Как работает система смазки двигателя?

Функцией номер один масла в двигателе является именно то, что Вы от него, собственно, и ожидаете: оно позволяет деталям двигателя двигаться. Только представьте себе двигатель без масла — звонкие скрежущие и скрипящие звуки металлических поршней, с трудом продирающихся вверх и вниз внутри сухого цилиндра. Вызывает дрожь по телу, не правда ли?!

Действительно, масло делает очень большую работу в поддержке эффективности работы двигателя. Оно значительно уменьшает трение, что означает, что двигатель должен приложить меньше усилий, чтобы раскручивать шестерни коробки и, в конце концов, колёса нашего авто. Это в свою очередь означает, что наша машина может ездить с меньшим расходом топлива и меньшим пробегом на одном баке. И всё это, не говоря уже о том, как бы двигатель нагревался при сильнейшем трении молниеносно движущегося поршня. Всё это означает меньший износ движущихся деталей двигателя. Регулярная замена масла в системе означает, что Ваш двигатель будет счастлив, что означает, что и Ваш кошелек будет счастлив, и, в конце концов, и Вы сами. Как видим, выигрывают все!

Давайте придумаем сюжет, чтобы нам легче было понять работу смазочной системы двигателя! В роли случайно выбранной молекулы масла из двигателя представим некое живое существо и назовём его Оливером и далее опишем весь его путь вокруг двигателя.

Знакомьтесь, это Оливер!

Масляный картер: Это то место, где Оливер болтается без дела и спит, когда двигатель не делает ничего. гостиная комната, если до конца ассоциировать. В большинстве легковых автомобилей этот «чан» содержит около 4-6 литров масла.

Трубка для подачи масла: Когда двигатель включается, он должен получить нужное количество масла немедленно. Оливер и его нефтяные приятели всасываются через трубку подачи масла и становятся готовы к действию.

Масляный насос: Трубка для подачи масла расположена вертикально, и масло должно подняться вверх. Насос обеспечивает всасывание масла так, что Оливер может двигаться вверх против силы тяжести, а затем немного потесниться со своими друзьями, расположившись значительно ближе друг к другу так, что создаётся давление масла (будем надеяться, что Оливер не забыл использовать дезодорант сегодня).

Клапан сброса давления: Если Оливер и его друзья слишком приблизились друг к другу, то они начинают планировать бунт, а предохранительный клапан даёт им столь необходимого передышку и ослабевает пыл бунтарей. Этот компонент системы смазки двигателя будто говорит Оливеру и его друзьям: «Успокойтесь, дети«.

Масляный фильтр: В то время как Оливер и его друзья могут проходить в двигатель, фильтр проверяет, чтобы те не взяли с собой ничего из запрещённых предметов: песчинки (Оливер очень любит притягивать их), стружка металла — масляный фильтр останавливает проникновение грязи и мусора в рабочее пространство двигателя, которое масло может подобрать на своём последнем этапе пути через систему.

Перфорированные отверстия: Оливер хихикает каждый раз, когда он слышит это словосочетание. Просто он очень маленький и не совсем понимает сложных слов. Это маленькие отверстия, просверленные в коленчатом вале и некоторых других частях системы смазки, которые позволяют маслу покрыть собой все подшипники и цилиндры, которые должны оставаться смазанными.

Отстойник (маслосборник): После того, как Оливер выполнил свою основную работу — позволять движущимся частям двигателя оставаться подвижными за счёт смазки, его рабочий день закончен, и Оливер скользит коротким путём в маслосборник, также известный как отстойник, чтобы снова ничего не делать, пока начальник снова не вызовет его на работу — трубка для подачи масла снова не всосёт его в рабочее пространство двигателя, где он снова начнёт свою работу.

Есть ещё ряд компонентов смазочной системы, и их проще всего увидеть:

Типы смазочных систем двигателя

Есть два основных типа смазочной системы в автомобилях, оба из которых звучат как некие подвиды моржей или что-то вроде того: система с мокрым картером и с сухим картером.

Большинство автомобилей используют мокрый картер. Это означает, что масляный поддон находится в нижней части двигателя, и масло хранится там. Помните гостиную Оливера? Это вроде того, как у него есть ещё и танцпол в клубе. И в этой странной метафоре в роли танцоров выступают поршни с цилиндрами и подшипники.

Главным преимуществом мокрой системы отстойника является его простота. Масло находится в том месте, куда оно стекает самотёком, для этого необходимо не особо много компонентов и инженерных задумок, а также простой ремонт, и всё это относительно дёшево встраивается в машину.

