Системы смазки и охлаждения

6.5 Системы смазки и охлаждения

Масло в двигателе работает в разнообразных и сложных условиях. В камере сгорания масло подвергается воздействию высоких температур (до +2000°С), вследствие чего на деталях отлагается нагар, а часть масла сгорает, образуя золу и кокс. Вследствие отложения нагара двигатель перегревается, что приводит к самовоспламенению смеси, детонации, повышенным износам и прогоранию деталей.

В сопряжениях поршень—цилиндр тонкий слой масла нагревается до 200—300°С, вследствие чего на поршнях и кольцах образуются лаковые отложения. Отложение лаковых углеродистых веществ усиливается при износе колец и прорыве газов в картер. Для уменьшения лаковых отложений в масла добавляют моющие присадки.

В картере двигателя масло нагревается до 50—100°С. С повышением температуры масло окисляется, что усиливает его коррозионное действие, термический распад и сгорание.

При понижении температуры масла до +35°С в нем образуются осадки, представляющие собой липкую мазеобразную массу, которая отлагается на деталях двигателя. Осадкообразование увеличивается при попадании воды в масло, а также вследствие работы неподогретого двигателя.

Система смазки двигателя обеспечивает подачу масла к трущимся поверхностям деталей для уменьшения трения между ними. Масло также охлаждает детали и удаляет с их поверхности продукты износа. Кроме того, слой масла, образующийся у кромок поршневых колец, увеличивает герметичность между поршнем и зеркалом цилиндра.

В двигателе принята комбинированная система смазки: под давлением и разбрызгиванием.

Систему смазки двигателя составляют: масляный картер для запаса масла, шестеренчатый масляный насос с маслозаборным патрубком, полнопоточный фильтр тонкой очистки масла с фильтрующим элементом, масляные каналы в блоке цилиндров, головке цилиндров и в деталях двигателя, а также устройства и приспособления для контроля давления масла во время работы двигателя, сигнализации об аварийном падении давления масла, для проверки уровня масла, заправки и выпуска масла и вентиляции картера.

Масляный картер отштампован из листовой стали. Его устанавливают на уплотнительной прокладке, изготовленной из пробковой крошки на резиновой связке, толщиной 3 мм, крепят к блоку двенадцатью болтами, которые затягиваются с приложением момента в 0,52—0,84 кгс·м. Чтобы предотвратить расплескивание масла при движении по плохим дорогам, на крутых подъемах, при спуске и резком торможении, в картере 3 установлена перегородка. Для выпуска отработавшего масла к нижней части картера приварен фланец, в котором установлена резьбовая сливная пробка.

Масляный насос — шестеренчатый, с редукционным клапаном. Привод ведущего валика насоса осуществляется от коленчатого вала двигателя через цепную передачу, валик привода, звездочку валика привода и шестерню с винтовыми зубьями, изготовленную как одно целое с валиком. Осевое перемещение валика в блоке ограничивается установкой упорного фланца. В случае чрезмерного износа упорный фланец заменяют. Валик установлен и вращается в сталеалюминевых втулках, запрессованных в блок цилиндров двигателя.

Масло по каналам в блоке к деталям двигателя подается от насоса через фильтр по магистральному масляному каналу и подканалам к коренным подшипникам коленчатого вала.

Таким образом, в двигателе под давлением смазываются: подшипники коренных и шатунных шеек коленчатого вала, опоры и кулачки распределительного вала, опоры валика привода и втулка шестерни привода масляного насоса и прерывателя-распределителя. Цилиндры, поршни и поршневые кольца, поршневые пальцы, втулки и пружины клапанов, цепной привод распределительного вала, шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя, кулачок привода топливного насоса смазываются масляным туманом, который образовался в результате разбрызгивания масла.

Давление масла в двигателе контролируется при помощи электрического датчика. В прогретом двигателе при 5600 об/мин коленчатого вала и температуре 85°С нормальное давление масла должно быть в пределах 3,5...4,5 кгс/см². В случае падения давления масла до 0,4—0,8 кгс/см² контрольная лампа с красным светофильтром, расположенная на щитке (комбинации) приборов, загорается и сигнализирует об аварийном падении давления масла.

Допускается временное загорание контрольной лампы падения давления масла в режиме холостого хода, а при увеличении частоты вращения оборотов коленчатого вала лампа должна гаснуть. В случае загорания лампы в рабочих режимах двигателя следует прекратить работу двигателя, так как давление масла недостаточно.

