Как подается масло к шатунным вкладышам коленчатого вала

В статье рассмотрим процесс подачи масла к шатунным вкладышам коленчатого вала, который критически важен для надежной работы двигателя. Правильная смазка снижает трение и износ, предотвращает перегрев и увеличивает срок службы двигателя. Понимание механизмов подачи масла поможет автолюбителям и специалистам по ремонту лучше заботиться о своих автомобилях и предотвращать поломки.

На сайте вы найдете информацию о том как сделать качественный ремонт автомобиля своими руками, подробные фото отчеты по ремонту ауди с4, а также много полезной информации о диагностике и профилактике неисправностей.

Вы находитесь: Главная /> Устройство и принцип работы /> Коленчатый вал и его масляные каналы (Часть 3).

Эксперты в области двигателестроения подчеркивают важность правильной подачи масла к шатунным вкладышам коленчатого вала для обеспечения надежной работы двигателя. Масло поступает через систему смазки, которая включает в себя масляный насос, фильтры и каналы. При запуске двигателя насос создает давление, которое заставляет масло двигаться по масляным каналам, достигая вкладышей. Это обеспечивает смазку и охлаждение, что критически важно для предотвращения износа и перегрева.

Специалисты отмечают, что качество масла и его вязкость играют ключевую роль в этом процессе. Неправильный выбор масла может привести к недостаточной смазке, что, в свою очередь, может вызвать серьезные повреждения двигателя. Также важно следить за состоянием масляного фильтра и регулярно менять масло, чтобы поддерживать оптимальные условия работы. Таким образом, правильная подача масла к шатунным вкладышам является залогом долговечности и надежности двигателя.

https://youtube.com/watch?v=d9F8nQah2-U

Меню сайта:

Элемент системы	Функция	Описание подачи масла
Масляный насос	Создание давления масла	Забирает масло из поддона картера и подает его под давлением в главную масляную магистраль.
Главная масляная магистраль	Распределение масла	Проходит вдоль блока цилиндров, имеет ответвления к коренным подшипникам коленчатого вала.
Коренные подшипники	Опора коленчатого вала	Масло подается под давлением в зазоры между шейками коленчатого вала и вкладышами коренных подшипников.
Каналы в коленчатом валу	Транспортировка масла	От коренных шеек коленчатого вала внутри него просверлены каналы, ведущие к шатунным шейкам.
Шатунные шейки	Опора шатунов	Масло поступает из каналов коленчатого вала в зазоры между шатунными шейками и вкладышами шатунов.
Шатунные вкладыши	Снижение трения	Образуют гидродинамический клин масла, предотвращая прямой контакт металла и обеспечивая смазку.
Центробежная сила	Дополнительное распределение	При вращении коленчатого вала центробежная сила помогает распределять масло по поверхности шатунных шеек.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о том, как масло подается к шатунным вкладышам коленчатого вала:

1. Система смазки: В большинстве современных двигателей используется система смазки под давлением, которая обеспечивает постоянную подачу масла к шатунным вкладышам. Масло подается от масляного насоса через масляные каналы, что позволяет избежать износа и перегрева деталей, обеспечивая их долговечность и надежную работу.

2. Форма вкладышей: Шатунные вкладыши имеют специальную форму, которая способствует образованию масляной пленки между вкладышем и коленчатым валом. Эта пленка предотвращает прямой контакт металлов, что снижает трение и износ. Вкладыши часто имеют специальные канавки для улучшения распределения масла.

3. Температурный режим: Эффективная подача масла к шатунным вкладышам также зависит от температуры масла. При низких температурах масло становится более вязким, что может затруднить его циркуляцию. Поэтому многие двигатели оснащены системами подогрева масла, которые помогают поддерживать оптимальную вязкость и обеспечивают быструю подачу масла к критически важным компонентам.

https://youtube.com/watch?v=8uKILiVBhe0

Последние публикации

Перетяжка потолка Audi 100 C4. (Часть 3)

В предыдущих частях мы разобрали процесс снятия обшивки потолка, а сегодня мы перейдем к самой процедуре перетяжки.

Перетяжка потолка Audi 100 C4. (Часть 2)

Продолжаем процесс демонтажа обшивки потолка. В первой части мы уже убрали обшивку люка и накладки передних стоек. Сегодня мы наконец-то снимем сам потолок.

Перетяжка потолка Audi 100 C4. (Часть 1)

У автомобилей, которые уже не новы, довольно часто возникает проблема провисания потолка. Это происходит, как правило, по двум основным причинам:

Коленчатый вал и масляные каналы в нем (Часть 3).

В прошлых статьях (часть1 и часть 2) мы подробно разобрали конструкции и разновидности коленчатых валов. Теперь настало время разобраться, как происходит смазка шеек вала. О самой системе смазке мы поговорим отдельно, а сейчас разберем только то, как происходит подача смазки к коренным и шатунным шейкам.

В блоке цилиндров постели коленчатого вала к каждой коренной шейки подходят масляные каналы. Через отверстие во вкладыше (подшипнике) масло под давлением подается в зазор между коренной шейкой вала и вкладышем, образовывая масляный клин.

Внутри коленчатого вала проходят масляные каналы, через которые масло попадает от коренных шеек к шатунным. Сам канал в большинстве случаев стараются сдвинуть от вершины шейки и зачастую делают на нем радиусную фаску, которую потом отполировывают.

Теперь разберем наиболее популярные схемы смазки коленчатого вала. Наиболее распространенной является следующая схема:

Такая схема косого сверления от шатунной шейки к коренной часто применима на коленчатых валах V – образных двигателей. Отличие состоит лишь в том, что от одной коренной шейки смазываются две шатунные.

Существуют и другие схемы смазки, они не получили должного распространения и являются скорее индивидуальными схемами для отдельных марок. Например:

• на некоторых двигателях HONDA подвод масла происходит от крышек коренных подшипников выполненных как одно целое.
• на четырех цилиндровых двигателях NISSAN подача масла к шатунным шейкам происходит только от второй и четвертой коренной шейки.

Коленчатый вал в процессе работы подвержен циклическим нагрузкам, поэтому большое значение здесь имеет усталостная прочность. Максимально уязвимые места на коленчатом валу, где могут появиться трещины – это на щеке между шатунной и коренной шейкой. В этом месте она ослаблена проходящим внутри масляным каналом.

