Схема смазки двигателя ямз 642

СИСТЕМА СМАЗКИ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЕЙ МАЗ-500

Устройство системы смазки дизельного двигателя ЯМЗ-236

Система смазки двигателя комбинированная: к смазываемым поверхностям масло подается под давлением и разбрызгиванием. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники, поршневые пальцы, подшипники распределительного вала, втулки толкателей, наконечники штанг толкателей, втулки коромысел, а также подшипник промежуточной шестерни привода масляного насоса.

К остальным деталям масло подается разбрызгиванием или самотеком. Зеркало цилиндров и кулачки распределительного вала смазываются маслом, вытекающим из подшипников коленчатого вала. Это масло разбивается движущимися шатунами и кривошипами на мельчайшие капли, которые оседают на стенках цилиндров и кулачках распределительного вала. Шестерни привода агрегатов и подшипники качения смазываются маслом, стекающим из головки цилиндров по каналам в головке и блоке цилиндров.

Система смазки (рис. 22) состоит из масляного насоса, имеющего две секции —основную (нагнетательную) 13 и радиаторную 12, фильтра 18 предварительной очистки масла, фильтра 1 тонкой очистки масла, воздушно-масляного радиатора и масляной магистрали, снабженной предохранительными, редукционным и сливным клапанами.

Масло из поддона 14 засасывается через сетчатый фильтр маслоприемника в масляный насос. Сетчатый фильтр предохраняет насос от повреждений крупными твердыми частицами. Па масляного насоса масло направляется двумя потоками. Радиаторная секция 12 насоса подает масло в трубчатый воздушно-масляный радиатор, установленный внизу перед радиатором системы охлаждения. Охлажденное в радиаторе масло сливается обратно в поддон картера.

Рис. 22. Система смазки:
I — подача масла под высоким давлением; II —засасывание масла: III — подача масла .разбрызгиванием и самотеком; А — слив масла из радиатора в поддон; Б — подача масла к масляному радиатору; 1 — центробежный фильтр тонкой очистки масла; 2 —углубление для слива масла в поддон; 3— маслозаливная горловина; 4— коромысло; 5— штанга толкателя; 6 — шатун; 7 — центральный масляный канал: 8 — коленчатый вал; 9 —
сливной клапан; 10 — предохранительный клапан; 11 — редукционный клапан; 12—радиаторная секция; 13 — основная (нагнетательная) секция: 14 — масляный поддон; 15 —
распределительный вал; 16 — ось толкателей: 17 — перепускной клапан: 18— фильтр
предварительной очистки масла; 19— полость в шатунной шейке

Радиаторная секция насоса подает в радиатор для охлаждения примерно 20% масла от общего количества, подаваемого насосом. Этого количества достаточно, чтобы поддерживать в масляном поддоне требуемую температуру масла.

Основная секция 13 насоса подает масло к трущимся деталям двигателя. Масло из насоса по каналам в блоке цилиндров

поступает в фильтр 18 предварительной очистки масла^ который включен в масляную систему последовательно, т. е. через него проходит все масло, поступающее для смазки деталей двигателя. После фильтра основное количество масла поступает по каналу в центральный масляный канал 7, а оттуда по каналам в блоке к подшипникам коленчатого 8 и распределительного 15 валов.

Шатуны шейки коленчатого вала имеют внутренние полости 19, закрытые заглушками, где масло подвергается дополнительной центробежной очистке. Полости шатунных шеек сообщаются с поперечными каналами в коренных подшипниках посредством наклонных каналов. Для смазки трущихся поверхностей верхней головки шатуна и бобышек поршня вдоль тела шатуна 6 имеется канал, по которому масло из нижней головки шатуна под давлением поступает к верхней головке. Масло подается через дозирующее очко и далее по каналу шатуна поступает к поршневому пальцу.

К трущимся местам масло поступает через зазоры между поверхностями втулки и бобышек поршня, с одной стороны, и поршневого пальца — с другой.

