Большинство автовладельцев знает, что без масла двигатель долго не проработает. Но, при этом далеко не все знают о том, что масло должно не только просто присутствовать в поддоне мотора, но и циркулировать по системе под давлением, лежащим в определенных рамках. Если в старых моторах масло служило, в первую очередь, одной, но очень важной задаче – защите деталей двигателя от износа, то сегодня список функций моторного масла очень сильно расширился: отвод тепла от горячих деталей, работа в качестве гидравлики в различных исполнительных механизмах, таких как гидрокомпенсаторы клапанов, натяжители цепей и ремней, муфты регулировки фаз газораспределения и т.д.
Фото «муфты изменения фаз газораспределения современного двигателя»
Соответственно, чем больше таких механизмов в моторе, тем жестче требования к давлению масла. Недостаточное давление в системе смазки будет приводить как к масляному голоданию и ускоренному износу двигателя, так и к сбоям в работе перечисленных гидросистем, что зачастую бывает чревато серьезными неисправностями двигателя и дорогостоящим ремонтом. Например, отказ гидронатяжителя цепи газораспределительного механизма может привести к тому, что поршень столкнется с клапанами. Последствия такой «встречи» могут быть настолько серьезными, что ремонтировать в таком моторе будет просто нечего – нужно покупать новый.
Но если о том, что низкое давление масла вредно знают почти все, то о вреде повышенного давления масла задумываются в том случае, когда сталкиваются с его последствиями. А они могут быть тоже достаточно опасны для здоровья мотора. Как минимум излишне высокое давление масла может повредить уплотнения и последующую быструю утечку масла из двигателя.
Обычно на приборной панели автомобиля присутствует либо лампа сигнализации о низком давлении масла, либо указатель давления. В обычных условиях эксплуатации этого достаточно, а вот в случае необходимости более серьезной диагностики мастера СТО будут использовать специальные манометры.
Но, говоря о недостаточном или избыточном давлении масла, нужно не забывать, что для каждой модели двигателя показатели нормального давления в системе свои.
Что нагнетает давление масла в системе
За создание давления масла в двигателе отвечает масляный насос, оснащенный редукционным клапаном.
Рисунок: Схема работы масляного насоса
Конструктивно масляные насосы могут отличаться, но принцип действия у них общий – блок из двух шестерен всасывает масло через маслозаборник из поддона и направляет под давлением в систему. На выходе из насоса обязательно установлен клапан, не допускающий повышения давления в системе выше максимального заданного значения. Этот клапан называется редукционным.
Какие проблемы с системой смазки могут иметь место , в чем их причины и как с этим бороться.
Загорелась лампочка низкого давления масла
Как уже говорилось выше, наиболее частой и опасной для двигателя является ситуация с недостаточным давлением масла. Именно поэтому большинство современных автомобилей оснащено лампой недостаточного давления масла на панели приборов. И вот в один момент, который прекрасным никак не назовешь, она загорелась… Что делать?
Для начала не паниковать и остановившись на обочине заглушить двигатель. Через 3-5 минут после этого нужно проверить уровень масла – если он ниже минимального, то нужно просто добавить до нормы. Высока вероятность того, что проблема исчезнет. Длительная эксплуатация с недостаточным уровнем масла крайне нежелательна, так как, в первую очередь, пострадает масляный насос, а затем и остальные детали двигателя.
Фото «шестерни масляного насоса, поврежденные эксплуатацией с низким уровнем масла».
Если же уровень масла в норме или после доливки и повторного запуска лампа не гаснет – то разбираться с проблемой будет сложнее и возможно потребуется обращение в сервис.
Как измерить давление масла в двигателе
В случае если средств наборной диагностики недостаточно, или есть необходимость получения точных цифр (например, при подозрении на повышенное давление масла в автомобиле, оснащенном только контрольной лампой), то вместо датчика давления масла подключается специальный манометр.
Рисунок: Схема подключения манометра
Каким же должно быть нормальное давление в системе смазки? Возьмем для примера 2 бензиновые версии Land Cruiser Prado 150. Давление в системе смазки двигателя этих автомобилей измеряется при 3000 об/мин. А вот нормы для различных двигателей различаются. Так для бензинового 2,7 оно должно быть в диапазоне от 1,6 до 5 атмосфер, а для 4-литрового уже от 3 до 6 атмосфер. Как видим даже у одного производителя цифры разнятся достаточно сильно, что же говорить, если речь пойдет о Volkswagen, Skoda, BMW, Mercedes?
Вывод – универсального рецепта не существует и нормы давления масла и методы его проверки для каждой модели двигателя, как уже говорилось выше, индивидуальны и берутся из сервисной документации.
Причины высокого и низкого давления масла в двигателе и способы устранения проблем с низким давлением масла в двигателе
Попробуем разобраться, почему же давление масла может оказаться за пределами нормы, и посмотрим, что можно предпринять в той или иной ситуации.
