Практическое занятие № 5 система смазки

Цель занятия. Знакомство с видами трения, моторными маслами, назначением и принципом действия смазочной системы. Иучение устройства и работы составных частей системы смазки: масляного насоса, маслоочистителей, датчиков контроля давления. Приобретение знаний и умений по техническому обслуживанию, регулировке системы смазки двигателей Д-243 (трактор МТЗ-82), А-41 (трактор ДТ-75М).

Материалы и оборудование.

Методические указания к лабораторным занятиям (1 - 4) по устройству тракторов, 2007. Плакаты и макеты но устройству тракторов, их узлов и деталей. Натуральные образцы тракторов МТЗ-82, ДТ-75М, их узлы и детали.

Содержание работы.

1. Назначение и классификация систем смазки.

2. Работа основных элементов смазочных систем.

3. Масляные насосы, фильтры, клапаны

4. Способы и очередность подачи моторного масла к трущимся поверхностям деталей.

5. Свойства и маркировка моторных масел.

6. Техническое обслуживание системы смазки.

Порядок выполнения работы

1. Назначение и классификация систем смазки.

Трущиеся поверхности деталей двигателя, несмотря на хо­рошую обработку, имеют шероховатости (рисунок 1 а). В про­цессе работы неровности на соприкасающихся поверхностях приводят к возникновению силы трения, препятствующей дви­жению, и тем самым снижают мощность двигателя. Трение вы­зывает нагрев деталей и ускоряет их изнашивание. Чтобы умень­шить силу трения и одновременно охладить детали, между их трущимися поверхностями вводят масло.

Различают следующие виды трения:

- жидкостное (при наличии между деталями слоя жидкости(рисунок 1 б))',

- граничное (при сохранении в пятне трения жидкостной пленки толщиной хотя бы с молекулу вещества);

- сухое, возникающее в случае разрыва молекулярных свя­зей в жидкостной пленке (рисунок 1 а) (вскоре этот вид трения переходит в диффузионное спекание материалов, сопровождаю­щееся нагревом).

1 - масляный поддон; 2 - масляный насос; 3 - редукционный клапан масляного насоса; 4 - масломерныи стержень; 5 – промежуточная шестерня; 6 - маслоочиститель;

Рисунок 1 Виды трения

Для смазывания деталей двигателя применяю! высококаче­ственные моторные масла, получаемые из неф т (минеральные) и из синтезируемых кремниевых соединений (полусинтетические и синтетические). Все моторные масла должны обладать свойст­вами, необходимыми для работы ДВС, - липкостью, вязкостью, омыляемостью, температурной стойкостью и т.д.

Масло должно иметь хорошие антикоррозионные свойства. Для повышения качества к моторным маслам добавляют специальные присадки. Для двигателей сельскохозяйственных тракторов применяют минеральные масла групп В, Г и Д.

Масла группы В предназначены для среднефорсированных дизелей, Г для высокофорсированных, Д для дизелей с турбо-наддувом. Марки масел М-8В, и М-ЮГ, обозначают следующее: М моторное; 8 и 10 - кинематическая вязкость, мм/с, при 100°С; В и Г - принадлежность к группе масла; индекс 1 для карбюраторных двигателей; 2 - для дизелей.

Масло должно строго соответствовать марке двигателя и се­зону. Слишком вязкое масло плохо проходит в зазоры между трущимися деталями, недостаточно вязкое не удерживается в за­зоре. В обоих случаях увеличивается износ трущихся поверхно­стей деталей и снижается мощность двигателя. Летом применяют более вязкое масло, чем зимой.

Летом применяют моторное масло с кинематической вязко­стью 10 мм²/с, зимой - 8 мм /с. Для изучаемых тракторных дви­гателей можно использовать внесезонное моторное масло М-6₃/ЮГ₂. Буква «з» означает, что масло загущенное. По зару­бежной классификации АРI (Американский нефтяной институт) отечественным маслам для дизелей групп Г и Д соответствую! масла СС и СD, по классификации SАЕ (Общество инженеров-автомобилестроителей США) SАЕ-20W (зимнее) и SАЕ-30 (летнее).

Надежность работы двигателей во многом зависит от чисто­ты моторного масла. Оно не должно содержать механических примесей и воды, которые попадают в него при транспортировке, приеме, выдаче и хранении.

В большинстве ДВС используют комбинированную смазоч­ную систему. Это значит, что к наиболее нагруженным деталям масло подается под давлением, к остальным -разбрызгиванием и самотеком.

