Классификация и схемы смазочных систем

Смазочная система двигателя предназначена для непрерывной подачи масла ко всем трущимся поверхностям его деталей с целью уменьшения трения между ними, для отвода теплоты от них и удаления продуктов износа.

Количество масла, подводимое к трущимся поверхностям, и способ их подвода зависят от условий работы: нагрузки, температуры и скорости перемещения поверхностей относительно друг друга.

По способу подвода масла смазочные системы делятся на три группы: разбрызгиванием; принудительная (под давлением); комбинированная.

Смазочная система разбрызгиванием в тракторных дизельных двигателях не применяется.

В принудительной смазочной системе масло ко всем трущимся поверхностям подается под давлением, создаваемым масляным насосом. Однако в связи со сложностью устройства также не находит применения.

При комбинированной смазочной системе к наиболее нагруженным деталям — коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, подшипникам распределительного вала, втулкам коромысел и другим — масло подводится под давлением, а менее нагруженные, например, зеркала цилиндров, поршни, кулачки распределительного вала, смазываются маслом, разбрызгиваемым во внутренней полости двигателя в процессе его работы. Комбинированная смазочная система в современных тракторных двигателях нашла наибольшее распространение. Она включает устройства для очистки и охлаждения масла, что способствует сокращению его расхода и уменьшению износа деталей двигателя.

Рассмотрим работу смазочных систем основных двигателей, применяемых на лесных тракторах.

Смазочная система двигателя СМД-18БН.

В смазочную систему двигателя (рис. 64) входят поддон 1, масляный насос 3, фильтр тонкой очистки масла 8, масляный радиатор 7, маслопроводы (трубка 10 и каналы 9, 18, 20, 21 в блоке и головке цилиндров), масляный манометр, с помощью трубки подсоединяемый к штуцеру 5. Масло заливают в поддон через маслозаливную горловину 13, а его уровень контролируют масломерной линейкой (щупом) 15 на неработающем двигателе.

Во время работы двигателя масло из поддона 1 через сетку маслоприемника 2 засасывается шестеренчатым насосом 3 и через отверстие канала 27 в блок-картере подается в фильтр тонкой очистки 8 — полнопоточную центрифугу. В ней небольшая часть (около 20%) масла проходит через форсунки ротора и создает реактивный момент, вращающий его с большой частотой. Затем это масло вновь сливается в поддон. Большая часть масла подвергается центробежной очистке и через переключатель 6 поступает в масляный радиатор 7, в котором оно охлаждается. Очищенное и охлажденное масло направляется в главную масляную магистраль 18, просверленную в блок-картере. Из нее по каналам 9 в поперечных перегородках блок-картера оно поступает к коренным подшипникам коленчатого вала 25 и к втулкам распределительного вала. От коренных подшипников часть масла по наклонным сверлениям в щеках и шейках коленчатого вала подается к полости 16 шатунных шеек, где проходит центробежную очистку, и поступает к шатунным подшипникам. Вытекающее из зазоров коренных и шатунных подшипников масло разбрызгивается вращающимся коленчатым валом. Образовавшийся масляный туман смазывает зеркала цилиндров, поршни, поршневые пальцы и через отверстие 24 втулку верхней головки шатуна.

Клапанный механизм смазывается маслом, поступающим в головку цилиндров по каналу 19 в левом углу блок-картера от третьей шейки распределительного вала. В этой шейке имеются радиальные сверления и при повороте вала они сообщают подводящее отверстие с вертикальными каналами в блоке 20 и головке цилиндров 21, в результате чего масло подается вверх пульсирующим потоком.

Рис. 64. Смазочная система двигателя СМД-18БН:

а — поперечный разрез; б — вид сбоку: 1 — поддон; 2 — маслоприемник;

• 3 — масляный насос; 4 — перепускной клапан; 5 — штуцер для манометра;
• 6 — переключатель; 7 — масляный радиатор; 8 — фильтр тонкой очистки масла; 9 — поперечный масляный канал; 10 — трубка для подвода масла к шестерне топливного насоса; 11 — сливной клапан; 12 — регулировочный винт;
• 13 — маслозаливная горловина; 14 — масляные каналы в оси промежуточной шестерни; 15 — масломерная линейка (щуп); 16 — полость шатунной шейки коленчатого вала; 17 — пробка; 18 — главная масляная магистраль;
• 19 — канал в задней шейке распределительного вала; 20 — канал в блоке цилиндров; 21 — канал в головке цилиндров; 22 — сапун; 23 — полость для масла в оси коромысел; 24 — отверстие для подвода масла к втулке верхней головке шатуна; 25 — коренной подшипник коленчатого вала; 26 — редукционный клапан; 27 — отверстие канала для подвода масла к фильтрам; 28 — окно для слива чистого масла в картер двигателя

Из вертикального канала 21 через трубку масло попадает в полость для масла 23 пустотелой оси коромысел, а из нее по поперечным отверстиям — к втулкам коромысел. По сверлениям в коромыслах масло стекает на регулировочные винты, клапаны и штанги. Стекающее по штангам масло смазывает толкатели и кулачки распределительного вала.

