Масляный насос
Масляный насос служит для подачи масла к трущимся частям двигателя. Для этой цели применяют насосы шестеренчатого типа.
Насос состоит из следующих деталей (фиг. 94, а): чугунного корпуса 2 с крышкой 3; вала 9, установленного в корпусе; шестерни 1 привода насоса, закрепленной на наружном конце вала; нагнетательных шестерен — ведущей 7, закрепленной на внутреннем конце вала, и ведомой 8, свободно вращающейся иа оси в корпусе. К корпусу присоединяется маслоприемник с сетчатым фильтром. Нагнетательные шестерни находятся в нижней камере корпуса и плотно подогнаны к его стенкам; снизу камера закрыта крышкой.
Насос приводится в действие от распределительного вала двигателя с помощью шестерен. При вращении вала насоса шестерни в корпусе вращаются в противоположных направлениях (фиг. 94, б). Масло, поступающее из картера двигателя во впускную полость 10 насоса, попадает во впадины между зубьями и при вращении шестерен переносится в нагнетательную полость 11. При этом масло скапливается в нагнетательной полости, и в ней создается давление, под действием которого масло поступает к трущимся деталям.
Насос устапавливается внутри картера двигателя или снаружи на картере. Насос забирает масло из поддона картера через маслоприемник, снабженный сетчатым фильтром. Этот фильтр предохраняет шестерни насоса от попадания между ними крупных механических примесей. Наибольшее применение получили плавающие маслоприемники. В этом случае впускная полость насоса 1 (фиг. 95, а) при помощи трубки 2 сообщается с маслоприемником 3, состоящим из пустотелого латунного поплавка, имеющего снизу сетчатый фильтр. В поплавок впаяна трубка, которая шарнирно соединена с трубкой, подводящей масло к насосу, так, что поплавок может опускаться или подниматься в зависимости от уровня масла в поддоне. Предельные верхнее и нижнее положения поплавка ограничиваются приспособлением, имеющимся в шарнир-пом соединении. В случае применения плавающего маслопрпемнпка при всех условиях работы автомобиля и при значительных его наклонах забирается достаточное количество масла из верхнего слоя, где оно менее загрязнено.
Сетчатый фильтр плавающего маслоприемника обычно устроен так, что в случае сильного загрязнения сетки фильтр пропускает масло к насосу, минуя сетку. Когда сетка чистая, то средняя ее часть, имеющая отверстие, прижата к нижней крышке маслоприемника, и все масло поступает через сетку (фиг. 95,6). При сильном загрязнении сетка давлением масла поднимается, отверстие открывается, и масло к насосу проходит, минуя сетку, обеспечивая смазку двигателя (фиг. 95, е).
J 1рименяются также и неподвижные маслоприемники, закрепленные на нижней части корпуса насоса. Кроме рассмотренного выше односекционного насоса, применяются также насосы, состоящие из двух секций, из которых каждая имеет свое назначение.
Редукционный клапан
Редукционный клапан служит для ограничения давления масла в маслопроводах системы смазки. Давление масла может повыситься при очень больших числах оборотов коленчатого вала двигателя или при чрезмерно густом масле, например, в холодном двигателе.
Редукционный клапан обычно ставят в корпусе насоса. Он состоит из поршенька или шарика 4 (см. фиг. 94, а), установленного в канале корпуса и нагруженного пружиной 5. В канал снаружи завернута пробка 6. При нормальном давлении масла клапан 4 (см. фиг. 94, б) закрывает канал, сообщающий нагнетательную полость 11 насоса с впускной полостью 10 или со сливным отверстием картера. При повышении давления выше нормального клапан под действием давления масла открывается, сжимая пружину, и перепускает масло из нагнетательной полости во впускную (фиг. 94, в) или в картер, вслед­ствие чего ограничивается величина предельного давления масла в магистрали. Давление в системе смазки можно регулировать, изменяя затяжку пружины подвертыванием пробки в (фиг. 94, а). Эту регулировку производят при сборке двигателей на заводе или в ремонтной мастерской.
Редукционный клапан в некоторых двигателях устанавливают в корпусе наружного фильтра или в другом месте масляной магистрали.
Масляные фильтры
Масляные фильтры служат для очистки масла от механических примесей, в результате чего увеличивается продолжительность его работы.
