Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Система смазки

Вопрос 3. Системы смазки и охлаждения

 

Виды трения. Смазочные материалы. При относительном перемещении одного тела по другому между ними возникает трение движения. Причины трения: срезание (скалывание) выступов соприкасающихся поверхностей и молекулярное взаимодействие этих поверхностей в точках контакта. Трение движения в большинстве случаев сопровождается изнашиванием трущихся поверхностей. В результате увеличиваются зазоры в сопряжении и интенсивность изнашивания деталей, возникает стук.

На преодоление трения затрачивается механическая энергия, которая преобразуется в теплоту, в результате чего детали нагреваются. Изнашивание трущихся деталей и выделение теплоты — вот основные явления, вызываемые трением движения.

В зависимости от характера относительного перемещения деталей трение движения может быть двух типов: скольжения и качения. Если между трущимися поверхностями нет смазочного материала, то возникает трение без смазочного материала, а при наличии между этими поверхностями любого смазочного материала — трение со смазочным материалом. Смазочный материал вводят на поверхности трения для уменьшения силы трения и интенсивности изнашивания. При введении смазочного материала трение между твердыми поверхностями (сухое) заменяется трением между частицами (молекулами) смазочного материала. Когда трущиеся поверхности деталей полностью разделены жидким смазочным материалом, смазывание называют жидкостным. Если же смазывание поверхностей частичное, его называют полужидким.

Жидкие смазочные материалы (масла) служат для снижения затрат мощности на трение, уменьшения изнашивания деталей, отвода теплоты, выделяющейся при трении. Масло смывает с трущихся поверхностей продукты изнашивания и всевозможные загрязнения, предохраняет эти поверхности от коррозии, а в отдельных случаях уплотняет подвижные сопряжения деталей.

Н. П. Петров, разработавший теорию жидкостной (гидродинамической) смазки, установил, что вал, находящийся в состоянии покоя, опирается на подшипники и зазора между соприкасающимися поверхностями вала и подшипника нет. При вращении вала первые слои масла, прилипшие к его поверхности, увлекают за собой следующие. Пришедшие в движении частицы масла под действием сил трения между слоями перемещаются из широкой части зазора в узкую — клиновую. В результате этого в области масляного слоя с наименьшим зазором увеличивается давление, под действием которого вал как бы всплывает и лежит на масляной подушке.

С ростом относительной скорости перемещения поверхностей (частоты вращения вала) все большее количество масла втягивается в клиновое пространство, вследствие чего повышается давление в масляном слое. Поэтому вал стремится занять центральное положение в подшипнике и зазор увеличивается. Несущая способность масляного слоя и его толщина возрастают с повышением вязкости масла, увеличением скорости движения трущихся поверхностей и уменьшением нагрузки на эти поверхности. Однако с увеличением вязкости масла и скорости движения поверхностей возрастают и потери на трение в самом смазочном материале.

Одно из важных свойств масла — способность растекаться по поверхности металла и образовывать на ней плотно прилипающую неразрывную (даже при значительном давлении) пленку. При выдавливании масла из зазора между деталями на их поверхности остается тончайший слой масла, который силами молекулярного притяжения прочно связан с поверхностью деталей. В этом случае при относительном движении между поверхностями возникает граничное трение.

При жидкостном смазывании потери энергии на трение и изнашивание деталей наименьшие. Но условия, которые требуются для жидкостной смазки, могут быть созданы только в некоторых подвижных соединениях, и то не во все периоды их работы. Многие соединения деталей двигателя, например стержень клапана — втулка, поршень — цилиндр, большую часть времени работают в условиях граничной смазки. Долговечность деталей подвижного сочленения, работающих при граничной смазке, уменьшается.

Все смазочные материалы, применяемые в автомобилях, делят на жидкие и пластичные, а по назначению — на моторные и трансмиссионные масла, пластичные смазки.

В обозначении моторного масла (например, М-8А) первая буква указывает на его назначение (М - моторное); цифра — на кинематическую вязкость масла в м2/с или сСт (сантистоксах) при 100 °С; вторая буква — группу масла.

В зависимости от эксплуатационных свойств для моторных масел установлено шесть групп: А, Б, В, Г, Д, Е. Масло группы А рекомендуется для нефорсированных двигателей; Б - для малофорсированных; В - для среднефорсированных; Г - для высокофорсированных двигателей. Масла групп Д и Е используют для специальных двигателей. В каждой группе есть масла различного класса вязкости (6; 8; 10; 12 и т.д.). Масла перечисленных групп различаются количеством и эффективностью введенных присадок. Меньше всего присадок в маслах группы А, а в каждой последующей больше, чем в предыдущей.