- Начнем с повышенного давления, ибо встречается оно сильно реже и причин у него сильно меньше.
Итак, поводом для подозрений на такую напасть будет появление утечек из-под различных прокладок на двигателе. При подключении манометра опасения подтверждаются. Вопрос, в чем причина и что делать? Основной причиной такой проблемы практически всегда является неисправность редукционного клапана вызванная его банальным загрязнением. Для начала (особенно, если добираться до этого клапана не просто) имеет смысл промыть систему смазки. Так как налицо уже достаточно серьезные сбои в работе системы, при выборе промывочного состава лучше не «стесняться» и предпочитать усиленные версии. Например:
Да и вообще, если поддерживать систему смазки в чистоте, регулярно используя промывки, вероятность столкнуться с проблемой повышенного давления становится почти нулевой.
2. А теперь посмотрим возможные причины сниженного давления масла.
- Первую мы уже назвали – недостаточный уровень, но могут быть и другие.
- Вторая в точности совпадает с причиной повышенного давления масла, только клапан умудрился «зависнуть» на грязи в приоткрытом положении либо у него повреждена пружинка. Во втором случае лечится заменой клапана. Деталь стоит не запредельных денег, а на здоровье мотора влияет очень сильно. В первом – промывкой (со снятием или без – решать Вам). Кстати, промывка зачастую помогает устранить еще одну причину масляного голодания – отложения на сетке маслоприемника. Например, вот такие:
На третье место имеет смысл поставить недостаточную вязкость моторного масла при полностью прогретом двигателе.
Чаще всего эту причину можно, с высокой вероятностью, вычленить из круга по характерному поведению лампы давления масла – она помигивает в ответ на малейшее снижение оборотов относительно нормального на холостом ходу полностью прогретого двигателя.
В такой ситуации желательно проверить, не перепутали ли чего при последней замене масла, и подходит ли двигателю залитый в него сорт масла. Если сорт не подходящий – имеет смысл заменить масло. Второе что могло произойти – подходящее масло потеряло вязкость из-за перегрева или попадания топлива (обычно в этом случае можно ощутить характерный топливный запах из маслозаливной горловины). Разбор решения проблем топливной аппаратуры оставим за рамками этой статьи и допустим, что мы ее решили. Как же быть с маслом? Менять? Лучший вариант – да поменять, но не всегда есть такая возможность (временная, финансовая, физическая). Можно ли отсрочить данную процедуру? Можно! И поможет нам в этом такой продукт как Стабилизатор вязкости Visco-Stabil.
- Также причиной недостаточного давления масла может быть повышенный износ деталей масляного насоса, коренных и шатунных вкладышей коленвала, подшипников распредвалов и турбины, но все эти причины, к сожалению, требуют для своего устранения достаточно сложного ремонта.
Итог
Как видим, давление масла в автомобильном двигателе — параметр, сильно влияющий на долговечность и правильную работу автомобильного «сердца» и требующий к себе очень внимательного отношения. Но далеко не все проблемы с ним являются критичными, а некоторые вообще можно решить без разборки двигателя – с помощью очистки масляной системы, замены масла или стабилизатора вязкости.
Двигатель внутреннего сгорания автомобиля, как известно, состоит из множества соприкасающихся подвижных деталей. Его работа будет невозможна без качественной смазки всех трущихся элементов. Смазка не только уменьшает трение, охлаждая металлические детали, но и защищает их от отложений, которые появляются в процессе эксплуатации. Для обеспечения надёжной работы двигателя необходимо, чтобы давление масла сохранялось в заданном конструкторами диапазоне на всех режимах. Недостаточное или избыточное давление масла в двигателе рано или поздно приведёт к его поломке. Для того чтобы избежать больших проблем, связанных с дорогостоящим ремонтом, нужно вовремя определить неисправность и сразу же устранить её.
Сигнализатор аварийного давления масла
На панели приборов любого автомобиля находится сигнализатор аварийного давления масла, проще говоря — лампочка. Он обычно выглядит в виде маслёнки. Его функция заключается в том, чтобы моментально сообщить водителю о снижении давления масла до критической отметки. Сигнализатор соединён с датчиком давления масла, который находится на двигателе. В случае срабатывания сигнализатора аварийного давления масла необходимо немедленно остановить работу двигателя. Запускать его повторно можно только после устранения неисправности.
Прежде чем лампочка загорится, она может периодически мигать, что также является признаком падения давления масла. Лучше не откладывать решение этой проблемы, а сразу провести диагностику неисправности.
Проверка сигнализатора
Во время нормальной работы двигателя сигнализатор не горит, поэтому может возникнуть вопрос, а исправен ли он? Проверить его работу очень просто. Во время включения зажигания, перед стартом двигателя, загораются все сигнализаторы на панели приборов в тестовом режиме. Если лампочка давления масла горит, значит, сигнализатор исправен.
