Система смазки двигателя автомобиля : устройство и назначение

Диагностика давления масла.

Самая дальняя точка от масляного насоса головка блока двигателя. Естественно  на коромыслах или на распревалу если он расположен в головке блока. Образуется самое низкое давлене. Но для нормальной работы двигателя оно должно присутствовать. Поэтому если даже просто открыть заливную пробку в клапанной крышке. Детали головки тщательно смазываются. При работающем двигателе будут видны брызги масла. Если их нет значит масло поступает с низким давлением. И уже даже по этому факту можно судить о том что в масляной системе неисправность. И уже можно судить о том почему загорелась лампа давления масла.

Но может быть и такое что неисправен датчик давления масла. Лампочка загорается . а детали головки блока смазываются обильно. Можно просто попробовать заменить датчик. Но будет более правильно, если измерить давление при помощи механического манометра.

Необходимо найти где находится датчик давления масла. Открутить его. На его место установить механический манометр. Он точно покажет давление масла в масляной системе. Давление масла ниже 0,2 Нм на холостых оборотах. Означает наличие неисправности.

Любую неисправность в двигателе необходимо начинать со снятия поддона. В первую очередь, конечно необходимо убедиться  в исправном состоянии маслоприёмника и мест соединения с насосом. Отсутствие трещин, грязи состояние уплотнений. Если все в порядке. Проверяются вкладыши коренных и шатунных шеек коленвала. Это можно сделать при помощи калиброванной пластиковой проволоки . Откручивается крышка коренных и шатунных подшипников ставится между шейкой коленвала  и вкладышем пластиковая проволока. Крышка закручивается с усилием, предназначенным для данной модели двигателя. Крышка снова снимается. И по ширине полученного пятна можно судить о величине  образовавшегося зазора. Он не должен превышать более 0,15 мм. Измерение это можно назвать условным. Потому что шейка коленвала изнашивается не равномерно. Износ образует овал. По поперечному сечению шейки вала. Поэтому данное измерение может дать приблизительное представление о износе. И  условно исключить или подтвердить причину неисправности.  Для того чтобы двигаться дальше в 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.

Методы смазывания

Первые моторы смазывали с помощью разбрызгивания. Подобная смазка применялась, пока моторы были сравнительно тихоходными и малонагруженными. Позднее стали использовать подвод смазочного материала в зону трения под давлением (гидродинамическое смазывание). При этом в зоне контакта образуется смазывающая пленка в виде масляного клина, благодаря чему сухое трение заменилось жидкостным.

Однако таким способом могут смазываться только цилиндрические поверхности: коренные и шатунные шейки, опоры распредвала, поршневые пальцы, подшипники турбины. Остальные детали (цепь привода ГРМ, клапаны, коромысла, толкатели) смазываются разбрызгиванием или поливом. Подобная схема называется комбинированной и применяется сегодня наиболее часто. Итак, основные схемы смазки элементов двигателя:

• разбрызгиванием;
• под давлением;
• комбинированная.

Особняком стоит система смазки двухтактного двигателя. Она бывает двух видов:

• Предварительное смешивание смазочного масла и бензина в пропорции 1:20 — 1:50. Смазывание осуществляется за счет масляного тумана.
• Раздельная. Масло впрыскивается из бака плунжерным насосом во впускной патрубок.

Для смазывания двухтактных агрегатов используется специальное двухтактное масло (Two-stroke oil). Чтобы не спутать с обычным, ему придают необычный цвет (красный, синий, зеленый).

Назначение и устройство системы

Система сухого картера сконструирована специально для техники, передвигающейся в экстремальных условиях. Сухой картер состоит из круглого или прямоугольного резервуара со специальными перегородками. Они выполняют функцию «успокоителей» смазки, что исключает возможность вспенивания при раскачивании авто.

Ряд дополнительных заслонок в поддоне установлены параллельно продольной оси автомобиля: по две с каждой стороны. Когда машина находится в нормальном положении, заслонки опущены и способны открываться внутрь. При движении в повороте масло стремится к внешней стороне поддона, и две заслонки, обращённые к внешней стороне, опущены, что препятствует движению масла. Две другие заслонки в это время открываются и обеспечивают подачу масла в зону всасывания. Таким образом система постоянно обеспечивает мотор необходимым количеством масла. Кроме того, бак снабжён системой вентиляции, эффективно удаляющей из резервуара газы и лишний воздух, а также способствующей охлаждению смазки. Встроенные датчики контролируют температуру и давления масла.

