Способы смазки деталей двигателя: Смазочная система двигателя.

Смазочная система двигателя.

Система смазки двигателя



Назначение системы смазки и ее дополнительные функции

Смазочная система (система смазки) предназначена для подачи масла к трущимся поверхностям с целью уменьшения сил трения, а также для охлаждения деталей, удаления продуктов нагара и износа, предохранения деталей двигателя от коррозии.
Помимо этого, масло существенно уплотняет зазоры между сопряженными деталями.
Кроме перечисленных функций, смазочная система может выполнять и специфические задачи.
Моторное масло из смазочной системы применяется в гидрокомпенсаторах тепловых зазоров клапанов, гидронатяжителях привода газораспределительного механизма, в системах регулирования фаз газораспределения, в гидравлическом приводе вентилятора системы охлаждения и т. п.

Если рабочие поверхности деталей, сопрягаемых в подвижном соединении, абсолютно сухие, то имеет место сухое трение, сопровождающееся интенсивным выделением теплоты, изнашиванием поверхностей, и требующее значительных затрат энергии на относительное перемещение деталей.

Трение между поверхностями, разделенными достаточно толстым слоем масла, называется жидкостным. В этом случае усилие, необходимое для относительного перемещения деталей, значительно сокращается и существенно уменьшается изнашивание их рабочих поверхностей.
В двигателе внутреннего сгорания стойкое жидкостное трение удается осуществить только в подшипниках коленчатого вала на рабочих режимах.

Остальные сопряженные пары движутся возвратно-поступательно или качаются, поэтому на их поверхностях не удается сохранить масляный слой достаточной толщины. Такое трение, когда рабочие поверхности разделены лишь тонкой пленкой масла (толщиной менее 0,1 мм) называется граничным.
В зависимости от толщины пленки граничное трение может быть полужидким или полусухим. Последнее характеризуется возможностью «схватывания» микровыступов трущихся поверхностей, склонностью к задирам и эрозивному изнашиванию.

Полужидкое трение наиболее характерно для деталей цилиндропоршневой группы. В паре «выпускной клапан – направляющая втулка» возможно возникновение полусухого трения.

Подача масла к трущимся поверхностям должна быть бесперебойной. При недостаточной смазке теряется мощность двигателя, повышается износ деталей и возрастает вероятность отказа из-за разрушения подшипников коленчатого вала, заклинивания поршней, распределительного механизма и т. п.

Нельзя допускать и избыточного смазывания, так как это может привести к попаданию масла в камеру сгорания и на электроды свечей зажигания, вследствие чего увеличивается нагарообразование в днищах поршней, стенках камеры сгорания и клапанах.
Это приводит к перегреву и перебоям в работе двигателя, а также к перерасходу масла.

***

Требования к системе смазки двигателя

Требования, предъявляемые к смазочной системе, основываются на ее функциях и задачах:

• бесперебойная подача масла к трущимся деталям на всех режимах работы двигателя, на подъемах и спусках автомобиля с уклоном до 35 % и при крене до 25 %, при температуре окружающей среды от +50 до -50 ˚С, при положительных и отрицательных горизонтальных и вертикальных ускорениях;
• достаточная степень очистки масла от механических примесей;
• прочная конструкция;
• удобство технического обслуживания;

***



Способы смазки деталей двигателя

В зависимости от способа подачи масла к трущимся поверхностям различают следующие способы смазывания:

• разбрызгиванием и посредством масляного тумана;
• под давлением;
• комбинированное.

Под давлением масло подводится к трущимся деталям из главной масляной магистрали, давление в которой создается насосом.

Смазка разбрызгиванием осуществляется специальными форсунками или подвижными деталями кривошипно-шатунного механизма (КШМ), а также путем создания масляного тумана из стекающего в картер масла.

Комбинированная система смазывания сочетает в себе первые два способа.

В современных автомобилях, как правило, система смазки имеет комбинированное устройство. Ее особенность заключается в следующем: к деталям, более всего подверженным износу, масло подается под давлением, а к тем, которые работают в более легких условиях, разбрызгиванием.
Под давлением масло подводится к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, опорам распределительного вала, сочленениям привода газораспределительного механизма (ГРМ), зубчатым колесам привода распределительного вала, топливному насосу высокого давления (ТНВД) дизелей.
В некоторых двигателях под давлением смазываются сопряжения верхней головки шатуна с поршневым пальцем.

Разбрызгиванием масло подается на зеркало цилиндра из отверстия в кривошипной головке шатуна, а также разбрызгивается специальными форсунками на днище поршня. Масляные форсунки могут быть расположены у верхней головки шатуна или в нижней части цилиндра.

Подаваемое на днище поршня масло выполняет двоякие функции – во-первых, оно охлаждает днище поршня, во-вторых, при стекании по стенкам гильзы, оно смазывает сопрягаемую пару «поршень-гильза цилиндров», а далее, продолжая стекать в поддон и сталкиваясь с подвижными деталями КШМ, образует масляный туман, также смазывающий детали двигателя.

Существует способ смазывания самотеком, когда подача масла осуществляется по каналам из резервуаров, карманов, различных полостей и углублений, расположенных выше смазываемых поверхностей.

В зависимости от места размещения основного запаса масла смазочные системы могут быть с «мокрым» (рис. 1) или «сухим» (рис. 2) картером.

Для детального просмотра кликните по рисунку мышкой, и схема откроется в отдельном окне браузера.

Наибольшее распространение на автомобильных двигателях получили смазочные системы с «мокрым» картером, которые имеют более простую конструкцию. В этом случае основной запас масла находится в поддоне картера и при работе двигателя масло подается к трущимся деталям масляным насосом, затем оно самотеком возвращается обратно в поддон.
Это техническое решение имеет ряд недостатков, наиболее существенные из которых – вспенивание масла при высоких оборотах коленчатого вала, а также сильное плескание в картере, из-за чего может оголиться маслоприемник, что ведет к значительному снижению давления в системе смазки и масляному «голоданию».
Кроме того, относительно глубокий поддон негативно влияет на общие габариты и расположение центра тяжести двигателя и автомобиля в целом.

В системах с «сухим» картером основной запас масла содержится в отдельном масляном баке

5 (рис. 2) и масло подается к трущимся деталям нагнетающей секцией масляного насоса. Стекающее в поддон масло полностью удаляется из него откачивающими секциями масляного насоса 9 и вновь подается в масляный бак 5.
Такая смазочная система обеспечивает надежную смазку на крутых подъемах, спусках и уклонах без утечки масла через уплотнения между деталями двигателя, а также позволяет уменьшить высоту двигателя за счет менее глубокого поддона.
Кроме того, при «сухом» картере масло в меньшей мере нагревается от горячих деталей и подвергается вредному воздействию картерных газов, благодаря чему дольше сохраняет смазывающие свойства.

Из недостатков системы смазки с «сухим» картером можно отметить высокую стоимость, больший вес, более сложное устройство и больший заправочный объем в сравнении с системой смазки с «мокрым» картером.

Система смазки с «сухим» картером обычно применяется на автомобилях с высокофорсированными двигателями, предназначенными, например, для гонок, а также в некоторых моделях внедорожников, которым часто приходится передвигаться по бездорожью со сложным рельефом местности.

В некоторых случая такая система смазывания деталей двигателя используется для уменьшения габаритной высоты силового агрегата.

***

Работа системы смазки двигателя



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Смазочная система двигателя | Системы смазки двигателя автомобиля

Смазочная система предназначена для подачи моторного масла к трущимся поверхностям деталей двигателя, а также хранения, очистки и охлаждения масла. Моторное масло уменьшает силы трения и износ трущихся деталей, охлаждает поверхности трения, удаляет с них продукты износа и способствует снижению коррозионного износа.

В современных поршневых ДВС применяется комбинированный способ смазки:

• наиболее нагруженные детали (подшипники коленчатого и распределительного валов, оси коромысел, толкатели клапанов, иногда поршневые пальцы) смазываются под давлением;
• остальные трущиеся детали (зеркала цилиндров, поршневые компрессионные кольца и др.) — разбрызгиванием.

Необходимо, чтобы смазочная система двигателя в любых условиях его эксплуатации и на всех режимах работы обеспечивала надежный и бесперебойный подвод моторного масла ко всем трущимся и охлаждаемым маслом деталям двигателя, длительную работу двигателя без перегрева масла и без его долива или замены, малый расход масла (не более 1 % расхода топлива для дизелей), минимальные затраты мощности на функционирование и достаточную степень очистки масла от механических примесей, воды, свободных кислот и щелочей, а также не требовала больших материальных и трудовых затрат на техническое обслуживание, была компактной, не создавала значительных гидравлических сопротивлений и имела небольшую стоимость.

Особенно высокие требования предъявляются к смазочным системам ТС, работающих в тяжелых условиях (очень высокая или очень низкая температура, движение по пересеченной местности с крутыми подъемами и спусками, движение по воде, большие ускорения и замедления). Среди ТС, работающих в наиболее тяжелых условиях, можно выделить армейские машины, гусеничные транспортеры и тягачи, а также амфибийные машины. Например, смазочные системы двигателей армейских машин должны обеспечивать бесперебойную подачу масла к трущимся деталям при подъемах и спусках до 35 %, кренах до 25 % и температурах -50… +50 °С.

Существуют смазочные системы с мокрым и сухим картером.

Смазочные системы с мокрым картером

Наиболее широко распространены системы с мокрым картером, поскольку их конструкция наиболее проста. Типичная схема смазочной системы с мокрым картером представлена на рисунке. Она состоит из масляного поддона 11, масляного насоса 16 с маслоприемником 13 и редукционным клапаном 17, масляных фильтров грубой 5 и тонкой 1 очистки, маслопроводов 7 и 14, масляного радиатора (или теплообменника) 19 с краном включения 18 и клапаном 15 подачи масла к радиатору, указателей давления 6 и уровня 12 масла, а также маслоналивной горловины 2.

При работе двигателя масло из поддона через сетку маслоприемника засасывается насосом 16 и через фильтр 5 грубой очистки нагнетается в маслопровод 7, расположенный в блоке цилиндров. Оттуда оно по каналам в перегородках блока поступает к коренным подшипникам 10 коленчатого вала, смазывает их и далее по каналам в шейках и щеках вала подается к шатунным подшипникам 9. Излишек масла выдавливается через зазоры из этих подшипников и при их вращении разбрызгивается в виде масляного тумана, смазывая стенки цилиндров, поршневые пальцы и другие детали двигателя. Из маслопровода 7 масло также подается к подшипникам 8 распределительного вала, распределительным шестерням 20 и полым осям 3 коромысел клапанов. Часть масла (8…20 %) поступает в фильтр тонкой очистки, очищается там от мельчайших примесей и сливается обратно в поддон. Кроме подачи масла к трущимся деталям насос 16 обеспечивает циркуляцию части масла через масляный радиатор 19 (или теплообменник), в котором оно охлаждается. Поддержание постоянного давления в системе обеспечивает редукционный клапан, перепускающий масло из нагнетающей полости насоса во всасывающую при достижении в системе определенного давления. Если вязкость масла большая или фильтр грубой очистки сильно загрязнен, то под действием высокого давления открывается перепускной клапан 4, позволяющий маслу пройти без очистки мимо фильтра.

