Устройство и работа механизмов смазочной системы

Масляные насосы. В смазочной системе тракторных двигателей применяются насосы шестеренчатого типа. Они приводятся от ведущей (СМД-14БН, СМД-18БН, Д-240, Д-241, СМД-60, СМД-62) или промежуточной шестерни (А-01МЛ, ЯМЗ-238НБ) коленчатого вала. На рис. 67 представлен масляный насос двигателя СМД-18БН.

Рис. 67. Масляный насос двигателя СМД-18БН:

а — схема работы; б — устройство: 1 — корпус; 2 — нагнетательная полость;

• 3 — нагнетательный канал; 4 — редукционный клапан; 5 — пружина;
• 6 — регулировочный винт; 7 — ось; 8 — ведомая шестерня; 9 — всасывающая полость; 10 — всасывающий канал; 11 — ведущая шестерня; 12 — валик;
• 13, 14 — отверстия; 15 — корпус редукционного клапана; 16 — сливное отверстие; 17 — штуцер; 18 — шестерня привода; 19 — кожух; 20 — крышка корпуса; К — разгрузочный канал; П — замкнутое пространство

Схема работы насоса приведена на рис. 67, а. Основными частями насоса являются; корпус 1, ведущая 11 и ведомая 8 шестерни, валик 12, шестерня 18 привода и маслозаборник. Ведущая и ведомая шестерни установлены с небольшими радиальными и торцевыми зазорами в полости корпуса. При вращении шестерен в противоположные стороны их зубья со стороны всасывающей полости 9 выходят из зацепления и освобождают пространство, занимаемое ими во впадинах. За счет создавшегося разрежения масло засасывается в эту полость по всасывающему каналу 10 из картера, захватывается зубьями ведущей и ведомой шестерен и перегоняется в нагнетательную полость 2. Из впадин оно выдавливается зубьями, входящими в зацепление, и по нагнетательному каналу 3 поступает в смазочную систему.

В определенные моменты пара зубьев шестерен еще не вышла из зацепления, а вторая пара уже зацепилась. Тогда между зубьями образуется заполненное маслом замкнутое пространство П, объем которого при некотором угле поворота уменьшается. Поскольку масло не сжимается, защемление его между зубьями приводило бы к возникновению большой пульсирующей нагрузки на опоры шестерен. Поэтому для предотвращения быстрого износа в корпусе или крышке насоса делают разгрузочный канал К, по которому масло отводится из пространства П и перепускается в полость 2.

Масляный насос с одной парой шестерен называют односекционным. Такие насосы устанавливают на двигателях СМД-14БН, СМД-18БН, Д-240, Д-241. На двигателях А-01МЛ, СМД-60, СМД-62, ЯМЗ-238НБ применяются двухсекционные насосы с двумя парами шестерен.

Масляный насос двигателя СМД- 18БН крепится к фланцу, расположенному на нижней плоскости блок-картера, и фиксируется двумя установочными винтами. На валик 12 (рис. 67, б) напрессована ведущая шестерня 11 и шпонкой с ним соединена шестерня привода 18. Валик вращается в бронзовых втулках, запрессованных в корпус 1 и крышку корпуса 20. Для создания соосности крышку с корпусом соединяют двумя штифтами и совместно обрабатывают отверстия, поэтому крышки нельзя переставлять с одного насоса на другой. Шестерня привода вращается в кожухе 19, который предотвращает чрезмерное разбрызгивание масла. Корпус и крышка стянуты болтами. Необходимая плотность соединения (без прокладки) достигается благодаря тщательной обработке стыковых плоскостей. В результате по торцам шестерен выдерживается минимально возможный зазор, что предотвращает утечку масла из нагнетательной полости во всасывающую.

Ведомая шестерня 8 свободно вращается на оси 7, запрессованной в корпус насоса. В отверстие шестерни запрессована бронзовая втулка, которая смазывается маслом, поступающим через сверления, выполненные между зубцами шестерни.

В отверстие 14 в корпусе ввернут штуцер 17 нагнетательного маслопровода с редукционным клапаном. При давлении на выходе из насоса более 0,75 МПа (7,5 кгс/см²) плунжер редукционного клапана 4, преодолевая давление пружины 5, открывает сливное отверстие 16 и часть масла сливается в поддон картера. К отверстию 13 присоединена заборная трубка с маслоприемником, снабженным сетчатым фильтром.