Под давлением смазываются коренные и шатунные подшип­ники коленчатого вала, клапанный механизм, втулки распредели­тельного вала и распределительных шестерен. В смазочную систему двигателя (рисунок 2) входят: масля­ный поддон 1, масляный насос 2, маслоочиститель 6, масляный радиатор 8, масляные каналы и трубопроводы 13, манометр 11, маслозаливная горловина 2. Уровень масла в картере двигателя контролируют и измеряют масломерным стержнем 4.

а - трение сухое; 6 - трение жидкостное;

7 - редукционный (температурный) клапан; 8 - масляный радиатор; 9 - сливной клапан; 10 - распределительный вал; 11 манометр; 12 - ось коромысел; 13 - главный масляный канал; 14 - - полость шатунной шейки; 15 коленчатый вал; 16 - маслозаливная горловина; 17 проб;

Рисунок 2 - Принципиальная схема смазочной системы двигателя Д-243

На нижнем конце стержня выбиты две горизонтальные риски. Масло зали­пают до уровня верхней риски, обозначенной буквой «П».

После заливки масла в картер рекомендуется запустить дви­гатель на 2...3 мин для заполнения системы маслом. Затем следу­ет остановить двигатель, дать маслу стечь (в течение 10 мин) и

снова проверить уровень масла. При необходимости добавить масло до отметки «ПI». Излишки масла удаляют из картера двига­теля через отверстие в поддоне, закрытое пробкой 17.

Путь циркуляции масла в смазочной системе у большинства тракторных двигателей одинаков. При работе двигателя масло из поддона картера засасывается шестеренным насосом и подается под давлением к маслоочистителю. Очищенное масло охлаждает­ся в масляном радиаторе и поступает в главный масляный капал 13. Из этого канала масло проходит по просверленным отверсти­ям в блоке к коренным подшипникам коленчатого вала и к шей­кам распределительного вала.

Но наклонным отверстиям в коленчатом валу масло попада­ет в полость шатунных шеек 14, где дополнительно очищается и, выходя на поверхность шеек, смазывает шатунные подшипники. От первою коренного подшипника масло поступает к пальцу промежуточной шестерни и втулке шестерни топливного насоса.

По каналу в задней шейке распределительного вала от ко­ренных шеек масло пульсирующим потоком подается в верти­кальный канал блока и по каналам в головке и наружной трубке -в пустотелую ось коромысел 12. Через отверстия в оси коромы­сел масло поступает к втулкам коромысел и, стекая по штангам, смазывает толкатели и кулачки распределительного вала. Стенки цилиндров и поршней, поршневые пальцы, распределительные шестерни смазываются разбрызгиванием.

2. Устройство сосланных частей системы

Масляный насос (рисунок 3). Циркуляцию масла в смазоч­ной системе двигателя создает шестеренный насос. Он установ­лен на крышке первого коренною подшипника коленчатого вала. Насос состоит из маслоприемника 7, корпуса I, крышки 2 и двух шестерен. В корпусе насоса выполнены два цилиндрических ко­лодца для установки шестерен. Ведущая шестерня насоса 4 кре­пится шпонкой на валу 3, который опирается на бронзовые втул­ки, запрессованные в корпусе и крышке насоса. Ведомая шестер­ня 6, находясь в зацеплении с ведущей, свободно вращается на оси 9, запрессованной в корпусе. Вращаясь в разные стороны, шестерни зубьями перегоняют масло от входного отверстия кор­пуса к выходному 5. стороны, шестерни зубьями перегоняют масло от входного отверстия кор­пуса к выходному 5.

а - устройство; б - схема работы;

1 - корпус; 2 крышка;3 ведущий вал; 4 - ведущая шестерня; 5 - выходное отверстие; 6 - ведомая шестерня; 7 - маслоприемник; 8 - сетка маслоприемника; 9 ось; 10 - редукционный клапан; 11 - регулировочный винт

Рисунок 3 - Масляный насос:

У крышки насоса имеется прилив, в расточке которого смонтирован редукционный клапан 10. Он предотвращает чрез­мерное повышение давления, создаваемого масляным насосом при пуске холодного двигателя, когда масло имеет большую вяз­кость.

Привод масляного насоса осуществляется от коленчатою вала через приводную шестерню.

Масляный радиатор предотвращает перегрев масла в летнее время. Он состоит из одною ряда овальных стальных трубок.