За бесперебойную подачу масла в сухом картере отвечают 3-4 насоса. В отдельных моделях ТС их количество увеличено до 7-9 штук. Минимум два насоса работают на забор смазки из разных точек поддона. Маслозаборники расположены таким образом, что смазка захватывается ими из любого положения поддона. В некоторых моделях спортивных ТС (мотоциклах и авто для «прыгающих» гонок) поддоны устроены как школьные чернильницы-непроливашки. Такие моторы работают при положении машины даже вверх дном.

Высокофорсированные моторы оснащены насосными комплектами в каждой секции картера. V-образные модели моторов дополнительно имеют доборную секцию для раздельного откачивания масла, поступающего к механизму газораспределения. Такая секция стоит на ДВС с турбонаддувом, для откачки смазки от турбонагревателя.

Все насосы расположены в едином корпусе и имеют единый привод от коленвала. Реже встречаются модели с приводом, идущим от распределительного вала. При этом есть варианты с цепными и ременными приводами.

Важно! Масляный резервуар сухого картера даже при пробитом поддоне и перевёрнутом ТС обеспечит подачу смазки из резервуара, поэтому возможность заклинивания мотора исключена

Классификация систем смазки

Существует несколько критериев, согласно которым происходит подразделение ДВС на категории. В частности, по методу подачи смазывающей жидкости к деталям силового агрегата:

• под давлением, обеспечиваемым работой маслонасоса;
• методом разбрызгивания;
• комбинированный способ.

Подача масла к трущимся деталям под давлением необходима, если никаким другим способом невозможно обеспечить точно дозированную доставку смазки к детали в единицу времени. В большинстве современных двигателей масляный насос присутствует.

Тратить мощность мотора на поддержку высокого давления, необходимого для смазки всех деталей мотора, нуждающихся в этом, не всегда рационально. Поэтому там, где это возможно, используют метод разбрызгивания, когда масло самотёком попадает на вращающиеся детали и разбрызгивается по всему объему полости, создавая плотный масляный туман, обволакивающий всё вокруг себя.

Отметим, что метод разбрызгивания имеет немалое число недостатков:

• он не обеспечивает равномерную смазку, поскольку масло конденсируется на смазываемых поверхностях случайным образом;
• при таком способе требуется намного большее количество смазывающей жидкости;
• поскольку процесс смазки квантован, вероятность окисления металлических поверхностей возрастает.

В большинстве случаев на автомобилях применяется комбинированная схема циркуляции масла в системе, для которой характерны недостатки и преимущества обоих вышеперечисленных способов.

Вторым важным фактором для СС является своевременное охлаждение разогретого внутри силового агрегата масла – если этого не делать, смазывающие свойства будут уменьшаться с поднятием температуры, что грозит перегревом мотора. Существующие способы охлаждения смазки:

• метод открытой вентиляции картера двигателя;
• охлаждение картера методом закрытой вентиляции.

При первом способе формирующиеся в картере газы выводятся в атмосферу через специальное отверстие, во втором случае газ направляется назад в цилиндр, где благополучно сжигается.

Некоторые модели силовых агрегатов комплектуются масляными радиаторами, в которых охлаждение моторного масла происходит либо обдувом встречным потоком воздуха, либо охлаждающей жидкостью, циркулирующей по трубкам радиатора.

Масляный радиатор

Поскольку наибольшее распространение получил комбинированный метод подачи масла, имеет смысл более подробно рассказать о его разновидностях, уже упоминавшихся нами: мокром и сухом картере.

Штатное расписание

У любого двигателя система смазки включает в себя:

• масляную емкость (картер или отдельный бак);
• маслоприемник, представляющий собой заборную горловину с фильтрующей сеткой для отделения крупных посторонних частиц;
• смазочный насос;
• сменный фильтр;
• редукционный клапан (один или несколько);
• датчик давления;
• главную напорную магистраль и каналы, обычно интегрированные в детали силовой установки;
• измерительный щуп для контроля уровня смазывающей жидкости.

Дополнительно в состав смазочного оборудования могут входить: температурный датчик, датчик уровня, смазывающие форсунки. Иногда двигатель имеет охладительный радиатор для масла. Емкость смазочной системы легкового авто зависит от типа силовой установки и ее габаритов. Обычно объем заливаемого масла составляет от 3,5 до 7,5 литров.

