Система смазки тракторного двигателя


bitcoin

Значение смазки. Во время работы двигателя между деталями его возникает трение. При недостаточной чистоте обработки поверхностей трение между ними велико, оно возникает за счет скалывания и смятия неровностей. Но и между чисто обработанными поверхностями трение возникает за счет молекулярного сцепления и также может быть значительным. Если же ввести между трущимися поверхностями слой масла, то оно разъединит их и трение будет происходить между частицами масла. Величина такого трения незначительна.


Таким образом, основная роль смазки в двигателе — это уменьшение потерь энергии на трение и уменьшение износа деталей. Кроме этого, смазка улучшает приработку деталей, так как вымывает продукты износа из зазоров между ними, охлаждает детали, уплотняет подвижные сопряжения, а также защищает детали от коррозии.

При жидкостном трении, когда масляная пленка полностью разделяет трущиеся поверхности, создаются наиболее благоприятные условия для работы деталей двигателя. Схема создания такого трения во вращательной паре показана на рисунке 1. Если вал, нагруженный силой неподвижен, то масло выжимается из зазора и вал ложится на подшипник (рис. 1, слева).

Рис. 1. Схема создания жидкостного трения

Во время вращения вала слои масла, прилипшие к его поверхности, увлекают за собой следующие слои, и масло из широкой части зазора перегоняется в узкую. В результате здесь повышается давление, т.о. Создается масляный клин. С увеличением оборотов давление масла повышается и вал «всплывает» на слое масла (рис. 1, справа). Чем больше диаметр вала, число оборотов и вязкость масла, тем большей может быть масляная пленка при жидкостном трении. При резком изменении оборотов масляная пленка может прорываться, и трение переходит в полужидкостное.

Масла для двигателей. В работающем двигателе масло загрязняется продуктами износа и пылью и, кроме того, подвергается химическому воздействию кислорода воздуха и различных металлов, в результате чего в нем образуются смолы, кислоты и другие вредные вещества.

Попадая в камеру сгорания, масло коксуется, что приводит к образованию нагара па деталях. Лак, образующийся при соприкосновении масла с горячими частями поршня, спекается с нагаром, и это вызывает пригорание поршневых колец в канавках.

Срок службы масла в двигателе зависит от устройства системы смазки и ухода за ней, а также от качества масла. Качество масла характеризуется рядом показателей, которые приводятся в его паспорте.

    Важнейшие из них следующие.

  1. Вязкостно-температурные показатели. Использовать в двигателе масло с очень большой или очень малой вязкостью нельзя: в первом случае затрудняется циркуляция масла и оно не сможет попасть в малые зазоры, а во втором масло будет выжиматься из зазоров. Поэтому для двигателей используют масло с наименьшей допустимой вязкостью, при которой обеспечивается надежное жидкостное трение. На вязкость масла влияет его температура; чем меньше разжижается масло при нагревании, тем выше его качество. Масло имеет определенную температуру застывания, при которой оно утрачивает текучесть. Поэтому в зимнее время применяют масла с наиболее низкой температурой застывания.
  2. Стабильность масла — это способность его сохранять неизменными свои первоначальные свойства. Чем стабильнее масло, тем оно лучше сопротивляется воздействию кислорода воздуха, высокой температуры, тем меньше образуется в нем различных вредных веществ.

Коррозионное влияние масла на металлы обусловлено содержанием в нем кислот. Кислоты могут быть в масле вследствие недостаточно тщательной очистки, а также могут образовываться в результате химических превращений, происходящих в масле при работе его в двигателе. Для улучшения свойств масел к ним добавляют химические вещества—присадки. Благодаря добавке присадок на поверхности подшипников, залитых свинцовистой бронзой, образуется прочная пленка окисла. Эта пленка предохраняет антифрикционный сплав от коррозии. Кроме того, эти присадки препятствуют образованию лаковых и смолистых отложений на деталях, способствуют разрыхлению и удалению нагара.

Работа системы смазки. Хорошая смазка двигателя обеспечивается тогда, когда масло непрерывно циркулирует в зазорах между деталями. Этого можно достигнуть подводом масла к трущимся поверхностям тремя способами: разбрызгиванием, под давлением и сочетанием этих двух способов (комбинированная смазка).
Смазка разбрызгиванием как недостаточно надежная в современных тракторных двигателях почти не применяется. Исключение составляют лишь пусковые двигатели, которые работают непродолжительное время и должны быть максимально простыми.

Смазка под давлением, когда масло нагнетается насосом ко всем трущимся поверхностям, также почти не применяется вследствие ее сложности. Комбинированная система смазки наиболее распространена в современных двигателях. В такой системе масло под давлением нагнетается к наиболее нагруженным деталям, все же остальные детали двигателя смазываются разбрызгиванием. На рисунке 2 представлена схема циркуляции масла, типичная для тракторного двигателя.