Как правило, коленчатый вал за исключением масляных каналов внутри не имеет полостей, но в современных двигателях для облегчения веса все чаще стали использоваться полые коленчатые валы. В таких валах полости внутри имеют сложное строение позволяющее огибать масляные каналы. Такие валы легче на 25-30%, что позволяет снизить нагрузку на подшипники. Но в то же время такие валы более подвержены деформации.

В следующей статье мы с вами поговорим о хвостовике и заднем фланце коленвала.

https://youtube.com/watch?v=r9czQz5dx68

Как подается масло к шатунным вкладышам коленчатого вала

Системы смазки

Автомобильные двигатели используют комбинированные системы смазки. В таких системах детали, подверженные высоким нагрузкам (например, коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, подшипники распределительного вала, коромысла и иногда поршневые пальцы), получают смазку под давлением, в то время как другие элементы смазываются за счет разбрызгивания или самотека.

Система смазки двигателя автомобиля ГАЗ-24 «Волга» включает масляный насос, который располагается внутри поддона, полнопоточный масляный фильтр, масляную магистраль с каналами, радиатор, маслоналивную горловину с крышкой, указатель уровня масла и другие компоненты.

Масляный насос приводится в действие от распределительного вала с помощью двух шестерен. Ведущая шестерня соединена с распределительным валом, а ведомая установлена на промежуточном валике, который приводит насос в действие. Во время работы двигателя масло забирается насосом из поддона через неподвижный маслоприемник и подается в фильтр. После фильтрации масло по каналу во второй перегородке блока цилиндров попадает в масляную магистраль (канал, просверленный вдоль правой стороны блока цилиндров). Из масляной магистрали масло по поперечным каналам подводится к коренным подшипникам коленчатого вала и подшипникам распределительного вала.

В верхних вкладышах коренных подшипников имеются отверстия для прохода масла к коренным шейкам коленчатого вала. На вкладышах предусмотрены маслораспределительные канавки, которые постоянно соединяются с каналами, по которым масло поступает от коренных шеек к шатунным. В шатунных шейках коленчатого вала имеются грязеуловительные полости для дополнительной очистки масла. После прохождения этих полостей масло попадает к шатунным шейкам и подшипникам.

Некоторые двигатели (например, автомобили ГАЗ, ЗИЛ, УАЗ и другие) имеют небольшие отверстия на нижних головках шатунов, которые при совпадении с отверстиями в шатунных шейках коленчатого вала позволяют подводить пульсирующий поток масла к кулачкам распределительного вала и стенкам цилиндров. Коромысла и верхние наконечники штанг смазываются под давлением. На пятой (задней) опорной шейке распределительного вала имеется кольцевая канавка, которая при вращении вала соединяет вертикальный канал в блоке цилиндров с каналом, подводящим к ней масло. Из этого канала масло поступает в канал головки блока, нагнетается под заднюю пустотелую стойку оси коромысел и заполняет полость в оси.

Под каждым коромыслом, установленным на оси, есть отверстие, через которое масло поступает к втулкам коромысел. По каналам в коротких плечах коромысел и в регулировочных винтах масло подается к верхним наконечникам штанг. Стекая по штангам, масло смазывает их нижние наконечники, толкатели и кулачки распределительного вала, а затем возвращается в поддон. Масло подхватывается вращающимися деталями кривошипно-шатунного механизма и мелко разбрызгивается, образуя масляный туман. Концы коромысел и стержни клапанов смазываются масляным туманом и маслом, вытекающим из зазоров втулок коромысел. Поршневые пальцы, поршни и цилиндры смазываются разбрызгивающимся и стекающим маслом.

На передней опорной шейке распределительного вала имеются две незамкнутые канавки. Одна из них соединена с передним торцом опорной шейки через два отверстия (радиальное и осевое), что позволяет маслу поступать к упорному фланцу. В переднем торце блока цилиндров просверлено отверстие, в которое вставлена трубка. При вращении распределительного вала канавки дважды за один оборот соединяют поперечный масляный канал с отверстием и подают масло по трубке к распределительным шестерням. Из пятой опорной шейки распределительного вала вытекающее масло попадает в полость между заглушкой и валом, а затем по отверстию отводится в поддон.

В системе смазки предусмотрены три клапана: редукционный, который находится в крышке масляного насоса; перепускной, установленный в полнопоточном фильтре; и предохранительный, расположенный в штуцере крана масляного радиатора.

Редукционный клапан необходим для поддержания нужного давления в системе смазки. Масляный насос подает больше масла, чем требуется для работы двигателя, что приводит к увеличению давления в системе (особенно в зимний период). При повышении давления клапан открывается и перепускает масло из нагнетательной полости насоса во всасывающую. В процессе работы двигателя коренные и шатунные шейки коленчатого вала, а также все подшипники постепенно изнашиваются. Зазоры между шейками коленчатого вала и соответствующими вкладышами подшипников увеличиваются, что приводит к повышенному расходу масла через подшипники. Редукционный клапан, поддерживающий необходимое давление в системе смазки, обеспечивает меньший перепуск масла во всасывающую полость насоса.

Перепускной клапан срабатывает при засорении фильтра. Предохранительный клапан масляного радиатора предотвращает снижение давления в системе смазки ниже 100 кН/м² (1 кгс/см²) при включении радиатора.

Давление в системе смазки контролируется по манометру, датчик которого установлен на корпусе фильтра. Масло в поддон двигателя заливается через горловину, расположенную на крышке головки блока. Уровень масла в поддоне контролируется по меткам П и 0, выбитым на указателе. Масло заливается в поддон до метки, после чего двигатель может работать до снижения уровня масла до метки 0. При уровне масла ниже метки 0 работа двигателя запрещена, так как это может привести к повреждению подшипников и выходу двигателя из строя.

Система смазки двигателя FA3-53A отличается от вышеописанной наличием двухсекционного насоса и фильтра центробежной очистки масла — центрифуги. Верхняя секция масляного насоса имеет шестерни большего размера, чем нижняя, поэтому верхняя секция является основной, а нижняя — дополнительной.