От передней шейки распределительного вала 15 масло пульсирующим потоком направляется в ось 16 толкателей. По просверленному вдоль оси каналу масло подается к втулкам толкателей, откуда оно по каналам толкателей поступает в их пяты. Отсюда масло по полым штангам 5 подается к коромыслам 4 и далее по отверстиям в их теле поступает к втулкам коромысла. Из втулок масло стекает в углубление 2 головки цилиндров, откуда оно через два отверстия в головке и далее по каналу в блоке сливается в поддон картера

Центробежный фильтр 1 тонкой очистки масла включен параллельно основной масляной магистрали после фильтра предварительной очистки и пропускает до 10% масла, проходящего через систему смазки. Очищенное масло из фильтра непрерывно сливается в поддон картера, вследствие чего поддерживается необходимая чистота всего масла.

Давление масла в масляной магистрали контролируется по манометру. Нормальное давление масла при номинальном числе оборотов коленчатого вала 2100 в минуту находится в пределах 4—7 кГ/см2, а при минимальном числе оборотов оно должно быть не менее 1 кПсм2.

Для обеспечения нормальной работы системы смазки в ней имеются клапаны: предохранительный 10 радиаторной и редукционный 11 основной секций масляного насоса, сливной 9 системы смазки и перепускной 17 фильтра предварительной очистки масла.

2.6. Система смазки двигателей ЯМЗ-7601.10, ЯМЗ-7514.10, ЯМЗ-7513.10, ЯМЗ-7512.10, ЯМЗ-7511.10

Рис. 22 – Схема системы смазки двигателя с односекционным масляным насосом и жидкостно-масляным теплообменником
1–масляный картер; 2–маслозаборник; 3–масляный насос; 4–редукционный клапан; 5–жидкостно-масляный теплообменник; 6–фильтр очистки масла; 7–перепускной клапан; 8–сигнальная лампа фильтра; 9–фильтр центробежной очистки масла; 10-распределительный вал; 11–ось толкателей; 12–коленчатый вал; 13–дифференциальный клапан; 14–форсунка охлаждения поршней; 15–дроссель; 16–турбокомпрессор; 17–перепускной клапан теплообменника; 18–включатель привода вентилятора; 19–привод вентилятора; 20–ТНВД.

Рис. 23 – Масляный насос:
1–промежуточная шестерня; 2–ось промежуточной шестерни; 3–вал-шестерня ведущая; 4–крышка корпуса; 5–вал-шестерня ведомая; 6–корпус; 7–шестерня привода; 8–шпонка; 9–фланец упорный

Система смазки двигателя – смешанная, с «мокрым» картером (рис. 22).
Масляный насос (рис. 23) через всасывающую трубу с заборником засасывает масло из картера и подает его в систему через последовательно включенный жидкостно-масляный теплообменник. В корпусе теплообменника установлен перепускной клапан. Когда разность давлений до и после теплообменника достигает 274±25кПа (2,8±0,25кгс/см²), клапан открывается и часть масла подается непосредственно в масляную магистраль. Масляные насосы двигателей аналогичны по конструкции, но насос на ЯМЗ-7601 относительно ЯМЗ-7511 имеет пониженную производительность за счет уменьшенных по ширине ведущей и ведомой шестерен 3 и 5 (рис. 23). С ноября 2005 года односекционные масляные насосы с пониженной производительностью не выпускаются и на все модели двигателей ЯМЗ устанавливаются насосы с максимальной подачей, что позволило увеличить уровень давлений и запас подачи масляного насоса на двигателях ЯМЗ-7601.
Из жидкостно-масляного теплообменника масло поступает в каналы блока через дифференциальный клапан, предназначенный для поддержания постоянного давления в системе. При повышении давления свыше 520кПа (5,2кгс/см²) часть масла сливается в картер.
Далее через каналы в блоке часть масла через втулку (дроссель с калиброванным отверстием) поступает к форсункам охлаждения поршней и затем сливается в картер. Другая часть поступает в масляный фильтр (рис. 24).

