Лабораторне заняття № 4 (2 год. )

ТЕМА: Перевірка технічного стану та технічне обслуговування системи мащення двигуна

НАВЧАЛЬНА МЕТА: ознайомитись на практиці з будовою і конструктивними особливостями системи мащення різних моделей двигунів, перевіркою їх технічного стану та роботами по технічному обслуговуванню, закріпити, поглибити і розширити знання, отримані на теоретичних заняттях.

ОБЛАДНАННЯ ТА ОСНАЩЕННЯ: Автомобіль ЗАЗ 1102, блок циліндрів з піддоном, масляний насос, повнопоточний фільтр очистки масла, фільтр відцентрової очистки масла, діючі макети, плакати, схеми, інструменти для розбирально – збиральних робіт.

 

ОСНОВНІ ТЕОРЕТИЧНІ ПОЛОЖЕННЯ:

У двигуні, що працює, багато деталей, які передають різні зусилля, стикаються й переміщуються одна відносно одної. На подолання сил, що виникають при цьому, витрачається частина потужності двигуна. Крім того, тертя призводить до нагрівання й спрацьовування деталей. Аби створити найкращі умови для роботи тертьових деталей двигуна, треба максимально зменшити сили тертя. Це досягається використан­ням для виготовлення деталей антифрикційних сплавів, якіснішим обробленням робочих поверхонь, застосуванням підшипників кочення. Головний і найефективніший спосіб зменшення сил тертя — введен­ня шару мастила між тертьовими поверхнями. В цьому разі безпосереднє тертя робочих поверхонь деталей замінюється тертям шарів мастила між собою. Крім того, мастило охолоджує деталі, що змащуються, й забирає тверді частинки, які утворюються внаслідок спрацьовування тертьових поверхонь, запобігає корозії деталей, зменшує зазори.

До системи мащення входять:

- оливний насос;

- фільтр (оливоочисник);

- оливний радіатор;

- стержень для вимірювання рівня оливи;

- контрольні придали — датчик і покажчик тиску оливи.

Для забезпечення циркуляції оливи в картері (блоці циліндрів), колінчастому й розподільному валах, коромислах виконано спеціальні оливні канали. До системи мащення належать також пристрої для вентиляції картера.

У двигунах автомобілів, що вивчаються, застосовують комбіновану систему мащення: найбільш навантажені деталі змашуються під тиском, а решта — спрямованим розбризкуванням оливи, котра витікає із зазору між спряженими деталями.

У двигуні автомобіля КамАЗ-740 (рисунок 1) олива з піддона через оливоприймач засмоктується в дві секції оливного насоса. З нагнітальної секції насоса каналом у правій стінці блока циліндрів олива подається в корпус повнопотокового фільтра, де вона очищається, проходячи крізь два фільтрувальних елементи, й надходить у головну оливну лінію. Звідти каналами в блоці й головках циліндрів олива підводиться до корінних підшипників колінчастого вала, підшипників розподільного вала, втулок коромисел і каналом у штангах клапанів - до штовхачів. До шатунних підшипників колінчастого вала олива надходить каналом усередині колінчастого вала.

Рисунок 1 – Система мащення двигуна КАМАЗ – 740

1 – компресор; 2 – паливний насос високого тиску; 3 – кран умикання гідромуфти; 4 – термосиловий датчик; 5 – гідромуфта привода вентилятора; 6 – піддон; 7 – запобіжний клапан радіаторної секції; 8 – оливний радіатор; 9, 12 – відповідно запобіжний та диференціальний клапани; 10,11 – відповідно радіаторна й нагнітальна секції оливного насосу; 13 – повнопотоковий фільтр; 14 – головна оливна лінія; 15 – перепускний кран фільтра; 16 – зливальний кран центрифуги; 17 – обмежувач; 18 – кран; 19 – центрифуга; 20 – манометр; 21 – щуп; 22 - сапун

 

Олива, що знімається зі стінок циліндрів оливознімним кільцем, крізь отвори в канавці кільця та отвори в поршні відводиться всередину його і змащує опори поршневого пальця в бобишках поршня та у верхній головці шатуна. З каналу в задній стінці блока циліндрів олива під тиском трубкою подається до підшипників компресора. З каналу в передній стінці блока циліндрів олива спрямовується до підшипників паливного насоса високого тиску. З головної лінії олива під тиском подається в термосиловий датчик, який керує роботою гідромуфти привода вентилятора залежно від температури рідини в системі охолодження.