Во время работы двигателя шестеренный масляный насос через неподвижный маслоприемник забирает масло из поддона. К насосу масло поступает по каналам, имеющимся в блоке цилиндров. Нижняя секция масляного насоса по маслопроводу нагнетает масло в центрифугу, после чего оно сливается в поддон. Верхняя секция масляного насоса нагнетает масло в главную масляную магистраль блока цилиндров. Из главной магистрали масло по каналам в блоке подводится к коренным подшипникам коленчатого и распределительного валов. От коренных шеек коленчатого вала масло по каналам, просверленным в нем, поступает к шатунным подшипникам.

Масло от второй и четвертой шеек распределительного вала подается соответственно к правой и левой головкам блока. Масло пульсирующим потоком по каналам через стойки поступает в полые оси коромысел, установленных на головках блока. Распределительные шестерни смазываются маслом, сливаемым из центрифуги. Из полости, расположенной между пятой шейкой распределительного вала и заглушкой блока цилиндров, масло подается к приводу распределителя зажигания.

Упорный фланец распределительного вала смазывается под давлением маслом, поступающим из отверстия во втулке первой шейки в момент совпадения радиального канала в этой шейке с отверстием втулки. Из радиального канала масло проходит в продольный и в виде пульсирующего потока подводится к упорному фланцу.

В системе смазки имеется масляный радиатор, который включается при температуре окружающего воздуха выше 20 °С. При тяжелых условиях работы автомобиля (например, движение с небольшой скоростью по глубокому снегу или песку) водитель должен включать масляный радиатор, даже если температура окружающего воздуха низкая. Масло, пройдя через радиатор, охлаждается и стекает по маслопроводу в поддон.

При снижении давления масла до 40—90 кН/м² (0,4—0,9 кгс/см²) на щитке приборов загорается контрольная лампа. Если двигатель работает на низких оборотах, возможно загорание контрольной лампы аварийного давления масла. Если система смазки исправна, то по мере прогрева двигателя и увеличения оборотов контрольная лампа должна погаснуть. Если контрольная лампа загорается при средних или высоких оборотах, это указывает на неисправность системы смазки. Двигатель необходимо немедленно остановить, найти неисправность и устранить ее.

В системе смазки имеются редукционные клапаны. Один клапан расположен в корпусе нижней секции насоса, а другой — в передней части блока цилиндров с правой стороны. Клапан перепускает масло из полости нагнетания во всасывающую полость насоса; через клапан масло сливается в поддон. Все клапаны системы смазки отрегулированы на заводе; в процессе эксплуатации автомобиля регулировку этих клапанов изменять не рекомендуется.

Надежность работы двигателя зависит от состояния центрифуги и чистоты масла. Заправка двигателя загрязненным маслом и плохая его очистка приводят к преждевременному износу трущихся поверхностей, особенно шеек коленчатого вала.

Система смазки двигателя ЗИЛ-130. Схемы смазки двигателей автомобилей ЗИЛ-130 и ГАЗ-53А схожи, поэтому рассмотрим только путь масла. Во время работы двигателя верхняя секция масляного насоса по маслопроводу нагнетает масло в полнопоточную центрифугу. Далее масло поступает в маслораспределительную камеру, расположенную в задней перегородке блока цилиндров. Из камеры масло нагнетается в левый и правый магистральные каналы, а из них поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распределительного вала и толкателям. В коленчатом валу имеются каналы для подачи масла к шатунным шейкам. Средняя (третья) опорная шейка распределительного вала имеет отверстия. При их совпадении с отверстиями в блоке цилиндров масло пульсирующим потоком поступает по каналам к головке блока, а затем под стойку (в каждой головке) и в полые оси коромысел. Масло смазывает ступицы коромысел и далее поступает к регулировочному винту и верхнему наконечнику штанги. Носки коромысел и стержни клапанов смазываются масляным туманом или маслом, поступающим самотеком.

Из правого магистрального канала по трубопроводу масло подается к компрессору, откуда по трубке сливается в поддон двигателя. Нижняя секция масляного насоса при открытом кране нагнетает масло по трубопроводу в масляный радиатор, из которого масло по трубопроводу сливается в поддон.

При снижении давления в системе смазки до 60—30 кН/м² (0,6—0,3 кгс/см²) на щитке приборов загорается контрольная лампа красного цвета. В корпусе центрифуги установлен перепускной клапан, отрегулированный на перепад давления, равный 100 кН/м² (1 кгс/см²). Клапан предназначен для перепуска масла в распределительную камеру при увеличенном его расходе из-за износа подшипников двигателя.

Рассмотрев схемы систем смазки (двигателей автомобилей ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-53А и ЗИЛ-130), можно отметить, что давление в системе смазки прогретых двигателей при скорости 50 км/ч должно составлять 200—400 кН/м² (2—4 кгс/см²) для двигателя ГАЗ-24 «Волга» и не менее 250 кН/м² (2,5 кгс/см²) для ГАЗ-53А. При низкой частоте вращения коленчатого вала давление должно быть не менее 50 кН/м² (0,5 кгс/см²) для всех трех автомобилей.

При движении автомобиля ЗИЛ-130 со скоростью 40 км/ч давление в системе смазки нового двигателя должно составлять 200—400 кН/м² (2—4 кгс/см²). Если указанные двигатели не прогреты, давление может повышаться до 500—575 кН/м² (5,0—5,75 кгс/см²).

Система смазки дизельного двигателя КамАЗ-5320. Система смазки этого дизеля аналогична другим системам смазки V-образных двигателей, но имеет некоторые отличия. Масляный насос состоит из двух секций — нагнетающей (передней) и радиаторной (задней); от насоса системы смазки приводится гидромуфта вентилятора. В системе смазки предусмотрено шесть клапанов; три у масляного насоса: два предохранительных клапана для радиаторной и нагнетающей секций и дифференциальный клапан; два у центрифуги: сливной и перепускной клапаны; один у фильтра тонкой очистки: перепускной клапан. Масло заливается в поддон через патрубок, установленный на картере маховика с правой стороны двигателя.

