Масляная система (Oil lubrication system / Ölschmiersystem)

Так как двигатель состоит из множества трущихся металлических деталей, их необходимо смазывать. А поршни сильно нагреваются при сгорании топлива, так как являются частью камеры сгорания – их надо охлаждать.

То есть, масляная система выполняет две задачи – смазывает пары трения и отводит тепло. Чтобы масло не теряло своих свойств дольше, и его температура была стабильнее, необходима циркуляция масла по масляной системе.

Главное в смазке пар трения – обеспечение масляной плёнки между поверхностями. Это называется масляный клин. Он должен быть равномерным и не допускать контакта поверхностей. Чтобы масляный клин был однородным и равномерным нельзя допускать локальных перегревов, поэтому масло должно постоянно циркулировать – то есть меняться на свежее, охлаждаясь.

Масляная система была с мокрым картером или сухим. У двигателей с мокрым картером основной объём масла содержится в поддоне картера. В поддон опускается масляный приёмник, через который масло забирает масляный насос.

Двигатели с сухим картером меньше по высоте, за счёт того, что поддон им не нужен, а основной объём масла содержится в специальном баке. Масляный насос в этом случае устроен намного сложнее – ему требуется осуществлять забор масла из нескольких точек и подавать масло сразу в несколько. Но такая система имеет существенное преимущество – не бывает масляных отливов, вспенивания, и давление стабильнее.

Масляная система состоит из (Components)

Маслозаливная горловина (Oil filler / Öl-Füller)

Именно сюда заливают масло либо в двигатель, либо в бак рядом с двигателем. Отсюда масло попадает в…

Ёмкость для масла (Oil Sump / Ölwanne)

Это поддон картера или же масляный бак. Зависит от того, какой тип масляной системы используется в двигателе.

В современных двигателях ёмкость масляной системы в литрах составляет примерно от 4 до 15 литров в зависимости от количества цилиндров, нагруженности мотора, требуемого интервала замены масла.

Представьте, что происходит с таким объёмом в поддоне при резких или быстрых затяжных поворотах, торможениях, разгонах. Это называется «отливы». Для снижения этого эффекта поддон делают сложной формы с множеством разнообразных каналов, а точку забора масла проектируют в самом низу, там, где достаточный объём масла будет почти в любых условиях.

Например, на автодроме в Сочи есть поворот Т3 – он похож на подкову. Поворот левый и очень быстрый (911 GT3 его проезжает на скорости около 180–190 км/ч, а F1 едет 250+ км/ч). Так вот, у автомобилей с мокрым картером там часто ломаются двигатели из-за затяжного отлива масла вбок.

У двигателей с сухим картером поддон картера тоже есть, но он меньшего объёма.

Маслоприёмник (Oil pick-up pipe / Öl-Aufnahmerohr)

Для обычной масляной системы с мокрым картером – это трубка с фильтрующей сеткой, которая опускается в поддон и через неё осуществляется забор масла масляным насосом.
Или несколько масляных каналов, через которые масляный насос всасывает масло.

Масляный насос (Oil pump / Ölpumpe)

Бывают роторного или шестерёнчатого типа. Однокамерные для двигателей с мокрым картером или многокамерные для систем с сухим картером.

У двигателей с сухим картером масляный насос может быть разделён на две части – одна часть откачивает масло – собирает с разных точек – отдельно из турбин, отдельно из ГБЦ и из нескольких мест в поддоне картера, а другая часть – создаёт давление.

Давление масла выбирают при проектировании двигателя – чем выше мощность и предельные обороты, тем выше требуемое давление масла. Но чтобы минимизировать насосные потери в зоне средних нагрузок надо заставлять насос снижать и давление, и производительность.

На обычных автомобилях давление масла на холостых около 1,5 бар. Под нагрузкой – 4–6 бар.
Давление определяет прочность масляной плёнки в паре трения, поэтому так важно. Производительность определяет перекачиваемый объём, а значит непосредственно влияет на охлаждение и циркуляцию масла.

Регулировка давления (Pressure regulation / Druckregelung)

Раньше для этого использовался редукционный клапан, а сейчас систему усложнили. Масляный насос может создать слишком сильное давление при холодном запуске (холодное масло же очень густое), в результате чего может выдавить уплотнения, поэтому ставят специальный клапан, который может ограничивать верхний предел давления и устанавливать требуемое.

Привод масляного насоса (Oil pump drive / Ölpumpenantrieb)

Чаще всего масляный насос приводится в действие цепью, напрямую от коленчатого вала. Для натяжения и успокоения цепи, как ни странно, используются натяжители и успокоители.

Менее распространённые типы привода:

Прямой привод (Direct drive / Direktantrieb)

Насос надевается на коленчатый вал, зацепляясь через специальные отливки (рядные пятицилиндровые моторы Ауди).

Зубчатый привод (Gear drive / Zahnradantrieb)

Соединение шестернями в прямом контакте.

Зубчатый привод через промежуточный вал (Gear drive via intermediate shaft / Getriebeantrieb über Zwischenwelle)

Раньше использовались промежуточные валы для вращения трамблёров, балансировки, привода масляного насоса (старые моторы четырёхцилиндровые Ауди 80/100).