З радіаторної секції насоса олива надходить у фільтр відцентрово­го очищення й, проходячи через радіатор, зливається в піддон. Якщо кран оливного радіатора закритий, то олива з центрифуги зливається в піддон картера через зливальний клапан.

Для створення найкращих умов мащення в системі має під­тримуватися певний тиск: 0,2...0,4 МПа в легкових автомобілях, 0,4...0,6 МПа — у вантажних.

Оливний насос створює тиск оливи й забезпечує циркуляцію її в системі Масляний насос призначений для створення необхідного тиску масла. В системах мащення тракторних дизельних двигунів застосовуються одно-, дво- та трисекційні шестеренні насоси.

Односекційний насос складається з корпуса 5 (рисунок 2), в якому містяться дві шестерні 1 і 2. Одна з них – ведуча – приводиться в дію за допомогою шестеренної передачі від колінчастого вала, друга – ведена. У процесі обертання шестерень їх зубці, виходячи з зачеплення у всмоктувальній порожнині насоса, створюють розрідження. Завдяки цьому масло засмоктується з піддона картера через сітчастий фільтр, заповнює впадини між зубами й переноситься в нагнітальну порожнину. Величина тиску, створеного насосом залежить від розмірів насоса, частоти обертання шестерень, опору в трубопроводах і каналах та від спрацювання деталей насоса.

 

Рисунок 2 – Схема дії масляного насоса: В – всмоктувальна порожнина; Н – нагнітальна порожнина; 1 – ведуча шестерня; 2 – ведена шестерня; 3 – нагнітальний клапан; 4 – стаканчик редукційного клапана; 5 – корпус насоса;6 – вхідний канал; 7 – фільтрувальна сітка; 8 – регулювальний гвинт; 9 – пружина

 

У холодну пору року масляний насос, особливо нового двигуна, подає велику кількість масла, тиск якого в системі (від насоса до головного масляного капала) зростає через опір трубопроводів проходженню масла надмірної в'язкості. Щоб запобігти пошкодженню фільтра й інших деталей системи, в корпусі насоса є редукційний запобіжний клапан, який автоматично обмежує величину максимального тиску в системі. При значному підвищенні тиску стаканчик 4 (або кулька) стискає пружину 9 і частина масла по перепускному каналу надходить в піддон картера. Змінюючи попереднє стискання пружини 9 регулювальним гвинтом 8, регулюють максимальний тиск масла в системі (0,65...0,70 МПа).

На дизелях модифікації СМД-60 встановлюється двосекційний масляний насос. Він має основну секцію, яка подає масло в головний масляний канал, і додаткову, яка подає масло до масляного радіатора. Для забезпечення мащення тертьових поверхонь перед пуском дизеля, що полегшує пуск і зменшує спрацювання деталей, на дизелях модифікації СМД-60 і ЯМЗ-240 встановлений насос передпускового прокачування масла.

 

Масло в процесі роботи двигуна, поступово накопичує частинки незгорівшого палива, продукти окислення (нагар, смолисті відклади), а також частини пилу і продукти спрацювання деталей двигуна. Тому, масло в процесі експлуатації тракторів і автомобілів необхідно очищати. Найбільш ефективним засобом боротьби з погіршенням якості масла в двигунах є його фільтрація. За допомогою фільтрів можна видалити з масла не тільки крупні частинки металів, але різні механічні і найдрібніші домішки.

На сучасних дизелях застосовується багатоступеневе очищення масла із використанням фільтрів грубої і тонкої очистки.

Фільтрами грубої очистки масла на всіх дизелях є металева сітка маслозаливної горловини і металева сітка, встановлена в корпусі маслоприймача.

Фільтри тонкої очистки очищують масло від механічних частинок невеликого розміру (до 2...3 мкм) і смолистих речовин. Фільтруючі елементи таких фільтрів змінні (картонні, паперові, з тканини та деревного борошна),

На сучасних тракторних двигунах такими фільтрами є центрифуги з частотою обертання ротора 5000...9000 хв 1 (об/хв). У дизеля ЯМЗ-240Б основну частину масла, яка надходить у головну масляну магістраль, очищає фільтр зі змінними фільтрувальними елементами з деревного борошна, а меншу частину, яка знову повертається в піддон картера, – центрифуга.

