Виды клапанов системы смазки

Назначение и устройство клапанов масляной системы.

В масляной системе (см. рис. 62) применены:

— предохранительный клапан, смонтированный на масляном насосе 6;

— два обратных клапана 8 и 10.

Ø Предохранительный клапан – служит для защиты масляной системы от высокого давления и отрегулирован на давление 0,7 МПа (7 кгс/см 2 ).

Ø Разгрузочный клапан (Рис. 70, а) установленный за водомасляным теп-лообменником, – защищает систему от повышенного давления и отрегулирован на давление 0,5 — 0,6 МПа (5 — 6 кгс/см 2 ).

Корпус клапана состоит из двух частей, стянутых шпильками 4. Между верхней 8 и нижней 14 частями корпуса поставлена медная прокладка 7. В корпусе установлен клапан 12, имеющий форму стакана, на наружной поверхности которого проточены лабиринтные канавки. Клапан нагружен пружиной 6, упирающейся снизу в тарелку 5. Затяжку пружины регулируют винтом 2, ввернутым в центральное отверстие нижней части корпуса и закрепленным контргайкой 3. На выступающий конец винта 2 навернута колпачковая гайка.

К фланцу 9 верхней части корпуса прикреплена труба 10, идущая от водомасляного теплообменника. Сливная труба, соединяющая клапан с картером, прикреплена четырьмя шпильками к квадратному боковому фланцу 13. Кроме того, клапан соединен с картером трубкой 15, которая прикреплена при помощи штуцера 16, ввернутого в нижнюю часть 14 корпуса. Трубка исключает противодавление снизу на клапан 12, а также отводит в картер масло, просочившееся между клапаном и корпусом.

На клапан сверху постоянно давит масло, идущее из водомасляного теплообменника в коллекторы. При повышении давления до 0,5 — 0,6 МПа
(5 — 6 кгс/см 2 ) клапан опускается и сообщает трубу 10 со сливной трубой. Слив масла продолжается до тех пор, пока в системе не установится допустимое давление.

Рис. 70. Клапаны масляной системы:

а) разгрузочный; б) перепускной; в) обратный;

1 — колпачковая гайка; 2 — регулировочный винт; 3 — контргайка; 4, 11 — шпильки; 5 — тарелка; 6 — пружина; 7 — прокладка; 8, 14 — верхняя и нижняя части корпуса; 9, 13 — фланцы; 10 — труба; 12 — клапан; 15 — трубка; 16 — штуцер; 17 — медное уплотнительное кольцо; 18 — пробка;
19 — корпус клапана.

Ø Перепускной клапан (Рис. 70, б) – установлен на трубе перед фильтром тонкой очистки масла и отрегулирован на открытие при давлении масла 0,2 МПа (2 кгс/см 2 ). По конструкции этот клапан не отличается от перепускного клапана, используемого в топливной системе.

Ø Обратные клапаны (Рис. 70, в), – используются в контуре предварительной прокачки масла и имеют одинаковую конструкцию. От обратных клапанов, применяемых в топливной системе, они отличаются наличием пружины 6, удерживающей клапан 12 в закрытом положении.

Источник

Клапаны смазочной системы.

ТО и ремонт автомобильного транспорта

Тема 1.2 «Устройство и основы теории двигателя»

Урок № 1.2.36. Тема: «Контроль за работой смазочной системы»

Клапаны смазочной системы.

К тру­щимся деталям масло подводится под оп­ределенным давлением. Если оно недоста­точно, то из-за уменьшения скорости пото­ка в зазорах ухудшаются вымывание из них продуктов изнашивания и охлаждение деталей. При чрезмерном давлении увели­чиваются нагрузка на сборочные единицы смазочной системы и затрата энергии на привод масляного насоса. Давление масла в магистрали зависит от частоты враще­ния коленчатого вала, температуры масла, степени изношенности деталей, сопро­тивления масляных фильтров, радиатора и т. п.

Чтобы поддержать требуемое дав­ление в смазочной системе и обеспечить нормальную работу ее устройств, можно установить следующие автоматически действу­ющие клапаны: редукционный, дифференциальный, перепускной и предохранительный. В смазочных системах рассматриваемых двигателей эти клапа­ны можно применять в различных сочетаниях.