Рис. 24 – Масляный фильтр
1–корпус фильтра; 2–прокладка колпака; 3–замковая крышка; 4–колпак фильтра; 5–фильтрующий элемент; 6–головка колпака; 7–прокладка фильтрующего элемента; 8–плунжер клапана; 9–пружина клапана; 10–пружина сигнализатора; 11–подвижный контакт сигнализатора; 12–неподвижный контакт; 13–клемма.

В корпусе фильтра установлен перепускной клапан. Когда разность давлений до и после фильтра достигает 200-250кПа (2,0-2,5кгс/см²), клапан открывается и часть неочищенного масла подается непосредственно в масляную магистраль. К моменту начала открытия перепускного клапана произойдет замыкание подвижного и неподвижного контактов сигнализатора. В этот момент в кабине водителя загорается сигнальная лампочка, соединенная с клеммой сигнализатора. Такое повышение давления может произойти тогда, когда засорен элемент фильтра или масло имеет большую вязкость (например, при пуске двигателя в холодное время года).
На переднем фланце отводящей трубы масляного насоса установлен редукционный клапан, перепускающий масло обратно в картер при давлении на выходе из насоса свыше 700-800кПа (7,0-8,0кгс/см²).
Для стабилизации давления в систему смазки двигателя включен дифференциальный клапан, отрегулированный на начало открытия 490-520кПа (4,9-5,2кгс/см²).
Контроль давления масла осуществляется в центральном масляном канале.
Фильтр центробежной очистки масла (рис. 25) включенный в смазочную систему параллельно после фильтра очистки масла пропускает до 8% масла, проходящего через систему смазки.
Фильтр предназначен для тонкой фильтрации масла. Масло очищается под действием центробежных сил при вращении ротора. Струи масла, выходящие с большой скоростью из сопла, создают момент, приводящий ротор во вращение. Механические примеси, находящиеся в масле, под действием центробежных сил отбрасываются «к стенке» колпака 9 ротора, образуя на его внутренних поверхностях плотный слой отложений, который следует периодически удалять. Очищенное масло сливается в картер.
Дополнительная центробежная очистка масла производится и в полостях шатунных шеек коленчатого вала.

Рис. 25 – Фильтр центробежной очистки масла
1–колпак фильтра; 2, 7–шайбы; 3–колпачковая гайка; 4–гайка крепления ротора; 5–упорная шайба; 6–гайка ротора; 8, 14–втулки ротора; 9–колпак ротора; 10–ротор; 11–отражатель; 12–уплотнительное кольцо; 13–прокладка колпака; 15–ось ротора; 16–корпус фильтра; 17–сопло ротора; А–из системы под давлением; Б–слив масла в картер.

Система смазки ЯМЗ

Система смазки ЯМЗ служит для обеспечения бесперебойной подачи предварительно очищенного от механических примесей масла к трущимся поверхностям при работе двигателя для снижения трения и повышения износостойкости деталей, а также для отвода тепла от нагревающихся деталей.

Нормальная работа системы смазки ЯМЗ является одним из основных факторов повышения надежности и долговечности двигателя.

На двигателях ЯМЗ трущиеся пары смазываются под давлением и разбрызгиванием. Масло под давлением подводится к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, к подшипникам рас­пределительного вала, толкателей и коромысел клапанов, к сфери­ческим опорам штанг толкателей, к втулкам верхней головки шату­на, к подшипникам масляного насоса и его привода, а также к шатун­ным подшипникам компрессора пневмотормозов. Зеркало цилинд­ров, зубчатые передачи, подшипники качения, кулачки распреде­лительного вала и другие трущиеся поверхности, не требующие обильной смазки, смазываются маслом, вытекающим из зазоров в подшипниках и разбрызгиваемым вращающимися деталями двигателя.

