Двигатели
внутреннего сгорания

 
         

 

Главная
Основы конструирования
Расчеты
Силы и моменты
Поршневая группа
Шатуны и штоки
Коленчатые валы
Подшипники
Система газораспределения
Корпусные детали
Анализ конструкции
Устройство и
принцип действия

КШМ
ГРМ
Система смазки
Система охлаждения
Система питания
Система зажигания
Пуск двигателей
Увеличение мощности
Разное

МАСЛЯНЫЕ НАСОСЫ, ДОЗАТОРЫ И ФИЛЬТРЫ

Масляные насосы, применяемые в системе смазки современных двигателей, бывают двух типов — шестеренные с внешним зацеплением зубьев и с внутренним зацеплением — так называемые роторные.
Схема устройства шестеренного н а с о с а показана на рис. 4.6, а. В корпусе 1 насоса помещаются ведущая 2 и ведомая 5 шестерни. Ведущая шестерня со шпонкой 3 насажена на валик 4, приводимый во вращение от одного из валов двигателя.
Ведомая шестерня свободно вращается на оси 6. Масло транспортируется во впадинах между зубьями шестерен и выдавливается в нагнетательный канал по мере того^как зубья входят в зацепление. Для разгрузки зубьев в зоне зацепления и свободного выдавливания масла из зазора между вершиной зуба и впадиной в корпусе шщ на крышке 10 делают разгрузочную канавку 11, соединенную с нагнетающей стороной насоса.
Обязательным элементом насоса является редукционный клапан\ предохраняющий систему смазки от чрезмерных давлений, особенно- при пуске холодного двигателя, когда вязкость масла велика. Канал перекрывают шариком 7 или поршеньком, поджимаемым пружиной 8. С помощью пробки 9 изменяют натяжение пружины, а следовательно, и давление в масляной магистрали. При повышении давления шарик -отжимается от седла, и масло проходит опять на всасывающую сторону насоса.
При номинальных частотах вращения вала давление в системе смазки карбюраторных двигателей составляет 0,3—0,5 МПа, в дизелях — 0,4 — 0,7 МПа. Минимальное давление под нагрузкой не допускают ниже 0,1 МПа в карбюраторных двигателях и 0,15 МПа в дизелях.
Роторные масляные насосы показаны на рис. 4.6, б, в. В корпусе 1 свободно вращается кольцо 12 с вырезом в виде звезды или зубчатой нарезкой. В зацеплении с ним находится ротор 13, на саженный на эксцентричный по отношению к кольцу вал 4. Масло выдавливается из зазора между ротором и кольцом в нагнетательный канал 14, образованный в корпусе насоса. Поступает масло в насбс по всасывающему каналу 15. Схема включения редукционного клапана и принцип действия аналогичны описанному выше. При размещении роторного насоса на носке коленчатого вала корпус 1 дополняют основанием 16 с сепаратором и самоподжимным сальником 17.
К вспомогательным элементам масляных насосов относятся маслоприемники, через которые масло засасывает-
ся в систему смазки. Их располагают в наиболее глубокой части поддона и снабжают сеткой, задерживающей крупные частицы, могущие повредить насос. По конструкции маслоприемники бывают неподвижными (получили наибольшее распространение) и плавающими, способными менять свое положение в зависимости от уровня масла в поддоне. Конструкции насосов и маслоприемнлков некоторых автомобильных и тракторны^х двигателей показаны на рис. 4.7, а—в.
Чаще всего масляные насосы располагают внутри картера и привод их осуществляют либо от носка коленчатого вала с помощью цилиндрических шестерен (ВТЗ) или угловой (УМЗ-412) передачи, с помощью дополнительных валиков, приводимых самостоятельными шестернями (ВАЗ) или от распределительного вала (ЗИЛ, МеМЗ, ЗМЗ). Последняя схема привода наиболее распространена на бензиновых двигателях, когда масляный насос и прерыватель-распределитель располагают на противоположных концах вертикального или наклонного дополнительного вала.
Если насос устанавливают снаружи картера, то для его привода используют цепь или зубчатый ремень механизма газораспределения.    , .