Насос двигателей Д-240, Д-241 имеет аналогичное устройство. Он крепится на крышке первого коренного подшипника. Ведущая шестерня на валике закреплена шпонкой.

Двухсекционные насосы двигателей А-01МЛ, СМД-60, ЯМЗ-238НБ отличаются друг от друга незначительными особенностями привода и креплений.

Масляный насос двигателя А-01МЛ, представленный на рис. 68, закреплен на крышке первого коренного подшипника.

Рис. 68. Масляный насос двигателя А-01МЛ:

• 1 — проставка; 2 — ось ведомых шестерен; 3 — стяжной болт; 4 — ведомая шестерня нагнетающей секции; 5 — корпус нагнетающей секции;
• 6 — редукционный клапан; 7 — корпус редукционного клапана; 8 — пружина;
• 9 — регулировочные шайбы; 10 — упорная шайба; 11 — ведомая шестерня

привода; 12 — втулка ведущего валика; 13 — упорный фланец; 14 — втулка;

• 15 — промежуточная шестерня; 16 — болт крепления упорного фланца; 17 — ось промежуточной шестерни; 18 — болт крепления оси; 19 — ведущая шестерня нагнетающей секции; 20 — стопорный шарик; 21 — ведущий валик;
• 22 — ведущая шестерня радиаторной секции; 23 — корпус радиаторной секции; 24 — ведомая шестерня радиаторной секции; 25 — втулки оси ведомых шестерен; 26 — предохранительный клапан; 27 — корпус предохранительного клапана;

А — отверстие для подвода масла к насосу; Б — отверстие для отвода масла из редукторной секции; В — отверстие для отвода масла из нагнетающей секции В литом чугунном корпусе нагнетающей секции 5 вращается ведомая 4 и ведущая 19 шестерни. К корпусу нагнетающей секции с помощью проставки 1 прикреплен корпус радиаторной секции 23, в котором на общих для обеих секций ведущем валике 21 и ведомой оси 2 закреплены шестерни 22 и 24 радиаторной секции. Ведущая шестерня радиаторной секции 22 зафиксирована на валике стопорным шариком 20. Ведущий валик 21 с шестернями 19 и 22 вращаются в бронзовых втулках 12. Ведомые шестерни обеих секций напрессованы на ведомую ось, вращающуюся в бронзовых втулках 25.

Ведомую шестерню привода 11 масляного насоса устанавливают на валике с натягом и фиксируют сегментной шпонкой. Промежуточная шестерня 15 привода вращается на цапфе оси 17. Сама ось прикреплена к корпусу 5 болтом 18, изготовленным из термостойкой легированной стали. Осевое перемещение шестерни ограничено упорным фланцем 13, зафиксированным штифтом и закрепленным болтом 16. Смазка к втулке 14 подшипника промежуточной секции подводится по каналу в корпусе нагнетающей секции и оси 17.

Оба корпуса 5 и 23 и проставка 1 зафиксированы штифтами и стянуты четырьмя стяжными болтами 3. Втулки подшипников обработаны в сборе с корпусами. На корпусах обеих секций сделаны фланцы для присоединения масляных трубопроводов, которые сообщают секции с отверстием, А для подвода масла к насосу, Б — для отвода его из радиаторной секции и В — для отвода из нагнетающей секции.

В корпус нагнетающей секции ввернут редукционный клапан 6, а в корпус радиаторной секции — предохранительный клапан 26. Оба клапана плунжерного типа и смонтированы в корпусах 7 и 27 клапанов. Давление, обеспечиваемое клапанами, регулируют, изменяя число регулировочных шайб 9, устанавливаемых между пружинами 8 и упорными шайбами 10.

Для создания необходимого зазора в зацеплении промежуточной шестерни 15 привода масляного насоса с шестерней коленчатого вала между корпусом насоса и крышкой коренного подшипника устанавливают регулировочные стальные прокладки толщиной 0,15 и 0,5 мм.

Фильтры для очистки масла. Во время работы двигателя в масло попадают частицы металла (продукты износа деталей), нагара и пыли, которые, проникая вместе с маслом в зазоры между трущимися поверхностями, увеличивают их износ. Поэтому масло необходимо фильтровать. При помощи фильтров из масла можно удалить не только сравнительно крупные частицы металлов и различных примесей, но и значительную часть мельчайших частиц пыли и осадков, находящихся в нем во взвешенном состоянии. В связи с этим двигатели снабжены фильтрами.

