Расчетно-конструкторская часть

1.1 Назначение, устройство и характеристика системы смазки ВАЗ-2108 автомобиль смазка Смазочной называется система, обеспечивающая подачу масла к трущимся деталям двигателя. Смазочная система служит для уменьшения трения и изнашивания деталей двигателя, для охлаждения и коррозионной защиты трущихся деталей и удаления с их поверхностей продуктов изнашивания.

Рис. 1 - Типы смазочных систем, классифицированных по различным признакам

В двигателях автомобилей применяется комбинированная смазочная система различных типов (рис. 1). Комбинированной называется смазочная система, осуществляющая смазывание деталей двигателя под давлением и разбрызгиванием. Давление создается масляным насосом, а разбрызгивают масло коленчатый вал и другие быстровращающиеся детали двигателя. Под давлением смазываются наиболее нагруженные трущиеся детали двигателей - коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, опорные подшипники распределительного вала, подшипники вала привода масляного насоса и др. Разбрызгиванием смазываются стенки цилиндров, поршни, поршневые кольца, поршневые пальцы, детали газораспределительного механизма, его цепного или шестеренного привода и другие детали двигателей.

В двигателях со смазочной системой без масляного радиатора охлаждение масла, которое нагревается в процессе работы, происходит в основном в масляном поддоне. При наличии в смазочной системе масляного радиатора охлаждение масла осуществляется и в масляном поддоне, и в масляном радиаторе, который включается в работу при длительном движении автомобиля с высокими скоростями и при эксплуатации автомобиля летом.

В смазочной системе с открытой вентиляцией картера двигателя картерные газы, состоящие из горючей смеси и продуктов сгорания, удаляются в окружающую среду. При закрытой вентиляции картера двигателя картерные газы принудительно удаляются в цилиндры двигателя на догорание, что предотвращает попадание газов в салон кузова легкового автомобиля и уменьшает выброс ядовитых веществ в окружающую среду. Для смазывания двигателей автомобилей применяют специальные моторные масла минерального происхождения, которые получают из нефти, а также синтетические. Марки моторных масел весьма разнообразны. Их основными свойствами являются вязкость, маслянистость и чистота (отсутствие механических примесей и кислот). Вязкость характеризует чистоту масла, его текучесть и способность проникать в зазоры между трущимися деталями. Маслянистость характеризует свойство масла обволакивать трущиеся детали масляной пленкой. Для повышения качества моторных масел к ним добавляют специальные присадки, повышающие смазывающие свойства масел.

Система смазки двигателя ВАЗ-2108 комбинированная, при которой наиболее нагруженные детали смазываются под давлением, а остальные самотеком и разбрызгиванием. Емкость системы смазки составляет 3,5л.

Рис. 2 - Система смазки: 1 – патрубок отвода картерных газов в корпус воздушного фильтра; 2 – крышка маслоналивной горловины; 3 – патрубок отсоса картерных газов в задроссельное пространство карбюратора; 4 – патрубок вытяжного шланга; 5 – канал подачи масла к подшипнику распределительного вала; 6 – масляная магистраль в головке блока цилиндров; 7 – распределительный вал; 8 – датчик контрольной лампы давления масла; 9 – канал подачи масла от насоса к фильтру; 10 – редукционный клапан насоса; 11 – ведущая шестерня масляного насоса; 12 – ведомая шестерня масляного насоса; 13 – серповидный выступ между шестернями; 14 – канал поступления масла от маслоприемника к насосу; 15 – канал подачи масла из фильтра в главную масляную магистраль; 16 – противодренажный клапан; 17 – маслоприемник; 18 – картонный фильтрующий элемент; 19 – сливная пробка; 20 – масляный картер; 21 – перепускной клапан; 22 – канал подачи масла от коренного подшипника к шатунному; 23 – канал подачи масла к коренному подшипнику коленчатого вала; 24 – главная масляная магистраль; 25 – канал подачи масла из главной масляной магистрали в магистраль головки блока цилиндров

Система смазки (рис. 2) включает масляный картер 20, масляный насос с редукционным клапаном 10 и маслоприемником 17, систему масляных каналов, полнопоточный фильтр очистки масла с фильтрующим элементом 18, перепускным клапаном 21 и противодренажным клапаном 16, указатель уровня масла и маслоналивную горловину.