Для принудительной смазки двухтактных мотоциклетных двигателей подачу и дозирование масла осуществляют с помощью плунжерных насосов с переменным ходом плунжера (рис. 4.8, а) или с вращающейся гильзой плунжера, позволяющих в широких пределах (1 :25—1 :200 от расхода бензина) изменять расход масла сообразно с нагрузкой.
На рис. 4.8, б представлен червячный насос МАМИ и дозатора делитель потока масла, которые объединены в общий корпус и образуют маслодозирующий насос ИЖ-МАМИ, устанавливаемый на некоторых модификациях двигателей мотоциклов ИЖ. При вращении червяка масло по винтовой канавке прокачивается в дозатор, который представляет собой резьбовой стержень, перемещаемый тягой, связанной с дррссельной заслонкой, в полости гладкостенной гильзы. Гильза имеет входное и два выходных отверстия.
Масло под давлением поступает на резьбовой участок стержня и разделяется на два потока в соотношениях, зависящих от длины* т. е. гидравлического сопротивления каналов на пути от входного к выходным отверстиям. Один поток через нагнетательный клапан и распылитель направляют во впускной тракт (за карбюратор) | а второй — возвращают в масляный бак. Перемещение стержня изменяет долю масла, вводимого в двигатель, причем с увеличением нагрузки увеличивается и подача масла.
Масляные фильтры. Их по размеру задерживаемых частиц разделяют на фильтры грубой очистки (отсеивающие частицы более 40 мкм) и фильтры тонкой очистки (до 1—2 мкм), а по принципу действия — на щелевые и центробежные. В щелевых фильтрах размер задерживаемых частиц определяется зазором между фильтрующими элементами (пластинами, порами, волокнами и т, д.). Если на пути фильтрующего масла встречается один ряд щелей (грани пластин, проволочной навивки и т. п.), то фильтры называют поверхностными, если же фильтрация происходит в объеме фильтрующего элемента (пористый картон, поролон и т. п.), то фильтры называют объемными.
Через полнопоточные фильтры, включенные в масляную магистраль последовательно (см. рис. 4.2), прокачивают все масло, поступающее к трущимся поверхностям. Такие фильтры часто используют только для грубой очистки.
Щелевые фильтры тонкой очистки имеют большое сопротивление, поэтому если в системе смазки они работают параллельно с фильтром грубой очистки, то через них протекает только около 10% масла, подаваемого насосом. Несмотря на это, за час работы все количество масла до 10 раз проходит через фильтр тонкой очистки.
В последнее время широкое распространение получили полнопоточные фильтры тонкой очистки (рис*. 4.9, а) с большой фильтру--ющей поверхностью. Такие фильтры могут снабжать также секцией грубой очистки (рис. 4.9, б). Фильтры тонкой очистки, включенные в магистраль последовательно, обязательно имеют перепускные клапаны.
Для того чтобы сократить время работы без смазки и уменьшить пусковые износы, масляные фильтры делают так> чтобы исключить сток масла из них после остановки двигателя. Это достигается либо путем соответствующего расположения входного и выходного каналов, либо путем установки дренажного клапана (фильтр двигателя ВАЗ).
Центробежная очистка масла основана на принципе отделения более тяжелых примесей, находящихся в масле под действием центробежных сил во вращающемся сосуде (роторе). Центрифуга с механическим приводом обычно представляет собой полость, образованную в шкиве привода вентилятора (например, двигатель МеМЗ-968). Масло проходит в полость центрифуги по сверлению в носке коленчатого вала. Очищенное масло отводится через канавку, сделанную в ступице шкива, и стекает в поддон. Эффективность такого способа центробежной очистки масла зависит от частоты вращения коленчатого вала и резко ухудшается с ее уменьшением (вспомним, что силы инерции пропорциональны квадрату частоты вращения). Центрифуги с механическим приводом применялись для двигателей дешевых легковых автомобилей, но в последнее время даже для них отдается предпочтение полнопоточным бумажным фильтрам тонкой очистки.