При работе масло загрязняется частицами металла, нагара и пыли, проникающей в картер. Эти механические примеси, попадая вместе с маслом к трущимся деталям, увеличивают их износ и поэтому должны быть удалены из масла.
Масло очищают от крупных частиц сетчатым фильтром, поставленным в маслоириемнике насоса, что предохраняет насос от повышенного износа или поломок. Для более тщательной очистки масла, кроме того, применяют специальные фильтры, которые устанавливают снаружи, на двигателе.
В двигателях многих моделей устанавливаются два наружных масляных фильтра, из которых один предназначен для предварительной (грубой) очистки масла от более крупных частиц и механических примесей, а другой — для окончательной (тонкой) очистки масла. В зависимости от назначения фильтр присоединяют к масляной магистрали последовательно или парал^ дельно. Для грубой очистки масла широко распространен металлический пластинчатый щелевой фильтр с рукояткой для ручной очистки фильтрующего элемента. Такой фильтр состоит из чугунного корпуса 9 (фиг. 96) с прикрепленным к нему снизу колпаком отстойника 8. Внутри фильтра находится фильтрующий элемент 4, состоящий из большого количества тонких металлических пластин двух видов: фильтрующих пластин-дисков в и промежуточных пластин-звездочек 5, устанавливаемых поочередно так, что между фильтрующими пластинами 6 по наружной поверхности образуются узкие зазоры (0,08 мм). Стержень 12, на Котором закреплены пластины, проходит через отверстие в корпусе 9 наружу, и его можно поворачивать вместе с элементом за рукоятку. Стержень в корпусе уплотняется с помощью сальника 10 и гайки 11. В зазоры между пластинами фильтрующего элемента по наружной их части входят неподвижные очищающие пластины 3, закрепленные в корпусе на шпильке 2.
Неочищенное масло поступает через канал корпуса в колпак и частично в нем отстаивается. Вследствие давления, имеющегося в системе, масло продавливается сквозь щели в фильтрующем элементе, очищаясь при этом от механических примесей, проходит внутрь элемента и по другому каналу в корпусе в очищенном виде поступает в двигатель. Грязь, отлагающаяся на наружной поверхности элемента и в его зазорах, удаляется путем поворота наружной рукоятки стержня. Элемент при этом поворачивается, и очищающие пластины, входящие в его зазоры, снимают грязь. Для выпуска отстоя грязи в нижней части колпака сделано спускное отверстие, закрытое пробкой 7» Масляный фильтр грубой очистки включен в масляную магистраль последовательно. При последовательном включении все масло, нагнетаемое насосом в главную магистраль, проходит через фильтр и очищается в нем. Фильтр снабжается перепускным клапаном 1, который перепускает масло в магистраль, минуя фильтр в случае, если фильтр не успевает пропускать подводимое к нему масло при избыточной его подаче, при загустеваиии масла пли при загрязнении фильтра.
Для грубой очистки масла применяют также фильтры с металлическим фильтрующим элементом (на дизелях ЯМЗ), изготовленным из латунной ленты или сетки.
Для тонкой очистки масла в карбюраторных двигателях наибольшее применение получили фильтры типа АСФО (автомобильный суперфильтротстойник) или ДАСФО (буква Д означает, что фильтр двухсекционный). Такой фильтр (фиг. 97) состоит из корпуса 7\ центральной трубки 15, закрепленной в корпусе; крышки 3, закрывающей корпус и закрепленной болтом 1 на центральной трубке, и фильтрующего элемента 5, установленного в корпусе на трубке и закрепленного поджимной пружиной 2.
Фильтрующий элемент типа АСФО набран из картонных сплошных 13 и вырезных 14 пластин, установленных поочередно и собранных в патрон, который сверху и снизу закрыт металлическими крышками и стянут скобками. На верхней крышке имеется надпись «Верх». Вынимают элемент с помощью рукоятки. Фильтрующий элемент типа ДАСФО набирается из картонных сплошных пластин 12 и прокладок 11 с радиальными канавками. Концы прокладки загибаются на краях пластины. Прокладки соседних пластин располагаются под углом 90°. Элемент устанавливают в корпус фильтра на центральную трубку.