Присадки — это сложные органические или металлоорганические соединения, которые вводят в масла для улучшения их качества. По назначению присадки делят на несколько видов. Вязкостные присадки, добавляемые к маслам в количестве 0,5...10 %, повышают вязкость масла при высокой температуре и улучшают его свойства в условиях низких температур. Противоокислительные присадки замедляют процесс образования в масле продуктов окисления его составляющих. Противокоррозионные присадки содержат серу и фосфор, которые при взаимодействии с металлами создают на поверхности деталей защитные пленки, предотвращающие коррозию. Моющие присадки препятствуют осаждению частиц нагара и продуктов окисления на поверхности деталей и удерживают эти частицы в масле во взвешенном состоянии, облегчая его фильтрацию. Температурные присадки (депрессаторы) снижают температуру застывания (загустевания) масла, маслянистые — повышают прочность масляной пленки на поверхности смазываемых деталей, а противопенные — препятствуют вспениванию масла от попадающего в него воздуха. В качестве противопенных присадок применяют силиконы (0,001...0,0001 %), которые разрушают пузырьки пены и образуют поверхностные пленки, пропускающие воздух, но ограничивающие разбрызгивание масла. Многофункциональные присадки представляют собой комплекс перечисленных присадок и имеют многоцелевое назначение.

Для смазывания двигателя необходимо применять масла только тех сортов, которые указаны в инструкции по эксплуатации.

Классификация, назначение, устройство системы смазки.

Смазочная система служит для подвода масла к трущимся поверхностям деталей.

Классификация. В зависимости от условий работы деталей и механизмов двигателя смазочный материал к ним может подводиться несколькими способами: под давлением, капельно (разбрызгиваемым маслом) и масляным туманом. В современных двигателях применяют комбинацию различных способов подвода масла к трущимся поверхностям сопряженных деталей. Такая смазочная система называется комбинированной.

Под давлением масло от масляного насоса подводится к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, подшипникам опорных шеек распределительного вала, осям коромысел и верхним наконечникам штанг. В отдельных конструкциях под давлением смазываются втулки верхней головки шатунов и поршневые пальцы. Разбрызгиванием и масляным туманом смазываются кулачки распределительного вала, нижние наконечники штанг, направляющие втулки клапанов, механизмы вращения выпускных клапанов, зубчатые колеса механизма газораспределения и другие детали, а также наиболее нагруженная часть зеркала цилиндра (через отверстие в нижней головке шатуна). Схема системы смазки представлена на рис. 15. Система смазки служит для подачи масла к трущимся поверхностям деталей, что уменьшает трение между ними и их износ, а так же позволяет снизить потери мощности двигателя на преодоление сил трения. Во время работы двигателя масло, вводимое между деталями, непрерывное циркулирует, охлаждает детали и уносит продукты их износа.

В большинстве двигателей такие элементы системы смазки как подача масла через тело шатуна к поршневому пальцу (6, рис. 15) и выброс масла на днище поршня (7, рис.15) отсутствуют, а поршневой палец и поршень смазывается сбрызгиванием. Система смазки обычно снабжается полно поточными маслеными фильтрами и иногда маслеными радиаторами.

Приборы системы смазки. Масляный насос предназначен для подачи масла под давлением к основным трущимся поверхностям и устройствам его очистки и охлаждения. На автомобильных двигателях устанавливают, как правило, одно- и двухсекционные шестеренные масляные насосы (рис. 16) с одной или двумя парами зубчатых колес. Они характеризуются простотой устройства, надежной работой и равномерностью подачи масла. В корпусе такого насоса установлены ведомое и ведущее зубчатые колеса. При работе насоса они вращаются в противоположных направлениях. Масло, поступающее к насосу по каналу, заполняет впадины между зубьями колес, сжимается ими и выдавливается к отводящему каналу. Между зубчатыми колесами в замкнутом пространстве возникают значительные «распирающие» силы.

Рис. 15. Система смазки:

1- Маслоприемник; 2 -масляный насос; 3- главная масляная магистраль; 4- подача масла к коренным шейкам коленчатого вала; 5- подача масла от коренных к шатунным шейкам; 6- подача масла через тело шатуна к поршневому пальцу; 7-выброс масла на днище поршня; 8-магистраль смазки ГРМ

 

Для уменьшения этих сил на корпусе или крышке насоса делают разгрузочную канавку, по которой масло выходит из образовавшегося замкнутого пространства в полость нагнетания.