Некоторые автомобили, особенно, спортивные дорогие автомобили используют систему смазку с сухим картером. Это означает, что картер находится не под двигателем — на самом деле, он может быть расположен в любом месте в моторном отсеке. После того, как Оливер делает свою работу в двигателе, он не просто капает в гостиную. Он направляется в самый настоящий VIP номер.

Система сухого картера получает пару бонусов в свои преимущества: во-первых, это означает, что двигатель может быть расположен немного ниже, что дает автомобилю низкий центр тяжести и улучшает стабильность на скорости; во-вторых, он не даёт лишнему количеству масла поступать к коленчатому валу, мешая ему работать, что может сократить мощность автомобиля. А ещё, так как картер может быть расположен в любом месте, означает, что он также может быть любого размера и формы.

Существуют и иные типы систем смазки по другим критериям: так, двухтактные двигатели часто используют совершенно другой тип технологии смазки. Некоторые скутеры, многие газонокосилки и другие машины с двухтактными двигателями имеют получают смазку за счёт смешивания масла с бензином ещё до поступления в рабочее пространство двигателя. В таких двигателях когда бензин испаряется в процессе горения, остаётся масло, которое покрывает движущиеся части двигателя собой.

Устройство системы смазки двигателя

Устройство и принцип работы системы смазки двигателя ни чем не отличается от принципа работы любой гидравлической системы. В экскаваторе или подъёмном кране работа масляной системы основана на одних и тех же законах. Неисправности также имеют общие причины.

Масляные каналы

Система смазки двигателя обеспечивает подачу масла под давлением во все трущиеся и вращающиеся элементы. Коренные и шатунные шейки коленчатого вала вращаются во вкладышах. Вкладыши имеют масляную канавку. В которую подаётся масло из масляного канала. Давление с которым масло подаётся. Создаёт вокруг шеек масляное кольцо. Шейки коленвала вращаются в масляном кольце. Масло смягчает все удары от возникающих нагрузок. Это способствует тому что коленвал служит длительный срок. По масляным каналам коленвала от коренных шеек масло так же под давлением подаётся в шатунные шейки. Обеспечивает вращение шатунов. Шатунный палец и гильзы цилиндров смазываются разбрызгиванием масла. Для этого в шейках шатуна имеются калиброванные отверстия.

Масло к коленчатому валу подаётся из центрального канала. Канал имеет ответвления под каждую коренную шейку коленчатого вала.

Параллельно от центрального канала масло подаётся к шейкам распределительного вала. Вращение распределительного вала происходит по тому же принципу что и вращение коленчатого вала. Масло создаёт кольцо вокруг каждой шейки распределительного вала.

Если устройство системы смазки двигателя имеет конструкцию газораспределительного механизма с применение коромысел клапанов. Присутствует канал который подаёт масло в вал коромысел. По валу к втулкам коромысел. Через втулки и канал в коромыслах масло поступает в регулировочный винт. Через него смазываются штанги толкателей коромысел. При использовании других конструкций ГРМ. Существуют масляные каналы, через которые масло поступает к ним. Рокера, гидрокомпенсаторы, толкатели и другие элементы конструкции ГРМ.

То есть все механизмы двигателя связаны между собой масляными каналами. В которых создаётся давление масла.

Масляный насос

Давление масла создаёт масляный насос. Как правило шестеренный. Благодаря минимальным зазорам между вкладышами, шейками валов, калиброванными отве5рстиями. Предназначенными для разбрызгивания масло. В системе поддерживается необходимое рабочее давление масла.

Любая гидравлическая система имеет один и тот же принцип действия. Масляный насос не начнет создавать давление до тех пор пока масло не встретить сопротивление. Или в нашем случае пока есть сопротивление для масла во вкладышах и калиброванных отверстиях насос создает необходимое рабочее давление.

Давление масла в системе

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала, шейки распределительного вала, вал коромысел имеют зазоры между втулками и вкладышами в среднем не превышающим 0,15 мм. Этого достаточно чтобы насос создавал в системе на рабочее давление от 0,2 до 6,5мм. Давление может создавать и большее. Насос будет давить до тех пор пока н разрушится. Разрушение насоса предохраняет редукционный клапан. Он устанавливается либо в самом насосе, либо в масляном канале. Давление при котором происходит сброс масла в обратку составляет 6,5 нм. Как только давление в системе становится меньше. Насос снова вступает в работу. Редукционный клапан представляет собой шарик и поршенек с пружиной. Пружина подбирается таким образом. Что сдерживает требуемое давление . При возникновении большего давления. Шарик или поршенек открывают магистраль где создаётся основное давление и по каналам масло начинает поступает на слив в картер двигателя, То есть в обратку. Давление падает шарик или поршенёк закрывают магистраль. В ней снова начинает поддерживаться рабочее давление.