При работе двигателя масляный насос через маслоприемник засасывает масло двумя секциями. Нагнетающая секция подает масло по каналам блока цилиндров в полнопоточный фильтр тонкой очистки, где оно очищается, проходя через два фильтрующих элемента, а затем поступает в главную масляную магистраль. Из главной масляной магистрали по каналам в перегородках блока цилиндров масло подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала. Поступающее к шатунным подшипникам масло проходит дополнительную центробежную очистку в грязеуловительных полостях коленчатого вала. Далее масло поступает к подшипникам распределительного вала. К подшипникам компрессора масло проходит из канала в задней стенке блока цилиндров по маслопроводу. Из канала в передней стенке блока цилиндров по маслопроводу масло поступает к подшипникам топливного насоса высокого давления. Из каналов блока цилиндров масло по маслопроводам подается в стойки коромысел, смазывает их ступицы, а по отверстиям в коротких плечах коромысел поступает к регулировочным винтам и верхним наконечникам штанг. Стекающее по внутренним отверстиям штанг масло смазывает их нижние наконечники, толкатели, кулачки распределительного вала, а затем сливается в поддон. Масло, которое собирается на головках цилиндров, по наклонным маслопроводам отводится в полости для штанг и далее в поддон.

Радиаторная секция насоса по маслопроводу подает масло к центрифуге, из которой оно постоянно сливается в поддон или проходит по маслопроводу в радиатор, если открыт кран. Если кран закрыт, то масло из центрифуги сливается в поддон двигателя через сливной клапан, который открывается при давлении 50—80 кН/м² (0,5—0,8 кгс/см²). При номинальной частоте вращения коленчатого вала давление в системе смазки поддерживается на уровне 450—500 кН/м² (4,5—5,0 кгс/см²) при прогретом двигателе и не менее 100 кН/м² (1 кгс/см²) при минимальной температуре двигателя. Дифференциальный клапан, размещенный в нагнетательной секции насоса, ограничивает давление масла в главной магистрали и открывается при 400—450 кН/м² (4—4,5 кгс/см²). Предохранительные клапаны насоса открываются при увеличении давления масла в полости нагнетания до 800—850 кН/м² (8,0—8,5 кгс/см²).

Фильтр тонкой очистки имеет два сменных фильтрующих элемента, состоящих из древесной муки, пропитанной связывающим веществом. При засорении фильтрующих элементов или повышенной вязкости масла оно поступает в главную магистраль неочищенным через перепускной клапан, который открывается при давлении 700—800 кН/м² (7,0—8,0 кгс/см²). При срабатывании перепускного клапана на щитке приборов загорается сигнальная лампочка, предупреждающая водителя о засорении фильтра тонкой очистки и о поступлении в магистраль неочищенного масла.

Центрифуга функционирует нормально, если давление масла на входе в нее составляет 600 кН/м² (6 кгс/см²) и ротор имеет частоту вращения 5000 об/мин. Перепускной клапан ограничивает давление масла перед центрифугой до 600—650 кН/м² (6,0—6,5 кгс/см²).

Система смазки ДВС

Для ознакомления с устройством и действием комбинированной системы смазки рассмотоим схемы системы смазки двигателей СМД -14 и ГАЗ -53.

У дизеля СМД -14 масло заливают в поддон через заливную горловину с фильтрующей сеткой. Уровень масла в поддоне измеряют масломерной линейкой. Сливают масло через отверстие в поддоне, закрываемое пробкой.

Из поддона масло через сетку маслоприемника засасывается шестеренчатым насосом и подается по маслопроводу и каналам в блок-картере в корпус масляных фильтров. Далее масло идет двумя параллельными потоками. Меньшая часть (около 20%) по каналу в шпильке поступает в центробежный очиститель масла (центрифугу). Здесь масло очищается, а затем сливается по каналу в поддон. Большая часть масла через калиброванное отверстие по маслопроводу идет в радиатор и затем по маслопроводу в фильтр грубой очистки. Калиброванное отверстие необходимо для поддержания повышенного давления масла на входе в центрифугу.

Очищенное и охлажденное масло поступает в канал (главную магистраль), идущий вдоль блок-картера. Из главной магистрали по каналам в поперечных перегородках блок-картера масло попадает к коренным подшипникам. От них часть масла по наклонным каналам в коленчатом валу поступает в полость шатунных шеек. Здесь происходит дополнительная (центробежная) очистка масла, которое затем смазывает трущиеся поверхности вкладышей и шатунных шеек.

Масло, снимаемое маслосъемными кольцами и стекающее в поддон картера, а также выдавливаемое из зазоров коренных и шатунных подшипников, разбрызгивается вращающимся коленчатым валом. Образующийся при этом масляный туман оседает на поверхностях гильз цилиндров, поршней, поршневых пальцев и втулок верхних головок шатунов.

Для смазки шеек распределительного вала масло поступает по каналам в поперечных перегородках блок-картера от первого, третьего и пятого коренных подшипников.

Третья шейка распределительного вала имеет наклонный канал, который один раз за каждый оборот соединяет отверстие, подводящее масло к этой шейке, с вертикальным каналом в блок-картере и с его продолжением — каналом в головке цилиндров. Это дает возможность подавать масло пульсирующим потоком по трубке во внутреннюю полость осей коромысел и из нее через отверстия в осях к втулкам коромысел. Маслом, вытекающим из втулок коромысел и разбрызгиваемым движущимися витками пружин, смазываются трущиеся поверхности штанг, регулировочных винтов и клапанов. Стекающее по штангам в поддон картера масло попадает на трущиеся поверхности толкателей и кулачков распределительного вала и смазывает их.

К подшипнику промежуточной шестерни масло подводится от канала в первой поперечной перегородке блок-картера по сверлению в оси шестерни.

Из главной масляной магистрали по трубке и каналам в стенке картера распределительных шестерен и установочном фланце масло поступает к трущимся поверхностям втулки шестерни привода топливного насоса и к цилиндрической части установочного фланца.

Зубья распределительных шестерен смазываются маслом, поступающим из радиальных отверстий в оси и теле промежуточной шестерни, а также маслом, вытекающим из переднего подшипника распределительного вала, промежуточной шестерни и шестерни привода топливного насоса.

Подшипники водяного насоса и генератора периодически смазывают через масленки.

Для контроля давления масла в главной магистрали и температуры его в корпусе фильтров ня щитке контрольных приборов установлены указатель давления и дистанционный указатель температуры.

Нормальная температура масла в дизеле при номинальном режиме должна находиться в пределах 80—95 °С, а давление масла — в пределах 2,5—4,5 кГ/см2. При минимальном числе оборотов на холостом ходу давление масла в системе допускается не ниже 0,8 кГ/см2.

В системе смазки имеются четыре автоматически работающих клапана: редукционный масляного насоса, предохранительный, сливной и масляного радиатора.

