Разработка метрологического обеспечения процесса диагностирования по параметрам автотранспортных средств (давление в масляной магистра

    - погрешность средства  измерения - разность между показателями СИ и истинным значением измеряемой физической величины;

    - правильность измерений - это характеристика измерений, отражающая близость к нулю систематических погрешностей результатов измерений;

    - техническое обслуживание СИ - это комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности СИ при их эксплуатации, хранении и транспортировании;

    - точность измерения - это характеристика качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности его результата. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ОБЪЕКТ  ДИАГНОСТИРОВАНИЯ - МАСЛЯНАЯ МАГИСТРАЛЬ (СИСТЕМА  СМАЗКИ)

Общее устройство и принцип  действия

Во время  работы двигателя его подвижные  детали скользят по неподвижным. Трущиеся поверхности деталей двигателя, несмотря на хорошую обработку, имеют  шероховатости. В процессе работы неровности на соприкасающихся поверхностях способствуют увеличению силы трения, препятствующей движению, тем самым снижают мощность двигателя. Сухое трение вызывает повышенный нагрев деталей и ускоряет их износ. Чтобы уменьшить силу трения и  одновременно охладить детали, между  их трущимися поверхностями вводят слой масла. Жидкостное трение в десятки  раз меньше, чем сухое. При жидкостном трении износ деталей во много  раз меньше. 

Рис.5 Шероховатость деталей. 

Смазочная система двигателя необходима для  непрерывной подачи масла к трущимся поверхностям деталей и отвода от них тепла.

Моторные  масла.

Для смазывания деталей автомобильных двигателей используют высококачественные моторные масла. Масла, используемые для двигателей внутреннего сгорания, должны обладать оптимальной вязкостью, хорошей  смазывающей способностью, высокими антикоррозийными свойствами, стабильностью. Для улучшения эксплуатационных свойств масел к ним добавляют  специальные присадки. В последнее время моторные масла наряду с ранее принятыми наименованиями сортов маркируются по новой классификации.

Масло должно строго соответствовать марке  двигателя и сезону. Слишком вязкое масло плохо проходит в зазоры между трущимися деталями, а недостаточно вязкое не держится в зазоре. В обоих  случаях увеличивается износ  трущихся поверхностей деталей и  мощность двигателя снижается.

Надежность  работы двигателей во многом зависит  от чистоты моторных масел. Масла  не должны содержать механических примесей и воды. Механические примеси и  вода попадают в масла главным  образом при транспортировке, приеме, выдаче и хранении, а механические примеси особенно при работе двигателей в условиях большой запыленности воздуха. Поэтому при выполнении всех операций необходимо предупреждать  попадание в масла механических примесей и воды.

Схема смазочной системы  двигателя.

В изучаемых  двигателях применяется комбинированная  смазочная система. К наиболее нагруженным  деталям масло подается под давлением, а к остальным - разбрызгиванием  и самотеком.

Под давлением  смазываются коренные и шатунные подшипники коленчатого вала, клапанный  механизм, втулки распределительного вала и распределительных шестерен.

В смазочную  систему двигателя входят: поддон картера 1, масляный насос 2, масляный фильтр 6, масляный радиатор 8, масляные каналы и трубопроводы, манометр 11, маслозаливная  горловина 16. Уровень масла контролируется масломерным стержнем 4 при неработающем двигателе.

Путь  циркуляции масла под давлением  в смазочной системе у большинства  автотракторных двигателей одинаков. На рисунке приведена принципиальная схема работы смазочной системы  двигателя. При работе двигателя  масло из поддона картера засасывается шестеренчатым насосом и подается под давлением к фильтру. Очищенное  масло охлаждается в масляном радиаторе и поступает в главный  масляный канал - магистраль 13. Из этого  канала масло проходит по каналам  в блоке к коренным подшипникам  коленчатого вала и к шейкам распределительного вала.