Рис. Типичная схема смазочной системы двигателя с мокрым картером:
1 — фильтр тонкой очистки; 2 — маслоналивная горловина; 3 — полая ось коромысел; 4 — перепускной клапан; 5 — фильтр грубой очистки; 6 — указатель давления масла; 7, 14 — маслопроводы; 8 — подшипник, распределительного вала; 9 — шатунный подшипник; 10 — коренной подшипник; 11 — масляный поддон; 12 — указатель уровня масла; 13 — маслоприемник; 15 — клапан подачи масла к радиатору; 16 — масляный насос; 17 — редукционный клапан; 18 — кран включения радиатора; 19 — масляный радиатор; 20 — распределительные шестерни

Смазочные системы с сухим картером

В смазочных системах с сухим картером основной запас масла содержится в автономном масляном баке, откуда подается в главную масляную магистраль двигателя нагнетающей секцией масляного насоса. Такие системы обеспечивают бесперебойный подвод масла к трущимся деталям двигателя на длительных крутых подъемах, спусках и при кренах без какого-либо масляного голодания и утечек масла через сальники коленчатого вала. Кроме того, применение системы с сухим картером позволяет уменьшить высоту двигателя, снизить расход масла и сохранять его физико-химические свойства в течение более длительного периода благодаря возможности удаления из масла картерных газов.

Рис. Типичная схема смазочной системы двигателя с сухим картером:
1 — масляная центрифуга; 2 — двигатель; 3 — полнопоточный фильтр грубой очистки; 4 — масляный радиатор; 5 — перепускной клапан; 6 — масляный бак; 7 — змеевик для подогрева масла; 8 — предпусковой маслозакачивающий насос; 9 — маслопрцемный сетчатый фильтр; 10, 11 — нагнетающая и откачивающая секции основдого масляного насоса

Типичная схема смазочной системы с сухим картером для мощных дизелей представлена на рисунке. Перед пуском двигателя масло из масляного бака 6 с помощью предпускового маслозакачивающего насоса имеющего электропривод, подается, минуя все фильтры, в главную масляную магистраль двигателя, для того чтобы в начальный период пуска снизить трение и износ его деталей.

В зимнее время масло в баке, основной маслоподводящей магистрали и насосе 8 предварительно подогревается предпусковым жидкостным подогревателем. Подогрев масла в баке обычно осуществляется с помощью змеевика 7, в котором циркулирует нагретая жидкость системы охлаждения двигателя. При работе двигателя за счет функционирования нагнетающей секции 10 основного масляного насоса масло из бака подается через маслоприемный сетчатый фильтр 9 в полнопоточный фильтр 3 грубой очистки, а оттуда — в главную масляную магистраль двигателя. Смазав трущиеся детали, масло стекает в передний и задний маслоприемники двигателя, откуда его основная часть (80…92%) удаляется обратно в бак с помощью откачивающей секции 11 основного масляного насоса. Эта секция состоит из двух пар шестерен — по одной на каждый маслоприемник. По пути в бак масло охлаждается в масляном радиаторе 4. Если масло еще холодное, а значит, имеет высокую вязкость, то для предохранения радиатора от разрушения срабатывает перепускной клапан 5. Небольшое количество масла (8…20%) от откачивающей секции насоса подается в фильтр тонкой очистки — масляную центрифугу 1. Очищенное в центрифуге масло стекает в картер двигателя. В некоторых системах с сухим картером центрифуга не используется. В таких случаях неполнопоточный фильтр тонкой очистки располагается в одном корпусе с ленточно-щелевым фильтром грубой очистки! Очищенное в секции тонкой очистки масло стекает в картер двигателя.

Масляный насос

Во время работы двигателя циркуляция масла в смазочной системе обеспечивается основным масляным насосом, имеющим привод от коленчатого вала через механизм передач. Для достижения достаточно высокого давления в смазочной системе должны использоваться высоконапорные насосы, среди которых можно выделить шестеренные, винтовые и плунжерные. Обычно применяются шестеренные насосы с шестернями внешнего (чаще) или внутреннего зацепления. Они просты в изготовлении, надежны, имеют малые Габариты и массу. Шестерни насоса могут быть прямо- и косозубыми.

Рассмотрим работу односекционного шестеренного масляного насоса со встроенным редукционным клапаном. Масло, поступающее из поддона двигателя или масляного бака во впускную полость 1 насоса, попадает во впадины между зубьями и при вращении шестерен переносится под давлением в нагнетательную полость 2. Давление в этой полости ограничивает редукционный клапан 3, пружина которого рассчитана на определенное усилие.

Рис. Односекционный шестеренный масляный насос со встроенным редукционным клапаном:
1 — впускная полость; 2 — нагнетательная полость; 3 — редукционный клапан

Масляный фильтр

Для очистки масла (в основном от механических примесей) используются, как правило, два фильтра — грубой и тонкой очистки. Первый всегда полнопоточный. Он задерживает механические примеси, в основном продукты износа деталей двигателя. Фильтр тонкой очистки чаще всего неполнопоточный из-за большого сопротивления, которое он оказывает протеканию масла. Некоторые фильтры тонкой очистки кроме задержания механических примесей могут также за счет специальных пропиток фильтрующего элемента поглощать воду, свободные кислоты и щелочи. Засоренные в процессе эксплуатации двигателя масляные фильтры грубой очистки промывают или прочищают. Засоренные фильтры тонкой очистки заменяют новыми при каждой смене масла.

Фильтры грубой очистки масла аналогичны топливным фильтрам грубой очистки. Они могут быть сетчатыми, пластинчато-, ленточно- и проволочно-щелевыми. На тяжелых дизелях чаще всего используются ленточно-щелевые двухступенчатые фильтры.

В фильтрах тонкой очистки в качестве фильтрующего элемента применяют бумагу, картон, войлок, древесные опилки, пряжу и другие материалы со специальной пропиткой. Наиболее широко распространен картонный фильтр типа «многолучевая звезда». Ранее, когда использовались только минеральные моторные масла, в качестве фильтров тонкой очистки часто применялись реактивные масляные центрифуги, в которых механические примеси, загрязняющие масло, отделяются под действием центробежных сил.

Центробежные фильтры имеют значительные преимущества:

• они обеспечивают высокую степень очистки масла при относительной простоте процесса
• их фильтрующие свойства и пропускная способность почти не зависят от загрязнения ротора
• отсутствует необходимость в замене элементов при обслуживании

В то же время практика использования центрифуг в смазочных системах, в которых применяются синтетические и полусинтетические масла, показала, что вместе с вредными примесями, загрязняющими масло, из него выводятся также некоторые полезные присадки.

Охлаждение масла

Для охлаждения масла используют жидкостно-масляные теплообменники и воздушно-масляные радиаторы. В теплообменниках масло охлаждается жидкостью системы охлаждения двигателя, тогда как в воздушно-масляных радиаторах — воздухом. Конструкции теплообменников могут быть самыми разными. Обычно применяют кожухообразные и пластинчатые теплообменники, устанавливая их в жидкостном тракте системы охлаждения. Масляные радиаторы по конструкции аналогичны радиаторам системы охлаждения. Наиболее широкое распространение получили трубчатые, трубчато-пластинчатые и трубчато-ленточные радиаторы. Для повышения теплоотдачи в трубки масляного радиатора иногда помещают вставки-завихрители.

Теплообменники по сравнению с радиаторами имеют следующие преимущества:

• простота конструкции
• компактность и небольшая масса, поскольку теплопроводность жидкости значительно больше теплопроводности воздуха
• простота компоновки в моторном отделении
• отсутствие необходимости в циркуляции воздуха
• более стабильная температура масла, не зависящая от нагрузки двигателя и температуры окружающего воздуха
• быстрый прогрев масла перед пуском в зимних условиях с помощью жидкостного предпускового подогревателя

Недостатком теплообменников, в которых масло охлаждается жидкостью системы охлаждения двигателя, является то обстоятельство, что его температура не может быть ниже температуры охлаждающей жидкости.

Видео: Система смазки двигателя

Основные способы смазки

Способы смазки деталей

Безусловно, качество смазки оказывает огромное влияние на эффективность работоспособности оборудования. Но только в сочетании с верно выбранным способом ее нанесения можно добиться хороших результатов.

Таким образом, не только от марки смазки, но и от ее правильного применения зависит дальнейшая судьба механизма.

При смазке механизма необходимо следить за тем, чтобы в смазочные материалы не попадало посторонних загрязняющих примесей, которые впоследствии вызывают быстрый износ деталей.

Смазка наносится в зависимости от эксплуатационных особенностей и характеристик деталей.

Существует несколько способов смазки деталей:

• Газовая – смазка, при которой разделение поверхностей трения деталей, находящихся в относительном движении, осуществляется потоком газа
• Жидкостная – смазка, при которой разделение поверхностей трения деталей, находящихся в относительном движении, осуществляется жидким смазочным материалом
• Твердая – смазка, при которой разделение поверхностей трения деталей, находящихся в относительном движении, осуществляется твердым смазочным материалом
• Гидродинамическая – смазка, при которой полное разделение поверхностей трения осуществляется в результате гидродинамического давления, возникающего в слое жидкости при относительном движении поверхностей
• Гидростатическая – смазка, при которой полное разделение поверхностей трения деталей, находящихся в относительном движении или покое, осуществляется жидкостью, поступающей в зазор между поверхностями под давлением
• Газодинамическая – газовая смазка, при которой полное разделение поверхностей трения осуществляется в результате давления, возникающего в потоке газа при относительном движении поверхностей
• Эластогидродинамическая – смазка, при которой состояние жидкого смазочного материала между двумя поверхностями, находящимися в относительном движении, определяется реологическими свойствами смазочного материала, а также упругими свойствами конструкционных материалов
• Граничная – смазка, при которой трение и износ между поверхностями, находящимися в относительном движении, определяются свойствами поверхностей и граничных слоев смазочного материала
• Полужидкостная (смешанная) – смазка, при которой осуществляется частично гидродинамическая, частично граничная смазка
• Циркуляционная – смазка, при которой смазочный материал после прохождения по поверхности трения вновь подается к ней механическим способом
• Ресурсное – одноразовое смазывание узла на назначенный ресурс
• Одноразовое проточное – смазывание, при котором смазочный материал периодически или непрерывно подводится к поверхности трения и не возвращается в смазочную систему
• Под давлением – смазывание, при котором смазочный материал подается к поверхности трения под давлением
• Погружением – смазывание, при котором поверхность трения частично постоянно или периодически погружена в ванну с жидким смазочным материалом
• Кольцом – смазывание, при котором смазочный материал подается к поверхностям трения кольцом, увлекаемым во вращение валом. (Смазывание может осуществляться свободным или закрепленным на валу кольцом)
• Капельное – смазывание, при котором к поверхности трения подается жидкий смазочный материал в виде капель через равные промежутки времени
• Масляным туманом – смазывание, при котором смазочный материал подается к поверхности трения в виде тумана, образуемого путем введения смазочного материала в струю воздуха или газа
• Набивкой – смазывание, при котором жидкий смазочный материал подается к поверхности трения с помощью соприкасающегося с ней пористого тела, обладающего капиллярными свойствами
• Фитильное – смазывание, при котором жидкий смазочный материал подается к поверхности трения с помощью фитиля
• Ротапринтное – смазывание, при котором на поверхность детали наносится смазочный материал, отделяющийся от специального смазывающего твердого тела, прижимаемого к поверхности