Распределительные шестерни смазываются маслом, поступающим из главной масляной магистрали 18 через сверления в передней стенке блок-картера. От поперечного масляного канала 9 блок-картера масло попадает по сверлениям в оси промежуточной шестерни 14 к ее втулке и далее по сверлению в шестерне подается к зубьям распределительных шестерен. Кроме того, зубья смазываются маслом, поднимаемым из поддона шестерней привода масляного насоса.

Втулка шестерни топливного насоса смазывается маслом, подводимым из магистрального канала по трубке 10, сверлениям в картере распределительных шестерен и в установочном фланце топливного насоса.

После смазывания деталей масло стекает в поддон двигателя и снова нагнетается масляным насосом в систему.

Для предотвращения выдавливания масла через уплотнения газами, проникающими из цилиндров, полость картера сообщается с атмосферой через сапун 22, укрепленный на крышке головки цилиндров. Набивка сапуна задерживает капли масла при выходе газов из картера и предотвращает попадание в него пыли, когда после остановки двигатель охлаждается, и воздух снова поступает в картер.

В смазочной системе двигателя находятся три клапана: редукционный 26, перепускной 4 и сливной 11 с регулировочным винтом 12. Клапаны обеспечивают работу системы при давлениях, на которые они отрегулированы. В случае превышения давления клапаны срабатывают и перепускают масло в поддон картера или в масляную магистраль.

Для слива масла из поддона 1 служит пробка 17, а чистого масла в картер двигателя — окно 28.

Редукционный клапан 26 предотвращает повышение давления, создаваемое масляным насосом при пуске холодного двигателя, когда вязкость масла велика. Со стороны нагнетательной полости на клапан действует давление, создаваемое насосом, а с противоположной — пружина. Когда давление в нагнетательной полости насоса превышает сопротивление пружины, клапан открывается и перепускает избыток масла обратно в поддон. Редукционный клапан отрегулирован на давление 0,75…0,85 МПа (7,5…8,5 кгс/см²).

Сливной клапан 11 поддерживает заданное давление в масляной магистрали. С одной стороны, на него действует давление, созданное в магистрали, а с другой — усилие пружины, отрегулированной на определенное давление. Через клапан избыток масла сливается в поддон картера. Клапан отрегулирован на давление 0,3…0,35 МПа (3…3,5 кгс/см²). Сливной клапан можно регулировать при эксплуатации с помощью винта 12.

Перепускной клапан 4 установлен параллельно фильтру тонкой очистки 8. С одной стороны, на него действует давление неочищенного масла, а с другой — очищенного и пружины, отрегулированной на заданный перепад давления перед фильтром и за ним. Если сопротивление фильтра в случае его засорения, а также при пуске холодного двигателя превышает перепад давления, клапан 4 открывается и часть масла перепускается в масляную магистраль, минуя фильтр. Клапан отрегулирован так, чтобы он открывался при перепаде 0,3…0,45 МПа (3…4,5 кгс/см²). Зимой, когда температура масла становится ниже 348 К (75 °С), радиатор 7 отключают, изменив положение переключателя 6.

Смазочная система двигателей Д-240, Д-241 аналогична описанной выше. Их отличительная особенность — наличие в центробежном маслоочистителе клапана-термостата, обеспечивающего отключение масляного радиатора, когда масло холодное и, следовательно, имеет большую вязкость.

Смазочная система двигателя А-01МЛ.

В отличие от систем, описанных выше, на двигателе А-01МЛ, представленном на рис. 65, установлен двухсекционный масляный насос, включающий основную секцию 30 и радиаторную 2. Масло в двигатель заливается через маслозаливную горловину 9. Для предотвращения выдавливания масла через уплотнения газами, проникающими из цилиндров, полость картера сообщается с атмосферой через сапун 11, укрепленный на крышке головки цилиндров.