Топливная аппаратура двигателя, а также подшипники водя­ного насоса и натяжного приспособления имеют автономную смазку, не связанную с системой смазки двигателя. Емкостью для масла служит поддон двигателя, куда масло заливается через специаль­ный патрубок, расположенный на крышке головки цилиндров. Количество масла в поддоне контролируется проволочным щупом, на стержне которого нанесены метки верхнего и нижнего уровней масла.
Масломерный щуп установлен в крышке шестерен распределе­ния с левой стороны.

Емкость системы смазки без учета масляного радиатора и внеш­них трубопроводов двигателя ЯМЗ-236 равна 24 литра, двигателя ЯМЗ-238- 32 литра.

В системе предусмотрена двойная фильтрация масла. Основным фильтром, пропускающим все масло, идущее в двигатель, является фильтр грубой очистки. Тонкой очистке в центробежном фильтре подвергается около 10 % циркулирующего в системе масла. Этот фильтр включен в систему параллельно с главной масляной маги­стралью двигателя. Очищенное в нем масло сливается в картер двигателя, снижая общий уровень механических примесей и осмо-ляющихся в процессе работы веществ в масле.

При установке двигателя ЯМЗ на автомобиль в системе смазки должны предусматриваться теплообменники для охлаждения масла, для подсоединения которых на картерной части блок-картера слева имеются два фланца. Циркуляция масла через теплообмен­ник обеспечивается отдельной секцией масляного насоса. Для прокачки необходимого количества масла через теплообменник сопротивление внешней системы не должно превышать 0,8 кГ/см2; в противном случае масло из радиаторной секции масляного насоса будет сливаться через клапан, отрегулированный на давление 0,8- 1,2 кГ/см2. С помощью теплообменника должна поддерживаться оптимальная температура масла в картере двигателя в пределах 80-95° С на любом режиме работы двигателя.

Циркуляция масла в системе смазки двигателя создается основ­ной нагнетающей секцией масляного насоса, обеспечивающей дав­ление масла в системе на номинальном режиме работы двигателя в пределах 4-7 кПсм2.

Масло из картера двигателя через сетчатый заборник подается масляным насосом к фильтру грубой очистки по вертикальному сверленому каналу в передней стенке блока цилиндров. Очищенное предварительно масло поступает в центральный масляный канал, расположенный в левой боковой стенке блока. Параллельно часть масла отводится для повторной очистки к центробежному масля­ному фильтру. Из центрального масляного канала по сверлениям в поперечных стенках блока масло подается к коренным подшипни­кам коленчатого вала и к подшипникам распределительного вала. Верхние вкладыши коренного подшипника коленчатого вала имеют кольцевые канавки, которые постоянно сообщаются с диаметраль­ными отверстиями в коренных шейках, соединенных наклонными каналами с полостями в шатунных шейках. В этих полостях масло дополнительно очищается от тяжелых механических частиц и посту­пает в шатунные подшипники коленчатого вала через отверстия в шатунных шейках, а отсюда по каналу в стержне шатуна — к подшипникам поршневого пальца. Через передний подшипник рас­пределительного вала при совпадении каналов в шейке и опоре масло подается в полую ось толкателя, откуда поступает к подшипникам толкателей, к сферическим опорам штанг и через полые штанги — к подшипникам коромысел клапанов. Масло для смазки компрессора подводится специальной трубкой из центрального масляного канала.

Клапаны системы смазки двигателя ЯМЗ регулируют ее нормальную работу при различных условиях.
Редукционный клапан, установленный на корпусе нагнетающей нагрузкой масляного насоса и отрегулированный на давление кГ/см2, предназначен для снижения давления в корпусе на­соса при пуске двигателя, когда непрогретое масло имеет большую вязкость. Это позволяет ограничить нагрузки на детали насоса и его привода в период пуска.