К концам трубок приварены штампованные стальные кол­лекторы, а к последним - штуцеры, к которым кренят маслопод-водящие и маслоотводяшие трубки и ушки для крепления радиа­тора. Масляный радиатор установлен перед водяным радиатором.

3. Маслоочистители

По способу- очистки масла маслоочистители можно разде­лить как минимум на два типа:

- очистка за счет действия центробежных сил. возникаю­щих при вращении. При этом происходит расслоение вещества на легкие и тяжелые фракции, последние оседают на стенках полою тела вращения;

- очистка путем фильтрования через пористый материал, например, через бумажную гофру, пористый фарфор. Пористость материала зависит от площади контакта, свойств жидкости и дав­ления в системе смазки.

А - кольцевой канал входа масла: Б – маслоотводящая трубка; - неочищенное масло; - очищенное масло;→ механические примеси;

1 - жиклер (форсунка); 2 - трубка; 3 - упорная шайба ротора; 4 - ротор; 5 - ось ротора;

Рисунок 4 - Схема простейшей масляной центрифуги

Принципиальное устройство масляной центрифуги для очи-стки от механических примесей масла, циркулирующего в сма­зочной системе двигателя, показано на рисунке 18. Она имеет ротор 4, которым свободно установлен на оси 5, закрепленной в корпусе (на рисунке не показан).

Масло очищается в центрифуге следующим образом. Из масляного насоса оно поступает под давлением через вертикаль­ный кольцевой канал А и радиальное отверстие оси 5 внутрь ро­тора, далее через трубки 2 к калиброванным отверстиям-жиклерам (форсункам) 1, из которых вытекает с большой скоро­стью. При отталкивающем действии (реакции) вытекающих струй масла ротор начинает вращаться в обратную сторону. Мас­ло, вытекающее из ротора в корпус маслоочистителя, сливается в картер двигателя.

При быстром вращении ротора механические примеси, со­держащиеся в масле, под действием центробежной силы отбра­сываются к стенкам ротора и оседают на них в виде смолистого слоя.

При нормальном давлении масла частота вращения ротора составляет около 100 с'¹ (6000 мин"'). Для смазывания трущихся деталей двигателя очищенное масло из середины ротора направ­ляется по радиальному и продольному отверстиям в верхней час­ти оси в трубку Л¹ и в главную магистраль.

В отличие от простейшей центрифуги, полнопоточная (ри­сунок 5) представляет собой корпус I с колпаком 10, пустоте­лую ось 4, ввернутую в корпус, и ротор, который свободно по­мещен на оси. В ней выход масла в главную магистраль осущест­вляется но трубке 3, установленной внутри пустотелой оси 4 ро­тора. В ротор масло поступает через кольцевой канал между трубкой 3 и осью 4.

Ротор включает в себя остов 8, верхнюю 9 и нижнюю 15 крышки. В нижней части ротора на пустотелой оси закреплен на­садок 5 с выходными тангенциальными отверстиями. В верхней части остова выполнены тангенциальные входные отверстия 12 в маслоотводящую трубку 3. При работе двигателя масло по кана­лу 2 подается под давлением от насоса в кольцевой канал, нахо­дящийся между пустотелой осью 4 и трубкой 3. Далее оно попа­дает через выходные отверстия 7 в неподвижный насадок 5. В нем имеются щели 16, через которые масло поступает в танген­циальном направлении (по касательной) внутрь стакана 14 и ротора.

1 корпус; 2 подводящий канал; 3 - маслоотводящая трубка; 4 - пустотелая ось; 5 насадок; 6, 7 - выходные отверстия в остове и оси: 8 остов; 9, 15 - верхняя и нижняя крышки; 10 колпак; 11 - шайба; 12 тангенциальное отверстие; 13 радиальное отверстие в оси ротора; 14- стакан; 16 - щель в насадке; 17. 18, 19 - сливной, радиаторный и перепускной клапаны; → нефильтрованное масло; - масло, проходящее очистку; >→ масло, прошедшее через центрифугу

Рисунок 5 - Схема работы полнопоточной центрифуги дизеля Д-243:

Вытекая с большой скоростью из щелей 16, масло приобре­тет вращательное движение и, воздействуя на стенки остова и стакана 14, передает вращение ротору. Очищенное масло направ­ляется через тангенциальные отверстия 12 во внутреннюю про­точку верхней части остова, вызывая реактивную силу, и посту­пает через радиальные отверстия 13 в маслоотводящую трубку 3 и далее в главную масляную магистраль.