Рис. 65. Смазочная система двигателя А-01МЛ:

• 1 — маслоприемник; 2 — радиаторная секция масляного насоса;
• 3 — предохранительный клапан радиаторной секции; 4 — кран-переключатель;
• 5 — полость шатунной шейки; 6 — канал для подвода к коренной шейке;
• 7 — канал для подвода масла к распределительному валу; 8 — главная масляная магистраль; 9 — маслозаливная горловина; 10 — канал в шатуне; 11 — сапун;
• 12 — сверление в регулировочном винте; 13 — сверление в коромысле;
• 14 — штанга; 15 — канал для подвода масла к толкателю; 16 — пустотелый болт;
• 17 — полость оси толкателей; 18 — сверление в кронштейне оси толкателей;
• 19 — маслоочистители; 20 — манометр; 21 — термометр; 22 — полость корпуса маслоочистителя; 23 — канал для подвода масла в маслоочистители; 24 — канал для подвода масла в главную масляную магистраль; 25 — радиатор; 26 — сливной клапан; 27 — отводящая трубка радиатора; 28 — подводящая трубка радиатора; 29 — редукционный клапан основной секции насоса; 30 — основная секция масляного насоса; 31 — поддон; 32 — пробка

Основная секция насоса через маслоприемник 1 по каналам 23 нагнетает масло в два параллельно работающих ротора центробежного маслоочистителя 19, корпус которых имеет полость 22. В центрифуге 20…25% масла прокачивается через реактивный привод ротора и сливается обратно в поддон 31. Остальная часть очищенного масла из обоих роторов нагнетается в канал 24 главной масляной магистрали 8. Из этой магистрали по каналу 6 масло поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, а по каналу 7 — распределительного вала. По сверлениям коленчатого вала масло нагнетается в полости шатунных шеек 5, откуда идет на смазывание шатунных подшипников и по каналам 10 в шатунах — поршневых пальцев.

Из поперечных каналов блока, предназначенных для подвода масла ко второй и четвертой опорам распределительного вала, часть его поступает в канал 15 и через пустотелый болт 16 и сверления 18 в кронштейнах проходит во внутренние полости 17 осей толкателей. В моменты, когда толкатели находятся в нижнем положении, сверления в них совмещаются со сверлениями в осях толкателей, и масло сквозь пустотелые штанги 14, сверления 12 и 13 соответственно в регулировочном винте и в коромысле поступает к втулкам коромысел. Вытекающее из зазоров масло по сверлениям в головке и блоке цилиндров стекает в поддон 31.

К распределительным шестерням масло подается так же, как в двигателе СМД-18БН.

Радиаторная секция 2 масляного насоса нагнетает масло по подводящей трубке 28 в радиатор 25. Пройдя через радиатор, охлажденное масло по отводящей трубке 27 возвращается в поддон. В зимнее время кран-переключатель 4, прикрепленный к нагнетательной полости блока, поворачивают на 180°. В этом случае масло будет сливаться в поддон неохлажденным, минуя радиатор. Для контроля температуры масла имеется электрический термометр 21, датчик которого ввернут в корпус маслоочистителя, а для контроля давления — манометр 20.

В смазочной системе имеются редукционный клапан 29 основной секции, предохранительный клапан 3 радиаторной секции и сливной клапан 26. Редукционный клапан отрегулирован на давление 0,7…0,75 МПа (7…7,5 кгс/см²), сливной — на 0,25…0,3 МПа (2,5…3 кгс/см²).

Для слива масла из поддона 1 служит пробка 32.

Смазочная система V-образных двигателей.

Смазочная система этих двигателей подобна рассмотренным, но имеет более сложную сеть каналов. На V-образных двигателях лесных тракторов установлены в основном двухсекционные масляные насосы, а также насос предпусковой прокачки. Это обеспечивает нормальную подачу смазки сразу после пуска двигателя. На двигателе ЯМЗ-238НБ от смазочной системы предусмотрен подвод масла к турбокомпрессору и компрессору пневмотормозов.

На рис. 66 показана смазочная система двигателя ЯМЗ-238НБ. Масло, залитое в двигатель через горловину 15 и засасываемое через маслозаборник 2 нагнетательной секцией насоса 4, под давлением через канал 6 поступает в фильтр 22 грубой очистки. Далее очищенное масло разделяется на три потока. Меньшая часть (около 10%) по вертикальному каналу в блоке поступает в фильтр центробежной очистки 16 и, очищенное в нем, сливается в поддон 1. Другая часть направляется в главную масляную магистраль 28 в блоке. Затем по каналу 29 оно поступает к коренным подшипникам, а по сверлениям в коленчатому валу — к шатунным подшипникам.