Панель приборов находится в тестовом режиме во время включения зажигания — в этот момент загораются все лампочки для того, чтобы проверить их работу
Недостаточное давление масла в двигателе
По ряду причин давление масла в двигателе может снизиться, что приведёт к состоянию, когда некоторые детали двигателя будут получать недостаточное количество смазки, т. е. масляное голодание. Двигатель будет работать в режиме повышенного износа деталей и в итоге выйдет из строя.
Причины снижения давления
Рассмотрим причины, которые могут привести к снижению давления масла.
Низкий уровень масла
Недостаточный уровень масла в двигателе приводит к снижению его давления и возникновению масляного голодания. Контролировать уровень масла необходимо регулярно, не реже одного раза в неделю. Для этого в двигателях предусмотрен специальный щуп со шкалой допустимого уровня.
- Установить автомобиль на горизонтальной площадке, чтобы не было погрешности измерения. Хорошо, если автомобиль стоит в гараже с ровным полом.
- Заглушить двигатель и подождать 3–5 минут, чтобы масло стекло в поддон картера.
- Достать щуп и протереть его ветошью.
- Вставить щуп на место до упора вниз и снова достать.
- Посмотреть на шкалу и определить уровень по следу масла на щупе.
Желательно поддерживать такой уровень масла в двигателе, чтобы его след на щупе заполнял примерно 2/3 расстояния между отметками MIN и MAX
Если уровень масла в двигателе слишком низкий, его нужно долить, но предварительно осмотреть мотор на предмет подтекания. Масло может течь из-под любого соединения деталей: из-под поддона картера, сальника коленвала, бензонасоса, масляного фильтра и т. д. Корпус двигателя должен быть сухим. Обнаруженную течь нужно устранить как можно скорее, передвигаться на автомобиле при этом следует только при особой необходимости.
Масло может вытекать в любом месте соединения деталей двигателя, например, из-под поврежденной прокладки поддона картера
Старые изношенные двигатели часто страдают проблемой течи масла, что называется «изо всех щелей». В этом случае очень тяжело устранить все источники утечки, проще сделать капитальный ремонт двигателя, а это, конечно, обойдётся недёшево. Поэтому лучше постоянно контролировать уровень масла, доливать его при необходимости, а при первых симптомах утечки устранять неисправность.
В практике автора был случай, когда водитель оттягивал ремонт до последнего момента, пока изношенный двигатель объёмом 1,2 л не начал расходовать до 1 литра масла за 800 км пробега. После капитального ремонта всё встало на свои места, но каждый раз надеяться по подобный исход не стоит. Если мотор заклинит, то коленчатый вал под большим усилием может повредить блок цилиндров и тогда его придётся только заменять новым.
Несвоевременная замена масла
Моторное масло имеет определённый ресурс использования. Как правило, он колеблется в диапазоне 10–15 тыс. километров пробега, но есть и исключения, когда масло нужно менять чаще — в зависимости от требований производителя и состояния двигателя.
Современное моторное масло играет большую роль в работе двигателя, оно надёжно защищает все детали, отводит тепло, продукты износа от трущихся деталей, удаляет нагар. Масло содержит в себе ряд присадок, призванных усилить определённые его свойства, чтобы сделать защиту двигателя ещё надёжнее.
В процессе эксплуатации масло теряет свои качества. Выработавшая свой ресурс смазка содержит в себе большое количество сажи и металлических опилок, теряет свои защитные свойства и загустевает. Все это приводит к тому, что масло может перестать поступать по узким каналам к трущимся деталям. Если автомобиль мало эксплуатируется и в течение года рекомендованный пробег не пройден, масло также следует заменить. Химические свойства масел таковы, что при длительном взаимодействии с материалом двигателя они также приходят в негодность.
Масло загустевает в моторе в результате длительной эксплуатации, намного превышающей допустимый ресурс
Ухудшение качества масла и повышенный износ двигателя — процессы, которые способствуют усугублению друг друга. То есть плохое масло, которое некачественно смазывает детали, ведёт к их повышенному износу, а во время износа появляется большое количество металлической стружки и отложений, ещё сильнее загрязняющие масло. Износ двигателя растёт практически в геометрической прогрессии.
Несоответствие типа масла рекомендациям производителя
Моторное масло должно в точности соответствовать механическим, термическим и химическим воздействиям, которое оказывает на них двигатель в процессе эксплуатации. Поэтому моторные масла делятся на несколько типов по своему назначению:
- для дизельных или бензиновых двигателей, бывают также и универсальные изделия;
- минеральные, полусинтетические и синтетические;
- зимние, летние и всесезонные.
Производители двигателей рекомендуют к использованию в каждом из них определённые типы масла, необходимо строго придерживаться этих рекомендаций. Информацию о типе масла можно найти в инструкции по эксплуатации автомобиля или на специальной табличке в подкапотном пространстве.
