устройств двигателей, нагнетателей и регуляторов, гидравлические муфты приводов вентиляторов систем охлаждения и др.). 2. Работу двигателей и их агрегатов в различных условиях окружающей среды и на всех эксплуатационных режимах. З. Заданную длительность работы двигателя без остановок для заправки маслом, регулировки и устранения недостатков в смазочной системе, очистки отложений примесей, шлама и нагара на поверхностях деталей двигателей и их агрегатов. 4. Длительную работу масла и малый его расход.

Назначение и принцип действия системы охлаждения

Система охлаждения предназначена для отвода теплоты от стенок цилиндров и других деталей, нагревающихся от соприкосновения с горячими газами или вследствие трения, поддержания в них допустимой температуры, ограничиваемой условиями работы камеры сгорания, а также свойствами смазочных масел и жаростойкостью материалов. Теплота, принудительно отводимая от цилиндров при охлаж­дении, отдается среду. Различают следующие системы охлаждения:

1) жидкостные — в качестве охлаждающей среды применяется вода и другие жидкости, кипящие при высокой температуре;

2) воздушные — охлаждение деталей осуществляется пото­ком воздуха;

3) испарительные — отвод теплоты происходит в результате испарения жидкости, омывающей нагретые детали.

В двигателях транспортных средств нашли применение две первые системы охлаждения. В связи с этим испарительная система охлаждения не рассматривается. Если при жидкостном охлаждении тепловое состоя­ние двигателя оценивается по температуре охлаждающей жид­кости и масла, то при воздушном охлаждении — по температуре масла.

Большая часть отводимой теплоты поступает в окружающую среду через систему охлаждения, а меньшая — в масло и непо­средственно в окружающую среду от наружных поверхностей деталей двигателя.

Система охлаждения должна обеспечивать стабильный тепло­вой режим двигателя. Перегрев двигателя вызывает ухудшение смазки трущихся поверхностей и выгорание масла, которые в свою очередь приводят к нарушению зазоров в сопрягаемых деталях и к выходу двигателя из строя. Даже незначительный перегрев двигателя ухудшает его экономичность (уменьшение наполнения, детонация в двигателях искровым зажиганием и самовоспламенение рабочей смеси в дизелях). Переохлаждение двигателя влечет за собой конден­сацию частиц топлива, ухудшение смесеобразования и воспламе­няемости рабочей смеси, уменьшение скорости ее сгорания и, как следствие, понижение мощности и экономичности двигателя.

Требования, предъявляемые к системам охлаждения

При проектировании двигателей уделяется большое внимание выбору типа системы охлаждения. Системы охлаждения в значительной мере определяют конструкцию и эксплуатационные качества двигателей и силовых установок в целом. По виду рабочего тела, охлаждающего головки (крышки) цилиндров и цилиндры, системы охлаждения делят на жидкостные и воздушные. Номенклатура запасных частей при воздушном охлаждении меньше на 50-73%, чем при жидкостном.

При выборе жидкостной или воздушной системы охлаждения необходимо учитывать следующие факторы: 1. Эксплуатационные качества. Пуск двигателей с воздушным охлаждением менее затруднен при низких температурах по сравнению с двигателями с жидкостным охлаждением. У двигателей с воздушным охлаждением расход топлива меньше, а расход масла, как правило, больше. Такие двигатели быстрее прогреваются, более надежны, их обслуживание проще, а номенклатура запасных частей и эксплуатационных материалов значительно меньше. При воздушном охлаждении уровень шума, создаваемого двигателем, более высок. В этом случае для двигателей необходимы более качественные масла и топлива. 2. Технология производства. Большое значение имеют наличие технологического оборудования и организация производственного процесса на предприятии, где предполагается производство двигателей, Вследствие различия форм корпусных деталей двигателей с жидкостным и воздушным охлаждением технологические процессы и оборудование, применяемое для их изготовления, различны. З. Назначение двигателя. Двигатели различного назначения могут иметь как жидкостное, так и воздушное охлаждение. однако для судовых двигателей целесообразнее жидкостное охлаждение, а для мотоциклетных и стационарных двигателей автоматических энергетических установок малой мощности — воздушное. 4. Рабочий процесс двигателя. Для двигателей с принудительным зажиганием целесообразнее жидкостное охлаждение как более интенсивное и лучше обеспечивающее бездетонационное сгорание, для дизелей с высоким давлением наддува оно обусловливает меньшую тепловую напряженность основных деталей камеры сгорания. Однако при длительной работе на режимах малых нагрузок и частот вращения рациональнее воздушное охлаждение. Снижению стоимости производства двигателей воздушного охлаждения способствует в значительной степени отсутствие сложных двух-, трех и четырехстенных литых корпусных деталей. Использование теплоты топлива при утилизации теплоты, отведенной в систему охлаждения и с отработавшими газами двигателей судовых и стационарных установок, достигает 85%.

5. Первоначальная стоимость двигателя. Двигатели с жидкостным охлаждением более распространены, лучше освоено их производство, поэтому их стоимость меньше, чем стоимость двигателей с воздушным охлаждением. Однако при массовом производстве двигателей с воздушным охлаждением, особенно при производстве семейства двигателей с различным числом цилиндров, их стоимость оказывается ниже. 6. Габаритные и массовые показатели. Двигатели с воздушным охлаждением средней и большой мощности имеют худшие массовые и габаритные показатели по сравнению с двигателями, имеющими жидкостное охлаждение. Однако в целом у силовых установок с такими двигателями, эти показатели, как правило, лучше, чем у установок с двигателями жидкостного охлаждения.

Контрольные вопросы:

1. Перечислите основные и вспомогательные системы поршневых двигателей.

2. Для чего предназначена топливная система, приведите принцип работы топливной системы дизельного и бензинового двигателей. Какие основные элементы топливных систем этих двигателей.

3. Для чего предназначена система воздухоснабжения, приведите принцип работы система воздухоснабжения. Какие основные элементы систем воздухоснабжения. Чем отличатся надувные двигатели от безнаддувных.

4. Для чего предназначена масляная система (основые функций), приведите принцип работы масляной системы. Какие основные элементы систем.

5. Для чего предназначена система охлаждения. Типы систем охлаждения. приведите принцип работы система охлаждения. Какие основные элементы водяной системы охлаждения.