В любом двигателе внутреннего сгорания присутствует множество деталей, перемещающихся друг относительно друга в близком контакте. Трение металла по металлу само по себе велико, что дает большие потери, но хуже всего его последствия.
Энергия расходуется на разрушение поверхности. Без введения в такие пары смазки мотор проработал бы считанные минуты, а требуются тысячи часов ресурса.
Отсюда сложность и точный расчёт системы подачи масла, качества её элементов.
Роль смазки в двигателе внутреннего сгорания
Большинство деталей мотора смазывается жидким маслом. Его запас хранится в общем картере. Случаются и отступления от такой схемы, но только в особых оправданных случаях.
При любой конструкции масло выполняет несколько возложенных на него ролей, они настолько важны, что данную жидкость можно считать основным элементом долговечного сбалансированного двигателя:
- самая понятная функция – снижение коэффициента трения скольжения, то есть смазывание, суть его состоит в появлении масляной прослойки между трущимися деталями, в которой и происходит взаимное перемещение без жесткого контакта металлов;
- отвод тепла в целом производится системой охлаждения, но вот непосредственно от пар трения это делает масло, тут особенно важна производительность насоса, то есть способность не просто создавать давление, но и обеспечивать прокачку нужных объёмов в единицу времени;
- помимо отвода тепловой энергии, в том же нуждаются и продукты износа деталей и самого масла, поток должен удалить их из зон трения и отправить в штору масляного фильтра, исключив попадание в прочие рабочие зоны;
- наличие значительного давления, развиваемого насосом, позволяет использовать его для работы гидравлических устройств, например, гидрокомпенсаторов клапанов, гидронатяжителей цепей, фазовращателей;
- масляная пленка хорошо справляется с предотвращением коррозии металлических деталей и рассыханием эластичных.
В идеале масло способно полностью исключить все виды износа, кроме деградации самой жидкости, которая периодически заменяется.
На практике износ присутствует, но он исчезающе мал, что позволяет отдельным моторам работать по миллиону километров и более.
Виды систем смазки ДВС
Организовать процесс смазки можно различными способами.
Мокрый картер
Классическая схема – масло содержится в ванне картера. Оттуда оно забирается патрубком маслонасоса, под давлением распределяется по двигателю, после чего стекает обратно.
Так работает большинство гражданских моторов, как легковых автомобилей, так и спецтехники.
Сухой картер
В некоторых случаях, например, в спорте, уровень масла сложно поддерживать из-за наклонов автомобиля и больших ускорений в продольной и поперечной плоскостях.
Выход из положения состоит в немедленной откачке стекающего масла группой насосов, освобождения его от пены и воздуха с последующей подачей в магистрали под давлением. В картере жидкость не задерживается, поэтому он условно называется сухим.
Разбрызгивание рабочей жидкости на поверхности
По методу доставки жидкости к деталям выделяется подача её в виде капель, струй или масляного тумана без давления.
Так смазываются поршни, кулачки распредвалов и многое другое, где не требуется поддержание постоянного фиксированного напора.
Подача рабочей жидкости под напором
Нагруженные узлы, особенно подшипники скольжения коленвала и опорных шеек распредвалов, требуют постоянного давления, поскольку зазоры там малы, измеряясь сотыми долями миллиметра, а прочность плёнки и её обновление жизненно важны.
Туда масло идёт под давлением в несколько атмосфер, вал буквально всплывает в жидкой фазе.
Способ настолько эффективен, что работает даже в картридже турбонаддува, где обороты измеряются десятками тысяч в минуту. Пропадание давления вызовет мгновенное касание металлов, задир и заклинивание.
Комбинированная система
Оба способа применяются совместно, что позволяет говорить о комбинированной системе смазки.
В том числе и по организации процесса – наличие сухого картера не исключает смазку разбрызгиванием, в двигателе всегда присутствует масляный туман и специальные форсунки, направляющие струи жидкости в критические зоны нижней поверхности поршней или кулачков распредвалов.
Устройство
В состав системы входят:
- запас рабочей жидкости, чем её больше, тем проще обеспечивать тепловой режим, срок службы между заменами и парирование критических ситуаций;
- масляный насос, создающие рабочее давление в магистралях принудительной подачи и гидравлики;
- фильтр с редукционным клапаном, предотвращающим чрезмерный рост давления;
- масляный радиатор, от простейшего оребрения до полноценной сотовой конструкции с обдувом;
- теплообменники между маслом и охлаждающей жидкостью;
- контрольные приборы и устройства, датчики температуры, давления и уровня, щуп визуального контроля.
Обслуживание состоит в регулярной замене масла и фильтра по регламенту ТО.
Принцип работы механизма смазки
Насос работает по принципу перекачки жидкости между полостями двумя или более зубчатыми колесами. Это просто и надёжно, иные конструкции используются реже. Здесь же расположен редукционный клапан с калиброванной пружиной.
Аварийное давление её сжимает, после чего излишки сбрасываются, не давая повредить фильтр.
В корпусе фильтра имеется также антидренажный клапан, не позволяющий стекать жидкости при остановленном двигателе. Поэтому давление возникает сразу после пуска.
Это интересно: Как определить масложор в двигателе за 5 минут
Масляные каналы и зазоры рассчитываются с учётом расхода и производительности, здесь важно применять продукт расчётной вязкости. Она указывается для холодного масла и максимально разогретого.
Каким должен быть уровень масла и почему
Недостаточный уровень вызовет попадание воздуха в насос и резкое падение давления. Результатом будет перегрев и проворот вкладышей валов.
Избыток также вреден, масло будет цепляться противовесами кривошипов, вспениваться и пробивать уплотнения. Результат тот же, хотя и не настолько быстро проявится.
Оптимальный уровень имеет верхнюю и нижнюю допустимые границы, что указано в виде меток на щупе. От пониженного уровня сработает электронный индикатор, имеющийся на многих машинах.
Отличия систем смазки бензинового и дизельного двигателя
Принципиально системы одинаковы, однако у дизеля обычно объём картера больше, масло имеет специфические присадки и требует более частой замены относительно аналогичного бензинового мотора.
Разница состоит в попадании сажи в картер из-за особенностей горения тяжелого топлива.
Нельзя сравнивать с легковыми тяжёлые многолитровые дизели грузовиков. Там конструктивно предусмотрена замена через значительные пробеги. Но это объёмные двигатели большой массы, тихоходные и с огромным ресурсом при относительно редком обслуживании.