В связи с тем, что масляный манометр на двигателях ВАЗ-2101 не устанавливается, периодически следует проверять давление масла по контрольному манометру, штуцер которого завертывается в отверстие блока цилиндров вместо вывернутого датчика.

Емкость системы смазки (картера двигателя и масляного фильтра) — 3,75 л или 3,5 кг масла. Общая емкость картера, масляного фильтра, каналов и трубок составляет 4,2 л. Для периодической замены масла достаточно 3,75 л. Масло заливают через маслозаливную горловину, герметически закрытую пробкой. Эта пробка уплотняется резиновой прокладкой и удерживается плоской пружиной. Работа двигателя без пробки маслозаливной горловины недопустима, так как при этом в систему попадает значительное количество пыли и влаги, что повышает износ двигателя и при этом возрастает угар масла.

Уровень масла контролируется указателем (маслоизмерительным стержнем), на котором нанесены метки «МIN» и «МАХ».

Метка «МАХ» находится на расстоянии 61 мм от конца указателя. Расстояние между метками «МIN» и «МАХ» 16 мм.

Работа жидкостной, двухконтурной системы охлаждения двигателей ВАЗ закрытого типа с принудительной циркуляцией обеспечивается установкой водяного насоса, трубчатого радиатора, полнопоточного термостата с байпасным обводом, герметичной пробки и расширительного (конденсационного) бачка.

Рис. 14. Система смазки двигателя ВАЗ-2101

1 — шестеренчатый масляный насос, 2 — маслозаборный патрубок, 3 — масляный картер двигателя, 4 — ведущий валик масляного насоса, 5 — ведущая звездочка коленчатого вала, 6 — шестерня привода масляного насоса и прерывателя-распределителя, 7 — канал для подачи масла к подшипникам и кулачкам валика привода, 8 — передняя полость блока для стока избыточного масла и вентиляции картера, 9—валик привода прерывателя-распределителя зажигания, масляного и топливного насосов, 10—роликовая цепь привода, 11 — поршень, 12 — ведомая звездочка распределительного вала, 13 — крышка головки цилиндров, 14 — пружины клапана, 15 — упорный фланец распределительного вала,1 6 — отверстие в звездочке для смазки цепи, 17 — распределительный вал, 18 — масляный канал распределительного вала, 19 — канал для смазки опорной шейки распределительного вала, 20 — канал в стойке корпуса подшипников для подачи смазки к распределительному механизму, 21 — канавка для подачи масла в масляный канал распределительного вала, 22 — корпус подшипников распределительного вала, 23 — маслозаливная горловина двигателя, 24 — пробка маслозаливной горловины двигателя, 25 — канал для смазки кулачка, 26 — рычаг привода клапана, 27 — канал в головке цилиндров для подачи масла к распределительному механизму, 28 — головка цилиндров, 29 — цилиндр двигателя, 30 — задняя полость головки и блока цилиндров для стока избыточного масла и вентиляции картера, 31 —канал в блоке для подачи масла к распределительному механизму, 32 — блок цилиндров, 33 — пятиопорный коленчатый вал, 34 — контрольная лампа (с красным светофильтром) падения давления масла в двигателе до 0,4— 0,8 кгс/см², 35 — щиток (комбинация) приборов, 36 — датчик давления масла, 37 — канал для смазки коренного подшипника коленчатого вала, 38 — магистральный масляный канал, 39 — маслосъемное поршневое кольцо, 40 — масляный канал в валике привода, 41 — указатель для измерения уровня масла в картере двигателя, 42 — перегородка масляного картера, 43 — фильтрующий элемент, 44 — корпус полнопоточного фильтра тонкой очистки масла

Горение рабочей смеси в камерах сгорания цилиндров двигателя является сложным физико-химическим процессом, который сопровождается значительным выделением избыточного тепла. Тепловые процессы в двигателях ВАЗ усложняются с увеличением степени сжатия и числа оборотов коленчатого вала, причем эти двигатели имеют высокую литровую мощность. Перегрев двигателя приводит к самовоспламенению смеси в цилиндрах, заклиниванию поршней, выплавлению подшипников и поломкам деталей.

Таким образом, система охлаждения должна поддерживать постоянный оптимальный тепловой режим двигателя вне зависимости от условий эксплуатации.

В связи с тем, что байпасный клапан термостата закрыт и над термостатом остается небольшое количество воздуха, необходимо залить в расширительный бачок через горловину, закрываемую пробкой 6, дополнительное количество жидкости в 100—150 см³ сверх нормального уровня, который обычно находится на 3—4 см выше метки «МИН».