Смазка узлов и агрегатов автомобиля

Смазку   всевозможных конструкций транспортного средства необходимо осуществлять в точном строгом соответствии с рекомендациями производителя. При этом обстоятельстве, за исключением хорошо известных рекомендаций, требуется принимать во внимание следующие условия:

Смазка подшипников передних колес

Данные подшипники в случае передвижения транспортного средства имеют возможность прогреваться до температуры тела больше 80 градусов цельсия. По этой причине для всех них годны исключительно тугоплавкие смазочные материалы Литол-24. Применять солидол с целью смазывания подобных подшипников не допускается, по той причине что он даже при мизерном перегреве утрачивает смазочные характеристики, растапливается и утекает из устройства подшипника. В последствии роликоподшипник начинает функционировать не смазывая, что имеет возможность дать повод к заклиниванию и выходу из строя цапфы. Т

ак же не закладывайте при монтаже ступицы в нее чрезвычайно много смазки Литол-24 — она вся не эксплуатируется в совместной работе.

Необходимо лишь густо смазать абсолютно все зазоры промеж шариков с роликами и сепаратором подшипника, прослоить небольшое количество смазочных материалов в углубление ступицы, и заполнить Литолом-24 набалдашник ступицы.

Промывка системы смазки двигателя

Эту технологическую операцию следует осуществлять спустя каждые 8 000-10 000 тыс. км пробега транспортного средства. Для промывания двигателя разрешается использовать специализированное промывочное либо же обыкновенное моторное машинное масло, подходящее для предоставленного автотранспорта.

Противопоказано использовать бензинчик или тот же керосин например. Не применяйте в равной мере машинное масло разведенное топливом бензином, или соляркой, потому что стенки картера движка постоянно окутаны отложениями, возникающих из-за автомобильного масла. В этом масле нежелательные отложения не исчезают и по этой причине не проявляют на выполнение функции двигателя транспортного средства того или иного отрицательного воздействия.

Горючее топливо(бензин, керосин), оказавшиеся в двигателе автомашины, разрыхляют подобные нежелательные отложения, только растворить и уничтожить их в совокупности целиком и полностью не могут.

В будущем, когда двигатель автомобиля функционирует теперь уже на свежайшем автомобильном масле, взлущенные вредные отложения отрываются от картера забивая маслоприемник маслоподкачивающего насоса и масляные фильтры, срывая смазку агрегатов, и в некоторых случаях полностью выводя двигатель автомобиля из строя.

Смазка кардана

В карданных шарнирах новейших авто используются иглообразные подшипники. Для их смазки допускается пользоваться  смазкой М -158. В некоторых моментах возможно воспользоваться трансмиссионным маслом. Солидол и остальные сходственные смазочные материалы ради представленной задачи не подходят, по той причине что из-за неважной текучести к роликам доходят в малом объеме, и подшипники очень быстро теряют работоспособность.

В том числе и не очень большие капельки солидола очутившиеся в игольчатом подшипнике имеют все шансы сорвать его работоспособность. Именно поэтому для карданов рекомендуется иметь в наличии особый гидрошприц, заправленный отвечающим необходимым параметрам вида смазочного материала М -158.

Смазка рулевых тяг

Оговоренные конструкции переносят на себе огромное воздействие влажности и остальных не очень благоприятных воздействий. Для смазки рулевых тяг идеальнее всего применять специализированную смазку ШРБ-4. Как аналог ШРБ-4 подойдет и Литол-24, и уже если совсем ничего нет то и солидол.

Употреблять для смазывания вышеназванных конструкций невлагоустойчивые смазки противопоказано, так как все они стремительно вымываются водой, пробивающейся в узел шарнира через прохудалости защитных резинотехнических изделий.

 

Советы по смазке автомобиля

Ни в коем варианте не перемешивайте различные виды масел и смазок, по той причине что случайно полученный состав имеет возможность получиться коренным образом негодной дли смазывания агрегатов. Не дозволительно равным образом мешать в одну кучу смазочные материалы, изготовленные па неодинаковых основах типа солидол и Литол-24.

Предварительно перед смазкой, необходимо убрать грязь с тоботниц, масленок, чтобы исключить попадания грязи в агрегаты транспортного средства.
Шприцевать масленку особенно важно до тех пор, покамест новая смазка не пробьется из участков стыковочных швов или другими словами специальных отверстий составляющих конструкции.

система смазки двигателя

Система смазки двигателя автомобиля, мотоцикла, или любой другой техники, выполняет важную функцию, которая заключается в подводе достаточного количества моторного масла к трущимся деталям, необходимого для уменьшения трения за счёт создания масляной плёнки между трущимися (сопряжёнными деталями), а так же для охлаждения их поверхностей, удаления частиц металла, которые образуются от износа деталей, ну и для защиты деталей от коррозии. В этой статье мы подробно рассмотрим устройство и основные детали смазочной системы современного четырёхтактного двигателя, возможные неисправности системы и другие нюансы.

В двигателях всех серийных современных автомобилей и мотоциклов (и другой современной техники) применяют комбинированную систему смазки, при которой наиболее нагруженные трущиеся детали смазываются под давлением масла, а остальные детали двигателя смазываются разбрызгиванием.

В систему смазки двигателя входят: масляный насос (как правило шестерёнчатый), масляный фильтр, маслозаливная горловина с крышкой, щуп (стержень) для измерения необходимого уровня масла в картере двигателя (точнее в поддоне), поддон картера, датчик и указатель давления масла, а так же датчик и указатель температуры масла (на некоторых автомобилях и мотоциклах с воздушно-масляным охлаждением), система вентиляции картера, ну и самая ответственная и важная деталь — датчик и контрольная лампа давления масла в системе.

Все эти детали показаны на принципиальной схеме устройства и работы системы смазки на рисунке чуть выше.

Принцип работы системы смазки двигателя.

После запуска двигателя масло из поддона 1 картера через маслоприёмник 2 снабжённый мелкой металлической сеткой засасывается масляным насосом 3 и далее подаётся через масляный фильтр и очищается в нём (подробнее о масляном фильтре и о том, как его правильно выбрать, что бы не навредить двигателю, я написал в отдельной статье вот здесь). Далее масло попадает в главный масляный канал 8, который просверлен вдоль блока цилиндров двигателя.

Затем моторное масло подаётся из главного масляного канала по каналам 9 к коренным подшипникам скольжения (вкладышам), а из них по сверлениям 16 в щёках и шейках коленвала масло подводится к шатунным подшипникам скольжения (вкладышам). Затем из шатунных подшипников через сверления в нижних головках шатунов масло выходит и разбрызгивается на другие детали двигателя (поршни, стенки цилиндров, поршневые пальцы и кольца), за счёт вращения коленвала на оборотах.

Ну и одновременно по каналам 15 в блоке двигателя и каналу 14 в головке цилиндров моторное масло из главной магистрали под давлением поступает во внутренний канал 12 распределительного вала, и далее по каналу через сверления к подшипникам скольжения распредвала, а также к кулачкам и осям 11, ну и для смазки коромысел 13 и других деталей привода клапанов механизма ГРМ.

На более современных моторах масло под давлением поступает также в гидрокомпенсаторы зазоров клапанов. Так же на многих двигателях под давлением дополнительно смазываются подшипники вала привода масляного насоса и распределителя зажигания и шестерни привода масляного насоса.

А у некоторых машин и мотоциклов (с цепью в приводе распредвала) также смазываются ведомая звёздочка и цепь привода распредвала, ну и натяжное устройство цепи.

На многих двигателях масло, вытекающее из зазоров опор (постелей) распределительного вала, попадает не регулировочные шайбы (если нет гидрокомпенсаторов), смазывает толкатели, стержни и направляющие втулки клапанов и заполняет в головке цилиндров масляные ванны для смазки кулачков распредвала. После всего моторное масло стекает в поддон картера, где масло вновь засасывается масляным насосом и цикл повторяется.

Остальные детали, механизмы и приборы двигателей большинства серийных машин смазываются разбрызгиванием моторного масла, которое вытекает из зазоров между вращающимися и трущимися деталями.

Детали системы смазки двигателя.

Ниже будут рассмотрены детали смазочной системы современных двигателей, их назначение и устройство, а также будут даны соответствующие ссылки на более подробное рассмотрение, или ремонт некоторых деталей.

Шестерёнчатый масляный насос предназначен для закачивания масла из поддона двигателя в систему, создания необходимого давления масла в системе и подачи моторного масла к трущимся поверхностям деталей мотора.

На большинстве машин он шестерёнчатый и состоит из корпуса 5 (см. рис 1) в котором устанавливаются две шестерни: ведомая и ведущая. Ведомая шестерня свободно вращается на оси 7, а ведущая шестерня жёстко крепится на валу 8 с шестерней, которая находится в зацеплении с винтовой шестерней 9 привода.

Также в корпусе масляного насоса установлен редукционный клапан 2. На некоторых машинах насосы могут несколько отличаться деталями привода и расположением шестерней (у более производительных насосов шестерни могут быть с внутренним зацеплением, как на рисунке 1 а), но принцип работы у них один.

Выработка или неисправности в масляном насосе могут стать причиной пониженного давления масла, и подробно о масляном насосе, его диагностике и ремонте можно почитать вот тут.

Масляный фильтр предназначается для очистки моторного масла от мелких частиц металла и других загрязнений, образующихся от износа трущихся деталей двигателя. На большинстве серийных автомобилей и мотоциклов устанавливается по одному масляному фильтру, через который проходит и фильтруется всё моторное масло, подаваемое масляным насосом. И такие фильтры называются полнопоточными.

На большинстве автомобилей и мотоциклов устанавливают неразборный полнопоточный фильтр (см. рис 2 а) который состоит из корпуса 1, в котором имеется фильтрующий элемент 6, а также имеется перепускной 4 и дренажный 3 клапаны.

Дренажный клапан представляет собой манжету изготовленную из маслостойкой резины, которая беспрепятственно пропускает масло в корпус фильтра, но не допускает вытекать маслу из корпуса фильтра в поддон неработающего двигателя. Это позволяет постоянно сохранять некоторый запас моторного масла внутри корпуса фильтра и каналах и это обеспечивает быструю подачу масла к трущимся деталям во время и после запуска двигателя.