По типу все клапаны делят на плунжерные и шариковые.

По назначению клапаны делят на предохранительные, сливные и перепускные. Предохранительные клапаны защищают смазочную систему или отдельные агрегаты от перегрузок (чрезмерного по­вышения давления). Они установлены после насоса. Сливные клапаны создают определенное гидравлическое сопротивление при сливе масла и тем самым поддерживают необходимое давление в главной масляной магистрали. Перепускные клапаны возвращают поток масла из нагнетающей секции насоса во всасывающую или в главную магистраль, например при засорении фильтра, большом сопротивлении радиатора.

Редукционные клапаны действуют при перепаде давления и под­держивают постоянное давление в определенной магистрали сма­зочной системы.

Дифференциальные клапаны применяют в некоторых двигателях вместо сливных или перепускных, уменьшая при этом потери энергии на прокачивание масла.

Смазочная система двигателя КамАЗ оборудована автоматически действующи­ми плунжерными клапанами.

Всего их шесть: три у масляного насоса – предох­ранительные 11 и 9 (рис. 1) соответствен­но радиаторной и нагнетающей секций и клапан 13 смазочной системы; у центрифуги – сливной 1 и пе­репускной 3 клапаны и один перепускной клапан в корпусе полнопоточного масляного фильтра 14. Рис. 1. Смазочная система двигателя КамАЗ-740.08: 1 – сливной клапан центрифуги; 2 – кран включения масляного насоса; 3 – перепускной клапан центрифуги; 4 – фильтр центробежной очистки масла (центрифуга); 5 – компрессор; 6 – топливный насос высокого давления; 7 – поддон; 8 – двухсекционный теплообменник; 9, 11 – предохранительные клапаны; 10 – радиаторная секция масляного насоса; 12 – нагнетающая секция масляного насоса; 13 – дефференциальный клапан; 14 – фильтр тонкой очистки масла; 15 – главная масляная магистраль.

Клапан 6 необходим для поддержания нормального давления (400. 550 кПа) масла в главной магистрали у прогретого двигателя.

Рис. 2 Клапаны смазочной системы двигателя КамАЗ-740.08: 1 – перепускной клапан с сигнализатором засорения; 2 – лампа сигнализатора засорения полнопоточного масляного фильтра; 3 – полнопоточный масляный фильтр; 4, 7 – нагнетающая и радиаторная секции масляного насоса; 12 – маслоприемник; 5 – плунжер клапана; – дифференциальный клапан смазочной системы; 8 – масляный радиатор; 9 – сливной клапан центрифуги; 10 – перепускной клапан центрифуги; 11, 13 – предохранительные клапаны нагнетающей и радиаторной секций.

По принципу действия клапан дифференциальный представляет собой плунжер с кольцевой проточкой А. С одной стороны он нагружен силой давления мас­ла из главной магистрали, а с другой — пружиной. При этом сила давления, пере­даваемая непосредственно из нагнетаю­щей секции масляного насоса по каналу Б в проточку А, не нарушает равновесия, так как она действует на равные по площади торцовые поверхности проточки. Когда давление в главной магистрали превысит допустимое, клапан, преодолевая сопро­тивление пружины, сместится и проточка А соединит каналы Б и В, в результате чего масло от насоса будет свободно сливаться по каналу В в поддон.

Перепускной клапан 1 вступает в рабо­ту при засорении фильтроэлементов полно­поточного фильтра 3. С одной стороны на клапан 1 действует сила давления неочи­щенного масла, а с другой — сила давле­ния очищенного масла и усилие пружи­ны, отрегулированной на перепад (раз­ность) давлений до и после фильтра, рав­ный 250. 300 кПа. Когда сопротивление фильтра превышает значение перепада давлений, клапан открывается и часть мас­ла перепускается в главную магистраль минуя фильтр. Таким образом, когда срабатывает пе­репускной клапан, то аварийное поврежде­ние двигателя предотвращается, но одно­временно усиливается изнашивание дета­лей из-за подачи к ним неочищенного масла. Чтобы водитель знал об этом, в перепуск­ном клапане имеется контактное устройст­во, обеспечивающее включение лампы 2 на щитке приборов в кабине, сигнализирую­щей о работе двигателя на неочищенном масле.