Ременной привод (Belt drive / Riementrieb)

В автоспорте или при переделке мокрого картера на сухой ставят внешние масляные насосы, которые приводятся в действие ремнём, а выкачивают и подают масло через шланги.

Каналы подачи масла (Oil gallery / Öl Galerie)

Магистрали для доставки масла парам трения, поршням, гидрокомпенсаторам, фазовращателям и турбонаддувам в нужном объёме под нужным давлением.

Распределитель с термостатом (Oil distributor & Oil thermostat / Ölverteiler & Ölthermostat)

Открывает, дозирует или закрывает дополнительные масляные каналы в зависимости от нагрузки и температуры. Дополнительные каналы в данном случае – охлаждение поршней, охлаждение масла через радиатор.

Фильтр (Oil filter / Ölfilter)

Конечно, в двигателе во время работы неизбежно образуется металлическая стружка и масляный нагар. Допустить попадание абразива в пары трения нельзя, поэтому используются специальный фильтр для масла. Он установлен перед подачей масла к точкам смазки.

В масляной системе предусмотрен клапан, отключающий фильтр. Во-первых, вязкость масла зависит от температуры, пропустить через фильтр густое масло не получится. Во-вторых – при полной нагрузке двигателю нужно очень много масло, а старый забитый фильтр его через себя может не пропустить.

Масляный радиатор (Oil cooler / Ölkühler)

На форсированных моторах, чтобы снизить температуру масла, дополнительно устанавливают масляный радиатор. Вообще, при температуре масла выше 120 появляется серьёзный риск проворота вкладышей и заклинивания двигателя. На этой отметке блоки управления современных двигателей ограничивают наддув и обороты.

Пары трения в КШМ (Crank friction pair / Kurbelreibungspaar)

В первую очередь масло доставляется до основных подшипников скольжения – коренных и шатунных вкладышей, верхних головок шатунов и поршневых пальцев. Эти пары трения – самые нагруженные. Сгорание и последующее температурное расширение в камере сгорания давит на поршень, а поршень, в свою очередь, передаёт это же давление на вкладыши. Накладываются ещё и вибрационные нагрузки от паразитных колебаний, и ударные – от резких стартов.

Пары трения и охлаждение ЦПГ (Cylinder assembly friction pairs / Zylinderbaugruppe Reibpaare)

В этой части двигателя главная часть – это пара трения «кольца-цилиндр». Здесь давление масла поддержать не получится, а система реализована другим образом – поверхность цилиндра шершавая, и в ней задерживается масло. Эта шершавость выполнена специальной насечкой, которая называется «хон». Кольца, в свою очередь, гладкие. Получается, что контакта поверхностей нет, а всё трение компенсируется маслом.

Турбокомпрессоры (Turbocharger lubrication / Turbolader Schmierung)

Здесь из-за высокой термонагруженности и огромных оборотов вала используются двойные подшипники скольжения – между неподвижным, но очень горячим корпусом и валом, вращающимся с частотой до 120 000 об/мин добавлена дополнительная втулка, которая тоже вращается, но медленнее, чем вал.

Если циркуляцию масла в этом узле остановить, турбина мгновенно заклинит. Из-за этого и появились турботаймеры – чтобы масло после глушения не сгорело на валу и корпусе при инерционном росте температуры.

Пары трения в ГБЦ (Cylinder head lubrication / Zylinderkopfschmierung)

Последняя часть, куда доходит масло – подшипники скольжения распределительных валов. Эти валы вращаются в два раза медленнее, чем коленчатый вал и испытывают меньшие поперечные нагрузки. Масло подаётся по каналу непосредственно в пару трения – под распредвалами расположены отверстия, а в крышках может быть вырезан дополнительный масляный канал.

Рокеры и коромысла тоже нуждаются в смазке. Так как механическая и температурная нагрузка в этих узлах невелики, эти детали смазываются чаще всего простым омыванием.

Дополнительное оборудование типа привода ТНВД, вакуумного насоса, насос-форсунок тоже смазываются либо омыванием, либо подачей через канал.

Гидрокомпенсаторы и управление фазовращателями (hydraulic lifters and phase shifters / hydraulische Heber und Phasenschieber)

Гидрокомпенсаторы смягчают открытие клапанов и регулируют зазор между коромыслом и распредвалом. Они работают, как гидропружины – наполняются маслом, а распредвал кулачками давит на клапан либо через них, либо с их участием.

Фазовращатели (фазорегуляторы) поворачивают распредвалы на требуемый угол. Представляют собой муфту, внутри которой есть сообщающиеся камеры. Регулируя давление в камерах по отдельности (в одной, больше, в другой меньше и наоборот) блок управления изменяет фазу – то есть нулевое положение распредвалов. Например, с ростом нагрузки, открывать клапаны лучше пораньше, чтобы обеспечить VE повыше. В зоне низких нагрузок – попозже, чтобы образовывалось разряжение и воздуха в цилиндр засасывалось больше.

