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.