Редукционный клапан перепускает масло из нагнетательной полости масляного насоса в поддон картера при повышенной вязкости масла (например, при пуске холодного дизеля).

Предохранительный клапан перепускает неочищенное масло непосредственно в главную масляную магистраль, минуя фильтр грубой очистки, при сильном загрязнении его фильтрующих элементов и при повышенной вязкости масла. Клапан отрегулирован на перепад давления (до и после фильтра) 3—4,5 кГ/см2.

Сливной клапан перепускает масло в поддон картера, когда давление масла в главной магистрали превысит нормальное (2,5—4,5 кГ/см2).

Клапан масляного радиатора (клапан-термостат) отрегулирован на перепад давления 0,9—1,7 кГ/см2. Он автоматически отключает радиатор от системы смазки, если температура масла не достигла 70—80 °С, так как в этом случае вследствие повышенной вязкости масла сопротивление радиатора становится больше перепада давления, на который отрегулирована пружина клапана. Размещается клапан в переключателе, на котором имеются буквы.

При переходе на зимнюю эксплуатацию радиатор отключают от системы смазки. Для этого переключатель нужно вынуть и повернуть так, чтобы буква находилась против стрелки на корпусе фильтров.

Система смазки, имеющая два фильтра для очистки масла (при неполнопоточной центрифуге), применяется у многих современных двигателей.

В усовершенствованных конструкциях дизелей СМД -14 нагнетаемое насосом масло полностью поступает для очистки в центрифугу. Фильтр грубой очистки и клапан масляного радиатора отсутствуют. Очищенное в центрифуге масло охлаждается в радиаторе и через главную масляную магистраль идет к поверхностям трущихся деталей. Такая система смазки называется комбинированной с полнопоточной центрифугой. Она применяется у дизелей Д-50, Д-37М и Д-21.

В двигателе ГАЗ -53 масло через маслоприемник и трубку засасывается в основную (верхнюю) секцию масляного насоса. Из этой секции масло по каналу в блок-картере подается в главную масляную магистраль, проходящую несколько выше распределительного вала. Из главной масляной магистрали масло поступает к коренным подшипникам коленчатого вала и к втулкам распределительного вала. От коренных шеек через каналы в коленчатом валу масло подается в полость шатунных шеек, а из них — к шатунным подшипникам.

От второй и четвертой втулок распределительного вала масло поступает по каналам в головках цилиндров пульсирующим потоком в полые оси коромысел и далее через отверстия в осях в каналы коромысел, а оттуда по сверлениям в регулировочных винтах — к верхним наконечникам штанг. На второй и четвертой шейках распределительного вала имеется по две канавки. Когда канавка соединит отверстие в блок-картере с каналом, масло из главной масляной магистрали по каналу, канавке и каналу поступит в каналы головки цилиндров.

Привод прерывателя-распределителя зажигания смазывается маслом, поступающим из зазора между пятой шейкой распределительного вала и ее втулкой по каналу в блок-картере, полость и отверстие в корпусе привода.

Все остальные детали двигателя смазываются разбрызгиванием.

Дополнительная (нижняя) секция насоса нагнетает масло по масляной магистрали 8 в блок-картере и трубке к центрифуге. Очищенное в центрифуге масло сливается в поддон картера и по пути смазывает шестерни распределения.

Для охлаждения масла при работе двигателя с большой нагрузкой или при температуре выше 20 °С краником включается радиатор. Масло в радиатор поступает из главной масляной магистрали через предохранительный клапан, который открывается при давлении 1 кГ/см2. Из радиатора масло по шлангу сливается в поддон картера. Если давление в системе смазки упадет ниже 1 кГ/см2 клапан даже при открытом кранике 2 автоматически закрывается и не пропускает масло в радиатор.

В системе смазки имеются два автоматически работающих редукционных клапана. Клапан И дополнительной секции предназначен для поддержания давления масла, подаваемого к центрифуге, не выше 4,5 кГ/см2. Лишнее масло при избыточном давлении пропускается из напорной полости дополнительной секции во всасывающую полость насоса. Клапан главной масляной магистрали отрегулирован на давление 4 кГ/см2. При более высоком давлении клапан открывается и часть масла сливается в поддон картера.

Для контроля минимального давления масла в системе смазки служит сигнальная лампа на панели приборов, включающаяся, когда давление падает (0,4—0,7 кГ/см2).

Схема смазки коленчатого вала

Изобретение относится к сфере машиностроения и может быть применено в двигателях внутреннего сгорания. Конструкция смазки коленчатого вала разработана так, что входное отверстие масляного канала располагается снизу, в нижнем вкладыше коренной шейки, когда коленчатый вал находится в середине такта «рабочий ход». Выходное отверстие масляного канала расположено на верхнем вкладыше шатунной шейки в том же положении коленчатого вала. Канавка на верхнем шатунном вкладыше выполнена таким образом, чтобы обойти отверстие для подачи масла к верхней головке шатуна, что предотвращает снижение давления в системе смазки. Технический эффект заключается в увеличении моторесурса коленчатого вала и вкладышей коренных и шатунных шеек.

Уровень техники. В двигателях внутреннего сгорания смазка коленчатого вала осуществляется по следующему принципу. Масло подается из каналов блока цилиндров сверху через отверстие в верхнем коренном вкладыше и распределяется по канавкам на вкладышах вокруг коренной шейки. Затем оно проходит через каналы в коленчатом валу к шатунной шейке. На некоторых моделях, таких как ЗМЗ-406, масло от шатунной шейки поступает по каналу в шатуне к верхней головке шатуна. В некоторых иностранных двигателях масло подается к коренной шейке снизу через отверстие в нижнем вкладыше и по канавке в нем, в то время как верхний вкладыш не имеет канавки.

В процессе работы двигателя износ шеек и вкладышей происходит неравномерно. Наибольшему износу подвержены нижний коренной вкладыш и коренная шейка снизу, когда коленчатый вал находится в середине такта «рабочий ход», а также верхний шатунный вкладыш с шатунной шейкой в том же положении.