Смазочные системы с сухим картером

В смазочных системах с сухим картером основной запас масла содержится в автономном масляном баке, откуда подается в главную масляную магистраль двигателя нагнетающей секцией масляного насоса. Такие системы обеспечивают бесперебойный подвод масла к трущимся деталям двигателя на длительных крутых подъемах, спусках и при кренах без какого-либо масляного голодания и утечек масла через сальники коленчатого вала. Кроме того, применение системы с сухим картером позволяет уменьшить высоту двигателя, снизить расход масла и сохранять его физико-химические свойства в течение более длительного периода благодаря возможности удаления из масла картерных газов.

Типичная схема смазочной системы с сухим картером для мощных дизелей представлена на рисунке. Перед пуском двигателя масло из масляного бака 6 с помощью предпускового маслозакачивающего насоса имеющего электропривод, подается, минуя все фильтры, в главную масляную магистраль двигателя, для того чтобы в начальный период пуска снизить трение и износ его деталей.

В зимнее время масло в баке, основной маслоподводящей магистрали и насосе 8 предварительно подогревается предпусковым жидкостным подогревателем. Подогрев масла в баке обычно осуществляется с помощью змеевика 7, в котором циркулирует нагретая жидкость системы охлаждения двигателя. При работе двигателя за счет функционирования нагнетающей секции 10 основного масляного насоса масло из бака подается через маслоприемный сетчатый фильтр 9 в полнопоточный фильтр 3 грубой очистки, а оттуда — в главную масляную магистраль двигателя. Смазав трущиеся детали, масло стекает в передний и задний маслоприемники двигателя, откуда его основная часть (80…92%) удаляется обратно в бак с помощью откачивающей секции 11 основного масляного насоса. Эта секция состоит из двух пар шестерен — по одной на каждый маслоприемник. По пути в бак масло охлаждается в масляном радиаторе 4. Если масло еще холодное, а значит, имеет высокую вязкость, то для предохранения радиатора от разрушения срабатывает перепускной клапан 5. Небольшое количество масла (8…20%) от откачивающей секции насоса подается в фильтр тонкой очистки — масляную центрифугу 1. Очищенное в центрифуге масло стекает в картер двигателя. В некоторых системах с сухим картером центрифуга не используется. В таких случаях неполнопоточный фильтр тонкой очистки располагается в одном корпусе с ленточно-щелевым фильтром грубой очистки! Очищенное в секции тонкой очистки масло стекает в картер двигателя.

Неисправности системы смазки двигателя

• Потеки на поддоне. Потёки возникают в результате нарушения герметичности картера. Для устранения неисправности необходимо заменить прокладку. При замене поверхность прокладки обрабатывают герметиком;
• Падение давления жидкости. Отклонение показателя от нормы может быть спровоцировано износом шестерен насоса. Для ремонта необходимо установить новые шестерни или заменить узел полностью;
• Отсутствие давления. Возникает в результате выхода из строя насоса или нарушения герметичности его впускного тракта. Для устранения поломки необходимо заменить узел новым или герметизировать впускной тракт;

• Датчики работают некорректно. При нарушении работы датчиков оператор не контролирует работоспособность силового агрегата. Для устранения неисправности меняют вышедшие из строя датчики;
•  Регулярное понижение уровня жидкости в поддоне. Возникает в результате разгерметизации или при износе маслосъемных колец поршневой группы. При ремонте система герметизируется или меняются маслосъемные кольца;
• Повышение давления. При превышении нормы давления необходимо проверить степень загрязнения фильтра грубой очистки и работоспособность перепускного механизма.

Из вышеперечисленного следует, что смазка силового агрегата выполняет одновременно несколько функций. Системы силовых установок схожи и имеют одинаковые основные элементы. Для нормальной работы системы смазки необходимо регулярно обслуживать агрегат.

Типы ЦСС

Существуют ЦСС различных типов и конструкций. Два наиболее распространенных на мобильных машинах типа ЦСС – это «последовательные» и «параллельные».

ЦСС «последовательного» типа. В таких системах насос подает пластичный смазочный материал в распределитель, который направляет смазочный материал в последовательно расположенные дозаторы, отмеривающие заданное количество смазочного материала для каждого смазываемого узла. Из дозаторов смазка попадает в конечные точки через питающие трубопроводы. Особенность этой системы заключается в том, что при засорении какого-либо трубопровода или конечной пресс-масленки вся система не сможет работать. Оператору при этом поступит сигнал о неисправности в системе.