Магистраль высокого и низкого давления

Устройство системы смазки двигателя имеет магистраль низкого и высокого давления. Высокое давление создаётся нагнетанием масла в систему. Низкая магистраль подает масло в насос. Элементами низкой магистрали являются масло заборник и трубка подводящая масло от масло забурника к насосу. Масло заборник представляет собой расширение на конце поводящей трубки. Закрытое сеткой. Сетка служит для предохранения от попадания в насос крупных элементов. Это может быть нагар, куски металла, стружка.

Фильтр тонкой очистки масла

В магистрали высокого давления установлен фильтр тонкой очистки масла. Параллельно с ним , или непосредственно в фильтре предусмотрен клапан. Он открывается в случае засорения фильтрующего элемента. Масло начинает проходить через клапан. Так как фильтр перестаёт пропускать требуемое для работы двигателя количество масла. Еще его называют байпасный клапан. Или проще сказать резервный, запасной путь для движения масла.

Причины низкого давления масла в двигателе

Причины низкого давления масла в двигателе могут возникать в различных узлах. Они связаны между собой как с общим износом двигателя, так и с выходом из строя отдельных механизмов двигателя. Влияющих на работу системы смазки в целом.

Износ деталей.

Износ шеек валов, вкладышей, приводит к увеличению зазора между ними. Маслу становится легче выходить из под рабочей поверхности. В результате снижается нагрузка на насос. Он начинает создавать меньшее давление. Соответственно снижается общее давление в магистралях высокого давления двигателя.

Какое давление масла должно быть в двигателе.

Давление масла должно создавать оптимально устойчивое масляное кольцо вокруг валов и шеек коленчатого и распределительного валов.

Последствия низкого давления масла

Если давление ниже нормы возникает усиленное трение между валом и вкладышем. Удары возникающие при работе вала о вкладыш становятся более сильными и действенными. И как результат вкладыши разбиваются. Двигатель клинит.

В среднем практически на всех двигателях допустимое низкое давление составляет 0,2 Нм

Нормальное давление на холостых оборотах двигателя от1,5 до2,5 Нм

При скорости движения 60 км/ч и оборотах 2000 об/мин нормальное давление составляет от3-4 Нм до 6.5 Нм

Выше давление в масляной системе не создаётся благодаря редукционному клапану. Современные автомобили не оборудуются приборами указывающими давление масла. Для контроля давления достаточно контрольной лампочки давления масла. Она загорается если давление в системе становится ниже 0,2 Нм.

Когда на холостых оборотах лампочка начинает помаргивать. То это первый звонок того что двигатель подходит к критическому износу. Скоро потребуется ремонт. Если на скорости 60 км/ час лампочка не тухнет, давление масла в системе составляет 0,6 Нм . двигатель эксплуатировать еще можно.

Например двигатель ЗМЗ 511,его устанавливают на автомобиле Газ 53. Очень чувствителен к износу. Низкое давление масла для этих двигателей почти норма. Некоторые водители заклеивают контрольную лампочку, чтобы не светила в глаза и не отвлекала. Двигатель завелся на холодную и лампочка погасла на короткое время, до прогрева. Это нормально и лучшего желать не приходится. Но как бы ни было низкое давление губит мотор. И рассчитывать на его долгую работу не приходится.

Износ масляного насоса

Масляный насос как любой механизм подвергается износу. Стачиваются шестерни и плоскости их прилегания. Масло начинает перепускаться внутри насоса. Давление в системе падает. Насосы очень редко выходят из строя. Скорее двигатель станет не пригодным для ремонта. Ничто не вечно. Существуют специальные стенды для проверки работы насоса. И если возникли сомнения насос можно проверить.

Сетка маслозаборника.

Причины низкого давления масла в двигателе возникают в ситеме забора масла масляным насосом. Нагар стружка, грязь которая возникает в полости двигателя. Забивает сетку маслозаборника. Масло через неё начинает проходить с большим трудом. Насосу не достаточна масла для работы . как результат падение давления в системе двигателя. Прочистить сетку можно, только если снять поддон.

Механическое повреждение поддона двигателя.

Вмятина на поддоне может служить падению давления. Если поддон вмялся внутрь от удара он мог вплотную приблизиться к масло заборнику. Частично перекрыть его. Так же как и при засорении поступления масла будет недостаточно для создания нормального давления в системе.

Трещина на трубке масло заборника.