Суть изобретения. Чтобы предотвратить вытекание масла из зазоров между верхним коренным вкладышем и коренной шейкой, а также между нижним шатунным вкладышем и шатунной шейкой, необходимо, чтобы верхний коренной и нижний шатунный вкладыши были выполнены без канавок и отверстий. Входное отверстие масляного канала в коленчатом валу должно находиться снизу при положении коленчатого вала на середине такта «рабочий ход». Это обеспечит поступление масла в канал и, соответственно, к шатунной шейке в момент «рабочего хода». Выходное отверстие масляного канала на шатунной шейке должно располагаться сверху при том же положении коленчатого вала, что позволит подавать масло при максимальных нагрузках на шатунную шейку между верхним шатунным вкладышем и верхней частью шатунной шейки. Верхний шатунный вкладыш имеет отверстие для смазки верхней головки шатуна и цилиндра разбрызгиванием, которое происходит в момент совпадения выходного отверстия на шатунной шейке и отверстия на вкладыше. Поэтому, чтобы масло не поступало к верхней головке шатуна на протяжении всего такта «рабочий ход», канавка на верхнем шатунном вкладыше выполнена в обход отверстия. На рисунке 2 обозначены канавка и отверстие. Это решение позволит избежать снижения давления в системе смазки.

Технический результат — повышение давления в системе смазки и увеличение моторесурса коленчатого вала.

Предложенная схема смазки коленчатого вала, в которой масло подается к коренной шейке коленчатого вала снизу через отверстие в нижнем вкладыше с канавкой и далее по каналам в коленчатом валу к шатунной шейке, при этом верхний вкладыш коренной шейки выполнен без канавки, отличается тем, что входное отверстие масляного канала в коленчатом валу располагается снизу коренной шейки при положении коленчатого вала в середине такта «рабочий ход», а выходное отверстие масляного канала находится сверху на шатунной шейке в том же положении коленчатого вала, причем канавка на верхнем шатунном вкладыше выполнена в обход отверстия для подачи масла к верхней головке шатуна.

Устройство системы смазки двигателя

Устройство и принцип работы системы смазки двигателя ни чем не отличается от принципа работы любой гидравлической системы. В экскаваторе или подъёмном кране работа масляной системы основана на одних и тех же законах. Неисправности также имеют общие причины.

Масляные каналы

Система смазки двигателя отвечает за подачу масла под давлением ко всем трущимся и вращающимся компонентам. Коренные и шатунные шейки коленчатого вала вращаются в специальных вкладышах, которые оснащены масляными канавками. В эти канавки поступает масло из масляного канала. Давление, с которым масло подается, формирует вокруг шеек масляное кольцо, в котором и вращается коленвал. Масло смягчает удары, возникающие от нагрузок, что способствует долговечности коленчатого вала. Через масляные каналы коленвала масло также под давлением поступает к шатунным шейкам, обеспечивая их вращение. Шатунный палец и цилиндрические гильзы смазываются за счет разбрызгивания масла, для чего в шейках шатуна предусмотрены калиброванные отверстия.

Масло поступает к коленчатому валу из центрального канала, который имеет ответвления для каждой коренной шейки.

Параллельно с этим от центрального канала масло подается к шейкам распределительного вала. Вращение распределительного вала происходит по аналогичному принципу, как и вращение коленчатого вала, создавая масляное кольцо вокруг каждой шейки.

Если система смазки двигателя включает газораспределительный механизм с коромыслами клапанов, то в ней предусмотрен канал для подачи масла в вал коромысел. Масло по валу поступает к втулкам коромысел, а затем через втулки и канал в коромыслах достигает регулировочного винта, смазывающего штанги толкателей. В других конструкциях ГРМ также имеются масляные каналы, через которые масло поступает к различным элементам, таким как рокера, гидрокомпенсаторы и толкатели.

Таким образом, все механизмы двигателя взаимосвязаны через масляные каналы, в которых создается давление масла.

Масляный насос

Давление масла создаёт масляный насос. Как правило шестеренный. Благодаря минимальным зазорам между вкладышами, шейками валов, калиброванными отве5рстиями. Предназначенными для разбрызгивания масло. В системе поддерживается необходимое рабочее давление масла.

Любая гидравлическая система имеет один и тот же принцип действия. Масляный насос не начнет создавать давление до тех пор пока масло не встретить сопротивление. Или в нашем случае пока есть сопротивление для масла во вкладышах и калиброванных отверстиях насос создает необходимое рабочее давление.

Давление масла в системе

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала, шейки распределительного вала, а также вал коромысел имеют зазоры между втулками и вкладышами, которые в среднем не превышают 0,15 мм. Это значение вполне достаточно для того, чтобы насос обеспечивал рабочее давление в системе в диапазоне от 0,2 до 6,5 мм. При этом насос способен создавать и более высокое давление, пока не произойдет его разрушение. Однако редукционный клапан защищает насос от повреждений. Он может быть установлен как в самом насосе, так и в масляном канале. Сброс масла в обратку происходит при давлении 6,5 нм. Как только давление в системе снижается, насос вновь начинает свою работу. Редукционный клапан состоит из шарика и поршня с пружиной, которая подбирается таким образом, чтобы удерживать необходимое давление. При возникновении избыточного давления шарик или поршень открывают магистраль, где создается основное давление, и масло начинает поступать в слив, то есть в картер двигателя. Когда давление падает, шарик или поршень закрывают магистраль, и в системе вновь устанавливается рабочее давление.

Магистраль высокого и низкого давления

Устройство системы смазки двигателя имеет магистраль низкого и высокого давления. Высокое давление создаётся нагнетанием масла в систему. Низкая магистраль подает масло в насос. Элементами низкой магистрали являются масло заборник и трубка подводящая масло от масло забурника к насосу. Масло заборник представляет собой расширение на конце поводящей трубки. Закрытое сеткой. Сетка служит для предохранения от попадания в насос крупных элементов. Это может быть нагар, куски металла, стружка.

Фильтр тонкой очистки масла

В магистрали высокого давления установлен фильтр для тонкой очистки масла. В дополнение к нему или прямо в самом фильтре имеется клапан, который срабатывает при засорении фильтрующего элемента. В этом случае масло начинает проходить через клапан, так как фильтр больше не может обеспечить необходимый для работы двигателя объем масла. Этот клапан также называют байпасным, что можно интерпретировать как резервный или запасной путь для циркуляции масла.

Причины низкого давления масла в двигателе

Причины низкого давления масла в двигателе могут возникать в различных узлах. Они связаны между собой как с общим износом двигателя, так и с выходом из строя отдельных механизмов двигателя. Влияющих на работу системы смазки в целом.