При горячем двигателе охлаждающая жидкость в системе охлаждения двигателя циркулирует по большому контуру — от нижнего бачка радиатора по шлангу она подается в корпус термостата и через канал, открытый основным клапаном, в корпус водяного насоса. Под действием крыльчатки водяного насоса, которая приводится в действие ременной передачей от шкива коленчатого вала, жидкость поступает в рубашку охлаждения блока цилиндров и рубашку охлаждения головки цилиндров, охлаждая цилиндры и камеры сгорания двигателя. Затем через выпускной патрубок и подводящий шланг жидкость поступает в верхний бачок радиатора.

При холодном двигателе основной клапан, термостата закрыт и байпасный (перепускной) клапан открыт. При этом охлаждающая жидкость циркулирует по малому контуру — от водяного насоса подается в рубашку охлаждения блока и головки цилиндров.

Термочувствительный элемент термостата состоит из стакана, внутри которого завальцована резиновая вставка и находится твердый наполнитель. В резиновой вставке размещен полированный стальной поршень, посаженный на резьбе в держателе и стопорящийся регулировочной гайкой. На стакане установлен основной клапан термостата, на который воздействует пружина, прижимая его к седлу держателя. При закрытом клапане перекрывается доступ жидкости от нижнего бачка 1 радиатора и входного патрубка. Сверху стакана в обойме установлен байпасный клапан, на который воздействует пружина.

Основной клапан находится в закрытом положении, пока температура охлаждающей жидкости ниже 80°С.

При дальнейшем повышении температуры жидкости твердый наполнитель расширяется, сжимает резиновую вставку и вытесняет поршень.

Таким образом, некоторое время при температуре в пределах 80—94°С циркуляция идет одновременно по двум контурам, а при нагреве жидкости до 94—96°С байпасный клапан полностью закроется и будет продолжаться циркуляция охлаждающей жидкости только по большому контуру. Под температурой, соответствующей началу открытия клапана, понимается такая температура, при которой ход основного клапана составит 0,1 мм. Эта температура должна находиться в пределах 80—83°С. Полный ход клапана при нагреве жидкости до 94—96°С должен быть не менее 8 мм. Регулировка термостата осуществляется перемещением поршня в резьбовом отверстии держателя, причем положение поршня фиксируется гайкой.

Для контроля нагрева охлаждающей жидкости в рубашке охлаждения головки цилиндров установлен электрический датчик, соединенный с указателем температуры охлаждающей жидкости, который находится на щитке приборов.

На шкале указателя имеются две контрольные риски, и красная зона. Положение стрелки у первой черной риски соответствует температуре нагрева жидкости до 30°С, у второй риски 21 — до 60°С. Если стрелка входит в красную зону шкалы, это свидетельствует о повышении температуры до 108°С. Расположение стрелки указателя в красной зоне сигнализирует о перегреве двигателя. Поэтому двигатель необходимо немедленно остановить.

При понижении температуры жидкости в верхнем бачке радиатора уменьшается ее объем и образуется разрежение. При этом открывается впускной (вентиляционный) клапан пробки и жидкость из расширительного бачка по шлангу поступает в верхний бачок радиатора. Чтобы слить охлаждающую жидкость, необходимо систему разгерметизировать. Для этого открывают пробку радиатора и выпускают жидкость через сливной кран нижнего бачка радиатора и сливной кран из рубашки охлаждения блока цилиндров.

В процессе эксплуатации может произойти перегрев двигателя, который возникает в результате следующих причин:

·  утечки жидкости вследствие ослабления хомутов крепления шлангов, повреждения шлангов и патрубков, ослабления креплений и повреждения прокладок (особенно прокладки головки цилиндров), повреждения трубок и бачков радиатора и сливных кранов;

·  засорения трубок радиатора, отложения накипи в системе охлаждения и загрязнения системы охлаждения;

·  нарушения режима термостата и герметичности системы;

·  понижения уровня жидкости.