Залежно від характеру сил, які обертають ротор, центрифуги бувають реактивними або активно-реактивними. Центрифуга, яка встановлена в системі так, що через неї проходить весь потік масла після масляного насоса, називається повнопоточною.

Центрифуга, через яку проходить частина масла, називається неповнопоточною.

Реактивна масляна центрифуга складається з корпуса 1 (рисунок 3), ковпака 2 й ротора, вільно встановленого на осі 4. Стакан корпуса ротора 3 притиснутий до основи гайкою і ущільнюється гумовими прокладками. Стакан 5 розмежовує порожнини очищеного й неочищеного масла. В корпусі ротора запресовано дві втулки, захищені зверху сітками 7, якими з'єднуються порожнина ротора з жиклерами 9. Масло нагнітається насосом в корпус ротора через канал 11 і отвори 8. В порожнини ротора масло виходить двома шляхами: через жиклери 9 зливається в піддон картера; через канали 6 і трубку 10 в магістраль. Оскільки пропускна здатність жиклерів і вихідних каналів у масляну магістраль менша, ніж подача насоса, то під час роботи двигуна масло в роторі перебуває під тиском. З жиклерів воно виривається з значною швидкістю, внаслідок чого виникають реактивні сили, що дотично направлені до кола їх обертання в боки, протилежні напрямкам струменів. Цим забезпечується обертання ротора. Під дією відцентрових сил бруд відкладається на стінках ротора.

 

 

Рисунок 3 – Схема реактивної масляної центрифуги

1 – корпус; 2 – ковпак; 3 – стакан корпуса ротора; 4 – вісь корпуса ротора;

5 – подільник очищеного й неочищеного масла; 6 – отвори відведення очищеного масла; 7 – запобіжна сітка; 8 – отвори підведення неочищеного масла; 9 – жиклер (сопло); 10 – трубка відведення очищеного масла; 11 – канал підвідний

 

Частота обертання ротора і якість очищення масла залежать від тиску й температури масла, а також від сили тертя в підшипниках ротора. Зменшення сил тертя забезпечується тим, що площа, яка сприймає тиск масла біля верхнього днища ротора, дещо більша, ніж біля нижнього. Таке співвідношення геометричних розмірів поверхонь призводить до виникнення підйомної сили, яка зміщує ротор вгору так, що він майже не опирається на нижню опору. Частота обертання ротора центрифуг сучасних дизельних двигунів перебуває в межах 6000 хв 1.

Центрифуга з активно-реактивним приводом дизеля Д-240 відрізняється від центрифуги з реактивним приводом відсутністю форсунки і все масло, яке подається в ротор центрифуги, спрямовується в головну масляну магістраль. Це дозволяє подовжити строк роботи масла, оскільки воно не збагачується киснем, менше окисляються і вигоряє. При цьому зменшується загальний потік масла і, відповідно, витрати енергії на привод масляного насоса.

На нижній частині осі 1 (рисунок 4) ротора центрифуги нерухомо прикріплено насадку 7. В ній виконуються канали (позначені літерою Н), розміщені по дотичних до кола обертання у протилежних напрямах. Проти каналів Н насадки є два отвори, які з'єднують впускний канал центрифуги з каналами насадки, та чотири радіальних отвори в колонці 8 остова ротора, що з'єднують канали насадки з робочим об'ємом ротора центрифуги.

 

Рисунок 4 – Будова активно-реактивної масляної центрифуги дизеля Д-240

1 – вісь; 2 –ковпачок; 3 – ротор; 4 – корпус; 5 – канал подачі масла від насоса; 6 – масло відвідна труба; 7 – насадка; 8 – колонка ротора; 9 – спеціальна гайка;

10 – шайба; 11 – гайка; ВП і НП – відповідно, верхня та нижня порожнини; В і Н – відповідно, верхній та нижній канали

 

У верхній частині колонки 8 ротора аналогічно виконують три канали, позначені літерою В. Вхід до каналів розташований у протилежному від обертання ротора напрямі. Проти каналів В колонки виконано чотири радіальних отвори осі 1.