Давление масла контролируется датчиком 8, который ввертывается в отверстие масляной магистрали в головке цилиндров, соединяемой с главной масляной магистралью в блоке цилиндров.

Циркуляция масла при работе двигателя происходит следующим образом. Из поддона масляный насос, расположенный на переднем конце коленчатого вала, засасывает масло через фильтрующую сетку маслоприемника 17, приемную трубку и канал 14 в корпусе насоса и подает его по каналам 9 в блоке цилиндров к полнопоточному фильтру. В фильтре масло очищается от механических примесей и смолистых веществ. Отфильтрованное масло по каналу 15 поступает в главную масляную магистраль 24, проходящую вдоль блока цилиндров, а оттуда по каналам 23 в перегородках блока цилиндров подводится к коренным подшипникам коленчатого вала. Во вкладышах коренных подшипников имеется по два отверстия, через которые масло проникает в кольцевые канавки на внутренней поверхности вкладышей. Из этих канавок часть масла идет на смазку коренных подшипников, а другая часть по каналам, просверленным в шейках и щеках коленчатого вала, к подшипникам нижних головок шатунов. Из бокового отверстия шатунного подшипника струя масла попадает на зеркало цилиндра в момент совпадения отверстия подшипника с каналом в шатунной шейке.

Масло, снимаемое со стенок цилиндра маслосъемным кольцом, через отверстия в поршне отводится внутрь поршня и смазывает опоры поршневого пальца в бобышках поршня.

В шатунных шейках коленчатого вала происходит центробежная очистка масла от посторонних включений, содержащихся в масле, которые скапливаются в наклонных каналах под действием центробежных сил в пространстве от отверстий в шатунной шейке до заглушки масляного канала коленчатого вала.

Из главной масляной магистрали 24 масло по вертикальным каналам 25 в блоке и головке цилиндров подводится в масляную магистраль 6 головки цилиндров, а оттуда по каналам 5 к подшипникам распределительного вала. Вытекающим из подшипников распределительного вала маслом смазываются рабочие поверхности кулачков и толкателей каналов.

Отработавшее масло стекает в поддон картера двигателя. Масляный поддон является резервуаром для масла. Он закрывает двигатель снизу, и в нем масло охлаждается. Масляный поддон - стальной, штампованный. Внутри поддона имеется специальная перегородка, уменьшающая колебания масла при движении автомобиля. Поддон крепится к нижнему торцу блока цилиндров (к картеру) через уплотнительную прокладку, изготовленную из пробкорезиновой смеси. Он имеет резьбовое отверстие с пробкой, предназначенное для слива масла.

Масляный насос служит для создания давления масла в системе и подачи его к трущимся поверхностям деталей двигателя. Он собран в специальном корпусе, прикрепленном к передней стенке блока цилиндров. На двигателе ВАЗ-2108 масляный насос односекционный, шестеренчатый с внутренним трохоидальным зацеплением шестерен.

Масляный насос (рис. 3) состоит из корпуса 5, крышки 2, ведущей 7 и ведомой 6 шестерен, маслоприемника 4 и редукционного клапана 8. Ведущая шестерня 7 масляного насоса устанавливается на переднем конце коленчатого вала, а ведомая шестерня 6 находится в корпусе масляного насоса. Для обеспечения необходимых зазоров между шестернями и корпусом при изменении температуры корпус отливается из чугуна, а шестерни изготавливаются из металлокерамики. В корпусе полость всасывания отделяется от нагнетательной серпообразным выступом.

Рис. 3 - Детали масляного насоса: 1 – передний сальник коленчатого вала; 2 – крышка насоса; 3 – резиновое уплотнительное кольцо; 4 – маслоприемник; 5 – корпус насоса; 6 – ведомая шестерня; 7 – ведущая шестерня; 8 – редукционный клапан; 9 – пружина клапана; 10 – пробка; 11 – уплотнительное кольцо

Маслоприемник 4 с сетчатым фильтром крепится к корпусу насоса и к крышке коренного подшипника. Вращающиеся шестерни вначале засасывают масло во впускную полость, а затем впадинами зубьев перегоняют его в нагнетательную полость и далее в масляный фильтр. При повышении давления сверх нормы из-за возрастания производительности насоса с увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя насос подает масла больше, чем необходимо для работы двигателя. При возрастании давления выше допустимого редукционный клапан 8 открывается, преодолевая сопротивление пружины 9. Клапан пропускает часть масла обратно во всасывающую полость насоса, предотвращая дальнейшее повышение давления в смазочной системе.