Рис. 2. Принципиальная схема системы смазки тракторного двигателя:

1 — масляный насос; 2 — редукционный клапан; 3 — масляный радиатор; 4 — клапан-термостат; 5 — фильтр грубой очистки; 6 — предохранительный клапан; 7 — магистраль; 8 — манометр; 9 — сливной клапан; 10 — фильтр тонкой очистки; 11 — калиброванное сливное отверстие.


Из поддона картера масло нагнетается насосом 1 по трубке в масляный радиатор 3. Охлажденное в радиаторе масло проходит через фильтр грубой очистки (ФГО) 5 и далее расходится по двум направлениям.

Основной поток направляется в масляную магистраль 7, откуда по сверлениям в блоке или по специальным трубкам подводится для смазки деталей. Небольшая часть масла попадает в фильтр тонкой очистки (ФТО) 10 и очищенным сливается в картер. Чтобы предупредить падение давления масла в магистрали из-за излишней утечки его через ФТО, сливной канал имеет калиброванное отверстие.

Фильтры грубой и тонкой очистки имеют различное назначение и включены в систему смазки по-разному.

Фильтр грубой очистки улавливает крупные механические примеси и, имея малое сопротивление, обладает большой пропускной способностью. Поэтому он подключен в систему смазки последовательно, т.е. пропускает все масло, нагнетаемое насосом.

Фильтр тонкой очистки предназначен для выделения из масел мельчайших механических примесей и смолистых веществ. Он оказывает большое сопротивление движению масла и потому подключен на ответвлении от магистрали (параллельно) и пропускает через себя только малую часть масла. Многократная циркуляция дает возможность всему маслу пройти через ФТО, при этом увеличивается срок службы масла.

Клапаны в системе смазки. В системе смазки устанавливают автоматически действующие предохранительные устройства—клапаны.

Редукционный клапан масляного насоса 2 (рис. 2), установленный в его нагнетательной полости, предотвращает повышение давления масла н ней. Он перепускает избыток масла во всасывающую полость или обеспечивает слив его в картер.

Предохранительный клапан 6, установленный параллельно ФГО, не допускает снижения давления масла в магистрали в случае загрязнения этого фильтра. С одной стороны он нагружен давлением нефильтрованного масла, а с другой — давлением фильтрованного масла и усилием пружины, которая отрегулирована на соответствующий перепад давлений (разность давлений до и после ФГО). Когда сопротивление фильтра вследствие его загрязнения или нагнетания холодного масла превысит величину перепада давлений, клапан открывается и часть масла перепускается в магистраль, минуя ФГО.

При сильном загрязнении ФГО весь поток масла идет в магистраль нефильтрованным. Это приводит к усиленному износу деталей двигателя, зато предохраняет его от аварии.

Клапан-термостат 4 перепускает холодное масло, минуя масляный радиатор, когда перепад давлений превышает величину, на которую отрегулирована пружина клапана. Благодаря этому обеспечивается быстрый прогрев масла и предотвращается его переохлаждение.

Сливной клапан 9, перепуская избыток масла из магистрали в картер, предотвращает повышение давления в ней сверх допустимого. В двигателе с новыми или мало изношенными подшипниками, вследствие незначительной утечки масла через зазоры, сливной клапан открыт постоянно. Через него сливается также часть масла, когда оно холодное и густое.

В системах смазки некоторых двигателей (например Д-36) сливного клапана нет. Его роль в этом случае выполняет редукционный клапан масляного насоса.

Способы очистки масла в двигателях.

    В современных тракторных двигателях применяют несколько способов очистки масла.

  1. Фильтрация. При фильтрации масло нагнетается через мелкие отверстия (поры) фильтра, в результате чего примеси задерживаются на его поверхности. В качестве фильтрующей среды используют сетки, металлические щелевые элементы, картон, хлопчатобумажные концы и т.п.
  2. Отстаивание. Во время отстаивания масло находится в спокойном состоянии или же движется с очень малой скоростью. Под действием силы тяжести примеси выпадают в осадок. Очистка масла отстаиванием происходит в корпусах фильтров, в картерах, а также в специальных фильтрах-отстойниках.
  3. Центрифугирование. Этот способ очистки в принципе подобен отстаиванию. Разница состоит лишь в том, что механические примеси выпадают в осадок не под действием силы тяжести, а под влиянием центробежной силы, получающейся при вращении. Принцип центрифугирования используется при очистке масла в полостях шатунных шеек коленчатых валов и в специальных центробежных маслоочистителях—центрифугах.


Центрифуги значительно эффективнее, чем фильтры-отстойники. Срок использования масла в двигателе, имеющем центрифугу, увеличивается вдвое, отпадает необходимость в сменных фильтрующих элементах. [Дизельные колесные тракторы. Гельман Б.М. и др. 1959 г.]