Перепускной клапан обеспечивает подачу неочищенного масла к трущимся поверхностям минуя фильтр, если он слишком сильно загрязнён. Оба клапана, как дренажный, так и перепускной являются важными деталями системы смазки и при их неисправностях могут возникнуть неприятности — подробнее об этом советую почитать вот тут.

На некоторых автомобилях и мотоциклах (например автомобиль Москвич и мотоцикл Урал) фильтрующий элемент 11 сменный (см. рис 2 б) и его планово меняют после определённого пробега, а корпус 1 остаётся на двигателе.

Ну и на некоторых автомобилях и мотоциклах (например автомобиль Запорожец и мотоцикл Днепр) нет масляного фильтра, а роль маслоочистителя выполняет центрифуга. Во время работы мотора, масло заполняющее полость внутри центрифуги (которая закреплена на коленвалу), вращается вместе с ней и коленвалом с большой скоростью.

И под действием центробежной силы, твёрдые частицы и примеси, находящиеся в моторном масле, отделяются от него и оседают на стенках корпуса и крышки центрифуги, а очищенное масло поступает в главный масляный канал.

Вентиляция картера служит для поддержания нормального давления в картере двигателя и для удаления из него паров бензина и газов, прорывающихся из цилиндров мотора и вызывающих коррозию деталей, загрязнение и разжижение масла.

Кроме этого, прорывающиеся в картер мотора отработанные газы, могут повысить давление в картере и это приведёт к выдавливанию уплотнений (сальников) и появлению утечек масла при работающем двигателе.

Чтобы этого избежать и служит вентиляция картера, с помощью принудительного отсоса газов из картера мотора, через предназначенный для этого вытяжной шланг, воздухоочиститель, карбюратор и впускной коллектор в цилиндры.

На некоторых автомобилях отсос картерных газов в смесительную камеру карбюратора регулируется с помощью специального золотника 1 (см. рис 4), который расположен на оси дроссельных заслонок карбюратора. При работе мотора на малых оборотах на холостом ходу, картерные газы отсасываются в небольшом количестве через калиброванное отверстие 2 золотникового устройства.

А при открытии дроссельных заслонок, вместе с их оськой поворачивается золотник и через имеющуюся в нём канавку сообщает шланг 5 для отвода картерных газов непосредственно с задроссельным пространством карбюратора.

Но разряжение в задроссельном пространстве при этом уменьшается, а на входе в карбюратор возрастает и поэтому отсасывание картерных газов больше пойдёт через корпус воздушного фильтра (минуя фильтрующий элемент) и это увеличивает интенсивность вентиляции картера двигателя.

Н а более современных машинах при работе картерные газы по штуцеру и вытяжному шлангу 15 поступают в корпус маслоотделителя 14, где благодаря завихрению в сетке 13 происходит отделение масла от газов и последующее его возвращение в поддон двигателя.

Далее очищенные от масла картерные газы могут отсасываться двумя путями, первый из которых — это по шлангу 5 и трубопроводу 3, когда мотор работает на холостых оборотах и дроссельные заслонки закрыты. Картерные газы из шланга 5 через калиброванное отверстие штуцера карбюратора поступают в задроссельное пространство, и там подмешиваются к горючей смеси и далее по впускному коллектору 3 попадают в цилиндры мотора.

А второй путь — это по шлангу 12, в момент когда дроссельные заслонки открыты, картерные газы поступают в воздушный фильтр и вместе с очищенным воздухом поступают в карбюратор, а роль пламегасителя выполняет сетка 13.

Об усовершенствовании системы вентиляции картера старых автомобилей можно почитать вот здесь.

Масляный радиатор служит для охлаждения масла и устанавливается как правило на автомобилях и мотоциклах с двигателями с воздушно-масляным охлаждением (моторы без жидкостной системы охлаждения).

Но масляный радиатор может устанавливаться и на машинах с жидкостным охлаждением и устанавливают его чаще всего на форсированные моторы, у которых обороты и температура масла может быть выше, чем у обычных серийных машин.

Неисправности и техобслуживание системы смазки.

О системе смазки и её неисправностях я уже писал и об этом можно почитать вот тут. А здесь будут затронуты только основные и важные моменты.

Самой распространённой неисправностью является подтекание моторного масла, которое обнаруживается очень легко внешним осмотром двигателя и по масляным пятнам на полу гаража или стоянки. А чтобы конкретно выявить места утечки масла на двигателе, его следует хорошенько отмыть (о правильной мойке мотора читаем тут).

После мойки заводим мотор и дав ему поработать несколько минут, осматриваем его в местах сальников и прокладок. Точные места утечки масла как правило сразу обнаруживаются. Устраняются утечки довольно просто — подтяжкой крепежа или заменой прокладок (если не помогает подтяжка) и сальников новыми.

Ещё одной распространённой, но очень важной неисправностью, которая может привести к серьёзным неприятностям (клину двигателя и его кап ремонту — шлифовке коленвала) — это пониженное или повышенное давление масла. О понижении давления масла подскажет датчик давления масла и подробно о нём читаем тут.

Как и чем точно проверить давление масла в системе смазки я уже писал вот в этой статье и в ней же подробно описаны причины недостаточного давления масла и методы их устранения.

Но основные методы устранения недостаточного давления масла — это ремонт масляного насоса (как его отремонтировать ссылка выше в тексте) и шлифовка коленвала, которая позволяет восстановить правильные зазоры в подшипниках коленвала и восстановить нужное давление масла.

Также недостаточное давление масла может быть и при износе подшипников (постелей) распределительного вала, а как их восстанавливают читаем здесь.

Также на любом моторе может быть наоборот повышенное давление и это тоже считается неисправностью, так как при повышении давления возникнут утечки от выдавливания сальников и уплотнений. Как правило повышение давления масла происходит из-за применения моторного масла большей вязкости, чем рекомендует завод изготовитель двигателя.

Также повышенное давление происходит от загрязнения масляных магистралей (маслопроводов) или от заедания редукционного клапана в закрытом положении. Эти неисправности как правило происходят от несвоевременного техобслуживания и наличия грязи в системе смазки двигателя.

На большинстве двигателей автомобилей и мотоциклов нормальное давление масла на прогретом моторе (при повышении оборотов коленвала близких к максимальным)  должно быть в пределах 3,5 — 4,5 кг/см².

Ещё одна распространённая неисправность — это повышенный расход масла (более 35 — 40 грамм на 100 км пробега). Такая неисправность возникает от повышенного уровня масла в картере, от сильных утечек, но чаще всего возникает от попадания масла в камеры сгорания мотора вследствие большого износа ЦПГ (цилиндропоршневой группы).

Устраняется эта неисправность проверкой и доводкой уровня масла в картере до нормы, заменой прокладок и сальников, ну и конечно же капитальным ремонтом двигателя. А как сделать именно правильный капремонт мотора, чтобы он стал лучше нового, очень советую почитать вот эту статью.

Техническое обслуживание системы смазки.

ТО смазочной системы заключается в проверке необходимого уровня моторного масла в картере (поддоне) двигателя с помощью щупа и доведения уровня до нормы. А так же заключается в проверке нормальной герметичности уплотнений, очистке и промывке системы вентиляции картера, своевременной замене масла (лучше раньше установленного заводом срока), промывке центробежного фильтра (центрифуги) или своевременной замены фильтра (фильтрующего элемента).

В этой статье были затронуты основные моменты по устройству, неисправностям и техническому обслуживанию системы смазки двигателя, которые надеюсь будут полезны для новичков, успехов всем.

Работа системы смазки авиационного двигателя Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Эксплуатация и надежность авиационной техники

УДК 629.7.063.7

РАБОТА СИСТЕМЫ СМАЗКИ АВИАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Ю. В. Огородникова*, В. В. Лукасов, Д. В. Дмитриев

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

*E-mail: [email protected]

Рассматривается масляная система авиационного двигателя как одна из основных систем летательного аппарата, обеспечивающая безопасность полета. Рассмотрены ее характеристики, принцип работы и разно-виднсти.

Ключевые слова: маслосистема, летательный аппарат, отказ, трение, функции системы.

THE OPERATION OF THE LUBRICATION SYSTEM OF AIRCRAFT ENGINE

J. V. Ogorodnikova*, V. V. Lucasov, D. V. Dmitriev

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation *E-mail: [email protected]

This article discusses the oil system of the aircraft engine, as one of the main systems of the aircraft, ensuring flight safety. Its characteristics, operating principle and varieties are considered.

Keywords: oil system, aircraft, failure, friction, system functions.

Авиационный двигатель работает в сложных условиях и требует, чтобы была высокая эффективность системы смазки трущихся поверхностей, охлаждение опор двигателя и вынос продуктов трения от соприкасающихся подвижных частей.

Между трущимися деталями авиационного двигателя (АД) существует трение, и чтобы его снизить, существуют специальные масла. Масла, применяемые для авиационных двигателей, работают в довольно жестких условиях. Температура, до которой нагревается масло в различных узлах трения, неоднородна. Наиболее высокая температура достигается между трущейся пары цилиндр-поршень. У верхнего поршневого кольца она может достигать до 300 °С [1].

Средняя температура, до которой нагревается масло, доходит до 115-125 °С.

К смазочным маслам, используемым в современных авиационных двигателях, предъявляются требования:

— масло должно надежно смазывать двигателей при всех режимах работы. При работе на выбранном масле износ двигателя не должен превышать установленных величин.

— масло не должно сильно подвергаться изменению своих свойств в процессе эксплуатации.

Система смазки авиационного двигателя выполняется таким образом, чтобы обеспечить надежную смазку трущихся деталей при любых эволюциях. Кроме того, система смазки обеспечивает защиту элементов двигателя от коррозии. Если в маслосистеме происходит кратковременный сбой подачи масла, то это приводит к быстрому перегреву двигателя, раз-

рушению подшипников, заклиниванию ротора ТРД, обрыву шатунов поршневого двигателя. Неисправность маслосистемы в полете может привести к особой ситуации в полете, такой как останов или пожар двигателя.

Маслосистема обычно включает бак, для размещения необходимого запаса масла, радиатор, охлаждающий масло, насосы, подающих масло во внутреннюю систему смазки и откачивающих горячее масло из двигателя через радиатор в бак, сливной кран, термометров, манометры, фильтры и трубопроводы.

В современной авиации получили распространение две основные схемы маслосистемы: одноконтурная и двухконтурная [2]. В маслосистеме первой схемы масло циркулирует по пути: бак — двигатель — радиатор — бак. В маслосистеме второй схемы масло движется: двигатель — радиатор — двигатель, из бака идет только подпитывающая, необходимая для пополнения расхода часть масла. Маслосистема первого типа находит свое применение преимущественно на самолетах с реактивными двигателями, а второй тип -на самолетах с турбовинтовыми двигателями.

Система смазки турбореактивного двигателя значительно проще, чем поршневого или турбовинтового двигателя, так как у него меньше элементов смазки; прокачка масла через турбореактивный двигатель в 5-7 раз меньше, чем через поршневой. Поэтому маслобак системы смазки турбореактивного двигателя имеет небольшие размеры и иногда включается в конструкцию двигателя; в некоторых случаях такие системы не нуждаются в дополнительном охлаждении масла с помощью радиатора [3].