Масляный фильтр очищает масло от твердых частиц (продуктов износа трущихся деталей, нагара и т.п.), так как они вызывают повышенное изнашивание деталей и засоряют масляные магистрали.

На легковом автомобиле ВАЗ-2108 применяется масляный фильтр полнопоточный (пропускает все нагнетаемое масло), неразборный, с перепускным и противодренажным клапанами. В корпусе 1 фильтра (рис. 4) находится бумажный фильтрующий элемент 9 со специальной вставкой из вискозного волокна.

Рис. 4 - Масляный фильтр: 1 - корпус; 2 - дно корпуса; 3, 5 - соответственно противодренажный и перепускной клапаны; 4, 6 - отверстия; 7 - кольцо; 8- крышка; 9 - фильтрующий элемент

Нагнетаемое насосом масло поступает через отверстия 6 в днище 2 в наружную полость фильтра, проходит через поры фильтрующего элемента 9, очищается в нем и выходит в масляную магистраль блока цилиндров из центральной части фильтра через отверстие 4. Вставка фильтрующего элемента очищает масло при пуске холодного двигателя, когда оно не может пройти через поры бумажного фильтрующего элемента. При сильном загрязнении фильтра, а также при повышенной вязкости масла (при низких температурах) открывается перепускной клапан 5 масляного фильтра, имеющий пружину, и неочищенное масло из фильтра поступает в масляную магистраль. Противодренажный клапан 3, выполненный в виде манжеты из специальной маслостойкой резины, пропуская масло в фильтр, предотвращает вытекание его из смазочной системы в масляный поддон при неработающем двигателе. Это позволяет ускорить подачу масла к трущимся поверхностям деталей двигателя после его пуска.

Масляный фильтр крепится к блоку цилиндров на специальном резьбовом штуцере, для чего в днище фильтра имеется резьбовое отверстие 4. Резиновое кольцо 7, надетое на крышку 8, обеспечивает герметичность установки фильтра на блоке цилиндров двигателя. Для эффективной очистки масла фильтр заменяют при смене масла в двигателе.

Вентиляция картера двигателя предназначена для удаления картерных газов (состоящих из горючей смеси и продуктов сгорания), которые разжижают масло и образуют смолистые вещества и кислоты. Кроме того, картерные газы повышают давление в картере двигателя и вызывают утечку масла через уплотнения. На автомобиле ВАЗ-2108 система вентиляции картера двигателя закрытого типа. Она обеспечивает за счет вакуума во впускном трубопроводе принудительное удаление картерных газов в цилиндры двигателя на догорание. В результате предотвращается попадание картерных газов в салон кузова автомобиля и уменьшается выброс ядовитых веществ в окружающую среду.

Рис. 5 - Схема вентиляции картера двигателя: 1 – впускная труба; 2 – шланг отвода картерных газов в задроссельное пространство карбюратора; 3 – карбюратор; 4 – воздушный фильтр; 5 – верхний вытяжной шланг вентиляции картера; 6 – сетка маслоотделителя; 7 – крышка головки цилиндров; 8 – корпус маслоотделителя; 9 – нижний вытяжной шланг вентиляции картера; 10 – указатель уровня масла; 11 – штуцер

При работе двигателя (рис. 5) картерные газы по нижнему вытяжному шлангу 9 поступают в камеру 8 маслоотделителя, где благодаря завихрению в сетке 6 происходит отделение масла от газов и последующее его возвращение в поддон картера. Затем очищенные от масла картерные газы поступают во впускной трубопровод 1 двумя путями. Когда двигатель работает на малых оборотах холостого хода с закрытой дроссельной заслонкой, разрежение на входе в карбюратор незначительное, и картерные газы отсасываются, в основном, по трубке 2 в задроссельное пространство карбюратора. При повышении частоты вращения коленчатого вала, когда откроются дроссельные заслонки, основная масса картерных газов отсасывается по шлангу 5 в воздушный фильтр 4, минуя фильтрующий элемент, и вместе с очищенным воздухом поступает в карбюратор 3 и далее в его задроссельное пространство и впускной трубопровод двигателя.

Сетка 6 маслоотделителя выполняет также роль пламегасителя, исключая проникновение пламени в картер двигателя при вспышках в карбюраторе.