Широкое распространение получили масляные центрифуги (рис. 4.10) с реактивным приводом, которые, как правило, являются фильтрами тонкой очистки, включенными в систему смазки параллельно. В корпусе 1 на неподвижной оси 2 расположен вращающийся ротор 4. Масло под давлением поступает в его полость через вертикальное сверление в оси и отверстия в ступице ротора. Вытекая под давлением из тангенциально направленных жиклеров 3, масло приводит ротор во вращение со скоростью до 6—8-тыс. мин-1. Расположение жиклера сверху или вход к жиклеру через высокий
колодец препятствует стоку масла из полости центрифуги при остановке двигателя. Относительно тяжелые частицы, содержащиеся в масле, отбрасываются центробежной силой на стенки ротора. Очищенное масло, фонтанирующее из жиклеров, стекает в поддон двигателя. Если центрифуга применяется в качестве полнопоточного фильтра тонкой очистки, то часть масла (10—20%) используется на реактивный привод, а остальное под давлением поступает в главную масляную магистраль. В современных центрифугах используется не только реактивный привод, но и принцип гидравлической турбины (рис. 4.10, б). В этом случае масло, поступающее в ротор центрифуги, под давлением направляется на лопатки 5 установленной в нем.турбинки. Здесь исключается «потеря» масла на реактивный привод, и все количество, поданное насосом и прошедшее очистку, поступает к трущимся парам.
ОХЛАЖДЕНИЕ МАСЛА
Требуемую температуру моторного масла (80—110° С) поддерживают с помощью двух систем — охлаждения и смазки, работа которых тесно связана между собой. Быстрый прогрев масла до требуемой температуры обеспечивают как ускоренным прогревом двигателя в целом благодаря соответствующей конструкции системы охлаждения, так и за счет разумного ограничения объема масла в системе смазки. С большими нагрузками, снабжают масляными радиаторами (рис. 4.11, б). Такие радиаторы включают в систему смазки параллельно. После охлаждения масло сливается в поддон картера. Через радиатор масло прокачивается либо самостоятельным масляным насосом (секцией), либо отбирается из главной масляной магистрали, питаемой основным насосом. В последнем случае прогон масла через радиатор регулируют жиклером (чем выше температура и меньше вязкость масла, тем большее количество его протекает через радиатор).
Секцию насоса, подающую масло в радиатор, снабжают перепускным клапаном, регулируемым на избыточное давление, равное примерно 0,12 МПа. Если радиатор питается от общего насоса, то в систему смазки вводят предохранительный клапан, который отключает радиатор, когда давление в системе снижается до 0,1 МПа.
Воздушно-масляные радиаторы по конструкции аналогичны трубчато-пластинчатым радиаторам системы охлаждения (см. рис. 5.3) или выполнены из оребренных трубок (рис. 4.11, б). Их устанавливают перед радиатором системы охлаждения двигателя или в поток воздуха, создаваемый вентилятором в двигателях воздушного охлаждения. Интенсивность охлаждения масла зависит при этом от температуры окружающего воздуха. Водомасляные радиаторы омываются жидкостью из системы охлаждения. Они могут быть трубчатыми (рис. 4.11, в) или пластинчатыми. Внутрь трубок (со стороны масла) впаиваются турбулизаторы, улучшающие теп-лоотвод от масла к стенкам.
Водомасляные радиаторы устанавливают в полость рубашки охлаждения двигателя. Они позволяют с большей стабильностью поддерживать температуру масла, после пуска двигателя ускоряют его прогрев. Водомасляные радиаторы бывают обычно меньше по объему, поскольку коэффициент теплопередачи от стенок к жидкости гораздо выше, нежели к воздуху.

1 2 3

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 



  Разработано специально для liciss.ru, все права защищены.
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.