Система смазки двигателя — одна из важнейших в автомобиле: ДВС без масла работать не сможет. В первую очередь это обусловлено применением подшипников скольжения для кривошипно-шатунного механизма. Они способны выдерживать всю мощь давления газов только при условии, что на поверхности движущихся тел формируется масляная пленка. Нарушение непрерывной подачи смазки для мотора губительно. Вот почему одна из заповедей механиков гласит, что экономить можно на всем, кроме масла.
Назначение и виды систем смазки
Назначение системы смазки двигателя состоит в обеспечении подачи смазочных материалов к трущимся поверхностям деталей под определенным давлением и в заданном количестве:
• Смазка уберегает трущиеся поверхности от износа, сокращает трение и минимизирует затраты мощности ДВС.
• Масло охлаждает раскаленные детали, недоступные системе охлаждения.
• Вывод из двигателя продуктов износа, нагара — немаловажная функция системы смазки.
• Сила давления жидкости используется для приведения в действие гидрокомпенсаторов и плунжеров натяжителей цепей, а также для регулировки фаз газораспределительного механизма (ГРМ).
Поддон картера — это емкость внизу двигателя, где и находится основная часть масла. В нем также имеется щуп для измерения уровня. Объем системы смазки двигателя легкового автомобиля, как правило, 3–7 л. Такое устройство присуще системе с мокрым картером. Но существуют варианты с сухим картером. Конечно, сухой картер — название условное, ведь масло в него все же попадает, однако не содержится в полном объеме. Система оборудована дополнительным насосом, который откачивает масло из поддона в специальный бак, откуда оно вновь забирается основным насосом и подается в двигатель. В остальном принцип работы системы смазки двигателя с сухим и мокрым картером одинаков.
Преимущество такого устройства в подаче смазочных материалов и надежном подводе смазки — без вспенивания и захвата воздуха, когда машина накренена, или мчится на вираже. В любом из этих случаев подача происходит стабильно и сверху насоса. Кроме того, такая компоновка позволяет уменьшить высоту силовой установки.
Однако нужен бак, нужен дополнительный насос. Система становится дороже. Эта схема смазки двигателя нашла применение на моторах спецтехники, вездеходов и на флоте.
Как работает система смазки двигателя, на обычных машинах разберемся в следующем разделе.
Комбинированная система смазки с мокрым картером
В современных ДВС применяется комбинированная система. Она названа так потому, что обеспечивает смазку деталей одновременно двумя способами:
• под давлением;
• разбрызгиванием.
При разбрызгивании смазочная жидкость может находиться в виде масляного тумана или подаваться в определенное место направленной струей. В поддон масло попадает через заливную горловину. Оттуда оно засасывается масляным насосом через маслозаборник (это труба с сеткой, задерживающей крупные частицы).
Масляные насосы
Масляный насос двигателя призван обеспечивать бесперебойную подачу материала к трущимся частям.
• Масляные насосы шестеренного типа представляют собой ведущую и ведомую шестерни, находящиеся в наружном или внутреннем зацеплении. При наружном — они приводятся в движение специальным приводом. Насосы внутреннего зацепления устанавливаются непосредственно на коленчатый вал (КВ) — идеальная по простоте и надежности компоновка.
• Роторные насосы состоят из двух роторов сложной формы. В процессе поворота они меняют объем полостей между своими элементами и выдавливают смазку. Встречаются регулируемые модификации: они меняют давление масла в зависимости от режима работы.
Независимо от типа, все насосы нагнетают масло в приемный канал блока цилиндров. При слишком большом давлении срабатывает редукционный клапан, который перепускает жидкость обратно в картер.
Масляные фильтры
После насоса масло попадает в фильтр, они бывают:
• Грубой очистки.
• Тонкой очистки (щелевые и центробежные). Щелевой задерживает частицы исходя из их величины, а центробежный — отделяет наиболее тяжелые. Их называют центрифугами. Они представляют собой ротор, который раскручивается под действием реактивных сил вырывающихся из него масла. Механизм помещен в неподвижный корпус, на внутренних стенках которого оседает тяжелая взвесь. Очищенное масло стекает в поддон. Такие фильтры не полнопоточные, они очищают весь объем постепенно.
В фильтре моторное масло очищается и идет в главную масляную магистраль. В ней обычно расположен датчик давления.
В магистраль масло попадает, даже если фильтр засорен, но, к сожалению, неочищенным.
Чтобы не возникло масляного голодания, смазка перепускается через байпас. Это чаще всего происходит при резком наборе скорости. Из магистрали масло распределяется на коренные шейки КВ и головку блока цилиндров (ГБЦ). В коленвал смазка попадает через отверстия в коренных шейках и проходит по его внутренним каналам к шатунным шейкам.
За счет давления масла и зазора, эксцентриситета между шейками и вкладышами коленчатого вала создается масляный клин. Он и разделяет движущиеся поверхности, предотвращая сухое трение.