Рис. 6 Принципиальная схема смазочной системы: 
1 - масляный поддон, 2 - масляный насос, 3 - редукционный клапан масляного насоса, 
4 - масломерный щуп, 5 - промежуточная шестерня, 6 - масляный фильтр, 
7- редукционный (температурный) клапан, 8 - масляный радиатор, 9 - сливной клапан, 
10 - распределительный вал, 11 - манометр, 12 - ось коромысел, 13 - главный масляный канал, 
14 - полость шатунной шейки, 15 - коленчатый вал, 16 - масло заливная горловина 

По наклонным  каналам коленчатого вала масло  попадает в полость 14 шатунных шеек, где дополнительно очищается  и, выходя на поверхность шеек, смазывает  шатунные подшипники. От первого коренного  подшипника масло поступает к  пальцу промежуточной шестерни 5 и  втулке шестерни топливного насоса.

По каналу в одной из шеек распределительного вала масло пульсирующим потоком  подается в вертикальный канал блока  и по каналам в головке и  наружной трубке - в пустотелую ось 12 коромысел. Через отверстия в  валике коромысел масло поступает  к втулкам коромысел и, стекая по штангам, смазывает толкатели  и кулачки распределительного вала.

Стенки  цилиндров и поршней, поршневые  пальцы, распределительные шестерни смазываются разбрызгиванием. Масло, вытекающее из подшипников коленчатого  вала и стекающее с клапанного механизма, разбрызгивается быстровращающимся  коленчатым валом на мелкие капли, образуя  масляный туман. Капельки масла, оседая на поверхности цилиндров, поршней, кулачков распределительного вала, смазывают  их и стекают в поддон картера, откуда масло вновь начинает свой путь. Поршневой палец смазывается  капельками масла, которые забрызгиваются в отверстие верхней головки  шатуна. В двигателях, имеющих канал  в стержне шатуна, поршневой палец  смазывается под давлением.

Работу  смазочной системы контролируют по манометру 11, показывающему давление в главной магистрали. На некоторых  двигателях, кроме того, устанавливают  термометр, измеряющий температуру  масла в смазочной системе  и датчики аварийного падения  давления масла.

Устройство  составных частей смазочной системы

Масляный  насос.

Шестеренчатый насос создает циркуляцию масла  в смазочной системе двигателя. Он установлен обычно на блок-картере  или на крышке коренного подшипника коленчатого вала.

Насосы  смазочной системы выполняют двухсекционными (рис. 7а) и односекционными (рис. 7б). Двухсекционный насос имеет две секции: основную и радиаторную. Секции разделены между собой проставкой 2. Каждая секция работает независимо от другой как односекционный насос.

Односекционный  насос состоит из маслоприемника 9, корпуса 6, крышки и двух шестерен. В корпусе насоса выполнены два  цилиндрических колодца для установки  шестерен. Ведущая шестерня 4 насоса крепится шпонкой на валу, который  опирается на втулки, запрессованные в корпусе и крышке насоса. Ведомая  шестерня 5, находясь в зацеплении с  ведущей, свободно вращается на пальце, запрессованном в корпусе. Вращаясь в разные стороны, шестерни зубьями  перегоняют масло от входного канала корпуса к нагнетательному 7.

Рис. 7 Принципиальная схема смазочной системы: 
а - двухсекционный, б - односекционный, в - предпусковой, 
1 - ведущая шестерня радиаторной секции, 2 - проставка, 3 - ведущий вал, 
4 - ведущая шестерня основной секции, 5 - ведомая шестерня основной секции, 6 - корпус, 
7 - нагнетательный канал, 8 - сетка маслоприемника, 9 - маслоприемник, 10 -редукционный клапан, 
11 - регулировочный винт, 12 - выходное отверстие, 13 - впускное отверстие, 
14 - крышка, 15 - корпус, 16 - шестерня привода насоса. 

В корпусе  насоса есть прилив, в расточке которого смонтирован редукционный клапан 10. Последний предотвращает чрезмерное повышение давления, которое создается  масляным насосом при пуске холодного  двигателя, т. е. когда масло имеет  большую вязкость. С помощью регулировочного  винта 11 можно изменить силу давления пружины клапана.

Привод  масляного насоса осуществляется у  тракторных двигателей от, коленчатого  вала через приводную шестерню, а  у автомобильных - от шестерни, выполненной  заодно с распределительным валом.