В современных тракторных двигателях в качестве фильтров очистки применяются центробежные маслоочистители (центрифуги). Очистка в них производится под действием центробежных сил, возникающих при вращательном движении ротора центрифуги, в котором находится масло. Частицы механических примесей и смолистых веществ, имеющие больший удельный вес, чем масло, подвергаются действию больших сил и отбрасываются к стенкам центрифуги, оседая на них плотным смолистым слоем.

На двигателях СМД-14БН, СМД-18БН, Д-240, Д-241, А-01МЛ, СМД- 60, СМД-62 и др. для очистки масла устанавливаются полнопоточные центробежные маслоочистители. На двигателях СМД-14БН, СМД-18БН, А-01МЛ, СМД-60, СМД-62 применяются полнопоточная реактивная центрифуга, а на двигателях Д-240, Д-241 и им подобных — активнореактивная.

Полнопоточная масляная центрифуга двигателя СМД-18БН

показана на рис. 69. Ее корпус 1 прикреплен к боковой стенке двигателя таким образом, что подводящий 24 и отводящий каналы совмещены с соответствующими каналами в блок-картере. На оси 9 вращается ротор, закрытый штампованным колпаком 10, который гайкой 16 притянут к корпусу центрифуги.

Рис. 69. Полнопоточная масляная центрифуга двигателя СМД-14БН:

• 1 — корпус центрифуги; 2 — форсунка; 3 — защитный козырек; 4 — резиновое кольцо; 5 — маслоотражатель; 6 — трубка для отвода чистого масла;
• 7 — защитная сетка; 8 — корпус ротора; 9 — ось ротора; 10 — колпак;
• 11 — стакан; 12 — стопорное кольцо; 13 — нажимная гайка; 14 — упорное кольцо; 15 — пробка смотрового отверстия; 16 — гайка крепления колпака;
• 17 — гайка крепления стакана; 18 — отводящие отверстия; 19 — подводящие отверстия; 20 — канал для подвода масла к форсункам; 21 — полость слива;
• 22 — окно для слива масла в картер; 23 — перепускной клапан; 24 — подводящий канал; 25 — штуцер; 26 — переключатель; 27 — отверстие в переключателе для подвода масла в радиатор; 28 — шпильки крепления трубки подвода масла

от радиатора Отлитые из алюминиевого сплава стакан 11 и корпус 8 ротора стянуты гайкой 13, навинченной на колонку корпуса. Ребро на внутренней поверхности стакана упирается в основание корпуса, а резиновое кольцо 4 и прокладка под гайкой 13 надежно уплотняют стыки. Такая конструкция позволяет легко разбирать ротор для очистки. Чтобы не нарушать балансировку ротора при сборке, совмещают риски, нанесенные на его корпусе и на стакане. В нижней части корпуса ротора имеются две диаметрально расположенные форсунки 2 с отверстиями, направленными в противоположные стороны.

Неочищенное масло поступает в ротор через отверстие 19 в оси и колонке под маслоотражатель 5. Проходя через отверстия, расположенные по всей окружности маслоотражателя, поток масла снижает скорость, что предотвращает размыв отложений на внутренней поверхности стакана.

К форсункам 2 масло подается по каналу 20 через сетку 7, которая предохраняет отверстия форсунок от засорения. Из отверстий форсунок масло с большой скоростью выбрасывается в полость 21 корпуса центрифуги. Возникающая при этом сила реакции приводит ротор во вращение в направлении, противоположном направлению струй масла. Маслозащитный козырек 3 предотвращает торможение ротора потоком масла, выходящим из форсунок.

Очищенное масло из ротора через отверстия 18 по трубке 6 идет в канал и по нему — к отверстию 27 переключателя 26. На оси 9 выполнены три шлифованные шейки: верхняя и нижняя служат опорами ротора, а средняя разделяет потоки очищенного и неочищенного масла в колонке.

В корпусе маслоочистителя установлен перепускной клапан 23, который подает неочищенное холодное масло (или в случае засорения форсунок) в масляную магистраль. Переключатель 26 служит для сообщения фильтра с радиатором. Фланец переключателя с метками Л (лето) и 3 (зима) крепится к корпусу. При совмещении метки Л со стрелкой, выштампованной на корпусе, радиатор включается, а метки 3 — выключается.