Таким образом, ротор центрифуги вращается за счет сум­марной энергии двух потоков масла: активного действия струй при поступлении в ротор по щелям 16 и реактивного

действия струй при выходе из ротора через отверстия 12.

В корпусе маслоочистителя установлены три клапана: слив­ной, радиаторный и перепускной. Сливной клапан 17 поддержи­вает давление в масляной магистрали, а перепускной 19 - в рото­ре. Оба клапана регулируют винтами. Радиаторный клапан 18 служит для перепуска холодного масла в масляные каналы, без поступления его в радиатор.

1 перепускной клапан; 2 корпус; 3 колпак; 4 пружина; 5 фильтрующий элемент; 6 - стержень; 7 датчик температуры; 8 пробка сливного отверстия

Рисунок 6 - Маслоочиститель со сменным фильтрующим

элементом:

Маслоочистители, через которые проходит весь поток масла, называют полнопоточными.

На дизеле Д-144 (трактор ЛТЗ-55) в последнее время вместо центрифуги устанавливают маслоочиститель со сменным фильт­рующим элементом (рисунок 20). Он состоит из корпуса 2, кол­пака 3 и бумажного фильтрующего элемента 5.

При работе дизеля масло под давлением просачивается сквозь поры бумажной ленты, оставляя на ее поверхности меха­нические примеси. Пройдя в кольцевую щель между внутренним цилиндром фильтрующего элемента и стержнем 6, очищенное масло поступает из фильтра и масляную магистраль для смазыва­ния трущихся деталей. При загрязнении фильтрующего элемента или поступлении под давлением охлажденного масла открывает­ся перепускной клапан 1, и масло направляется в масляную маги-страль, минуя фильтр.

4 Техническое обслуживание. Возможные неисправности

Работоспособность смазочной системы зависит от возмож­ности и непрерывного подвода чистого масла определенной вязко­сти к трущимся деталям. Этому способствует безотказная работа масляного насоса, маслоочистителя и масляного радиатора.

Техническое обслуживание смазочной системы включает в себя следующие операции: проверку уровня масла в картере дви­гателя и плотности всех соединений в системе; наблюдение за температурой и давлением масла в системе при прогреве двига­теля и его работе под нагрузкой; промывку смазочной системы; смену масла.

При ЕТО необходимо не ранее чем через 10 мин после оста­нова двигателя проверить уровень масла в картере и при необхо­димости долить его до верхней риски масломерного стержня; устранить, если имеется, место утечки масла в соединениях деталей и трубок; во время работы следить за показаниями масляного манометра.

После останова двигателя нужно на слух проверить работу ротора маслоочистителя. Если шум вращающегося по инерции роюра продолжается менее 30 с (что является признаком его за-грязнения), следует разобрать маслоочиститель и прочистить его отверстия.

При ТО-1 необходимо промыть ротор. Для этого выполняют следующие операции. Отвернув болты крепления, снимают кол­пак, затем, отвернув гайку крепления ротора, снимаю: его с оси и разбирают. Удаляют отложения со стенок стакана ротора и тща­тельно промывают ею детали в дизельном топливе.

Выходные отверстия прочищают медной проволокой диаметром 1,5 мм.

Проверив правильность положения стакана в канавке корпу­са, собирают ротор. После выполнения всех работ ротор и колпак устанавливают на место.

При ТО-2 тракторист обязан регулярно менять масло в сис­теме. Замену масла группы Г проводят через 500 ч. Допускается замена моторных масел группы Г на масла группы В. При этом сроки смены масел уменьшаются в 2 раза.

При ТО-3 необходимо промыть топливом поддон картера, маслоприемник насоса и набивку сапуна, сняв их с двигателя.

Наиболее опасным считают отсутствие давления масла и смазочной системе двигателя. Обнаружив эту неисправность, тракторист должен немедленно заглушить двигатель и выяснить причину ее появления. В противном случае может произойти выправление антифрикционного слоя в коренных и шатунных под­шипниках коленчатого вала.

Контрольные вопросы

1. Какие существуют виды трения?

2. Какое масло применяют для смазывания деталей ДВС?

3. Назвать составные части и приборы кот роля смазочной системы.

4. Для чего служит редукционный клапан масляного насоса?

5. Каково назначение сливного, радиаторного и перепускного клапана маслоочистителя?

6. Объяснить принцип очистки масла от механических при­месей в центрифуге.

7. Назвать причины низкого давления масла в смазочной системе.