Предохранительные клапаны 11 и 13 пред­отвращают чрезмерное повышение давле­ния, создаваемого секциями масляного на­соса, подача которых рассчитана с запасом на случай работы с пониженной частотой вращения, на горячем масле, при опреде­ленной изношенности двигателя. Со сторо­ны нагнетательной полости на клапан дей­ствует сила давления масла, а с противопо­ложной стороны — усилие пружины. Когда сила давления превысит сопротивление пружины (например, при прокачивании хо­лодного масла при пуске непрогретого двигателя), клапан откроется и перепустит избыток масла во всасывающую полость, снизив нагрузки на детали насоса.

Для обеспечения нормальной работы центрифуги требуется достаточно высокое давление поступающего в нее масла, поэто­му перепускной клапан 10 отрегулирован на давление открытия 600. 650 кПа. Для предохранения от разрушения тонкостен­ных трубок масляного радиатора давление масла в его магистрали должно быть значительно ниже, поэтому сливной клапан 9 открывается при давлении 50-70 кПа.

При изменении давления (сниже­нии или увеличении относительно оптимального) ухудшаются по­казатели всей смазочной системы. Для контроля за состоянием (температурой, давлением, степе­нью загрязненности) и количеством масла, а также за состоянием масляных фильтров и радиаторов смазочных систем используют механические и электрические контрольные устройства, работаю­щие в автоматическом режиме.

В смазочной системе двигателя КамАЗ-740 при температуре 80. 100°С и номинальной частоте вращения 2600 мин -1 давление масла должно быть 0,4. 0,55 МПа и не менее 0,1 МПа при мини­мальной частоте вращения холостого хода.

Давление в системе смазки двигателя ЗМЗ-406 при средних скоростях движения автомобилей Газель-3302 (примерно 50 км/ч) должно быть 200-400 кПа (2-4 кгс/см 2 ).

Оно может повысится на непрогретом двигателе до 450 кПа (4,5 кгс/см2) и упасть в жаркую погоду до 150 кПа (1,5 кгс/см 2 ).

Уменьшение давления масла при средней частоте вращения ниже 100 кПа (1,0 кгс/см 2 ) и при малой частоте вращения холостого хода ниже 50 кПа (0,5 кгс/см 2 ) свидетельствует о неисправностях в системе смазки двигателя ЗМЗ-406 автомобилей Газель-3302 или о чрезмерном износе подшипников коленчатого и распределительных валов.

Дальнейшая эксплуатация двигателя в этих условиях должна быть прекращена.

Для двигателей автомобилей ВАЗ оптимальным следует считать давление в смазочной системе 0,35. 0,45 (3,5-4,5 кгс/см 2 ) МПа при темпе­ратуре 85 °С и частоте вращения коленчатого вала 5400 мин -1 . Для двигателя автомобиля Лада Приора у прогретого двигателя на холостых оборотах – 196,2 кПа (2 бар), а на 5400 оборотах – 4,5 – 6,5 бар.

Значение давления в смазочной системе двигателей определя­ют по указателю давления масла, находящемуся на панели прибо­ров в кабине автомобиля. На всех автомобилях на панели приборов установлены контрольные лампы аварийного снижения давления масла, а у некоторых и указатели температуры масла в системе. Так, в двигателе автомобиля ВАЗ-21213 сигнальная лампа загорается при давлении масла 0,02. 0,06 МПа.

При работе двигателя нужно систематически следить по конт­рольным приборам за температурой и давлением масла. Низкое давление в смазочной системе может быть следствием его утечки в маслопроводах, недостаточного количества в поддоне картера, за­сорения сетки масляного насоса или фильтрующего элемента. Для устранения этих неисправностей следует соответственно подтя­нуть крепления и зажимы, долить масло в поддон, прочистить сет­ку и заменить фильтрующий элемент. Причиной низкого давле­ния масла может быть также износ подшипников коленчатого и распределительного валов. В этом случае двигатель направляется в ремонт.

Причиной полного падения давления может быть выход из строя масляного насоса, датчика и указателя давления масла.

Д.З. Богатырев А.В. и др. Автомобили. Стр. 186.