Решетневскуе чтения. 2018

В современных двигателях применяется комбинированная система смазки, в которой часть деталей смазывается под давлением — распылением (туман), а другая часть — разбрызгиванием или самотеком [4].

Объясняется это следующими причинами.

Во-первых, при смазке разбрызгиванием количество масла, подводимого к наиболее нагруженным деталям двигателя (коренным подшипникам, подшипникам кривошипных головок шатунов и т. д.), не обеспечивает их надежной смазки, а главное — надежного отвода тепла, выделяющегося при трении в этих деталях.

Во-вторых, при снижении, планировании, наборе высоты, а также при выполнении фигур высшего пилотажа (спортивная и военная авиация) масло в картере перемещается, что приводит к нарушению нормальной смазки двигателя, так как часть цилиндров и шеек вала начинает получать масло в избыточном количестве, а часть остается без смазки.

Основные опоры смазываются из форсунок, подшипники и шестеренки приводов смазываются масленым туманом, шестеренки редукторов ТВД — струями масла [5].

Маслосистема на сегодняшний день всех типов АД обеспечивает нормальную, устойчивую, безотказную и безопасную работу. Но создаются новые двигатели с лучшими характеристиками, что приводит к более жестким условиям и требует постоянного совершенствования и модернизации маслосистем.

Библиографические ссылки

1. Масляные системы реактивных двигателей самолетов [Электронный ресурс]. URL: http://privet-student.com/referaty/aviatsiya/540-maslyanye-sistemy-reaktivnyh-dvigateley-samoletov.html (дата обращения: 08.09.2018).

2. Маслосистема двигателя [Электронный ресурс]. URL: https://studopedia.ru/18_7571_maslosistema-dviga-telya.html (дата обращения: 08.09.2018).

3. Топливная система и масляная система самолёта [Электронный ресурс]. URL: https://lektsiopedia.org/ lek-33896.html (дата обращения: 08.09.2018).

4. Яновский Л. С. Горюче-смазочные материалы для авиационных двигателей. Казань : Мастер Лайн, 2002. 400 с.

5. Яновский Л. С. Инженерные основы авиационной химмотологии. Казань : Изд-во Казан. ун-та, 2005. 714 с.

References

1. Maslyanye sistemy reaktivnyh dvigatelej [Aircraft jet engine oil systems] (In Russ.). Available at: http://privetstudent.com/referaty/aviatsiya/540-maslya-nye-sistemy-reaktivnyh-dvigateley-samoletov.html (accessed: 08.09.2018).

2. Toplivnaya sistema i maslyanaya sistema samolyota [Aircraft fuel system and oil system] Available at: https://lektsiopedia.org/lek-33896.html (accessed: 08.09.2018). (In Russ.)

3. Maslosistem advigatelya [The oil system of the engine] Available at: https:// studope-dia.ru/18_7571_maslosistema-dvigatelya.html (accessed: 08.09.2018). (In Russ.)

4. Yanovskiy L. S. Goryuche-smazochnye materialy dlya aviatsionnykh dvigateley [Fuels and lubricants for aircraft engines]. Kazan, Master Layn, 2002. P. 200.

5. Yanovskiy L. S. Inzhenernye osnovy aviatsionnoy khimmotologii [Engineering basics of aviation chemistry]. Kazan, Kazan Publ., 2005. P. 714.

© Огородникова Ю. В., Лукасов В. В., Дмитриев Д. В., 2018

Информио

×

Неверный логин или пароль

×

Все поля являются обязательными для заполнения

×

Сервис «Комментарии» — это возможность для всех наших читателей дополнить опубликованный на сайте материал фактами или выразить свое мнение по затрагиваемой материалом теме.

Редакция Информио.ру оставляет за собой право удалить комментарий пользователя без предупреждения и объяснения причин. Однако этого, скорее всего, не произойдет, если Вы будете придерживаться следующих правил:

1. Не стоит размещать бессодержательные сообщения, не несущие смысловой нагрузки.
2. Не разрешается публикация комментариев, написанных полностью или частично в режиме Caps Lock (Заглавными буквами). Запрещается использование нецензурных выражений и ругательств, способных оскорбить честь и достоинство, а также национальные и религиозные чувства людей (на любом языке, в любой кодировке, в любой части сообщения — заголовке, тексте, подписи и пр.)
3. Запрещается пропаганда употребления наркотиков и спиртных напитков. Например, обсуждать преимущества употребления того или иного вида наркотиков; утверждать, что они якобы безвредны для здоровья.
4. Запрещается обсуждать способы изготовления, а также места и способы распространения наркотиков, оружия и взрывчатых веществ.
5. Запрещается размещение сообщений, направленных на разжигание социальной, национальной, половой и религиозной ненависти и нетерпимости в любых формах.
6. Запрещается размещение сообщений, прямо либо косвенно призывающих к нарушению законодательства РФ. Например: не платить налоги, не служить в армии, саботировать работу городских служб и т.д.
7. Запрещается использование в качестве аватара фотографии эротического характера, изображения с зарегистрированным товарным знаком и фотоснимки с узнаваемым изображением известных людей. Редакция оставляет за собой право удалять аватары без предупреждения и объяснения причин.
8. Запрещается публикация комментариев, содержащих личные оскорбления собеседника по форуму, комментатора, чье мнение приводится в статье, а также журналиста.

Претензии к качеству материалов, заголовкам, работе журналистов и СМИ в целом присылайте на адрес

×

Информация доступна только для зарегистрированных пользователей.

×

Уважаемые коллеги. Убедительная просьба быть внимательнее при оформлении заявки. На основании заполненной формы оформляется электронное свидетельство. В случае неверно указанных данных организация ответственности не несёт.

Важнейшие детали двигателя для смазки

Клапанный механизм управляет работой клапанов, контролируя количество воздуха и выхлопных газов, поступающих в двигатель и выходящих из него.

Риски отказа клапанного механизма
Точная геометрия кулачкового механизма имеет решающее значение для хорошей работы двигателя и может зависеть от износа и образования сажи. Смазка с плохой защитой от износа, плохим контролем образования сажи и плохой смазкой клапана может привести к чрезмерному износу, уменьшению подъема клапана и расхода газа, а также к потенциальному отказу компонентов. E.грамм. износ седла клапана и связанная с ним рецессия клапана. Плохая работа клапанного механизма приводит к низкому КПД двигателя, потере мощности при холодном пуске и условиях низкого расхода газа.

Важность выбора правильного смазочного материала
Смазка с хорошей защитой от износа и смазкой клапанов обеспечивает точную геометрию кулачков, клапанов и седел клапанов, гарантируя правильное соотношение воздуха и выхлопных газов. В результате двигатель сохранит свою мощность и эффективность.

Коренные подшипники коленчатого вала поддерживают коленчатый вал и обеспечивают его вращение. Коренные подшипники обеспечивают поток масла к питающим отверстиям коленчатого вала. Подшипники шатуна обеспечивают вращательное движение пальца кривошипа внутри шатуна. Коренные и стержневые подшипники обеспечивают эффективную смазку с минимальными потерями мощности.

Риски выхода из строя подшипников
Коррозия подшипников представляет собой серьезный риск, который может привести к повреждению подшипников штока и кулачка и потенциальным отказам двигателя.Недостаточная смазка может привести к утечке масла, потере давления масла и дорогостоящей замене компонентов.

Важность выбора правильного смазочного материала
Высококачественная смазка предотвращает коррозию и гарантирует длительную защиту подшипников, что ведет к сокращению внепланового обслуживания и значительной экономии средств.

Q8Oils разрабатывает все продукты в тесном сотрудничестве с Q8 Research, которая является опытной командой ученых.

Q8Oils считает чрезвычайно важным предлагать подходящую смазку для любого применения.А чтобы убедиться, что покупателям будет рекомендовано подходящее масло, опытные инженеры по продукции всегда готовы ответить на вопросы в разделе «Применение продукта».

Не стесняйтесь обращаться к ним через [адрес электронной почты защищен].

Как работает система смазки двигателя

В основном есть два типа масляных систем в транспортных средствах, каждая из которых похожа на моржей или что-то в этом роде: мокрый картер и сухой картер.

В большинстве автомобилей используется система с мокрым картером и . (Чем больше вы это говорите, тем страннее это звучит.Мокрый картер. Мокрый картер.) Это означает, что масляный поддон находится в нижней части двигателя, и масло хранится там. Помните Оливера, гостиную молекулы масла? Это как будто у него столик рядом с танцполом в клубе. И в этой странной метафоре танцоры — это поршни и подшипники.

Преимущество системы с мокрым картером — ее простота. Масло находится недалеко от того места, где оно будет использоваться, не так много деталей, которые нужно проектировать или ремонтировать, и его относительно дешево встраивать в автомобиль.

В некоторых автомобилях, особенно в высокопроизводительных, используется система с сухим картером .Это означает, что поддон находится не под двигателем — его можно расположить где угодно в моторном отсеке. После того, как Оливер поработал с двигателем, он не просто капает в салон. Он идет в VIP-комнату подальше от танцпола.

Система с сухим картером дает вам несколько бонусов: во-первых, это означает, что двигатель может располагаться немного ниже, что снижает центр тяжести автомобиля и улучшает устойчивость на скорости. Во-вторых, это предотвращает попадание лишнего масла на коленчатый вал, что снижает мощность двигателя.И, поскольку поддон может быть расположен где угодно, он также может быть любого размера и формы.

В двухтактных двигателях, кстати, используется совершенно другая технология. В скутерах, газонокосилках и других двухтактных машинах масло смешивается прямо с бензином. Когда бензин испаряется в процессе сгорания, масло остается, чтобы делать свое дело.

Иногда вам приходится делать это самостоятельно, отмеряя правильное количество перед наполнением бака. Но иногда, как и в большинстве мотороллеров, есть система впрыска, которая забирает масло из резервуара и смешивает его с бензином в нужных пропорциях.

Первоначально опубликовано: 8 мая 2012 г.

Смазка: внутри двигателя — как работает автомобиль

Когда масло покидает фильтр, оно попадает в следующие места двигателя:

Основные подшипники

Коренные подшипники поддерживают коленчатый вал и испытывают наибольшую нагрузку из всех подшипников в двигателе. Масло перемещается из главной галереи к коренным подшипникам, где отверстие в блоке цилиндров, совмещенное с отверстием в вкладыше подшипника, позволяет маслу протекать между шейкой коленчатого вала и самим подшипником.

Подшипники с большой головкой

Шатуны шатунов смазываются маслом, которое проходит вверх по масляному каналу, просверленному через коленчатый вал. Масло выталкивается от коренных подшипников к подшипникам шатуна. В некоторых двигателях он проходит через отверстие в шатуне для смазки стенок цилиндра.