В корпусе фильтра грубой очистки установлен предохранитель­ный клапан, отрегулированный на начало открытия при перепаде давлений до и после фильтра 2-2,5 кГ/см2. При сильном засорении секций фильтрующего элемента или при пуске двигателя на холодном масле сопротивление фильтра значительно увеличивается, и он не может пропустить достаточное для смазки подшипников двигателя количество масла. Перепад дав­ления в полостях неочищенного и очищенного масел возрастает, и когда он превышает 2-2,5 кГ/см 2, масло, преодолевая усилие пружин, открывает клапан и поступает в центральный масляный канал, минуя фильтр. Это предохраняет подшипники двигателя от перегрева из-за недостатка смазки и, как следствие, от повышен­ных износов и возможного выхода из строя. Однако следует учиты­вать, что в этом случае в двигатель подается неочищенное масло. Наличие в масле крупных механических частиц неблагоприятно ска­зывается на работе подшипников, вызывая задиры и глубокие риски на вкладышах.

Своевременная промывка секций фильтрующего элемента грубой очистки исключает длительную подачу в двигатель нефильтрован­ного масла и тем самым предохраняет его от преждевременного выхо­да из строя.

В картере двигателя на нижней привалочной плоскости блока установлен сливной клапан системы смазки. Его назначение — поддерживать постоянное давление в системе смазки, сливая избы­ток масла, подаваемого масляным насосом в начальный период экс­плуатации двигателя. По мере увеличения зазоров в подшипниках в процессе износа деталей увеличивается количество масла, прохо­дящего через подшипники. Когда расход через зазоры при данном давлении становится равным полной производительности насоса сливной клапан, отрегулированный на давление 4,7-5,0 кГ/см 2, закрывается. С этого момента дальнейший износ подшипников приво­дит к снижению давления в системе смазки. Таким образом, сниже­ние давления в системе смазки ниже допустимого при отсутствии дополнительных, случайных утечек масла указывает на чрезмер­ный износ подшипников двигателя и прежде всего подшипников коленчатого вала.

Четвертый клапан, установлен на корпусе радиаторной секции и регламентирует давление в маги­страли, подающей масло для охлаждения в масляный радиатор. Из масляного радиатора охлажденное масло сливается в поддон.

Обобщение опыта эксплуатации дизелей ЯМЗ выявило необходимость совершенствования системы смазки для повышения надежности и ресурса дизелей.

Комплекс конструкторских и исследовательских работ по системе смазки развивался в следующих направлениях: функциональное совершенствование схемы; повышение эффективности очистки масла; увеличение надежности деталей и узлов системы; уменьшение объема технического обслуживания.

От действия системы смазки поршневых двигателей в значительной мере зависят их надежность, ресурс деталей и их сопряжений.

Геометрические соотношения элементов сопряженных нар скольжения, применяемые материалы подшипников, уровень тепловых и динамических нагрузок, характерных для современных, особенно V-образных дизелей, определяют высокие требования к степени очистки масла и расходным характеристикам системы. К наиболее важным из них следует отнести количество масла, прокачиваемого через подшипники, и давление, под которым оно подводится. Подача масляного насоса является функцией температуры подшипника при минимально допустимой толщине несущего масляного слоя.

Основой для определения оптимальной подачи масляного насоса явились результаты исследований, связанных с выявлением распределения масла по потребителям и количества масла, прокачиваемого через подшипники, в зависимости от зазоров в сопрягаемых деталях и давления масла в магистрали. При подаче 140 л/мин на номинальном режиме дизеля максимально допустимый диаметральный зазор, при котором может быть создано необходимое давление в масляной магистрали, соответствует 0,21 мм.

Рассмотрение распределения масла по потребителям показывает, что при средних в пределах поля допусков диаметральных зазорах в подшипниках коленчатого вала суммарный расход по потребителям составляет 52% подачи масляного насоса современной конструкции. Рециркуляционный запас обеспечивает автоматическое саморегулирование заданных параметров системы в пределах планируемого ресурса. Введение дифференциального клапана позволило резко повысить сроки службы до очистки фильтрующих элементов (в 1,5- 2 раза) и уменьшить пропуск нефильтрованного масла к трущимся деталям через перепускной клапан вследствие понижения перепада давления в фильтре, особенно при частично засоренных элементах и работе двигателя с пониженной температурой масла.