Все без исключения масла обладают таким физическим параметром, как вязкость. Именно его обычно и указывают в качестве рекомендации. Вязкость — это свойство масла, зависящее от внутреннего трения между его слоями. В процессе нагревания вязкость теряется, т. е. масло становится жидким, и наоборот, если масло охлаждается, оно становится густым. Это очень важный параметр, который закладывается производителем двигателей с учётом технологических зазоров между трущимися деталями и величины его масляных каналов. Несоблюдение этого параметра непременно приведёт к некачественной работе системы смазки и, как следствие, выходу двигателя и строя.
Для примера можно привести рекомендации производителя к выбору моторного масла для автомобиля ВАЗ 2107. Согласно сервисной книжке, следует использовать смазочные материалы с разным классом вязкости по SAE в зависимости от сезонных колебаний температуры окружающей среды:
- 10W-30 от -25 до +25 °С;
- 10W-40 от -20 до +35 °С;
- 5W-40 от -30 до +35 °С;
- 0W-40 от -35 до +30 °С.
Каждый тип вязкости масла рассчитан на определённый диапазон температур окружающей среды
Давление масла в двигателе напрямую зависит от соответствия типа используемого масла рекомендациям производителя. Слишком густое масло будет плохо проходить по каналам системы смазки двигателя, предназначенных для более жидкого. И наоборот, слишком жидкое масло не позволит создавать рабочее давление в двигателе за счёт своей избыточной текучести.
Видео: вязкость моторыных масел
Для того чтобы не возникало проблем с давлением масла, следует придерживаться следующих правил:
- использовать рекомендованный тип масла от надёжного и проверенного производителя;
- заменять масло не позднее рекомендованного производителем срока или пробега, а при повышенных режимах эксплуатации автомобиля — ещё чаще;
- чаще менять масло в двигателях с большим пробегом. Такие двигатели имеют увеличенные зазоры в цилиндрах, поэтому маслу приходится собирать больше сажи и нагара, соответственно, оно раньше вырабатывает свой ресурс;
- обязательно вместе с заменой масла устанавливать новый масляный фильтр;
- не смешивать между собой различные марки масла, даже одного типа. Производители масел используют различные по химическим свойствам присадки, что может привести к химической реакции и потере их качественных свойств. Масло даже может начать пениться, а это абсолютно недопустимо для двигателя;
- не стоит лишний раз промывать двигатель после слива отработанного масла, если собираетесь заливать масло такой же марки и в положенный срок. Промывка может привести к нарушению защитного слоя на поверхности деталей, созданного специальными присадками в масле;
- не стоит без необходимости пользоваться дополнительными присадками, это может нарушить работу сбалансированного набора элементов, добавленных в масло производителем.
Видео: вязкость масел — коротко о главном
Попадание в масло тосола, выхлопных газов или топлива
Попадание в систему смазки двигателя жидкости из системы охлаждения или выхлопных газов возможно в случае повреждения прокладки головки блока цилиндров.
Бывают случаи, когда в масло попадает топливо вследствие выхода из строя мембраны бензонасоса. Чтобы определить наличие бензина в масле, необходимо внимательно рассмотреть каплю масла из мотора, на ней должны быть видны характерные радужные разводы. К тому же выхлопные газы будут пахнуть бензином. Будьте аккуратны, вдыхание выхлопных газов небезопасно для вашего здоровья.
Разбавленное посторонней жидкостью, к тому же химически активной, или выхлопными газами масло тут же потеряет вязкость и другие важные свойства. Из выхлопной трубы будет выделяться дым белого или сизого цвета. Эксплуатировать автомобиль в этом случае крайне нежелательно. После устранения неисправности масло в двигателе нужно заменить на новое, предварительно промыв мотор.
Прокладка головки блока цилиндров тоже не может прорваться сама по себе, скорее всего, это результат перегрева мотора, детонации некачественного топлива или следствие затяжки болтов головки с неправильным усилием.
Не работает масляный насос
Нередки случаи, когда выходит из строя сам масляный насос. Чаще всего ломается его привод. Если на ходу будет сорвана шестерня привода насоса, давление масла резко пропадёт и сигнализатор аварийного давления масла сразу сообщит об этом водителю. Дальнейшая эксплуатация автомобиля запрещена, потому что двигатель в этом случае проработает очень недолго. Произойдёт перегрев деталей, задир поверхности цилиндров, в результате двигатель может заклинить, соответственно, потребуется капитальный ремонт или замена двигателя.
Возможен и естественный износ насоса, в этом случае давление масла будет падать постепенно. Но это крайне редкий случай, потому что ресурс масляного насоса очень большой и он обычно служит до капитального ремонта мотора. А во время ремонта мастер-моторист должен проконтролировать его состояние и заменить при необходимости.