Стенки цилиндров

Стенки цилиндров требуют наличия масляной пленки, чтобы поршневые кольца могли плавно перемещаться вверх и вниз.В основном эта пленка поддерживается за счет разбрызгивания масла на стенки вращающимся коленчатым валом. В других системах масло может быть направлено на стенку цилиндра через отверстия в шатунах или через специальные масляные форсунки, как в нашем проекте Miata.

Поршни

Нижняя часть поршней может охлаждаться струей масла. В проекте Miata есть масляные форсунки, которые направляют постоянный поток масла на нижнюю часть поршней. Эти форсунки имеют обратный клапан, который открывается только после того, как давление масла достигает определенного уровня, защищая компоненты двигателя при запуске, пока давление масла возрастает.

Подшипники распредвала

Как и коленчатый вал, распределительный вал вращается в подшипниках, которые требуют постоянной подачи масла.

Подписчики кулачков

Масляные отверстия в отверстиях толкателя кулачка позволяют постоянному потоку масла смазывать зазор между толкателем и его отверстием. Это масло падает под действием силы тяжести, чтобы смазать пружину клапана и шток.

Ограничитель масла

Давление в нижней части двигателя можно поддерживать с помощью ограничителя, который представляет собой суженный канал, уменьшающий поток масла между блоком двигателя и головкой блока цилиндров.В показанном двигателе ограничитель масла находится в верхней части блока цилиндров, и все масло для головки проходит через этот ограничитель.

После того, как масло «расходуется» в одной из этих смазываемых частей, оно возвращается обратно в поддон, где находится, охлаждается и затем рециркулирует.

Способы смазки

Есть два основных способа, которыми масло фактически снижает трение между движущимися частями.

Граничная смазка

Легко понять граничная смазка — если мы покроем поверхности двух предметов масляной пленкой, то трение между ними уменьшится.Внутри двигателя этот тип смазки используется для всех движущихся частей, на которые не подается масло под давлением, например для стенок цилиндров и штоков клапанов.

Гидродинамическая смазка / смазка с принудительной подачей

Для поверхностей подшипников, которые несут большие нагрузки на высоких скоростях, масло работает иначе, известным как гидродинамическая смазка . Первоначально, когда вал неподвижен, он опирается на нижнюю опорную поверхность и отделен пленкой из остатков масла.Когда вал начинает вращаться внутри подшипника, он будет смазываться только граничной смазкой до тех пор, пока масло под давлением не заполнит зазор между валом и подшипником.

После набора скорости вал будет вращаться вокруг масла, создавая под ним клин из смазки (там, где давление является самым высоким), который поднимает вал и центрирует его в подшипнике. Поскольку подшипник больше вала, зазор известен как зазор, поэтому тип масла должен соответствовать зазору.

Плавный ход: основы системы смазки двигателя

Если сердцем вашего автомобиля является двигатель, то сердцем вашего двигателя является масляный насос.В центре системы смазки двигателя масляный насос циркулирует масло для смазки критически важных деталей, смывания отложений и мусора и охлаждения двигателя. Без масляного насоса и достаточного количества чистого масла ваш двигатель всего за несколько оборотов превратится в украшение газона. Сегодня мы проследим за каплей масла в масляной системе вашего двигателя.

Масляный поддон или поддон, фильтр и всасывающая трубка

Поскольку система смазки двигателя является полуоткрытой системой, капля масла здесь начинается и заканчивается.В масляном поддоне и остальной части картера есть минимальное давление, и масло постоянно стекает обратно из остальной части двигателя.

Масляный насос всасывает масло из масляного поддона, а сетка предотвращает попадание внутрь более крупного мусора. Если пренебречь маслом, оно может сгореть и / или попасть в сетчатый фильтр в виде скопления ила. А пока предположим, что ваша нефть прошла тщательную обработку.

Насос и регулятор давления

Механический насос приводится в действие коленчатым валом, распределительным валом или цепью привода ГРМ, в зависимости от двигателя.Теперь масло находится под некоторым давлением, обычно от 10 до 60 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от скорости двигателя.

Этот простой клапан обеспечивает достаточное давление масла в системе смазки двигателя. Масляный насос продолжает подавать, поэтому излишки масла разбрызгиваются обратно в масляный поддон.

Фильтр и Охлаждение

Теперь масло проходит через бумажный фильтр тонкой очистки, чтобы удалить частицы металла и сажи, не улавливаемые сетчатым фильтром. Типичный масляный фильтр улавливает частицы размером более 25–30 микрометров (мкм), что составляет примерно половину диаметра человеческого волоса, в то время как некоторые фильтруют частицы размером до 5–10 мкм.

Если есть, следующей остановкой для масла будет масляный радиатор, который по сути представляет собой небольшой радиатор, помогающий немного охладить масло.

Галереи и форсунки

Теперь, когда масло очищено, масляные галереи идут к различным частям двигателя, распределяя масло для смазки движущихся частей и силовых гидравлических систем. Масло также является одним из основных способов отвода тепла от двигателя, особенно от горячих стенок цилиндров и поршней.

Отверстия просверлены для распыления масла на участки, требующие охлаждения или легкой смазки, такие как штоки клапанов, роликовые кулачки или цепь привода ГРМ.Некоторые автопроизводители используют трубки для направления масляной струи для охлаждения нижней части поршней.

Цапфы подшипника

Там, где требуется критическая смазка, например, коленчатый вал, шатуны и распределительные валы, масло подается на точно обработанные шейки с зазорами всего 12,5 мкм. Тем не менее, это крошечное пространство — все, что нужно маслу, чтобы металлические части не касались друг друга.

Гидравлические системы

Во многих транспортных средствах используются подъемники с гидравлическими клапанами или регулируемые фазы газораспределения, которые управляются электронным способом с помощью ECM (модуля управления двигателем), но мощность для его работы вырабатывается масляным насосом.

За 3 000–5 000 миль между типичной заменой масла масло совершает это путешествие несколько миллионов раз. Попутно оно проходит через перепады температуры и давления, собирает загрязнения и конденсат и даже немного сгорает, поэтому срок службы масла ограничен. Не забывайте регулярно менять масло и используйте качественное моторное масло для лучшей защиты и длительного срока службы двигателя.

Ознакомьтесь со всеми масляными фильтрами , доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 центров NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта.Чтобы получить дополнительную информацию о системе смазки двигателя, поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фото любезно предоставлено Wikimedia Commons.

Wolflubes — Жизненно важная смазка — Блог

В серии статей по основам смазочных материалов мы показали вам, какие из них важно знать, каковы их основные функции, из чего они состоят и какие функции выполняют различные «ингредиенты» (например, базовые масла и присадки).

На этот раз мы будем немного практичнее: мы покажем вам, как смазка эффективно проходит через двигатель. Затем мы расскажем вам о наиболее важных функциях смазки.

Как масло течет через двигатель

Двигатель — это очень сложный механизм. Но чтобы нарисовать более широкую картину, вот как это работает с точки зрения смазки:

1. Масляный насос забирает масло из масляного поддона (оба в нижней части рисунка), где масло хранится.
2. Насос подает масло к коренным подшипникам коленчатого вала (внизу посередине), который преобразует линейную энергию в энергию вращения.
3. Оттуда масло проходит через масляные отверстия, просверленные в коленчатом валу, к подшипникам штока, а затем по маслопроводу к головке блока цилиндров (вверху посередине).
4. По масляным каналам он течет к подшипникам распределительного вала и клапанам.
5. Поршни, кольца и пальцы (не показаны на рисунке) получают масло, сбрасываемое с шатунных подшипников.

Почему важно смазывать двигатель?

Смазочные материалы выполняют три основные функции:

• Уменьшение трения
• охлаждение
• и уборка

Уменьшение трения — это то, о чем большинство людей подумает, когда их спросят, что делает смазка. Со всеми его частями, которые движутся быстро и очень близко друг к другу, двигатель не проживет долго без смазки, которая «сглаживает ситуацию».

Охлаждение необходимо, потому что работающий двигатель нагревается до высоких температур. Без смазки он сломался бы от тепла, которое выделяет сам!

Очистка касается загрязнений, присутствующих в двигателе. Процесс сгорания, происходящий внутри двигателя, приводит к образованию сажи и загрязняющих веществ. Без смазочных материалов они могут образовывать большие отложения в канале масляного блока, что в результате снижает производительность двигателя.

Присадки делают смазочные материалы многофункциональными. Но у смазочных материалов больше функций.

Специальные присадки также помогают двигателю сохранять свои рабочие характеристики. Давайте посмотрим на три функции, которые выполняют добавки:

1. Контрольные кислоты и коррозия

Двигатель собирает кислоты. Это может привести к серьезным повреждениям в виде коррозии и снижению производительности или даже к общему отказу двигателя. Смазочные материалы содержат детергенты, нейтрализующие кислоту. Таким образом предотвращается ржавчина, особенно на подшипниках. Некоторые высокоэффективные смазочные материалы дополнительно содержат ингибиторы коррозии для защиты мягких металлов.

2. Управление вязкостью

Вязкость — это «толщина» смазки. Это ключ к обеспечению постоянства — если вязкость смазочного материала изменится, насосы перестанут работать. Постоянная вязкость поддерживается за счет использования так называемых присадок, улучшающих индекс вязкости. Эта присадка поддерживает постоянную вязкость даже при изменении температуры, когда масло обычно становится гуще или тоньше.

3. Минимизировать окисление

Внутри работающего двигателя становится очень жарко, и окисление происходит быстрее.(Окисление — это когда материал реагирует с кислородом и повреждается — самый известный пример — ржавое железо). Как вы понимаете, окисление деталей двигателя — это нехорошо. Это может привести к накоплению осадка и увеличению вязкости. К счастью, у нас есть добавки, называемые антиоксидантами, которые делают эту работу.

Вкратце:

• Моторное масло течет через двигатель, смазывая все его детали.
• Смазочные материалы выполняют три основные функции: уменьшение трения, охлаждение и очистка.
• Специальные присадки также помогают двигателю сохранять свои рабочие характеристики.
Добавки
• , среди прочего, контролируют кислоты и коррозию, регулируют вязкость и минимизируют окисление.

Пропустили нашу последнюю статью из этой серии? Вот ярлык!

Основы смазки двигателя — Помощь по ремонту автомобилей

ОСНОВЫ СМАЗКИ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Лэнс Райт

Система смазки двигателя включает смазочное масло, масляный насос, масляный фильтр и масляные каналы.Смазка маслом создает барьер между вращающимися частями двигателя, чтобы предотвратить повреждение от трения, повреждения, которые могут привести к огромным счетам за ремонт автомобилей. Моторное масло обеспечивает охлаждение деталей двигателя, не охлаждаемых системой охлаждения двигателя. Моторное масло помогает защитить компоненты двигателя от коррозии, нейтрализуя вредные химические вещества, являющиеся побочными продуктами сгорания.

Для защиты движущихся частей и уменьшения трения автомобильное моторное масло создает барьер между вращающимися или движущимися компонентами двигателя.В идеале между движущимися компонентами должна существовать масляная пленка. Это называется полной пленочной смазкой. Для достижения полной смазки пленкой требуется постоянная подача чистого масла. Система моторного масла постоянно фильтрует и циркулирует моторное масло, чтобы гарантировать защиту всех компонентов.