ЦСС «параллельного» типа. В системах «параллельного» типа насос подает пластичный смазочный материал через единую питающую магистраль во множество ответвлений, каждое из которых соединяется с пресс-масленкой. Пресс-масленки работают одновременно и независимо друг от друга. Каждая пресс-масленка обслуживает только одну точку смазки и может быть точно отрегулирована на подачу определенного количества смазочного материала. Особенность этой схемы заключается в том, что контролируется только давление в главной магистрали, и если в какое-либо из ответвлений или узлов смазочный материал не поступает, остальная часть системы будет функционировать нормально, и оператор не узнает о неисправности, а узел, в который смазка не поступает, может выйти из строя.

Неисправности системы смазки и причины возникновения

При низком давлении масла:

• поломка масляного насоса (его износ): причины: масляное голодание, загрязнение двигателя;
• низкая проходимость фильтра: несвоевременная замена;
• дефект датчика давления: возможно, с давлением масла все в порядке, и аварийная сигнализация ложная;
• не работает перепускной (редукционный) клапан.

Поиск причин падения давления масла в ДВС — видео

При немотивированном падении уровня:

• неплотно закреплен масляный фильтр, или повреждена его прокладка: некачественное выполнение регламентных работ;
• протекают сальники или прокладка поддона;
• изношены маслосъемные колпачки на клапанах;
• задиры на стенках цилиндров;
• залегли маслосъемные кольца на поршнях.

При повышенном давлении с одновременным масляным голоданием:

• заклинил перепускной клапан;
• засорение маслопровода;
• забиты масляные каналы.

Профилактика неисправностей:

• постоянный контроль уровня;
• своевременная замена масла и фильтра;
• использование качественных расходных материалов;
• регулярная диагностика давления масла, состояния поршневых колец и зашлакованности двигателя (особенно в автомобилях с пробегом).

Почему стучат гидрокомпенсаторы и как это исправить — видео

Выбор моторного масла

Главная задача автомасла – не допустить сухого трения движущихся внутренних деталей двигателя, а также обеспечить минимальную силу трения при максимальной герметичности рабочих цилиндров.

Исходя из требований двигателя конкретного автомобиля и температуры окружающего воздуха, моторное масло подбирается по двум основным критериям:
— уровень эксплуатационных свойств по классификации API или ACEA, который должен соответствовать требованиям Вашего двигателя;
— вязкость по классификации SAE, которая выбирается в зависимости от температуры окружающего воздуха и степени изношенности двигателя.

Одним из основных свойств моторного масла является его вязкость и ее зависимость от температуры в широком диапазоне (от температуры окружающего воздуха в момент холодного пуска зимой до максимальной температуры в двигателе при максимальной нагрузке летом). Наиболее полное описание соответствия вязкостно — температурных свойств масел требованиям двигателей содержится в общепринятой на международном уровне классификации SAE3000.

Неисправности системы смазки двигателя

• Потеки на поддоне. Потёки возникают в результате нарушения герметичности картера. Для устранения неисправности необходимо заменить прокладку. При замене поверхность прокладки обрабатывают герметиком;
• Падение давления жидкости. Отклонение показателя от нормы может быть спровоцировано износом шестерен насоса. Для ремонта необходимо установить новые шестерни или заменить узел полностью;
• Отсутствие давления. Возникает в результате выхода из строя насоса или нарушения герметичности его впускного тракта. Для устранения поломки необходимо заменить узел новым или герметизировать впускной тракт;

Принцип работы системы смазки двигателя

Исходя из задач, работа системы сводится к следующему:

• доставка антифрикционной жидкости к точкам смазывания;
• поддержание необходимого давления (для циркуляции и работы гидравлических систем ГРМ);
• организация очистки загрязненного масла (фильтр);
• наличие систем контроля (температура, давление, уровень).

Чтобы понять принцип работы современной системы смазки двигателя, обратимся к истории развития (от простого к сложному).

1. Колесо телеги. Система смазки состоит из ведра с дегтем и паклевой кисточки. Доставка смазывающего вещества во втулку оси – ручная. Очистки нет, старый деготь просто выдавливается из колеса.
2. Колесные пары ж/д вагона. Имеется так называемая «букса», состоящая из картера и втулки трения. Картер заполняется маслом вручную, с определенной периодичностью. Помимо смазывания, происходит охлаждение узла. Вместо очистки – периодическая замена.
3. Двухтактные моторы. Масло добавляется прямо в топливо, и в процессе работы двигателя внутреннего сгорания оно попадает на трущиеся и вращающиеся детали. Эффективность низкая, не говоря уже про крайне низкую экологичность.
4. Подача смазки под действием силы тяжести. Так устроены некоторые стационарные, судовые и старые автомобильные двигатели. Сверху агрегата установлен бак для масла, по мере расходования, свежая порция стекает по маслопроводам внутрь.