Износ деталей.

Износ шеек валов и вкладышей приводит к увеличению зазора между ними, что облегчает выход масла из-под рабочей поверхности. В результате этого нагрузка на насос снижается, и он начинает создавать меньшее давление. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению общего давления в магистралях высокого давления двигателя. Именно это является главной причиной низкого давления масла в двигателе.

Давление масла должно обеспечивать стабильное и оптимальное масляное кольцо вокруг валов и шеек как коленчатого, так и распределительного валов.

Если давление масла оказывается ниже нормы, это приводит к усиленному трению между валом и вкладышем. Удары, возникающие при взаимодействии вала с вкладышем, становятся более интенсивными, что может привести к разрушению вкладышей и заклиниванию двигателя.

В среднем для большинства двигателей допустимое низкое давление составляет 0,2 Нм. Нормальные значения давления на холостых оборотах варьируются от 1,5 до 2,5 Нм. При движении со скоростью 60 км/ч и оборотах 2000 об/мин нормальное давление должно находиться в диапазоне от 3-4 Нм до 6,5 Нм.

Давление в масляной системе не превышает определённый уровень благодаря редукционному клапану. Современные автомобили часто не оснащаются приборами для измерения давления масла. Для контроля давления достаточно контрольной лампочки, которая загорается, если давление в системе падает ниже 0,2 Нм.

Если на холостых оборотах лампочка начинает мигать, это сигнализирует о том, что двигатель приближается к критическому износу, и вскоре может потребоваться ремонт. Если при скорости 60 км/ч лампочка не гаснет, это означает, что давление масла в системе составляет 0,6 Нм, и двигатель еще можно эксплуатировать.

Например, двигатель ЗМЗ 511, устанавливаемый на автомобиле Газ 53, очень чувствителен к износу. Низкое давление масла для этих двигателей считается почти нормальным. Некоторые водители закрывают контрольную лампочку, чтобы она не отвлекала внимание. Если двигатель запустился на холодную и лампочка погасла на короткое время до прогрева, это считается нормальным. Однако, несмотря на это, низкое давление масла негативно сказывается на моторе, и рассчитывать на его долгую службу не стоит.

Износ масляного насоса

Масляный насос как любой механизм подвергается износу. Стачиваются шестерни и плоскости их прилегания. Масло начинает перепускаться внутри насоса. Давление в системе падает. Насосы очень редко выходят из строя. Скорее двигатель станет не пригодным для ремонта. Ничто не вечно. Существуют специальные стенды для проверки работы насоса. И если возникли сомнения насос можно проверить.

Сетка маслозаборника.

Низкое давление масла в двигателе может быть вызвано проблемами в системе забора масла масляным насосом. Накопление нагара, металлической стружки и грязи в полостях двигателя приводит к засорению сетки маслозаборника. В результате масло начинает проходить через неё с трудом, и насос получает недостаточное количество масла для нормальной работы. Это, в свою очередь, приводит к снижению давления в системе двигателя. Чтобы очистить сетку, необходимо снять поддон.

Механическое повреждение поддона двигателя.

Вмятина на поддоне может служить падению давления. Если поддон вмялся внутрь от удара он мог вплотную приблизиться к масло заборнику. Частично перекрыть его. Так же как и при засорении поступления масла будет недостаточно для создания нормального давления в системе.

Трещина на трубке масло заборника.

Удар по поддону может привести к деформации трубки маслозаборника. Это, в свою очередь, может вызвать образование трещины, что нарушит герметичность трубки. В результате, вместе с маслом в масляный насос начнет поступать воздух, что приведет к снижению давления. Трубка соединяется с насосом через резиновое уплотнительное кольцо, и таких уплотнений может быть несколько, в зависимости от конструкции маслозаборника. Он может состоять из нескольких трубок и переходов, где в качестве уплотнений используются резиновые колечки. Со временем эти колечки теряют свою эластичность, становятся жесткими, и даже небольшая нагрузка или смещение трубки могут вызвать подсос воздуха в месте уплотнения. Это, в свою очередь, приведет к снижению давления масла в системе высокого давления. Поэтому при разборке поддона важно проверить состояние колечек, и лучше всего заменить их на новые.

Уплотнения в магистрали высокого давления.

В некоторых конструкциях масляной системы предусмотрены резиновые уплотнения и в магистрали высокого давления. Например, в двигателе Газ 53. Штуцер притягивает корпус редукционного клапана. Под ним предусмотрена для уплотнения плоское резиновое кольцо. Со временем оно теряет эластичность и становится хрупким. При замене масляного фильтра. Откручивается корпус фильтра. Он вкручен в этот штуцер. Фильтр откручивается. Штуцер как при откручивании фильтра так и при его затягивании. Обязательно прокручивается. При этом резиновое кольцо, которое должно быть эластичным лопается. Все давление масла уходит под это кольцо. Если об этом не знать давление в двигателе не появится. Поэтому если существует проблема с давлением масла. Необходимо тщательно изучить схему масляной системы.

Диагностика давления масла.

Если на холостых оборотах двигателя загорается индикатор давления масла, это первый сигнал о возможной проблеме. Однако не стоит паниковать, так как причина низкого давления масла может оказаться простой и легко устраняемой.

Наиболее удаленной от масляного насоса частью является головка блока двигателя. Именно здесь, на коромыслах или распредвале, если он расположен в головке, может наблюдаться самое низкое давление. Для нормальной работы двигателя это давление должно быть. Если вы откроете заливную пробку на клапанной крышке, то сможете увидеть, как детали головки смазываются маслом. При работающем двигателе должны быть видны брызги масла. Если их нет, это указывает на то, что масло поступает под низким давлением, что свидетельствует о неисправности в масляной системе и может объяснить, почему загорелась лампа давления масла.

Также возможно, что неисправен датчик давления масла. В этом случае лампочка загорается, но детали головки блока получают достаточное количество смазки. Попробуйте заменить датчик, но более правильным будет измерить давление с помощью механического манометра.

Для этого нужно найти местоположение датчика давления масла, открутить его и установить механический манометр. Он точно покажет давление масла в системе. Если давление масла на холостых оборотах ниже 0,2 Нм, это указывает на наличие неисправности.