Рис. 16. Масляный насос

 

Маслоочистители. В процессе работы двигателя свойства масла (вязкость и маслянистость) постепенно ухудшаются. Оно загрязняется твердыми механическими примесями (частичками нагара, элементами изнашивания деталей), смолами и продуктами окисления. Для очистки масла и сохранения его свойств, а также для защиты трущихся поверхностей от механических частиц на современных двигателях устанавливают различные маслоочистители — фильтры грубой (ФГО) и тонкой очистки (ФТО), которые могут быть полнопоточные и неполнопоточные. Фильтр называют полнопоточным, если он установлен в смазочной системе последовательно и через него проходит все масло. Фильтр считают неполнопоточным, если он установлен параллельно и через него проходит только 10...15% масла. Особенно тщательно надо очищать масло в тех случаях, когда подшипники коленчатого вала выполнены из антифрикционного материала, в состав которого входит свинцовистая бронза, или высокооловянистого алюминиевого сплава.

Для очистки масла от крупных примесей и смолистых продуктов служат фильтры грубой очистки пластинчатощелевого или сетчатого типа, однако их применяют ограниченно (в двигателях некоторых моделей автомобилей МАЗ).

В фильтрах тонкой очистки в качестве фильтрующих элементов используют ленточно-бумажные и картонные пакеты или другие материалы, в которых масло фильтруется, просачиваясь через микропоры элемента.

Центробежные маслоочистители (центрифуги) — это фильтры тонкой очистки. В них масло очищается за счет воздействия на примеси центробежной силы, возникающей при вращении ротора. Он приводится во вращение реактивной силой, создаваемой струей масла, вытекающей из корпуса с большой скоростью через два жиклера. Масло в полость ротора подается под давлением 0,4...0,8 МПа по каналу в блоке, полой оси и через отверстие. Под действием возникающих центробежных сил механические частицы, находящиеся в масле, отбрасываются к боковым стенкам колпака ротора, образуя плотный осадок. Этот осадок удаляют при чистке центрифуги одновременно с заменой масла в картере двигателя. Правильность вращения центрифуги проверяют на слух. После остановки двигателя исправная центрифуга продолжает вращаться до 3 мин, издавая своеобразный звук.

Масляный радиатор. При нормальном тепловом режиме работы двигателя температура масла должна быть в пределах 65...85 °С. На грузовых автомобилях при повышении температуры окружающего воздуха, а также при длительной работе двигателя на больших нагрузках и при небольшой скорости движения необходимая интенсивность охлаждения масла достигается обдувом поддона картера воздухом и подачей масла в масляный радиатор. На большинстве легковых автомобилей радиаторы не устанавливают, т.е. масло охлаждается в результате естественной теплоотдачи поверхности поддона картера, обдуваемого встречным потоком воздуха. Исключение могут составлять форсированные двигатели или двигатели большей мощности.

На грузовые автомобили устанавливают масляные радиаторы водяного (маслотеплообменники) и воздушного охлаждения. Последние применяют чаще всего.

Клапаны смазочной системы. Чтобы поддержать требуемое давление в смазочной системе и обеспечить нормальную работу ее устройств, можно установить следующие автоматически действующие клапаны: редукционный, дифференциальный, перепускной и предохранительный. По типу все клапаны делят на плунжерные и шариковые. В смазочных системах рассматриваемых двигателей эти клапаны можно применять в различных сочетаниях.

Редукционные клапаны действуют при перепаде давления и поддерживают постоянное давление в определенной магистрали смазочной системы. По назначению клапаны делят на предохранительные, сливные и перепускные. Предохранительные клапаны защищают смазочную систему или отдельные агрегаты от перегрузок (чрезмерного повышения давления). Они установлены после насоса. Сливные клапаны создают определенное гидравлическое сопротивление при сливе масла и тем самым поддерживают необходимое давление в главной масляной магистрали. Перепускные клапаны возвращают поток масла из нагнетающей секции насоса во всасывающую или в главную магистраль, например при засорении фильтра, большом сопротивлении радиатора.

Дифференциальные клапаны применяют в некоторых двигателях вместо сливных или перепускных, уменьшая при этом потери энергии на прокачивание масла.

Для контроля за состоянием (температурой, давлением, степенью загрязненности) и количеством масла, а также за состоянием масляных фильтров и радиаторов смазочных систем используют механические и электрические контрольные устройства, работающие в автоматическом режиме. При изменении давления (снижении или увеличении относительно оптимального) ухудшаются показатели всей смазочной системы.

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:1465

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.