А вот как выглядит современная схема системы смазки двигателя (стандартная)Принцип работы системы смазки двигателя внутреннего сгорания — видео

Как видите, она состоит из множества узлов, для размещения которых требуется отдельное пространство внутри агрегата.

Для чего нужна система смазки двигателя?

Двигатель внутреннего сгорания любого транспортного средства состоит из множества элементов, которые в процессе его работы весьма агрессивно взаимодействуют между собой. Ввиду их постоянного движения внутри установки возникает высокая сила трения, влекущая за собой большие мощностные потери и, как следствие, повышенное потребление топлива.

Длительная работа «на сухую» может и вовсе привести к заклиниванию силового агрегата: усиленное взаимодействие деталей приведет к нагреванию их поверхностей и дальнейшему расширению; в результате, это уменьшит рабочие зазоры конструкции и приведет к их заполнению металлической стружкой, образовавшейся вследствие разрушения основных элементов.

Чтобы предотвратить это состояние и продлить срок полезного использования, двс оборудуется смазочной конструкцией, которая облегчает ход деталей, создавая вокруг элементов системы внутреннего сгорания прочную защитную пленку.

Таким образом, система смазки любого двухтактного или четырехтактного двигателя выполняет следующий ряд функций:

1. Уменьшение силы трения между рабочими элементами;
2. Охлаждение их поверхностей;
3. Снижение рабочей температуры двигателя;
4. Выведение металлической стружки и загрязняющих частиц за пределы рабочего пространства установки;
5. Предотвращение скоротечного износа, разрушения и закоксовки деталей;
6. Обеспечение требуемого давления рабочей жидкости для эффективной работы двс (изменение фаз газораспределительного механизма, регулировка гидравлическими компенсаторами рабочих зазоров клапанов).

Устройство системы смазки двигателя

Разберем назначение и работу отдельных узлов.

1. Маслонасос нагнетает давление в магистралях, с его помощью жидкость попадает из поддона в масляный фильтр, и в очищенном виде распределяется по системе. Насос соединен с коленчатым валом двигателя, и работает сразу после старта.
2. Сливное отверстие для осушения картера при замене масла.
3. Маслозаборник – раструб, с помощью которого жидкость всасывается в насос. Расположен в нижней части картера, чтобы не допустить масляного голодания при снижении уровня.
4. Перепускной клапан возвращает смазку в поддон картера, если проходимость загрязненного фильтра нарушает нормальную циркуляцию.
5. Точки распыления на рабочие узлы (своеобразные форсунки для создания масляного тумана). При засорении точек распыления нарушается режим смазки, поэтому в жидкости не должно быть нерастворимого мусора (он остается в картридже фильтра).
6. Маслопровод. Он может быть выполнен в виде трубок, или специальных каналов в корпусе двигателя. Шлаковые отложения нарушают проходимость каналов, поэтому в смазку добавляются моющие присадки.
7. Заливная горловина (показана условно). С ее помощью производится долив, или замена жидкости.
8. Клапан (кран) масляного радиатора. В летнее время открывается, для дополнительного охлаждения.
9. Радиатор охлаждения смазки. Присутствует не во всех моделях автомобилей.
10. Масляный фильтр. Представляет собой металлический цилиндр, способный выдержать высокое давление. Внутри расположен фильтрующий картридж из специальной бумаги или синтетических материалов.

Для контроля за состоянием системы, в нее интегрирован ряд датчиков:

• температуры;
• давления;
• в некоторых конструкциях – уровня;
• чистоты фильтра (тот же датчик давления, только расположенный непосредственно на фланце фильтрующего элемента).

При нормальном функционировании в двигателе поддерживается постоянное давление. Нарушение работы системы приводит к резкому увеличению износа, температуры деталей, и заклиниванию двигателя.

Обратите внимание
Как видно из схемы работы, замена масла на «магические» присадки, которые якобы позволяют работать «на сухую», не может обеспечить всего функционала жидкости. Поэтому не следует экспериментировать с подобной химией.