При выявлении любой проблемы в двигателе первым шагом должно стать снятие поддона. Важно убедиться в исправности маслоприемника и соединений с насосом. Проверьте наличие трещин, загрязнений и состояние уплотнений. Если все в порядке, переходите к проверке вкладышей коренных и шатунных шеек коленвала. Это можно сделать с помощью калиброванной пластиковой проволоки. Открутите крышку коренных и шатунных подшипников, вставьте между шейкой коленвала и вкладышем пластиковую проволоку, затем закрутите крышку с усилием, соответствующим данной модели двигателя. После этого снова снимите крышку и по ширине полученного следа можно оценить величину зазора, который не должен превышать 0,15 мм. Это измерение условно, так как шейка коленвала изнашивается неравномерно, образуя овалы. Таким образом, данное измерение может дать общее представление о степени износа и помочь в дальнейшем поиске неисправности.

Износ распредвала и гидрокомпенсаторов.

Устройство системы смазки двигателя предполагает размещение распредвала в головке блока. Величина износа также проверяется при помощи пластиковой проволоки . Он не должен превышать 0,1 мм.

Если устройство системы смазки двигателя предполагает размещение рапредвала в блоке двигателя. Можно попробовать просунуть щуп между шейкой распредвала и втулкой. Если щуп походит, то износ недопустимый для дальнейшей работы. При наличии шатунов сделать это будет трудно. Но как вариант.

О потере масла в валах коромысел можно судить по износу втулок . Коромысла не должны болтаться влево вправо на валу

Стук гидрокомпенсаторов говорит о утечки давления в них.

Конечно более точная картина будет видна при полной разборке двигателя. И все подобные измерения не могут дать точного ответа на вопрос о износе двигателя. Единственное почему можно провести эти измерения, только для того чтобы обнаружить причину не связанную с износом. Такую как нарушение уплотнений, трещины. Возможно масляный насос вышел из строя или заклинил редукционный клапан в одном положение. В результате чего масло с магистрали высокого давления сбрасывается в обратку.

Устройство системы смазки двигателя имеет различные конструкции. Правильно определить причину неисправности можно . Зная конструкцию и схему. Но если двигатель прошел более 150 тыс км дело скорее всего в износе.

Влияние качества масла на смазку вкладышей

Качество масла, используемого в двигателе, играет ключевую роль в обеспечении надежной и эффективной смазки шатунных вкладышей коленчатого вала. Вкладыши, как элементы, которые принимают на себя значительные нагрузки, требуют постоянного и равномерного поступления смазки для предотвращения износа и перегрева. Некачественное масло может привести к различным проблемам, включая образование отложений, коррозию и недостаточную смазку.

Одним из основных аспектов, влияющих на качество масла, является его вязкость. Вязкость масла определяет, насколько легко оно течет и как быстро может достичь всех частей двигателя, включая шатунные вкладыши. Масло с низкой вязкостью может не обеспечивать достаточную защиту при высоких температурах и нагрузках, тогда как слишком высокая вязкость может затруднить его циркуляцию, что также негативно сказывается на смазке.

Кроме того, добавки, содержащиеся в моторном масле, играют важную роль в его качестве. Антиоксиданты, моющие и диспергирующие добавки помогают предотвратить окисление масла и образование отложений, что особенно важно для поддержания чистоты и функциональности шатунных вкладышей. Наличие таких добавок способствует снижению трения и износа, что в свою очередь увеличивает срок службы двигателя.

Также стоит отметить, что качество масла может варьироваться в зависимости от его происхождения. Синтетические масла, как правило, обладают более стабильными характеристиками при высоких температурах и обеспечивают лучшую защиту по сравнению с минеральными маслами. Они менее подвержены образованию отложений и обеспечивают более эффективную смазку, что критически важно для работы шатунных вкладышей.

Наконец, регулярная замена масла и фильтров также имеет огромное значение для поддержания качества смазки. С течением времени масло теряет свои свойства, и накопление загрязнений может привести к ухудшению его смазывающих характеристик. Поэтому важно следить за состоянием масла и заменять его в соответствии с рекомендациями производителя, чтобы обеспечить надежную работу шатунных вкладышей и всего двигателя в целом.

Вопрос-ответ

Как поступает масло в коленчатый вал?

Масло поступает в коленчатый вал через систему смазки двигателя, которая включает масляный насос, фильтр и каналы для распределения масла. Масляный насос, приводимый в движение коленчатым валом или распределительным валом, закачивает масло из масляного поддона и подает его под давлением к различным частям двигателя, включая коленчатый вал, где оно смазывает подшипники и другие движущиеся части, обеспечивая их защиту от износа и перегрева.

Как подается масло к шатунным вкладышам коленвала?

Коренные и шатунные шейки работают по принципу внутренних обойм, а вкладыши коленвала выполняют функцию наружных, соответственно. В системе моторного блока продумана целая сеть маслопроводов, через которые на вкладыши подаётся моторное масло под большим давлением.

Как масло попадает к коленчатому валу?

Насос подаёт масло к коренным подшипникам коленчатого вала (в нижней средней части), которые преобразуют линейную энергию во вращательную. Оттуда масло поступает через масляные отверстия, просверленные в коленчатом валу, к шатунным подшипникам, а затем по маслопроводу в головку блока цилиндров (в верхней средней части).

Как масло поступает от коренного подшипника коленчатого вала к шатунным подшипникам?

Через отверстие в верхних вкладышах масло поступает к коренным подшипникам и смазывает их. Верхние коренные подшипники имеют канавку, которая способствует передаче масла через каналы в коленчатом валу к шатунным подшипникам.

Советы

СОВЕТ №1

Перед началом работы убедитесь, что система смазки вашего двигателя полностью очищена. Это поможет избежать загрязнения масла и продлит срок службы шатунных вкладышей.

СОВЕТ №2

Используйте только рекомендованное производителем масло, так как его вязкость и состав напрямую влияют на эффективность смазки и защиту шатунных вкладышей от износа.

СОВЕТ №3

Регулярно проверяйте уровень масла и его состояние. Загрязненное или старое масло может привести к недостаточной смазке, что негативно скажется на работе коленчатого вала и шатунных вкладышей.

СОВЕТ №4

При установке новых шатунных вкладышей убедитесь, что они правильно выровнены и установлены с необходимым моментом затяжки, чтобы обеспечить равномерное распределение масла и избежать его утечек.