Возможный удар по поддону может согнуть трубку маслозаборника. В результате в нем появится трещина. Которая нарушит герметичность трубки. Она начнет вместе с маслом подавать воздух в масляный насос. Давление от этого так же упадет. Трубка соединяется с насосом через резиновое уплотнительное кольцо. Таких уплотнении может быть несколько. В зависимости от конструкции маслозаборника. Возможно, он состоит из нескольких трубок и переходов. В качестве уплотнений устанавливаются резиновые колечки. Со временем они теряют эластичность. Становятся твердыми. И малейшая нагрузка или смещение трубки. Может вызвать подсос воздуха в месте уплотнения. Это приведет к снижению давления масла в системе высокого давления. Поэтому при вскрытии поддона требуется убедиться что колечки в порядке. Лучше их заменить на новые.

Уплотнения в магистрали высокого давления.

В некоторых конструкциях масляной системы предусмотрены резиновые уплотнения и в магистрали высокого давления. Например, в двигателе Газ 53. Штуцер притягивает корпус редукционного клапана. Под ним предусмотрена для уплотнения плоское резиновое кольцо. Со временем оно теряет эластичность и становится хрупким. При замене масляного фильтра. Откручивается корпус фильтра. Он вкручен в этот штуцер. Фильтр откручивается. Штуцер как при откручивании фильтра так и при его затягивании. Обязательно прокручивается. При этом резиновое кольцо, которое должно быть эластичным лопается. Все давление масла уходит под это кольцо. Если об этом не знать давление в двигателе не появится. Поэтому если существует проблема с давлением масла. Необходимо тщательно изучить схему масляной системы.

Диагностика давления масла.

Самая дальняя точка от масляного насоса головка блока двигателя. Естественно на коромыслах или на распревалу если он расположен в головке блока. Образуется самое низкое давлене. Но для нормальной работы двигателя оно должно присутствовать. Поэтому если даже просто открыть заливную пробку в клапанной крышке. Детали головки тщательно смазываются. При работающем двигателе будут видны брызги масла. Если их нет значит масло поступает с низким давлением. И уже даже по этому факту можно судить о том что в масляной системе неисправность. И уже можно судить о том почему загорелась лампа давления масла.

Но может быть и такое что неисправен датчик давления масла. Лампочка загорается . а детали головки блока смазываются обильно. Можно просто попробовать заменить датчик. Но будет более правильно, если измерить давление при помощи механического манометра.

Необходимо найти где находится датчик давления масла. Открутить его. На его место установить механический манометр. Он точно покажет давление масла в масляной системе. Давление масла ниже 0,2 Нм на холостых оборотах. Означает наличие неисправности.

Любую неисправность в двигателе необходимо начинать со снятия поддона. В первую очередь, конечно необходимо убедиться в исправном состоянии маслоприёмника и мест соединения с насосом. Отсутствие трещин, грязи состояние уплотнений. Если все в порядке. Проверяются вкладыши коренных и шатунных шеек коленвала. Это можно сделать при помощи калиброванной пластиковой проволоки . Откручивается крышка коренных и шатунных подшипников ставится между шейкой коленвала и вкладышем пластиковая проволока. Крышка закручивается с усилием, предназначенным для данной модели двигателя. Крышка снова снимается. И по ширине полученного пятна можно судить о величине образовавшегося зазора. Он не должен превышать более 0,15 мм. Измерение это можно назвать условным. Потому что шейка коленвала изнашивается не равномерно. Износ образует овал. По поперечному сечению шейки вала. Поэтому данное измерение может дать приблизительное представление о износе. И условно исключить или подтвердить причину неисправности. Для того чтобы двигаться дальше в поиске неисправности.

Износ распредвала и гидрокомпенсаторов.

Устройство системы смазки двигателя предполагает размещение распредвала в головке блока. Величина износа также проверяется при помощи пластиковой проволоки . Он не должен превышать 0,1 мм.

Если устройство системы смазки двигателя предполагает размещение рапредвала в блоке двигателя. Можно попробовать просунуть щуп между шейкой распредвала и втулкой. Если щуп походит, то износ недопустимый для дальнейшей работы. При наличии шатунов сделать это будет трудно. Но как вариант.

О потере масла в валах коромысел можно судить по износу втулок . Коромысла не должны болтаться влево вправо на валу

Стук гидрокомпенсаторов говорит о утечки давления в них.

Конечно более точная картина будет видна при полной разборке двигателя. И все подобные измерения не могут дать точного ответа на вопрос о износе двигателя. Единственное почему можно провести эти измерения, только для того чтобы обнаружить причину не связанную с износом. Такую как нарушение уплотнений, трещины. Возможно масляный насос вышел из строя или заклинил редукционный клапан в одном положение. В результате чего масло с магистрали высокого давления сбрасывается в обратку.

Устройство системы смазки двигателя имеет различные конструкции. Правильно определить причину неисправности можно . Зная конструкцию и схему. Но если двигатель прошел более 150 тыс км дело скорее всего в износе.