Когда автомобильный ДВС остановлен, коленчатый вал лежит в опорах опираясь на них через масляную пленку. Но на очень больших двигателях вес вала продавливает слой масла. Это грозит сухим трением на пуске. Давление в системе перед запуском поднимается прокачивающим насосом.
Смазав сопряженные пары вкладышей и шеек, масло через зазоры сливается в поддон, а также разбрызгивается вращающимися деталями, создавая масляный туман. Разбрызгиванием смазываются цилиндры, поршни и другие элементы.
Из главной масляной магистрали часть масла идет в ГБЦ через вертикальный канал. Под давлением оно смазывает шейки распределительных валов, находящихся в опорах, а разбрызгиванием смазываются компоненты ГРМ. Как уже отмечалось, рабочая жидкость используется в гидрокомпенсаторах тепловых зазоров клапанов и механизмах натяжения цепей.
Схема системы смазки двигателя может включать в себя и другие компоненты, например, масляный радиатор или водомасляный теплообменник. Последний помогает смазке быстрее нагреться, а потом охлаждает его.
В картере могут быть установлены масляные форсунки охлаждения поршней. Они прицельно направляют струи масла на донышки поршней. Это уберегает их от перегрева при больших нагрузках
Масло должно проникать куда надо и не попадать куда не надо. Для этого используются различные уплотнения:
• выходы валов защищаются сальниками;
• камеру сгорания от попадания масла предохраняют маслосъемные поршневые кольца и одноименные колпачки на клапанах ГРМ;
• неподвижные части разделены прокладками и уплотнительными кольцами;
• самая главная прокладка — между блоком цилиндров и ГБЦ, она не дает рабочим жидкостям смешиваться и попадать в цилиндры.
Причины и устранение неисправностей системы смазки
Основная неисправность системы смазки двигателя автомобиля — это падение давления масла. Естественным образом оно происходит в результате износа деталей, в том числе масляного насоса. С увеличением износа, зазоры в сопрягаемых парах растут, из-за этого падает производительность и давление в насосе. Масло, попадая на шейки коленчатого вала смазывает их, но легко просачивается через увеличенный зазор на слив. Должное давление на нагруженное соединение не создается. То же самое происходит и в других узлах.
Чтобы понять, почему давление масла может упасть, пройдемся по системе еще раз привычным путем от маслозаборника:
• Замятый жестяной поддон уменьшает щель между маслозаборником и днищем. В узком протоке активно собираются продукты износа и сажа. Маслозаборник также может повредиться и от удара: трещина в его приемной трубе будет способствовать подсосу воздуха.
• Масляный насос может совсем перестать качать не только из-за износа, но и по причине обрыва привода. Это извечная беда всегда классических Жигулей: непрочные шлицы привода насоса часто срывало в мороз, низкокачественное масло загустевало, и деталь не выдерживала сопротивления. То ли дело насос с внутренним зацеплением переднеприводных моделей ВАЗ. Его приводом является коленчатый вал. Абсолютная надежность при отсутствии дополнительных деталей.
• Засорение фильтра. Проблема решается просто — его нужно поменять.
• Чрезвычайно редко, но встречается выпадение заглушки из коленчатого вала. Это технологические детали, которые закрывают каналы, просверленные в КВ. В посадочное место их запрессовывают, и если посадка не плотная, то увы... При переборке мотора их действительно лучше вынуть, и прочистить каналы как следует — обычно там залежи грязи. Только после запрессовки нужно подстраховаться и раскернить посадочное отверстие.
• Заедание редукционного клапана в открытом состоянии.
• Неисправность датчика давления.
• Перегрев масла.
Смешивание смазочного материала с другими жидкостями является уже комплексной проблемой двигателя.
Другие неисправности системы смазки:
• Повышение давления в системе возникает из-за заедания редукционного клапана в закрытом положении.
• Грязное масло — причина заклинивания гидрокомпенсаторов и натяжителей цепей.
• Масло вытекает наружу из-за неисправных уплотнений (прокладок, уплотнительных колец и сальников), заглушек, трещин деталей.
Техническое обслуживание
Система смазки двигателя внутреннего сгорания интегрирована в двигатель. Ее состояние неразрывно связано с состоянием его механизмов и узлов. Обслуживанию системы смазки необходимо уделять достаточное внимание (какое именно — подскажет инструкция по ТО конкретного автомобиля). Замена масла — важнейшая составляющая сервиса ДВС. Независимо от типа двигателя, эту операцию необходимо проводить регулярно и своевременно.
На старом моторе лучше менять масло почаще. Оно быстрее загрязняется в связи с износом цилиндро-поршневой группы и попадания в картер большего количества газов или топлива.
Система смазки двигателя требует взвешенного подхода к вопросу промывки или раскоксовки ДВС. Необходимо выбрать правильный метод очистки, иначе можно получить нулевой результат или даже серьезно навредить «здоровью» мотора.