Уплотнение элемента на центральной трубке осуществляется картонными сальниками 4, расположенными в металлических крышках элемента,
В центральной трубке сделан канал и калиброванное отверстие 16 диаметром 1,5 мм, через которое масло из центральной полости элемента поступает в маслоотводящую трубку 10 фильтра. В нижней крышке элемента имеется перепускное отверстие 8 диаметром 1,1 мм, через которое масло всегда поступает из корпуса фильтра в центральную полость элемента, вследствие чего уменьшается скорость прохождения фильтруемой части масла через элемент и обеспечивается более тщательная его очистка. Кроме того, в результате постоянной циркуляции масла через фильтр ускоряется его прогрев при низкой температуре после пуска двигателя.
Вследствие малой пропускной способности фильтр тонкой очистки присоединяют к масляной магистрали параллельно. Масло подводится к фильтру из главной магистрали двигателя но боковой маслоподводящей трубке 6. Из фильтра по центральной маслоотводящей трубке 10 масло сливается в картер двигателя.
Масло, поступающее в фильтр, отстаивается в его корпусе, затем, поступая в полости элемента, образованные вырезами пластин 14 или прокладками 11, отстаивается в них. Проходя с малой скоростью через щели перегородок сжатых пластин и прокладок в выдавленные на них каналы, масло тщательно фильтруется (щелевая фильтрация). По каналам перегородок отфильтрованное масло поступает в центральную полость элемента, основная же часть масла проходит в центральную полость через перепускное отверстие 8. Далее все масло из центральной полости через калиброванное отверстие 16, определяющее общую пропускную способность фильтра, проходит в центральную трубку 15 и по маслоотводящей трубке 10 сливается обратно в картер двигателя.
Так как отверстие 16 на центральной трубке калиброванное, то в масляный фильтр тонкой очистки одновременно поступает только небольшая часть от всего объема масла, подаваемого насосом (6—10%). Вследствие наличия перепускного отверстия 8 в крышке элемента щелевой фильтрации подвергается лишь небольшая часть проходящего через фильтр масла (примерно 7—8%). Однако в процессе работы двигателя все масло постепенно пропускается через фильтр, подвергаясь тонкой очистке.
13 результате длительного отстоя масла в корпусе фильтра и в полостях элемента и в результате тонкой щелевой фильтрации масла обеспечивается хорошая его очистка. По мере работы фильтрующий элемент загрязняется, и его необходимо заменить. Для спуска отстоя из корпуса фильтра имеется спускное отверстие, закрытое пробкой 9.
Фильтрующие элементы АСФО и ДАСФО выпускаются нескольких размеров.
Для тонкой очистки масла применяют также фильтры с фильтрующим элементом, заполненным искусственным минеральным волокном (в дизелях ЯМЗ).
Центробежный очиститель масла
За последнее время в автомобильных двигателях для очистки масла получают все большее применение очистители центробежного типа.
В центробежном очистителе (реактивно-масляной центрифуге) не требуется замены частей и обеспечивается очень тщательная очистка масла от механических примесей. Такой очиститель заменяет обычно фильтры грубой и тонкой очистки, устанавливаемые в системе смазки.
Корпус 14 центробежного очистителя системы смазки двигателя (фиг. 98) закрыт колпаком 4. Под колпаком на вертикальной полой оси 13, закрепленной в корпусе, установлен на двух бронзовых втулках 16 вращающийся ротор, состоящий из основания 9 и крышки 6, закрепленной гайкой 5, Снизу под ротором на оси поставлен упорный шариковый подшипник 12, а сверху установлена упорная шайба 3, ограничивающая вертикальные перемещения ротора. Упорная шайба фиксируется пружиной 2. Между колпаком и корпусом установлена уплотняющая прокладка. Колпак закреплен на шпильке барашком 1.
Внутри ротора имеются две вертикальные трубки 8 с сетчатыми фильтрами 7 в верхней части. Под трубками в основании ротора проходят два горизонтальных канала с завернутыми в них жиклерами 11.
Масло, нагнетаемое в очиститель насосом, по каналу в корпусе 14 и через боковые отверстия в оси 13 попадает внутрь ротора и направляется в нижнюю
его часть щитком 10. Вследствие создаваемого давления масло проходит через фильтры 7 в вертикальные трубки 8 и выбрызгивается через жиклеры 11 в корпус двумя сильными противоположно направленными струями. При этом вследствие возникновения реактивных сил ротор очистителя получает враща­тельное движение.