Центробежный масло очиститель двигателя Д-240 (Д-241),

представленный на рис. 70, имеет активно-реактивную центрифугу. По устройству и принципу действия она отличается от реактивных центрифуг. Активно-реактивная центрифуга не имеет форсунок; струи масла, под действием которых вращается ротор, не сливаются в поддон, а поступают на смазывание трущихся деталей двигателя.

Ротор 3 вращается на оси 1, закрепленной в корпусе 4. К оси неподвижно прикреплен насадок-завихритель 7, имеющий каналы а, выполненные по касательной к его окружности. Также по касательной расположены и тангенциальные каналы б в верхней части колонки вращающегося ротора.

Ротор центрифуги вращается за счет энергии двух потоков масла: активного действия его струй при поступлении в ротор по каналам а и реактивного — при выходе из ротора по каналам б.

От насоса масло по каналу 5 в корпусе центрифуги подводится к каналам а в насадке-завихрителе. Через щели в насадке оно выбрасывается в тангенциальном направлении, образуя активный момент, который заставляет ротор вращаться в направлении движения струй (сечение А-А).

Содержащиеся в масле примеси под действием центробежных сил быстро вращающегося ротора отлагаются на стенках его стакана. Очищенное масло с большой скоростью выбрасывается через каналы б во внутреннюю проточку колонки ротора 8, через сверления поступает в канал неподвижной оси и далее — в масляную магистраль. Струи масла, проходящего по каналам б в сторону, противоположную направлению струй масла в каналах а, образуют реактивный момент, по направлению совпадающим с активным моментом. Слагаясь, эти моменты образуют суммарный крутящий момент, под действием которого ротор вращается с частотой 83… 100 с^-1 (5000…6000 мин-¹).

Рис. 70. Центробежный масляный очиститель двигателя Д-240:

1 — неподвижная ось; 2 — колпак; 3 — ротор; 4 — корпус; 5 — канал для подвода масла из насоса; 6 — маслоотводящая трубка; 7 — насадокзавихритель; 8 — колонка ротора; 9 — предохранительный клапан; 10 — сливной клапан; 11 — редукционный клапан (клапан-термостат); а — касательный канал в насадке-завихрителе; б — касательный канал в колонке ротора В корпусе 4 центрифуги имеются три клапана: предохранительный 9, сливной 10 и редукционный (клапан-термостат) 11. Предохранительный клапан поддерживает перед ротором давление 0,65…0,7 МПа (6,5…7 кгс/см²), в случае превышения давления он перепускает масло в картер. Сливной клапан отрегулирован на давление 0,25…0,3 МПа (2,5…3 кгс/см²) и поддерживает необходимое давление в масляной магистрали. Редукционный (клапан-термостат) служит для перепуска холодного масла в магистраль, минуя масляный радиатор.

Масляные радиаторы. Для нормальной работы двигателя температура масла должна находиться в пределах 343…353 К (70…80 °С). При температуре свыше 363 К (90 °С) качество масла ухудшается, что ведет к повышенному износу деталей двигателя и увеличению расхода масла. Для поддержания температуры масла в необходимых пределах при работе двигателя и при высокой температуре окружающего воздуха в смазочной системе применяют радиаторы. Масляный радиатор обычно располагают перед радиатором системы охлаждения, и масло, циркулирующее в нем, охлаждается встречным потоком воздуха.

Масляный радиатор 7 двигателя СМД-18БН (см. рис. 64, а) представляет собой неразборный узел, состоящий из двух бачков: нижнего и верхнего и сердцевины с 20 трубками, расположенными в один ряд. Трубки стальные овального сечения, вварены в бачки. К трубкам припаяна стальная лента в виде спирали, в результате чего увеличивается охлаждающая поверхность. К нижнему бачку по краям приварены штуцера для крепления трубок, подводящих и отводящих масло. Для лучшего охлаждения масла в бачки впаяны перегородки, разделяющие верхний бачок на две, а нижний — на три секции. Благодаря этому совершается змеевидное движение масла в радиаторе и удлиняется его путь.

По трубке масло из центробежного фильтра очистки поступает в нижний бачок и, пройдя по трубкам радиатора, отводится по отводящей трубке в главную масляную магистраль. Двигаясь по трубкам радиатора, обдуваемого снаружи воздухом, масло при полностью открытой шторке охлаждается на 10… 12 °C.

Масляные радиаторы аналогичной конструкции применяются на двигателях Д-240, СМД-60, ЯМЗ-238НБ и др.