Склад та призначення системи змащення автомобільного двигуна

Механічна частина двигуна автомобіля, за винятком навісних агрегатів, зазвичай позбавлена ​​підшипників кочення. Принцип змащування пар тертя ковзання заснований на подачі в них рідкої олії під тиском або роботі в умовах так званого масляного туману, коли на поверхні подаються зважені серед картерних газів краплі.

Устаткування мастильної системи

Запас масла зберігається в картері двигуна, звідки необхідно його підняти і доставити до всіх вузлів, що змащуються. Для цього використовуються такі механізми та деталі:

• масляний насос, що приводиться в обертання від колінчастого валу;
• ланцюговий, шестерний або безпосередній привід маслонасоса;
• фільтри грубої та тонкої очистки масла, останнім часом їх функції об'єднані у повнопоточному фільтрі, а на вході маслоприймача встановлюється металева сітка для затримання великих частинок;
• перепускні та редукційні клапани, що регулюють тиск насоса;
• канали та магістралі для подачі мастила до пар тертя;
• додаткові калібровані отвори, що створюють масляний туман у потрібних зонах;
• охолоджувальне ребра картера або окремий масляний радіатор у високонавантажених двигунах.

Ряд моторів використовують масло також і як гідравлічну рідину. Ним керуються гідрокомпенсатори клапанних зазорів, всілякі натягувачі та регулятори. Пропорційно збільшується продуктивність насоса.

різновиди систем

Укрупнено можна розділити всі конструкторські рішення на системи з сухим картером і масляною ванною. Для цивільних автомобілів цілком достатньо використовувати накопичувач як піддон картера двигуна. Туди стікає масло, що виконало свої функції, частково охолоджується і потім забирається через маслоприймач знову в насос.

Але ця система має низку недоліків. Автомобіль не завжди чітко орієнтований щодо гравітаційного вектора, особливо динаміки. Масло може хлюпатися на нерівностях, йти убік від забірника насоса при нахилах кузова чи виникненні перевантажень під час розгону, гальмування, проходження крутого повороту. Це призводить до оголення сітки та захоплення насосом картерних газів, тобто заповітрювання магістралей. Повітря має стисливість, тому тиск стає нестабільним, можливі перебої в постачанні, що неприпустимо. Підшипники ковзання всіх основних валів, а особливо турбіни в наддувних моторах, локально перегріватимуться і руйнуватимуться.

Вирішення проблеми полягає у встановленні системи з сухим картером. Він не сухий у буквальному значенні слова, просто масло, що потрапляє туди, негайно підхоплюється насосами, яких може бути кілька, звільняється від газових включень, акумулюється в окремому об'ємі і потім безперебійно йде до підшипників. Така система конструктивно складніша, дорожча, але на спортивних або форсованих двигунах іншого виходу немає.

Способи подачі мастила до вузлів

Розрізняються подача під тиском та мастило розбризкуванням. Окремо вони не використовуються, тому можна говорити про комбінований спосіб.

Головними вузлами, що вимагають якісного мастила, є підшипники ковзання колінчастого валу, розподільчих та балансирних валів, а також приводу додаткового обладнання, зокрема, масляного насоса. Вали обертаються в ліжках, утворених розточуванням корпусних елементів двигуна, а для забезпечення мінімального тертя та ремонтопридатності між валом та ліжком розташовуються змінні вкладиші з антифрикційного матеріалу. Олія через канали нагнітається в зазори каліброваного перерізу, що підтримує вали в умовах тертя рідини.

Зазори між поршнями та циліндрами змащуються розбризкуванням, часто через окремі форсунки, але іноді свердліннями у шатунах або просто масляним туманом картера. В останніх випадках знос буде більше, можливі задираки.

Особливо слід згадати мастило підшипників турбіни. Це дуже важливий вузол, оскільки там вал обертається з величезною швидкістю, спливаючи в маслі, що нагнітається. Тут же відводиться тепло від сильно нагрівається картриджа за рахунок інтенсивної циркуляції олії. Найменші затримки ведуть до негайних поломок.

Обіг масла в двигуні

Цикл починається із забору рідини з картера або збору масла, що потрапляє туди, насосами системи «сухого» типу. На вході маслоприймача йде первинне очищення від великих сторонніх предметів різними шляхами, що туди потрапили через порушення технології ремонту, несправностей двигуна або зносу самого змащувального продукту. При надлишку подібного бруду можлива закупорка сітки грубої очистки та масляне голодування на вході насоса.