Рис. 66. Смазочная система двигателя ЯМЗ-238НБ:

• 1 — поддон; 2 — маслозаборник; 3 — радиаторная секция масляного насоса;
• 4 — нагнетательная секция масляного насоса; 5 — редукционный клапан нагнетающей секции; 6 — канал для подвода масла в фильтр грубой очистки;
• 7 — полость в шатунной шейке; 8 — канал в шатуне; 9 — втулка верхней головки шатуна; 10 — сверление в регулировочном винте; 11 — сверление в коромысле;
• 12 — штанга; 13 — шейка распределительного вала; 14 — полость оси толкателей; 15 — маслозаливная горловина; 16 — фильтр центробежной очистки масла; 17 — пневмокомпрессор; 18 — манометр турбокомпрессора;
• 19 — турбокомпрессор; 20 — масляный фильтр турбокомпрессора;
• 21 — маслопровод к турбокомпрессору; 22 — фильтр грубой очистки масла;
• 23 — перепускной клапан фильтра грубой очистки масла; 24 — масляный манометр; 25 — датчик манометра; 26 — масляный радиатор; 27 — кран масляного радиатора; 28 — главная масляная магистраль; 29 — канал в поперечной перегородке; 30 — канал для подвода масла в радиатор;
• 31 — подводящая трубка радиатора; 32 — отводящая трубка радиатора;
• 33 — сливной клапан; 34 — предохранительный клапан радиаторной секции масляного насоса; 35 — пробка

В полостях 7 шатунных шеек масло проходит центробежную очистку и по сверлениям в шейках и каналу 8 в шатуне подходит к втулке 9.

верхней головки шатуна. По каналам в блоке от коренных подшипников масло поступает к шейкам 13 распределительного вала, а через сверления в передней шейке — в полость 14 оси толкателей для смазывания их втулок. По каналам в толкателях и полым штангам 12 по сверлениям 10 и 11 соответственно в регулировочном винте и в коромысле оно идет на смазывание коромысла.

Из главной масляной магистрали по наружному маслопроводу 21 через фильтр 20 турбокомпрессора масло поступает к подшипникам вала турбокомпрессора 19. Вытекая из зазоров подшипников, оно собирается в полости турбокомпрессора, а оттуда стекает в поддон 1. Часть масла после фильтра грубой очистки поступает для смазывания деталей пневмокомпрессора 17 и далее — в поддон.

Масло, вытекающее из шатунных подшипников, разбрызгивается и смазывает гильзы цилиндров, кулачки распределительного вала, шестерни привода и подшипники вентилятора. Затем оно стекает обратно в поддон.

Для поддержания температуры масла в необходимых пределах служит масляный радиатор 26 с краном 27. В него масло нагнетается секцией 3 масляного насоса по каналу 30 и подводящую трубку 31. Пройдя через радиатор, охлажденное масло через отводящую трубку 32 сливается в поддон.

Для нормальной работы смазочной системы в ней предусмотрены клапаны.

Редукционный клапан 5 предотвращает чрезмерное повышение давления, создаваемого масляным насосом при пуске холодного двигателя. Клапан установлен в нагнетательной секции 4 и открывается, когда давление превысит 0,7…0,75 МПа (7…7,5 кгс/см²).

Перепускной клапан 23 фильтра грубой очистки масла установлен параллельно фильтру. Когда разность давлений перед фильтром и за ним вследствие его загрязнения или нагнетания холодного масла достигает 0,2…0,25 МПа (2…2,5 кгс/см²), клапан открывается и часть масла, минуя фильтр, подается непосредственно в масляную магистраль.

Сливной клапан 33 расположен в нижней полости блока. Он поддерживает постоянное давление в масляной магистрали и отрегулирован на начало открывания при давлении 0,45…0,5 МПа (4,5…5 кгс/см²).

В корпусе радиаторной секции 3 масляного насоса установлен предохранительный клапан 34, отрегулированный на начало открывания при давлении 0,08…0,12 МПа (0,8…1,2 кгс/см²).

Контроль над давлением масла осуществляется двумя манометрами — 24 в главной масляной магистрали с датчиком 25 и 18 в турбокомпрессоре.

Для слива масла из поддона 1 служит пробка 35.

Смазочная система двигателя СМД-60 аналогична.

Отличие заключается в отсутствии фильтра грубой очистки. Все масло проходит очистку в центробежном маслоочистителе и оттуда поступает в масляную магистраль. В этом двигателе нет отвода к пневмокомпрессору.

На картере маховика двигателя закреплен масляный насос предпусковой прокачки. Он закреплен таким образом, что шестерня его привода постоянно находится в зацеплении с шестерней редуктора пускового двигателя. Поэтому сразу после запуска этого двигателя насос начинает подавать масло из поддона двигателя через обратный клапан в главную магистраль. После 1…2 мин работы пускового двигателя в системе устанавливается давление — до 0,10…0,12 МПа (1,0…1,2 кгс/см²). После запуска основного двигателя под действием давления и пружины обратный клапан закрывается, и доступ масла в насос предварительной прокачки прекращается.