Масляный насос шестерёночного типа обладает простой и надёжной конструкцией, поэтому его ресурс превышает срок службы двигателя до капитального ремонта
Естественный износ двигателя
Двигатель внутреннего сгорания имеет определённый ресурс, который измеряется пробегом автомобиля в километрах. Каждый производитель заявляет гарантийный пробег двигателя до капитального ремонта. Во время эксплуатации детали двигателя изнашиваются и увеличиваются технологические зазоры между трущимися деталями. Это приводит к тому, что в масло попадает сажа и нагар, поступающий из камеры сгорания цилиндров. Порой и само масло через изношенные маслосъемные кольца просачивается в камеру сгорания и сгорает там вместе с топливом. Часто можно наблюдать, как у старых автомобилей очень сильно дымит выхлопная труба чёрным дымом — это горит масло. Ресурс эксплуатации масла в изношенных моторах сильно сокращается. Необходимо ремонтировать мотор.
Как повысить давление масла в двигателе
Для восстановления нужного давления масла в двигателе нужно устранить причины его снижения — долить или заменить масло, отремонтировать масляный насос или заменить прокладку под головкой блока цилиндров. После первых признаков падения давления нужно сразу обратиться к мастеру для более точной диагностики. Такими признаками могут быть:
- перегрев мотора или нестабильная работа;
- потеря мощности;
- течь масла из двигателя;
- сильный дым из выхлопной трубы сизого, белого или чёрного цвета;
- срабатывание или мигание сигнализатора аварийного давления масла.
Причина падения давления может оказаться весьма непростой, а точнее, недешевой. Речь идёт об износе двигателя в процессе эксплуатации. Когда он уже прошёл свой ресурс и требует ремонта, к сожалению, кроме как провести капитальный ремонт, решить проблему со слабым давлением масла в двигателе не получится. Но можно заблаговременно позаботиться о том, чтобы давление масла в уже поизношенном двигателе сохранялось в норме. Сегодня на ранке автохимии существует ряд присадок, предназначенных для устранения небольшого износа двигателя и восстановления заводских технологических зазоров между трущимися деталями.
Какие присадки использовать для увеличения давления масла
Присадки для двигателя выпускаются различных видов:
-
реставрирующие — так называемые кондиционеры металла, предназначенные для восстановления повреждённых поверхностей трущихся деталей и удаления микротрещин. Они образовывают защитный слой на поверхности деталей двигателя;
Для увеличения давления масла в двигателе можно использовать реставрирующие присадки — кондиционеры металла
Для увеличения давления следует использовать реставрирующие и стабилизирующие присадки. Если двигатель не сильно изношен, они помогут. Конечно, ожидать чуда не стоит, присадки поднимают давление незначительно и их действие сильно зависит от износа двигателя.
Новому мотору присадки не нужны, в нём и так всё в порядке. И чтобы они не пригодились в будущем, нужно своевременно менять масло и пользоваться только продукцией высокого качества, которая уже содержит пакет присадок, положительно влияющих на работу мотора. Это дорого, но полезно, т. к. скажется на двигателе вашего автомобиля только положительно. Вокруг использования присадок много споров и различных мнений — кто-то утверждает, что они помогают, другие говорят, что это обман и маркетинговый ход. Правильным решением для владельцев нового автомобиля будет бережная эксплуатация и капитальный ремонт после окончания ресурса двигателя.
Как измерить давление масла в двигателе
Некоторые автомобили снабжены стационарным прибором, который показывает рабочее давление масла на панели прибора. За неимением такового необходимо воспользоваться специальным манометром. Для того чтобы измерить давление масла, необходимо провести следующие операции.
- Прогреть двигатель до рабочей температуры 86–92 °С.
- Заглушить мотор.
- Выкрутить датчик аварийного давления масла из блока двигателя.
Датчик полностью выкручивается из корпуса двигателя после отсоединения от него провода
Штуцер манометра устанавливается вместо выкрученного датчика аварийного давления масла
Давление масла различается в двигателях разных моделей, поэтому диапазон его рабочих показателей необходимо искать в технической литературе к определённой модели автомобиля. Но если таковых нет под рукой, можно воспользоваться усреднёнными данными, соответствующими нормальной работе двигателей.
Таблица: средние показатели давления масла в исправных двигателях
| Характеристика двигателя | Показатели |
| Двигатели 1,6 л и 2,0 л | 2 атм. при оборотах ХХ (холостого хода), 2,7–4,5 атм. при оборотах 2000 об. в мин. |
| Двигатель 1,8 л | 1,3 атм. при оборотах ХХ, 3,5–4,5 атм. при оборотах 2000 об. в мин. |
| Двигатель 3,0 л | 1,8 атм. при оборотах ХХ, 4,0 атм. при оборотах 2000 об. в мин. |
| Двигатель 4,2 л | 2 атм. при оборотах ХХ, 3,5 атм. при оборотах 2000 об. в мин. |
| Двигатели TDI 1,9 л и 2,5л | 0,8 атм. при оборотах ХХ, 2,0 атм. при оборотах 2000 об. в мин. |
Соответственно, если показатели выходят за рамки приведённых в таблице, значит, стоит обратиться к специалисту или самостоятельно предпринимать действия по устранению неисправности.