Тиск не контролюється самим маслонасосом, тому він може перевищити гранично допустиме значення. Наприклад, через відхилення по в'язкості. Тому паралельно його механізму ставиться редукційний клапан, що скидає надлишки назад у картер в аварійних ситуаціях.

Далі рідина надходить у повнопоточний фільтр тонкого очищення, де пори мають розмір, що обчислюється мікронами. Йде ретельна фільтрація, щоб у зазори не потрапили частинки, здатні нанести подряпини поверхням, що труться. При переповненні фільтра виникає небезпека розриву його штори, що фільтрує, тому він комплектується перепускним клапаном, що направляє потік в обхід фільтра. Це позаштатна ситуація, але вона частково позбавляє двигун накопиченого у фільтрі бруду.

По численних магістралях відфільтрований потік прямує до всіх вузлів двигуна. При збереженні розрахункових зазорів перепад тиску перебуває під контролем, розмір забезпечує необхідне дроселювання потоку. Закінчується шлях олії зворотним скиданням його в картер, де воно частково охолоджується і знову готове до роботи. Іноді його пропускають через масляний радіатор, де частина тепла скидається в атмосферу або через теплообмінник - в систему охолодження двигуна. Так підтримується допустима в'язкість, яка залежить від температури, і навіть зменшується швидкість окисних реакцій.

Особливості змащення дизельних та високонавантажених двигунів

Основна відмінність полягає в заданих властивостях олії. Існує цілий ряд важливих характеристик продукту:

• в'язкість, особливо її залежність від температури;
• стійкість у підтримці властивостей, тобто довговічність;
• миючі та диспергуючі властивості, здатність відокремлювати продукти забруднення та не допускати їх до деталей;
• кислотність та протистояння корозії, особливо в міру старіння олії;
• наявність шкідливих речовин, зокрема сірки;
• втрати на внутрішнє тертя, енергозберігаючі можливості.

Для дизелів особливо потрібна стійкість до забруднення. Робота на важкому паливі з високим ступенем стиснення сприяє концентрації в картері сажі та сірчаної кислоти. Посилюється ситуація наявністю в кожному легковому дизелі турбонаддуву. Звідси і вказівку щодо застосування спеціальних масел, де це враховано в пакеті присадок. Плюс частіша заміна, оскільки накопичення зносу неминуче в будь-якому випадку.

Олія складається з базової основи та пакету присадок. Зазвичай прийнято судити про якість товарного продукту на його основі. Вона може бути мінеральною чи синтетичною. При змішаному складі масло називають напівсинтетикою, хоча зазвичай це проста «мінералка» з невеликою добавкою синтетичних складових. Ще один міф – це безумовна перевага синтетики. Хоча вона теж буває різного походження, більшість бюджетних продуктів виготовляється з тих самих нафтопродуктів шляхом гідрокрекінгу.

Важливість підтримки потрібної кількості олії в системі

Для систем з масляною ванною в картері рівень доводиться підтримувати у досить строгих межах. Компактність двигуна та вимоги щодо економного витрачання дорогих продуктів не дозволяють створювати об'ємні піддони. А перевищення рівня загрожує торканням кривошипів колінчастого валу з дзеркалом масляної ванни, що призведе до спінювання та втрати властивостей. Якщо рівень занижений, то бічні перевантаження чи поздовжні прискорення призведуть до оголення маслоприемника.

Сучасні мотори схильні витрачати олію, що пов'язано з використанням укорочених спідниць поршнів, тонких енергозберігаючих кілець та наявності турбонаддуву. Тому вони особливо потребують регулярного контролю за допомогою масляного щупа. Додатково встановлюються датчики рівня.

У кожного двигуна існує встановлена ​​гранична витрата масла, що замірюється в літрах або кілограмах на тисячу кілометрів пробігу. Перевищення цього показника означає проблеми зі зношуванням циліндрів, поршневих кілець або масляних ущільнень стебел клапанів. Починається помітне димлення із вихлопної системи, забруднення каталітичних нейтралізаторів та утворення нагару в камерах згоряння. Мотор потребує капітального ремонту чи заміни. Угар олії – один із основних показників стану двигуна.