Моторное масло хранится в картере. Большинство двигателей вмещают от 4 до 6 литров масла. Масляный насос двигателя нагнетает и обеспечивает циркуляцию моторного масла.Масло потечет от насоса к масляному фильтру, где оно будет очищено. Очищенное моторное масло затем проходит по каналам в коленчатый вал, где оно циркулирует через подшипники двигателя. В коленчатом валу просверлены каналы, по которым масло может поступать ко всем опорным поверхностям. Стенки цилиндров и поршни смазываются маслом, которое выбрасывается из коленчатого вала при его вращении. Иногда это называют смазкой разбрызгиванием. Моторное масло покидает коленчатый вал, обычно через проход в одном из коренных подшипников, и подается к распределительному валу и толкателям.В некоторых двигателях с верхним расположением клапанов масло проходит через толкатели к клапанному механизму для смазки коромысел. В других конструкциях для достижения той же цели используется канал для подачи масла через вал коромысла. Затем масло возвращается в картер через возвратные отверстия в головках цилиндров. Затем он забирается масляным насосом для повторной циркуляции.

МАСЛЯНЫЙ НАСОС
Масляный насос двигателя обеспечивает циркуляцию и нагнетание моторного масла. Обычно он расположен в картере и приводится в действие распределительным валом.Масло поступает в насос через трубку, которая проходит в нижнюю часть масляного поддона. Это называется приемной трубкой. К всасывающей трубке прикреплен экран, предотвращающий попадание крупных частиц в масляный насос и его повреждение. В большинстве масляных насосов используются вращающиеся шестерни для повышения давления и циркуляции моторного масла. Когда масло попадает в насос, оно застревает между вращающимися шестернями и вытесняется под давлением. В некоторых масляных насосах используется конструкция ротора, которую труднее ремонтировать и / или восстанавливать. Они приводятся в действие так же, как и шестеренчатый насос.В этом насосе используется внутренний и внешний ротор. Масло находится под давлением, когда оно сжимается между двумя роторами. Давление масла регулируется предохранительным клапаном, который может быть расположен в масляном насосе или рядом с масляным фильтром.

Есть много факторов, которые могут повлиять на давление масла. Внутренний износ автомобильного двигателя, например изношенные подшипники коленчатого вала, может вызвать низкое давление масла из-за избытка масла, необходимого для заполнения зазора между поверхностью подшипника и сопряженным компонентом. Загрязнение масла и разбавление другим веществом может повлиять на давление масла.Высокое давление масла обычно связано с заеданием предохранительного клапана. Давление моторного масла всегда следует проверять с помощью тестового манометра. Показания приборной панели автомобиля могут быть неточными или ошибочными.

МАСЛЯНЫЙ ФИЛЬТР
Нормальная циркуляция моторного масла через систему смазки двигателя приводит к накоплению частиц в моторном масле. Эти частицы могут состоять из грязи, ржавчины и материала, образовавшегося в результате износа двигателя.Во время работы двигателя нормальный путь циркуляции масла — от масляного насоса к масляному фильтру, а затем к подшипникам коленчатого вала. Если частицы застрянут в мягком материале, используемом в подшипниках коленчатого вала, может возникнуть препятствие для смазки и вызвать чрезмерный износ материала подшипников или поверхности коленчатого вала. Поэтому, чтобы избежать дорогостоящих работ по ремонту автомобилей в будущем, лучше всего купить верхний масляный фильтр и регулярно его заменять.

В большинстве автомобилей используется полнопоточная система фильтрации масла.Это система, в которой масло должно проходить через масляный фильтр, чтобы циркулировать через остальную часть двигателя. Полнопоточная система масляного фильтра обеспечивает лучшую защиту двигателя за счет более полной фильтрации моторного масла.

Нажимной патрон масляного фильтра изготовлен из металлической внешней канистры. В верхней части масляного фильтра находится уплотнение, а также впускной и выпускной каналы для моторного масла. Масляный фильтр содержит фильтрующий элемент, который задерживает и задерживает частицы.Фильтрующий элемент обычно изготавливается из гофрированной бумаги. Фильтрующий элемент рассчитан на минимальный размер частиц, которые он может улавливать. Это измеряется в микронах.

После продолжительного использования фильтр может насыщаться частицами, что ограничивает способность масляного фильтра должным образом очищать автомобильное моторное масло. В тяжелых случаях поток моторного масла может быть ограничен. Избыточное давление масла, возникающее в результате этой блокировки, может привести к тому, что масляная система двигателя будет обходить масляный фильтр.Регулярное обслуживание масляного фильтра настоятельно рекомендуется для надлежащего обслуживания и защиты двигателя и, таким образом, во избежание ненужного ремонта автомобиля.

ENGINE OIL
Автомобильное моторное масло представляет собой смесь очищенной нефти и присадок. Его основное предназначение — уменьшить или предотвратить износ движущихся компонентов. В моторном масле это достигается за счет создания барьера между движущимися компонентами. Моторное масло также используется для охлаждения некоторых внутренних компонентов двигателя.

Моторное масло классифицируется SAE по вязкости и эксплуатационным характеристикам. Вязкость — это способность масла течь при заданной температуре. Мультивязкие масла сегодня рекомендуются большинством производителей автомобилей. Моторное масло мультивязкого типа обладает способностью обеспечивать хорошую текучесть при низких температурах без разрушения при высоких температурах. Типичным мультивязким моторным маслом является 10W-30. 10 Вт — это зимняя оценка моторного масла. 30 — это характеристика масла при 100 ° C.Это масло можно рассматривать как масло мощностью 10 Вт, которое ведет себя как масло 30 при 100 ° C.

Мультивязкие масла стали возможными благодаря использованию сложных полимеров. Производитель будет использовать легкое базовое масло и смешивать его с полимерами. При низких температурах полимеры скручиваются в масле, что позволяет ему сохранять характеристики базового масла. По мере прогрева двигателя полимеры раскручиваются, в результате чего масло не разжижается. Полимеры помогают моторному маслу достигать более высоких весовых характеристик при 100С.

(Копье владел собственной автомастерской в ​​течение 30 лет, прежде чем уйти на пенсию в 2006 году.)

Как работают смазочные материалы — Объясни, что вещи

Как работают смазки — Объясни, что вещи

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 24 апреля 2020 г.

Когда автомобиль скручивает поворот на высокой скорости, единственное, что останавливает его, — это трение между шинами и дорогой — сила, которая может быть в несколько раз больше своего веса.Здесь трение работает как своего рода клей, который приклеивает машину к дороге, но это не всегда так помогает. Под капотом деловито изнашивается трение детали двигателя — это один из основных способов, которыми автомобиль тратит впустую энергия. Вот почему нам нужны смазочные материалы: вещества, которые борются с трением и позволяют движущиеся части машины скользят друг относительно друга более плавно.

Фото: Смазочные материалы появляются в необычных местах. Такие безопасные бритвы обычно имеют немного смазки, поэтому они легко перемещаются по вашему лицу.Смазка — зеленая полоска вверху. Когда бритва намокает, она превращается в жирный крем, благодаря которому бритва более гладко скользит по волосистой коже, которая направляется к лезвиям.

Что такое трение?

Трение возникает из-за сил между двумя предметами, когда они соприкасаются, например, когда вы провести ногой по тротуару и почувствовать и услышать поверхности потирая вместе. Неважно, насколько гладко все выглядит или почувствуйте — посмотрите на них под микроскопом, и вы увидите, что они всегда грубее крупным планом.Когда вы тащите ногу по земле, зазубрины на двух поверхностях зацепляются друг за друга, замедляя работу вниз и украсть вашу энергию. Для чего-то вроде машины с движущимися частями, которые трутся о одну во-вторых, трение может быть очень неприятным: чем грубее соприкасающиеся поверхности, тем чем больше трение, тем тяжелее машина должна работать, чем быстрее он изнашивается, тем горячее становится и тем больше энергии тратится.

Artwork: Трение имеет свое применение. Без него ходьба было бы невозможно: ноги совсем не хватались бы, и вы бы все соскальзывали место — прямо как на льду.Когда вы опускаете ногу, чтобы идти, грубая нижняя поверхность вашей обуви захватывает шероховатую верхнюю поверхность тротуара, не позволяя вам соскользнуть назад. Это поможет вам оттолкнуться ногой, чтобы все тело двигалось вперед. То же самое происходит, когда резиновая автомобильная шина касается дороги: шина остается на дороге, в то время как колесо вращается на своей оси и перемещает автомобиль вперед.

Законы трения

Удивительно, но трение между двумя соприкасающимися предметами зависит только от «нагрузки». (насколько сильно они прижаты друг к другу), а не в зоне контакта между ними.Это было очень хорошо понято не менее 500 лет — Леонардо да Винчи (1452–1519) проводил эксперименты проверить это — и довольно легко понять науку, стоящую за этим. Чем больше вы нажимаете два поверхности вместе, тем больше зазубренные биты между ними соприкасаются, иногда сдавливание или разрушение, увеличивая сопротивление между поверхностями. Кроме того, если эти зазубренные биты — единственные точки, в которых поверхности действительно соприкасаются, истинная площадь контакта на самом деле намного меньше, чем кажется (и не имеет отношения к видимой площади контакта).Это также помогает нам понять, почему трение может создавать удивительное количество тепла, если учесть, что задействованная сила действует на эту относительно небольшую, истинную область контакта.

Трение и заедание

Трение также возникает из-за микроскопического эффекта «склеивания», когда два вещи соприкасаются — идея, впервые высказанная французским физиком (и пионером электричества) Шарль Кулон около 1781 года. Когда геккон взбирается на стену, миллионы крошечных волосков основания его ступней одновременно касаются стены.Молекулы на кончиках каждого волоса притягиваются к молекулам на внешней стороне. поверхность стены с микроскопическим количеством того, что называется фургон Сила дер Ваальса — действительно слабый вид электромагнетизма. Несмотря на то что каждый волос дает лишь немного магнитной силы, так что много волосков на ноге геккона, которые вместе могут дать достаточно силы, чтобы выдержать его вес. Подробнее об этом читайте в нашей статье. на клеях.

Фото: Что делает лед скользким? Ученые объясняли это так: когда вы двигаетесь по льду, вы сжимаете его и заставляете таять, создавая гладкий влажный слой, который действует как смазка, помогая вам скользить по шероховатой поверхности.К сожалению, это привлекательно простое объяснение сейчас подвергается сомнению — и одна из современных теорий гласит, что лед скользкий, потому что имеет постоянное смазочное покрытие, которое становится толще или тоньше в зависимости от температуры. Каким бы ни был ответ, вопрос типа «Почему лед скользкий?» можно объяснить разными способами, на разных уровнях сложности, как отмечает Ричард Фейнман в этом превосходном видео. Фото Шантель М. Клейтон любезно предоставлено ВМС США.