Перед тем как начинать ремонт, давление масла нужно обязательно измерить, чтобы удостовериться в том, что первичные признаки оказались верными.
Видео: замер давления масла в двигателе автомобиля
Моторное масло можно сравнить с кровью в живом организме — она играет фундаментальную роль в функционировании всех органов, как и масло для механизмов в двигателе автомобиля. Внимательно следите за состоянием масла в моторе, регулярно проверяйте его уровень, следите за примесями стружки, контролируйте пробег автомобиля, заливайте масло проверенного производителя и вы не будете испытывать проблем с давлением масла в двигателе.
Детали кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов перемещаются относительно друг друга. Этому перемещению препятствует сила трения, величина которой зависит от относительной скорости перемещения, удельного давления деталей одной на другую и от точности обработки трущихся поверхностей. Для преодоления сил трения бесполезно затрачивается мощность двигателя. Помимо этого, трение деталей вызывает их нагрев. При чрезмерном нагреве зазоры между деталями уменьшатся настолько, что деталь перестанет перемещаться, т.е. заклинится.
Одним из наиболее эффективных способов уменьшения трения является ввод слоя смазки между трущимися поверхностями. Смазка, прилипая к поверхности, создает на ней прочную пленку, которая, разделяя детали, заменяет сухое трение между ними трением частиц смазки между собой. Так как в работающем двигателе масло беспрерывно циркулирует, оно одновременно охлаждает трущиеся детали и уносит твердые частицы, образовавшиеся в результате их износа. Помимо того, детали, смазываемые маслом, меньше подвержены действию коррозии, а зазоры между ними значительно уплотняются.
На современные системы смазки, кроме вышеперечисленных,
возлагаются еще и управляющие функции. Моторное масло работает в гидрокомпенсаторах тепловых зазоров клапанов, гидронатяжителях привода ГРМ, системах регулирования фаз газораспределения.
Подача масла к трущимся поверхностям должна быть бесперебойной. При недостаточной подаче масла теряется мощность двигателя, повышается износ деталей и в результате их нагрева возможно выплавление подшипников, заклинивание поршней и остановка двигателя. Избыточная подача масла приводит к проникновению его в камеру сгорания, что увеличивает отложение нагара и ухудшает условия работы свечей зажигания.
Так как отдельные детали двигателя работают в неодинаковых условиях, то смазка их также должна быть неодинакова. К наиболее нагруженным деталям масло подается под давлением, а к менее нагруженным – самотеком или разбрызгиванием. Системы, в которых смазка деталей производится разными способами, называются комбинированными.
При работе двигателя масляный насос обеспечивает непрерывную циркуляцию масла по системе. Под давлением оно поступает в масляный фильтр, а далее к коренным и шатунным подшипникам коленвала, поршневым пальцам, опорам и кулачкам распредвала, оси коромысел привода клапанов. В зависимости от конструкции мотора масло подается под давлением к валу турбокомпрессора, на внутреннюю поверхность поршней для их охлаждения, в гидротолкатели клапанов и исполнительные механизмы систем фазовращения.
На поверхности цилиндров масло попадает путем разбрызгивания через отверстия в нижней головке шатуна или форсунки в нижней части блока цилиндров. Попадая на стенки цилиндров, оно снижает трение при движении поршня и обеспечивает свободу перемещения компрессионных и маслосъемных колец.
Со смазанных под давлением деталей капли масла падают в поддон. Попадая на вращающиеся части кривошипно-шатунного механизма, они разбрызгиваются, создавая в картере так называемый масляный туман. Оседая на деталях двигателя, он обеспечивает их смазку. Осажденное масло затем стекает в поддон картера, и цикл повторяется вновь.
🔎 Устройство системы смазки
Система смазки двигателя включает в себя поддон картера с пробкой слива масла, масляный насос с редукционным клапаном, маслоприемник с сетчатым фильтром, масляный фильтр с предохранительным и перепускным клапанами, систему масляных каналов в блоке цилиндров, головке цилиндров, коленчатом и распределительном валах, датчик давления масла с контрольной лампой и маслозаливную горловину. В некоторых двигателях в систему смазки включен масляный радиатор.