Источник

Устройство и принцип работы системы смазки двигателя

Система смазки в двигателе необходима для уменьшения силы трения между его подвижными деталями. Дополнительно она выполняет функции охлаждения основных узлов, повышает срок их службы, защищает от коррозии, а также очищает от загрязнений (продуктов износа и нагара). Рабочей жидкостью (смазочным материалом) при этом выступает моторное масло, которое может подаваться под давлением, разбрызгиванием или самотеком. Это определяет вид, конструкцию и принцип работы системы.

Устройство системы смазки автомобильного двигателя

Главной задачей системы смазки является обеспечение масляной пленки на соприкасающихся подвижных деталях автомобильного двигателя. Это позволяет снизить потери мощности и износ силового агрегата. Помимо этого, масло, подаваемое системой, используется в гидрокомпенсаторах, гидронатяжителях и в механизмах регулирования фаз газораспределения. В общем устройстве автомобиля смазочная система интегрирована в конструкцию двигателя и состоит из следующих элементов:

• Заливная горловина – через нее выполняется заливка или доливка масла.
• Поддон картера – представляет собой нижнюю часть корпуса двигателя, наполненную маслом. Для правильной работы двигателя количество рабочей жидкости в поддоне должно быть на определенном уровне, что измеряется при помощи различных датчиков и приспособлений (щупа). В поддоне скапливаются не только излишки масла, стекающие из механизмов двигателя, но и загрязнения, образующиеся в процессе работы. Также на поддоне расположено сливное отверстие и пробка в виде болта с шайбой. При замене масла пробку необходимо заменить вместе с шайбой.
• Маслозаборник – представляет собой конструкцию из патрубка, идущего от поддона к насосу, и фильтра грубой очистки.
• Масляный насос – всасывает смазку при помощи маслозаборника из поддона и подает ее в систему. Он запускается и отключается одновременно с двигателем. В качестве привода может выступать коленвал, распредвал или вспомогательный приводной вал. Как правило, в автомобилях для перекачки масла применяются два типа насосов: шестеренчатые (более популярные) и роторные.
• Масляный фильтр. Устанавливается на входе в насос и предназначен для очистки рабочей жидкости от стружки и нагара. Бывают двух типов – разборные (при загрязнении фильтра меняется лишь фильтрующий элемент) и неразборные (меняется весь фильтр).
• Масляный радиатор. Поскольку рабочая жидкость в системе смазки также осуществляет охлаждение, для снижения ее собственной температуры она проходит через радиатор. Последний, в свою очередь, охлаждается жидкостью системы охлаждения.
• Магистрали и каналы – по ним движется масло от одного узла к другому.
• Масляные форсунки. Используются для подачи масла на стенки цилиндров и поршни.
• Датчики давления, температуры и уровня масла – подают сигналы на электронный блок управления двигателем, передавая данные о состоянии системы смазки и режиме работы двигателя.
• Клапаны (перепускные и редукционные). Позволяют автоматизировать контроль давления масла и управлять его подачей в систему. Такие клапаны монтируются вблизи ведущих элементов системы (насоса, основных узлов двигателя, фильтра).

В некоторых моделях двигателей датчики и радиатор могут отсутствовать. При этом охлаждение масла происходит непосредственно в поддоне картера.

Принцип работы и виды систем смазки

Все смазочные системы разделяют на две основные группы: с «сухим» и с «мокрым» картером. Последняя более популярна, благодаря простоте реализации. С другой стороны конструкции с «мокрым» картером склонны к таким проблемам, как вспенивание и расплескивание моторного масла , приводящее к перепадам уровня. В этом случае его подача в систему может быть нестабильной.

Системы смазки с «сухим» и «мокрым» картером

Отличительной чертой «сухих» систем является наличие отдельного бака, в котором хранится моторное масло. Моторное масло после поступления в двигатель стекает в поддон, но не накапливается в нем, а перекачивается назад в бак дополнительным насосом. Картер в таком случае всегда остается сухим.

Эта конструкция сложнее и дороже в изготовлении, однако, позволяет уменьшить высоту двигателя и обеспечивает надежную смазку при движении автомобиля по наклонным поверхностям. Это определило сферу применения систем с «сухим» картером – преимущественно в автомобилях высокой проходимости и спецтехнике.