Для подачи масла в смазочную систему  во время запуска пускового двигателя  некоторые тракторные двигатели  имеют предпусковой насос (рис. 3в). Шестерня 16 привода предпускового насоса находится в постоянном зацеплении с шестерней пускового двигателя. Поэтому после его запуска  шестерни предпускового насоса забирают масло через заборную трубку из поддона  картера и подают через обратный клапан в масляную магистраль. После  запуска основного двигателя  давление в масляной магистрали повышается и срабатывает обратный клапан, перекрывая поступление масла из блок-картера  в предпусковой насос.

Масляный  радиатор.

Масляный  радиатор охлаждает масло в летнее время. Он представляет собой неразборный  узел, состоящий из ряда стальных трубок овального сечения и двух бачков: нижнего и верхнего. Для увеличения поверхности охлаждения на каждой трубке навита спираль из тонкой стальной ленты. У масляных радиаторов некоторых  двигателей трубки радиатора проходят через охлаждающие пластины, бачки  разделены перегородками. К бачкам приварены штуцера, к которым  монтируют маслоподводящую и  маслоотводящую трубки и ушки для крепления радиатора. Масляный радиатор установлен впереди водяного радиатора. У двигателей с воздушным охлаждением масляный радиатор выполнен из единой многократно изогнутой трубки с навитой на нее ленточной спиралью. Масло, двигаясь по трубкам радиатора, обдуваемого снаружи воздухом, охлаждается при полностью открытых жалюзи или шторки на 10-12°С. 
 
 

Масляный  фильтр.

Для очистки  от механических примесей масла, циркулирующего в системе двигателя, служит масляный фильтр. У большинства современных  автотракторных двигателей в качестве фильтра применяют центробежный очиститель (реактивную центрифугу).

В центрифугах  масло очищается под действием  центробежных сил, возникающих при  вращении ротора.

Рис. 8 Схема работы центрифуги: 
а - реактивной, б – полнопоточной активно-реактивной, 
1 - ротор, 2 - механические примеси, 3 - ось, 4 - маслозаборная трубка, 5 - маслоподеодящий канал, 
6 - жиклер (форсунка), 7 - корпус ротора, 8 - насадок, 9 - пустотелая ось, 10 - маслоотводящая трубка, 
11-корпус фильтра, А, Б - каналы, В-кольцевая полость. 

Основные  части центрифуги - ротор 1 и ось 3 которая нижней частью ввернута в  корпус фильтра. Масло в центрифуге очищается следующим образом. Из масляного насоса оно под давлением  поступает через продольное и  радиальное отверстия оси и центрирующей колонки внутрь ротора 1. Из ротора масло  подходит через трубки к калиброванным  отверстиям - жиклерам (форсункам) 6 и  вытекает из них с большой скоростью. Отталкивающее действие (реакция) вытекающих струй масла вызывает вращение ротора в обратную сторону. Масло, вытекающее из ротора в корпус фильтра, сливается  в картер двигателя.

При нормальном давлении масла ротор вращается  с частотой вращения около 630 рад/с (6ccc об/мин). При быстром вращении ротора тяжелые примеси, содержащиеся в  масле, под действием центробежной силы отбрасываются к стенкам  ротора и оседают на них в виде плотного смолистого слоя.

На двигателях последних выпусков применяется  полнопоточная масляная центрифуга (рис. 8а). Особенность ее состоит в том, что все масло очищается в роторе реактивной центрифуги. В отличие от рассмотренной центрифуги в пустотелую ось 9 ротора вставлена маслоотводящая трубка 10, имеющая выход к масляной магистрали.

Во время  работы двигателя масло от насоса поступает через каналы корпуса  фильтра в кольцевой зазор  между осью и трубкой, попадая  затем через радиальные отверстия  оси и корпуса внутрь ротора В  нем поток очищенного масла разделяется. Часть масла (около 20%) идет на привод ротора во вращение и стекает через  жиклеры 6 в картер. Основная же часть  масла по верхнему ряду радиальных отверстий в корпусе ротора и  его оси поступает в маслоотводящую трубку 10 и далее в масляную магистраль. В роторе полнопоточной центрифуги маслозаборные трубки отсутствуют.