Поддон картера представляет собой резервуар для хранения масла. Уровень масла в поддоне контролируется с помощью щупа, на котором нанесены метки максимально и минимально возможного уровня. Из поддона масло поступает через маслоприемник с сетчатым фильтром к масляному насосу. Маслоприемник может быть неподвижным или плавающего типа. Емкость системы смазки легкового автомобиля, в зависимости от объема и типа двигателя, может составлять от 3,5 до 7,5 литров. Причем указываемая в инструкции емкость имеет два значения — одно относится непосредственно к системе смазки двигателя, а второе указывает на необходимое количество масла с учетом емкости масляного фильтра.
В зависимости от конструкции двигателя давление масла в нем должно составлять от 2 до 15 бар. Масляный насос служит для создания необходимого давления в системе смазки и подачи масла к трущимся поверхностям. Масляный насос может иметь привод от коленчатого вала, распределительного вала или дополнительного приводного вала.
В автомобильных двигателях в основном применяются шестеренные насосы в силу своей простоты и дешевизны. Они бывают двух типов: с наружным и внутренним зацеплением. В первом шестерни насоса расположены рядом, а во втором – одна шестерня внутри другой. Поэтому насос с внутренним зацеплением более компактен. Ведущая шестерня устанавливается на приводном валике, а ведомая свободно вращается. Шестерни устанавливают в корпусе насоса с небольшими зазорами. Во время работы вращающиеся в разные стороны шестерни захватывают масло из поддона и переносят его во впадинах между зубьями в масляную магистраль. При повышении частоты вращения коленвала производительность насоса пропорционально возрастает, в то время как потребление масла самим двигателем меняется незначительно. Кроме того, шестеренные насосы не создают высокого давления, отнимают до 8% мощности мотора и не всегда способны обеспечить работу систем современного автомобиля (например, систем изменения фаз газораспределения). Поэтому были разработаны масляные насосы регулируемой производительности, которые способны создавать более высокие значения давления масла, отнимают меньше мощности у двигателя и обеспечивают постоянство давления в системе, независимо от оборотов коленвала. К таким конструкциям относятся, например, пластинчатый (шиберный) насос, героторный насос и насос с маятниковыми золотниками.
В некоторых двигателях устанавливают двухсекционные масляные насосы. Первая секция предназначена для подачи масла в систему смазки двигателя, вторая – для подачи масла в масляный радиатор.
Производительность масляного насоса рассчитывается с запасом так, чтобы даже при самых неблагоприятных условиях эксплуатации (высокие температуры, износ деталей и др.) давление в системе оставалось достаточным для подвода масла к трущимся поверхностям. Однако при этом в непрогретом двигателе давление масла может превысить допустимые значения. Для предотвращения разрушения масляных магистралей в системах смазки с нерегулируемым насосом служит редукционный клапан. Самая распространенная конструкция представляет собой плунжер и пружину установленные в корпусе с отверстиями. При избыточном давлении в системе плунжер, сжимая пружину, перемещается, и часть масла поступает обратно в поддон картера. Величина давления, при которой срабатывает клапан, зависит от жесткости пружины. Устанавливается редукционный клапан на выходе масляного насоса. В некоторых системах устанавливают редукционный клапан и в конце масляной магистрали – для предотвращения колебаний давления при изменении гидравлического сопротивления системы и расхода масла.
Качество масла в двигателе снижается с течением времени, так как оно засоряется мелкой металлической пылью, появляющейся в результате износа деталей, частицами нагара, образовывающегося в результате сгорания его на стенках цилиндров. При высокой температуре деталей масло коксуется, образуются смолы и лакообразные продукты. Все эти примеси являются вредными и оказывают существенное влияние на ускорение износа деталей автомобиля. Для очистки масла от вредных примесей в системе смазки устанавливается фильтр, который заменяется при каждой смене масла.
В жаркое время года и при эксплуатации автомобиля в тяжелых дорожных условиях температура масла настолько повышается, что оно становится очень жидким и давление в системе смазки падает. Для предотвращения разжижения масла в систему смазки могут включаться масляные радиаторы. Они бывают двух типов: с воздушным и с жидкостным охлаждением. Первые устанавливаются перед радиатором системы охлаждения и охлаждаются потоком воздуха. Вторые включаются в контур системы охлаждения, что обеспечивает постоянство температуры масла во время работы двигателя и быстрый подогрев его при пуске холодного двигателя. Масло проходит по трубкам радиатора, которые омываются охлаждающей жидкостью. В таких системах смазки устанавливается термостат. Термостат не допускает подачу масла в радиатор, пока оно не прогреется до рабочей температуры. Затем он открывается, и масло начинает поступать в радиатор, где происходит его охлаждение. В более простых конструкциях радиатор подключается вручную водителем с помощью краника.
Для контроля давления масла в системе смазки устанавливается датчик с контрольной лампой красного света на панели приборов. Ее мигание или свечение при работе двигателя сигнализирует о недопустимом снижении давления. В этом случае двигатель необходимо немедленно заглушить. В некоторых автомобилях датчик давления масла может быть связан с блоком управления, который при опасном снижении давления сам останавливает двигатель. Кроме контрольной лампы, в комбинацию приборов могут включаться указатель давления масла и указатель температуры масла. На некоторых современных автомобилях, кроме датчика давления, ставят и датчик контроля уровня масла вместе с контрольной лампой уровня.