Принципиально масло может подаваться к основным узлам двигателя тремя способами:

• Под давлением. Масло подается принудительно ко всем узлам двигателя при помощи насоса.
• Разбрызгиванием или самотеком. Подача выполняется под действием центробежной силы вращающихся деталей двигателя. При этом масло разделяется на мелкие частички, внешне похожие на масляный туман. Благодаря этому смазка заполняет все пространство между деталями мотора и оседает на их поверхности.
• Частично под давлением и частично самотеком (комбинированный метод). В этом случае масло к наиболее важным узлам осуществляется под давлением, а для всей остальной конструкции разбрызгиванием.

В современном автомобилестроении практически всегда применяют комбинированный способ, поскольку он позволяет более экономно расходовать смазочные материалы и при этом гарантирует своевременную смазку основных деталей.

Как работает комбинированная система смазки с мокрым картером

Процесс смазки двигателя представляет собой повторяющийся цикл. Он состоит из следующих этапов:

• В момент запуска двигателя приводится в действие масляный насос.
• Маслозаборник начинает всасывать масло из поддона картера, выполняя грубую очистку.
• На входе в насос масло проходит через масляный фильтр, где выполняется тонкая очистка.
• Из насоса по магистралям масло подается на такие узлы двигателя как подшипники (вкладыши) коленвала, опоры распредвала, поршневые кольца, а также на рабочую поверхность цилиндров. Для этого в системе могут быть установлены специальные форсунки или просто выполнены отверстия в блоке.
• Излишки масла, подаваемой на основные узлы, стекают через специальные зазоры на кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы. Их движущиеся элементы выполняют разбрызгивание рабочей жидкости, что обеспечивает ее попадание на остальные детали двигателя.
• Масло стекает обратно в поддон картера, смывая с деталей мотора металлическую стружку, нагар и другие загрязнения.
• После этого цикл повторяется.

Давление масла в системе может находиться в пределах от 0,2 МПа до 1,6 МПа.

Уровень масла и его значение

Для разных типов двигателей требуется различный объем масла в системе. В конструкциях с «мокрым» картером минимальное и максимальное значение уровня рабочей жидкости определяется при помощи специального щупа, который расположен на блоке цилиндров. Он имеет две метки «min» и «max».

Проверку уровня масла в системе выполняют на заглушенном двигателе после того, как он проработал некоторое время. В этом случае оно достаточно прогревается и стекает в поддон. Щуп вытаскивают, протирают тряпкой (ветошью) и погружают обратно в поддон. Далее достают повторно и проверяют уровень. Если масло, попавшее при этом на щуп, выходит за пределы максимального или минимального значения необходима доливка или слив масла. Также этот способ позволяет определить состояние и степень загрязнения.

В зависимости от вида и мощности мотора объем масла в системе смазки может быть от 3,5 до 7,5 литров.

Отличия систем смазки бензинового и дизельного двигателя

Особых конструктивных различий в смазочных системах бензинового и дизельного моторов нет. Однако, поскольку работа дизельного двигателя связана с более высокими температурами, основным отличием является используемое моторное масло. Базовая основа дизельного масла аналогична используемой в бензиновых моторных маслах, но имеет другой пакет присадок, которые позволяют обеспечить ей следующие функции:

• Высокую моющую способность – дизельные двигатели склонны к обильному образованию сажи, а потому требуют интенсивной очистки.
• Устойчивость к окислению – из-за высокой степени сжатия, в картер дизеля могут проникать отработавшие газы, что приводит к окислению моторного масла и более быстрой выработке его ресурса.

Масло, используемое в смазочной системе, может быть синтетическим, минеральным или полусинтетическим. В зависимости от того, какой тип используется, определяют сроки его замены.

Максимально долго служат синтетическое и полусинтетическое масло, которые при нормальных условиях эксплуатации не требуют обновления до 10-15 тысяч километров пробега.

Минеральные масла служат около 5 тысяч километров пробега.

Система смазки является неотъемлемой частью любого двигателя, обеспечивающей его работоспособность. Очень важно проводить своевременный техосмотр, контролировать уровень и состояние масла.

Источник