Рис. 15. Система охлаждения двигателя ВАЗ-2101

1 — нижний бачок радиатора, 2 — трубка радиатора, 3 — верхний бачок радиатора, 4 — трубка подачи кипящей жидкости (пара) в расширительный бачок, 5 — расширительный (конденсационный) бачок, 6 — пробка бачка, 7 — шланг подачи подогретой жидкости из радиатора к бачку, 8 — пароотводный патрубок, 9 — пробка радиатора, 10—заливная горловина радиатора, 11 — подводящий шланг радиатора, 11 — стакан, 13 — байпасный клапан, 14 — входной патрубок термостата, 15 — перепускной шланг термостата, 16 — вентилятор, 17 — выпускной патрубок системы охлаждения, 18 — выпускной (паровой) клапан пробки, 19 — впускной (вентиляционный) клапан пробки, 20 — контрольная риска нагрева жидкости до 30°С, 21 — контрольная риска нагрева жидкости до 60°С, 22 — указатель температуры охлаждающей жидкости в двигателе, 23 — красная зона перегрева двигателя (температура жидкости превышает 108°С), 24 — головка цилиндров, 25 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 26 — рубашка охлаждения головки цилиндров, 27 — блок цилиндров, 28 — рубашка охлаждения блока цилиндров, 29 — сливной кран рубашки блока, 30 — шкив коленчатого вала для ременного привода вентилятора, водяного насоса и генератора, 31 —корпус водяного насоса, 32 — крыльчатка водяного насоса, 33 — корпус термостата, 34 — поршень, 35 — основной клапан термостата, 36 — отводящий шланг радиатора, 37 — сливной кран радиатора, 38 — регулировочная фиксирующая гайка термостата, 39 — держатель, 40 — входной патрубок, 41 — пружина байпасного клапана, 42 — обойма, 43 — выходной патрубок термостата, 44 — пружина основного клапана, 45 — наполнитель, 46 — резиновая вставка

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Эта работа была сделана с целью проведения анализа ДВС. Этот анализ был проведен, и в результате в работе было показано следующее:

·  теоретические сведения об обратных термодинамических циклах, циклах тепловых двигателей и коэффициенте избытка воздуха;

·  Степень сжатия – безразмерная величина, которая показывает, во сколько раз уменьшается объем рабочей смеси или воздуха, находящихся в цилиндре.

·  Коэффициент избытка воздуха – это отношение действительного количества воздуха, подводимого в процессе горения, к теоретически необходимому.

·  была проведена характеристика ДВС по различным признакам;

·  ДВС состоят из механизмов и систем. Основными частями двигателей являются: кривошипно-шатунный и газораспределительный механизмы, а также системы питания, смазочная система и системы охлаждения и зажигания.

·  характеристика поршневых двигателей;

·  Индикаторная мощность двигателя, полезная работа, совершаемая газами в цилиндре поршневого двигателя в единицу времени; определяется путём обработки индикаторных диаграмм, полученных при испытании двигателя.

·  дизельные двигатели;

·  проведен расчет горения топлива;

·  было показано устройство автомобиля ВАЗ-2101.

Похожие работы

Влияние качества топлива на работу двигателя внутреннего сгорания

Скачать

35606

18

16

... тери эффективности смазки может произ­водиться по величине толщины лакообразующих отложений в канавках втулки после 1000 час. работы двигателя и расходу смазки, который не должен превышать 0,2 ррт сгоревшего топлива.  На рис. 4 показано влияние лакообразующего нагара на эффектив­ность смазывания и расход смазки по результатам экспериментальных исследований на двигателе голланд­ ...

Анализ системы охлаждения двигателя ВАЗ-2106

Скачать

40425

0

15

... направленного на сердцевину со стороны вентилятора. При То-1, кроме работ по ежедневному техническому обслуживанию, проверить и при необходимости подтянуть крепления всех деталей системы охлаждения двигателя (радиатора, жидкостного насоса, вентилятора, жидкостных патрубков и шлангов). Смазать трущиеся детали жидкостного насоса, вентилятора с помощью нагнетательного насоса через пресс-масленки ( ...

Проектирование и моделирование двигателя внутреннего сгорания

Скачать

31654

0

2

... его измеряют в кубических сантиметрах или метрах): где D - диаметр цилиндра. Отношение полного объема цилиндра Va к объему камеры сгорания Vc называется степенью сжатия: Степень сжатия является важным параметром двигателей внутреннего сгорания, т.к. сильно влияет на его экономичность и мощность. Все перечисленные характеристики двигателя прорционально зависят от размера и объема ...

Двигатели внутреннего сгорания

Скачать

47659

0

0

... используется в паровых турбинах и т.д. Все это в свою очередь нашло широкое распространение в различных отраслях народного хозяйства. Например, двигатели внутреннего сгорания наиболее широко используются на транспортных установках и сельскохозяйственных машинах. В стационарной энергетике двигатели внутреннего сгорания широко используются на небольших электростанциях, энергопоездах ...