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.

Смазки для подшипников электродвигателей

Наиболее часто встречающаяся на всех производствах составная часть оборудования – электродвигатель. Смазка для подшипников электродвигателей – в этой статье мы попробуем помочь вам разобраться как выбрать смазку для электродвигателя, на что обратить внимание, как и чем смазывать электродвигатель чтобы продлить срок его службы.

Обслуживание электродвигателей один из обязательных пунктов в перечне служебных обязанностей механических служб, одной из составляющих такого обслуживания является смазывание подшипников.

Несмотря на то что срок службы подшипника складывается из множества факторов, начиная от качества исполнения самого подшипника, корректности его верной установки и наличия или отсутствия факторов влияния среды срок его службы можно радикально повысить при условии своевременной и правильной смазки.

Правильно подобранная смазка в зависимости от типа электродвигателя, условий его эксплуатации позволит вам обеспечить надежную и долговременную его работу. Неправильно подобранная смазка в тоже время грозит самое меньшее повышенным расходом и увеличением затрат на обслуживание, в худшем же случае вызовет повышенный износ, а в дальнейшем и разрушение подшипника. Особенно это применимо к подшипникам, эксплуатирующимся в сложных условиях – при высоких температурах, скоростях и нагрузках.

Роль смазочных материалов

Применение смазочных материалов позволяет снизить трение на поверхности ролик-сепаратор, демпфирует ударную нагрузку тел качения на обойму и соответственно уменьшает шум при работе механизма. Также применение смазок способствует равномерному распределению тепла от поверхностей трения, являются своеобразным буфером защищающим подшипник от механических загрязнений (чем выше точность исполнения узла и чем выше скорость его вращения тем более весом этот фактор), а также защищает поверхность металла от коррозии.

Для правильной работы подшипника необходимо соблюдать рекомендации по нанесению и нормам закладки смазок, закладывать лишнюю смазку в подшипник не только неэкономично, но и приводит к тому что смазка хуже отводит тепло и может способствовать увеличению температуры подшипника. По данным исследований повышение температуры подшипника на 10 градусов снижает срок его службы на 20%.

Смазка подшипников электродвигателей 3000 об/мин

Наиболее часто применяемые электродвигатели на производстве это эл.двигатели с частотой оборотов около 3000 об/мин — универсальным решением для них служат такие смазки как ROXOL PU MF и ROXOL PU EP — в зависимости от того какие рабочие температуры в узле и окружающей среде. Это экономичные и в тоже время качественные полимочевинные смазки с увеличенным ресурсом эксплуатации, водостойкие и с отличной механической стабильностью.

Другие смазки

Для смазывания электродвигателей применяются консистентные смазки на различных загустителях, например смазки на основе кальциевого мыла – простейший представитель этого класса смазок это обыкновенный солидол, однако солидолы уже не удовлетворяют требованиям предъявляемым к современным смазкам и не могут обеспечить надежную работу электродвигателя.

Другой представитель кальциевых смазок это смазка разработанная во времена СССР – ЦИАТИМ-221.

ЦИАТИМ-221 – это смазка на основе синтетической полисилоксановой жидкости 132-24 загущенной кальциевым мылом, смазка специально разработана для применения в электродвигателях со скоростью вращения до 10000 об/мин.

Литиевые смазки – благодаря структуре загустителя смазки на основе литиевых мыл применяют в широком интервале температур. Нами разработана смазка на основе литиевого мыла Roxol MS с добавлением дисульфида молибдена – дли использования в электродвигателях при оборотах до 5000 об/мин при средних и высоких нагрузках. Благодаря содержанию в составе дисульфида молибдена смазка обладает высокими противоизносными свойствами.

Смазка ROXOL MS может быть иcпользована для замены более дорогих смазок ВНИИНП-242 и Molykote FB-180 в температурном диапазоне от -30 до +140 градусов.

Смазки на основе полимочевины – уникальные смазочные материалы с точки зрения их механической и химической стабильности, а также устойчивости к температурам. Благодаря природе загустителя смазки относятся к беззольным, т.е. не оставляют нагара, образуют сверхстабильные реологические системы (смазка быстро восстанавливает структуру после механического воздействия, отлично противостоит повышению нагрузки благодаря чему срок ее службы выше смазок на основе мыльных загустителей).

Для удовлетворения потребностей отечественного потребителя компания Роксол разработала полимочевинную смазку с загустителем из тетрамочевины Roxol PU EP. Смазка может использоваться для замены смазoк SKF, MOBIL и SHELL и других импортных смазок с загустителем из полимочевины. Идеальна для тяжелых условий работы при высоких скоростях, в отличие от литиевых смазок работает до 10 раз дольше. При низких температурах (ниже минус 30 градусов) рекомендуем использовать смазки на основе синтетических масел — например смазку Roxol PU SYNT — работающую в широком диапазоне температур и имеющую великолепные антифрикционные свойства.

Выбор смазки для электродвигателя следует производить с учетом ряда факторов:

1. Режим работы двигателя — скорость вращения, нагрузка на вал, длительность рабочего цикла.
2. Условия рабочей среды — влажность воздуха, температура, наличие агрессивных факторов (химикаты, пар, пыль и т.д.)
3. Конструкция и габариты узла.

Скорость вращения подшипника требует особого внимания, чем выше скорость тем ниже должна быть вязкость базового масла на основе которого изготовлена смазка.

Нагрузка на вал покажет, необходима ли смазка с повышенной несущей способностью (с EP присадками)

Длительность бесперебойной работы – выдвигает требования к механической стабильности смазки.

При температуре работы подшипника от 130 градусов и выше следует отдавать предпочтение смазкам термостойким, с температурой каплепадения от 190 градусов и выше.

Таким образом смазочный материал должен сохранять консистенцию в пределах рабочих температур, обладать высокой механической стабильностью, не вызывать эффект саморазогрева ( т.е. вязкость его базового масла должна соответствовать скорости работы), обладать устойчивостью к окислению.

Консистентная высокотемпературная смазка на основе минерального масла с полимочевинным загустителем ROXOL PU EP разработана нами для применения в электродвигателях тяжелой внедорожной техники, электродвигателях насосов и вентиляторов вместо таких смазок как SKF, MOBIL XHP, SHELL GADUS, ею могут смазываться и ступичные подшипники.

Идеальные смазки для электродвигателей

Смазки ROXOL PU EP и ROXOL PU SYNT — это идеальные смазки для снижения износа и увеличения ресурса подшипников электродвигателей работающих в широком интервале рабочих температур. Благодаря высокой механической стабильности они обеспечивают длительное смазывание узлов трения (практически ресурс смазок на основе полимочевины выше мыльных до шести раз в одинаковых условиях эксплуатации). Для особо нагруженных подшипников высокомощных электродвигателей мы рекомендуем применять смазку ROXOL DS — с содержанием дисульфида молибдена — смазка отлично справляется с высокими температурами и нагрузками характерными например для металлургических производств. Применение ее на металлургическом комбинате позволило сократить потребление смазочного материала в 5 раз, с тонны в месяц до 180 килограмм.