В картере работающего двигателя через зазоры, имеющиеся между зеркалом цилиндра и кольцами, проникают пары топлива и отработавшие газы. Пары топлива конденсируются и разжижают смазку, а отработавшие газы, содержащие в себе пары воды и сернистые соединения, также отрицательно влияют на качество масла и уменьшают срок его службы. Помимо этого, отработавшие газы создают в картере избыточное давление, которое «выдавливает» масло из двигателя через уплотнения. Особенно характерна такая ситуация для изношенных моторов. Поэтому газы необходимо выводить. Но так как они токсичны, то их не просто выбрасывают в атмосферу, а смешав с воздухом, дожигают в цилиндрах.
Для этого служит система принудительной вентиляции картера. Основными ее частями являются клапан, маслоотделитель и воздушные шланги. Воздух из впускного тракта через шланг системы вентиляции поступает в картер, где смешивается с картерными газами, а затем через клапан снова направляется во впускной коллектор. Производительность системы зависит от нагрузки двигателя. При малых оборотах разряжение на впуске высокое, плунжер клапана системы вентиляции открыт немного, поэтому и количество пропускаемых картерных газов невелико. С ростом оборотов разряжение падает, и клапан открывается на большую величину – соответственно и увеличивается объем пропускаемых картерных газов. Маслоотделитель предотвращает попадание масляного тумана во впускной тракт и, соответственно, в цилиндры двигателя. В маслоотделителе скорость истечения картерных газов вначале замедляется, а затем они приводятся во вращательное движение. В результате капли масла осаждаются на стенках и стекают в поддон.
🔎 Основные неисправности системы смазки
Внешними признаками неисправности системы смазки являются пониженное или повышенное давление масла в системе и ухудшение качества масла вследствие загрязнения.
Понижение давления возможно в результате недостаточного уровня масла, разжижения его, подтекания через неплотности в соединениях, загрязнения сетчатого фильтра маслоприемника, износа деталей масляного насоса, заедания редукционного клапана в открытом положении и вследствие износа подшипников коленчатого и распределительного валов.
Проверять уровень масла следует на прогретом двигателе, но не сразу после его остановки, а через 3-5 минут с тем, чтобы масло успело стечь. Если уровень ниже нормы, необходимо долить масло в поддон картера, предварительно выявив и устранив причину. Внешним осмотром выявляются течи масла из-под крышки привода распределительного вала, крышки клапанного механизма, блока цилиндров, масляного фильтра, а также из пробки заливной горловины, через штуцер датчика давления масла, из-под крышки маслоотделителя системы вентиляции картера и через уплотнитель маслоизмерительного щупа. Уровень масла может падать вследствие износа сальников стержней клапанов, износа и закоксовывания поршневых колец или их поломки, износа поршней и их канавок, износа цилиндров двигателя, износа стержней клапанов и их направляющих втулок, а также закоксовывания прорезей маслосъемных колец или заполнение их масляными отложениями. Эти неисправности приводят к повышенному расходу масла и, соответственно, падению давления в системе.
Повышение давления в системе смазки возможно вследствие применения масла с повышенной вязкостью, заедания редукционного клапана в закрытом положении и засорения маслопроводов.
Так как коленвал совершает вращательное движение, то под действием центробежных сил на стенках его масляных каналов откладываются продукты износа двигателя. Со временем проходное сечение этих каналов уменьшается настолько, что шатунный подшипник начинает испытывать масляное голодание. Усиленному загрязнению каналов способствует применение некачественного или не соответствующего двигателю масла, регулярная эксплуатации мотора в интенсивных режимах и несвоевременная замена масла.
Каналы подвода масла к гидрокомпенсаторам со временем также могут закоксовываться, и тогда гидрокомпенсатор перестает работать. Если его заклинит при открытом клапане, это приведет к выбиванию клапана поршнем. При этом разрушается сам гидрокомпенсатор и возможны повреждения распредвала, поршней, шатунов и появление трещин в головке блока цилиндров. Вероятны масляные проблемы и с гидронатяжителями, обеспечивающими натяжку ремней и цепей привода распредвалов. Их каналы также забиваются, что может стать причиной поломки ГРМ и разрушения головки блока цилиндров. При наличии в ГРМ механизма изменения фаз газораспределения грязь может спровоцировать отказ или нарушение его работы.
При эксплуатации автомобиля возможны случаи, когда может быть неисправен указатель давления масла. Для проверки правильности действия указателя давления вместо датчика ввертывают штуцер контрольного манометра и, сравнивая показания с проверяемым прибором, судят о его работе.