Масло, яке під тиском подається до каналів 11 насадки 7, за дотичною лінією спрямовується на великій швидкості в порожнину НП колонки. Потік масла створює активний момент, який змушує ротор обертатися. Потім отворами в колонці масло рухається в порожнину ротора, де під дією відцентрових сил очищується від домішок.

Очищене масло піднімається у верхню частину ротора і тангенціальними каналами В колонки спрямовується у порожнину ВП, розташовану між колонкою 8 і віссю 1. Під час проходження масла через канали В також виникають реактивні сили, крутний момент яких співпадає з активним моментом насадки 7. Ці два моменти обертають ротор. Масло з порожнини ВП каналами осі 1 надходить в масловідвідну трубку 6 і далі - в головну магістраль.

Для нормальної роботи двигуна температура масла в системі повинна знаходитись у межах 70-85 0С. При збільшені температури більше 90 0С якість масла погіршується, і як, наслідок цього, зростає стирання поверхонь деталей двигуна та витрата масла. Для підтримання температури у необхідних межах при роботі двигуна з підвищеними навантаженнями і при високій температурі оточуючого повітря, в системі мащення використовують спеціальні охолоджувачі (радіатори). Масляні радіатори являють собою нерозбірні вузли із нержавіючих сталевих чи латунних трубок овального січення з’єднаних між собою ємностями. Масляні радіатори встановлюють на двигуні спереду радіатора водяного охолодження. Для контролю температури масла використовують дистанційні термометри. Масляний радіатор забезпечує зниження температури масла на 10…20 0С.

Ємкостями для масла являються піддони картера. Піддони картера можуть бути чавунними, із алюмінієвого сплаву, сталеві, штамповані. Кріпляться до блок-картера болтами через прокладку. Рівень масла в піддоні картера двигуна перевіряють масломірною лінійкою. Контроль тиску масла в системі здійснюється електричним або механічним (мембранним) манометрами та сигнальними (індикаторними) лампочками.

Під час роботи двигуна, через нещільності між дзеркалом циліндра й поршневими кільцями, із надпоршневого простору в картер проникає повітря, відпрацьовані гази і пари палива, що приводить до зниження якості масла. Тому, регулювання тиску в картері проводиться з допомогою сапуна. Таке явище називають - вентиляція картера двигуна. Сапуни бувають різної конструкції. Крім цього, більшість карбюраторних двигунів має примусову вентиляцію картера.

ХІД РОБОТИ

1 Оглянути блок циліндрів двигуна й знайти канали підводу масла до колінчатого валу і розподільчого валу.

2 Відкрутити болти кріплення, зняти піддон картера двигуна.

3 Розглянути вузли кріплення масляного насосу та маслозабірника.

4 Від'єднати деталі кріплення масляного насосу і маслозабірника до картера. Звернути увагу на первинний фільтр.

5 Розібрати насос і вивчити будову його деталей.

6 Зробити схематичне зображення принципу роботи масляного насосу.

7 Скласти звіт, зробити висновки.

8 Дати письмові відповіді на контрольні запитання.

ЗМІСТ ЗВІТУ

1 Номер и назва лабораторної роботи.

2 Мета роботи.

3 Обладнання та оснащення.

4 Схематичне зображення принципу роботи масляного насосу.

5 Висновки.

6 Відповіді на контрольні запитання.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДО ЗАХИСТУ:

1 Яка будова системи мащення та її призначення?

2 Як здійснюється мащення деталей багатоциліндрових двигунів?

3 Для чого призначений та як побудований оливний насос?

4 Яку будову мають оливні фільтри та як вони діють?

5 Для чого потрібна та як здійснюється вентиляція картера?

6 Чим зумовлена потреба змащувати тертьові деталі двигуна?

7 Для чого служить редукційний клапан?

8 Який повинен бути тиск масла в двигунах?

9 Який порядок заміни масла в двигуні?

10 Які основні несправності системи мащення?

11 Які роботи виконуються при технічному обслуговуванні системи мащення?

ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ І ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЗНАНЬ:

Підсумки та оцінювання виконання лабораторної роботи проводяться викладачем при наявності звіту та усної відповіді на одне або декілька контрольних запитань.

 

 

ВИКЛАДАЧ – Колот П. Д.