Итак, трение иногда полезно, а иногда неприятно, и что нам действительно нужно, так это правильный количество трения в нужном месте в нужное время.Контроль трения — вот что смазка — это все.

Как работает смазка?

В двигателе вашего автомобиля крутятся сотни движущихся частей и коробка передач. Иногда может казаться, что вы ведете часы! Поршни качает вверх-вниз в цилиндрах, коленчатый вал раскручивается, шестерни мчатся на максимальной скорости. Каждая из этих вещей трется о что-то еще, когда он движется — шумит, теряет энергию из-за трения, и постепенно изнашивается. Способ уменьшить трение между двумя движущиеся части должны смазывать их (покрывать их маслом), но как смазка реально работает?

Твердые тела — это материалы, которые обладают встроенным сопротивлением изменению формы, тогда как жидкости могут течь.Подумайте о разнице между льдом (который просто сидит там в комке) и воды (которая легко течет, когда вы ее наливаете). Если вы поместите жидкость, похожую на масло, между двумя твердыми шестернями, она переключится. вокруг и изменить его форму настолько, насколько это необходимо, смягчая микроскопические неровности между шестернями, когда они сцепляются вместе и уменьшая трение между ними.

На этой маленькой иллюстрации показано, что происходит. Сверху вы можете увидеть две несмазанные поверхности (возможно, они являются зубцами двух зацепляющихся шестерен), которые грубо движутся мимо друг друга, замедляясь из-за трения.На расстоянии они могут выглядеть гладкими для ваших глаз, но они грубые на атомном уровне, и одна поверхность ужасно тянется друг о друга, тратя энергию и изнашивая материалы (1). Внизу мы видим, как смазка помогает двумя разными способами: она сглаживает и смягчает неровности между двумя поверхностями (2). Кроме того, поскольку это жидкость, она может легко менять форму и текучесть. В идеале он будет течь идеальными слоями, как показано здесь, в так называемом ламинарном потоке. Слой смазки у верхней поверхности будет двигаться влево, а слой у нижней поверхности — вправо.Слои будут свободно скользить друг относительно друга, уменьшая трение (3).

«Я думаю, вы найдете это более сложным!»

Это объяснение иногда называют жидкой, жидкостной пленкой или гидродинамической смазкой . Впервые он был изложен в 1886 году Осборном Рейнольдсом (1842–1912), британским физиком, который во многом стал пионером нашего современного понимания того, как текут жидкости (гидродинамика, как ее называют). Однако это немного упрощение — идеальный вариант смазки — а в действительности все намного сложнее.На практике смазка между двумя поверхностями может быть очень тонкой (всего несколько молекул). В этом случае неверно, что слои смазки скользят друг по другу; зазубрины на двух поверхностях могут касаться друг друга, заедать вместе или ломаться. Смазка, которая происходит, зависит от физической природы двух поверхностей и от того, как они взаимодействуют со смазкой, которая может вступать с ними в химическую реакцию с образованием других, более (или менее) эффективных смазочных материалов — и это называется граничной или граничной пленочной смазкой .Также возможна промежуточная ситуация, когда имеется смесь различных видов смазки (гидродинамической и граничной). Все это выходит далеко за рамки этой простой статьи, но стоит иметь в виду, что простые объяснения часто оказываются упрощенными объяснениями !

Что делает смазку хорошей?

Хотя некоторые смазочные материалы (например, тонкая полоска на бритве на нашем верхнем фото) используются в разумных пределах. прохладные и постоянные температуры, многим приходится работать в двигателях и машинах при очень высоких температурах.В автомобильных двигателях для смазки используются густые сиропообразные масла, поскольку они остаются жидкими при температуре выше 300 ° C (570 ° F), что достаточно для того, чтобы выдерживать такие температуры, до которых нагреваются детали двигателя. В таких условиях вода быстро испаряется и превращается в пар, но из-за этого металлические детали ржавеют, так что это не лучший выбор для смазки.

Часто смазочные материалы должны хорошо работать в диапазоне температур. Например, в такой холодной стране, как Исландия или Швейцария, смазочные материалы для осей автомобилей должны выполнять свою работу как тогда, когда машина только заводится с холода, так и когда она какое-то время работает.На практике это может означать широкий диапазон рабочих температур от -10 ° C до 100 ° C (от -14 до 212 ° F). Смазочные материалы очень похожи на любые другие вещества: чем они холоднее, тем тверже, тверже и менее текучими (более вязкими или «сладкими») они становятся. Иногда это означает, что они работают менее эффективно: более низкие характеристики смазочных материалов при более низких температурах являются одной из причин, по которым двигатели и трансмиссии становятся менее эффективными до того, как они должным образом прогреются.

С другой стороны, чем горячее вы сделаете смазку, тем она станет более жидкой и менее вязкой (более жидкой).Хотя это может показаться хорошим, это не всегда. На тяжелых машинах, медленно работающих на большой мощности, вам нужен более толстый и прочный слой смазки, а смазка с низкой вязкостью не поможет. Чем тоньше становится смазка, тем больше вероятность заедания машины. Обычно существует критическая температура, выше которой смазочные материалы больше не образуют прочного и эффективного покрытия, которое прилипает к деталям, которых они касаются, производительность резко падает, и вероятность заедания становится тревожной.

Фото: Вязкость: При повышении рабочей температуры машины вязкость смазки падает: она становится более жидкой и жидкой. При достаточно большом повышении температуры вязкость тяжелого масла или смазки может резко измениться: от высокой (патока или арахисовое масло) до средней (столярный клей), затем от средне-низкой (жидкое мыло) до очень низкой ( вода). Для некоторых машин более густые и вязкие смазочные материалы будут более эффективными, чем более тонкие и менее вязкие; для других машин может быть наоборот.

Таким образом, разработка смазочных материалов включает в себя тщательное изучение условий, в которых работают конкретные двигатели и машины, включая скорости, мощности, максимальные и минимальные температуры, а также баланс между производительностью, эффективностью и долговечностью. Если вам интересно, наука о трении, смазке и поверхностном износе называется трибологией. Так что в следующий раз, когда вы встретитесь с трибологом в путешествии, вы будете знать именно о чем говорить!

Фото: Два разных подхода к смазке.1) Применение густой смазки позволит этим шестерням вращаться еще несколько недель или месяцев. Фото Ангела Романа-Отеро любезно предоставлено ВМС США. 2) Подобные шарикоподшипники помогают снизить трение в движущихся частях машины. К одной части машины прикреплено внешнее металлическое кольцо, а к другой — внутреннее металлическое кольцо. Два кольца разделены круглым воротником (здесь красновато-коричневого цвета) с отверстиями внутри. Хомут может свободно вращаться на металлических шариках, которые упираются в отверстия. Подшипники обычно смазываются для обеспечения их бесперебойной работы.Фото любезно предоставлено Исследовательский центр НАСА Гленна (NASA-GRC).

Как работают самосмазывающиеся станки?

Изображение: самосмазывающаяся дифференциальная передача, разработанная инженером Дж. Артуром Найландом для корпорации General Motors в 1950-х годах. Подробнее об этом можно прочитать в патенте США № 2,840,186: Система смазки. Изображение любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Вы должны смазывать машины, если хотите, чтобы они работали. Единственная проблема в том, что мы ожидаем, что большинство машин будут работать постоянно.Каждая минута, когда заводское оборудование останавливается для технического обслуживания, — это минута потери продукции, которая стоит денег. Некоторые машины продолжают работать месяц за месяцем без простоев. Они просто никогда не останавливаются! И не только машины страдают от этой проблемы: если у вас есть машина, вы не ожидаете, что вам придется останавливать ее каждые несколько миль, чтобы брызгать маслом в двигатель и коробку передач. Как же в таком случае поддерживать наши машины в смазанном виде и в отличной форме?

Многие сложные машины предназначены для автоматической смазки — и вот общий пример.На схеме, которую вы можете увидеть здесь, показаны два разных вида дифференциала из автомобиля (задняя шестерня, которая соединяет карданный вал, отбирая мощность от двигателя и коробки передач, к задней оси и задним колесам). На верхнем рисунке показан вид сверху (сверху вниз), а на нижнем — вид сбоку (как если бы вы смотрели сбоку автомобиля на одно из задних колес). Я покрасил шестерни в красный цвет, и вы можете увидеть, как дифференциал по существу преобразует вращательное движение в одном направлении (по длине автомобиля) в вращательное движение под углом 90 градусов (по ширине автомобиля).

Этот конкретный дифференциал был разработан Дж. Артуром Найландом для General Motors в середине 1950-х годов. Помимо шестеренок, вы увидите два других ключевых компонента, которые я заштриховал зеленым и синим. Зеленые области показывают насос для жидкости, который приводится в действие красными шестеренками. Когда шестеренки вращаются, вращается и зеленый насос. Это заставляет его всасывать смазочный материал из резервуара (синий), который затем выкачивается через узкие трубы на ключевые детали внутри дифференциальной коробки передач. Весь блок дифференциала герметичен, и, когда шестерни вращаются на высокой скорости, излишки смазки сбрасываются и в конечном итоге стекают обратно в резервуар для повторного использования.

Если вам понравилась эта статья …

… вам могут понравиться мои книги. Мой последний Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На сайте

• Клеи (клеи): Работа клея прямо противоположна работе смазки.
• Двигатели: Обзор различных типов двигателей.
• Гидравлика: «жидкие мускулы», которые приводят в действие краны, экскаваторы-экскаваторы и другие машины.
• Металлы: введение и обзор.

Книги

• Смазочные материалы и смазка Тео Манга и Вилфрида Дрезеля (ред.). Wiley-VCH, 2017. Здоровенная двухтомная энциклопедия, охватывающая (в том числе) различные виды смазок; их использование в двигателях, гидравлике и компрессорах; тестирование в лаборатории; и воздействие на окружающую среду.
• Трение, износ, смазка: Учебник по трибологии К. К. Людема. CRC Press, 1996.
• Трение и смазка твердых тел Ф.К. Боуден и Д. Табор. Оксфорд, 1950/2001. Классическое введение в трибологию, которое по-прежнему интересно читают спустя более полувека после его первой публикации.

Статьи

• Исследования обещают лучшую смазку для наномашин Сасвато Р. Дас. IEEE Spectrum, 14 апреля 2010 г. Как графит (и графен) может смазывать крошечные наноскопические машины?
• Что внутри WD-40? Wired, 21 июня 1999 г. Более подробный химический анализ ингредиентов популярного смазочного материала (в основном нефтехимических).
• Old Macdonald’s Motor Oil от Reuters. Wired, 21 июня 1999 г. Можно ли смазать двигатель возобновляемым, биоразлагаемым и экологически чистым растительным маслом?
• «Смазка в космическую эру» Барнаби Дж. Федер. The New York Times, 25 июня 1981 года. Эта старая (но все еще интересная) статья из архива Times объясняет проблемы смазывания механизмов в космосе.

Сайты

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2008, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2008/2020) Смазочные материалы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/lubricants.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

.