При давлении масла, по­ступающего в очиститель, около 4,0—4,5 кГ/см2 ротор вращается со скоростью 5000—7000 об/мин.
При быстром вращении ротора все механические примеси, имеющиеся в масле, проходящем через ротор, под действием центробежных сил отбрасываются к его стенке, на которой и оседают плотным слоем. Тщательно очищенное масло, разбрызгиваемое через жиклеры, стекает в корпус 14 очистителя и далее по каналу в блоке стекает в картер, откуда направляется для смазки трущихся деталей двигателя. В корпусе 14 установлен редукционный клапан 15, ограничивающий давление масла, поступающего в очиститель.
Периодически ротор очистителя нужно очищать от скопившихся в нем отложений грязи.
Центробежный очиститель можно включать в систему смазки параллельно или последовательно. В зависимости от этого в конструкции очистителей могут быть некоторые видоизменения.
Масляный радиатор
При работе двигателя температура картерного масла не должна сильно повышаться во избежание падения его вязкости. Частичное охлаждение масла происходит в поддоне картера и в корпусах наружных фильтров вследствие обдува их воздухом от вентилятора системы охлаждения. Для более интенсивного охлаждения партерного масла применяют масляные радиаторы. Радиаторы бывают с воздушным или водяным охлаждением.
При воздушном охлаждении масляный радиатор трубчатого тина, включенный в масляную магистраль, ставят перед радиатором водяной системы охлаждения двигателя. При этом масляный радиатор охлаждается воздухом, просасываемым при помощи вентилятора.
При водяном охлаждении масляный радиатор заключается и корпус, через который проходит вода системы охлаждения двигателя. Радиатор с водяным охлаждением обеспечивает не только охлаждение масла при работе в тяжелых условиях, но и быстрый прогрев масла при пуске двигателя.
Приспособления и приборы для контроля уровня и давления масла
Масло необходимо наливать в картер до определенного уровня, который должен поддерживаться в процессе работы двигателя. При переполнении картера масло чрезмерно разбрызгивается на стенки цилиндров и попадает в камеры сгорания, приэтомнагарообразование в камерах сгорания усиливается. При недостатке масла ухудшается смазка трущихся деталей двигателя, что приводит к повышенному износу их или даже заеданию деталей.
Уровень масла проверяют маслоизмерительпым стержнем (щупом), который представляет собой металлическую линейку, вставляемую в картер через специальное отверстие. На нижнем конце стержня, входящем в масло, имеются контрольные метки предельных уровней масла — верхнего и нижнего.
1] комбинированной системе смазки давление масла контролируют манометром или указателем давления, расположенным на щитке приборов перед шофером. Стрелка манометра указывает давление масла, измеряемое в к Г/см2.
В основном применяются электрические указатели давления масла.
Уплотнения в картере и приспособления для его вентиляции
Для устранения вытекания масла из картера двигателя на переднем конце коленчатого вала устанавливают маслоотражатель, а в картере ставят сальник. На задней коренной шейке вала обычно имеется маслоотражательный гребень пли резьба, сбрасывающие масло, кроме того, вал уплотняется сальником.
При работе двигателя в полость картера через неплотности поршневых колец могут прорываться из цилиндров газы. Это влечет за собой повышение давления в картере и, как следствие этого, выдавливание масла наружу через уплотняющие устройства коленчатого вала.
Газы, проникающие в картер, имеют различные примеси (сернистый газ пары воды, бензина и др.), которые, воздействуя па масло, ухудшают его качество, способствуют разъеданию металлических шлифованных поверхностей, а пары бензина, конденсируясь, вызывают разжижение смазки.
Для устранения этих вредных последствий полость картера в двигателях сообщается с атмосферой и вентилируется. У большинства моделей двигателей применяется принудительная проточная открытая вентиляция картера, при которой картерные газы отсасываются наружу по вытяжной трубке или по шлангу 1 (фиг. 99) во впускной трубопровод 2 двигателя через воздухоочиститель 3, а в картер непрерывно поступает свежий воздух через воздухоочн ститель системы питания или через специальный фильтр 4 на маслозаливноп горловине. Применяется также принудительная закрытая система вентиляции с ограниченным поступлением в картер свежего воздуха. Это уменьшает возможность окисления масла под действием кислорода воздуха.