Смазка гидрокомпенсаторов и фазовращателей осуществляется через каналы, потому как и тому и другому узлам для работы нужно высокое давление масла.

Сливная магистраль (Drian line / Abflussleitung)

Так как масло должно постоянно циркулировать, чтобы лучше охлаждать, оно, отработав в паре трения, сливается обратно в поддон. А потребителям постоянно поступает новая порция.

Слив в поддон происходит по специальным магистралям, сечение которых больше, чем у подающих магистралей. То есть, слив происходит почти беспрепятственно.

Обратные клапаны (Check valves / Rückschlagventil)

Чтобы масло не стекало в поддон полностью после остановки двигателя в системе предусмотрены обратные клапаны. Они важны, например, для работы натяжителей цепей, чтобы после каждого запуска не тратилось время на повторное натяжение под дребезг. Так же они минимизируют время возможного сухого трения при запуске после простоя.

Датчики качества и уровня (Oil Quality & level sensors / Ölqualitäts- und Füllstandssensoren)

Датчики уровня масла БМВ стали применять ещё в начале нулевых, а, начиная с е60, начали массово внедрять и датчики качества масла. Так появился изменяемый межсервисный интервал – если спокойно ездить по трассе, то замена масла может потребоваться через 40 000 км. Если заниматься автоспортом, то уже через 3 000–5 000 км потребуется замена.

VAG иначе реализовал эту функцию – расчётно. Учитывает время работы, уровень и температуру масла, пробег, расход топлива и температуру масла. Исходя из этого определяет, когда требуется замена.

Porsche 911 GT3 сам определяет, когда в нём надо поменять масло несмотря на то, что это гоночный автомобиль, на котором чаще всего ездят по трекам. При этом Порше дали гарантию на двигатели на все стоковые машины 10 лет.

Сливная пробка (Drain plug / Ablassschraube)

У двигателей с мокрым картером, как правило, пробка одна. У двигателей с сухим картером бывает от 3 до 6 точек, откуда надо слить масло при замене. Поэтому, например, Audi R8 могут обслужить далеко не все дилеры за МКАДом – у них то оборудования нет, то допуска, то программы.

Сухой картер (Dry sump / Trockensumpfschmierung)

При такой системе смазки, как и говорил ранее, требуется два насоса – один откачивает, другой накачивает – suction pump и pressure pump.

Заключение

1. Масляная система состоит из (Components)
2. Маслозаливная горловина (Oil filler / Öl-Füller)
3. Ёмкость для масла (Oil Sump / Ölwanne)
4. Маслоприёмник (Oil pick-up pipe / Öl-Aufnahmerohr)
5. Масляный насос (Oil pump / Ölpumpe)
6. Регулировка давления (Pressure regulation / Druckregelung)
7. Привод масляного насоса (Oil pump drive / Ölpumpenantrieb)
8. Прямой привод (Direct drive / Direktantrieb)
9. Зубчатый привод (Gear drive / Zahnradantrieb)
10. Зубчатый привод через промежуточный вал (Gear drive via intermediate shaft / Getriebeantrieb über Zwischenwelle)
11. Ременной привод (Belt drive / Riementrieb)
12. Каналы подачи масла (Oil gallery / Öl Galerie)
13. Распределитель с термостатом (Oil distributor & Oil thermostat / Ölverteiler & Ölthermostat)
14. Фильтр (Oil filter / Ölfilter)
15. Масляный радиатор (Oil cooler / Ölkühler)
16. Пары трения в КШМ (Crank friction pair / Kurbelreibungspaar)
17. Пары трения и охлаждение ЦПГ (Cylinder assembly friction pairs / Zylinderbaugruppe Reibpaare)
18. Турбокомпрессоры (Turbocharger lubrication / Turbolader Schmierung)
19. Пары трения в ГБЦ (Cylinder head lubrication / Zylinderkopfschmierung)
20. Гидрокомпенсаторы и управление фазовращателями (hydraulic lifters and phase shifters / hydraulische Heber und Phasenschieber)
21. Сливная магистраль (Drian line / Abflussleitung)
22. Обратные клапаны (Check valves / Rückschlagventil)
23. Датчики качества и уровня (Oil Quality & level sensors / Ölqualitäts- und Füllstandssensoren)
24. Сливная пробка (Drain plug / Ablassschraube)
25. Сухой картер (Dry sump / Trockensumpfschmierung)

С уважением,
Компания Mint Condition
Профессиональный подбор автомобилей
+79261888335
www.mintco.ru
WhatsApp:https://wa24.site/79261888335
info@mintco.ru

Данный материал подготовлен компанией Mint Condition и является собственностью компании. Любое копирование или размещение данного материала без согласования с владельцем запрещено.

Авторские права защищены и принадлежат ООО «Валкирия» (товарный знак MintCo, свидетельство №833282) ©
Любое использование или копирование материалов сайта, в том числе, элементов дизайна, фото и видео- материалов, текстового содержания может осуществляться исключительно с письменного разрешения ООО «Валкирия» и только при наличии ссылки на www.mintco.ru.