Mechanismus činnosti systému mazání motoru – princip, funkce a úloha motorového oleje

Mazací systém v motoru je nezbytný pro snížení tření mezi jeho pohyblivými částmi. Kromě toho plní funkce chlazení hlavních součástí, zvyšuje jejich životnost, chrání před korozí a také čistí od nečistot (opotřebené produkty a karbonové usazeniny). Pracovní kapalinou (mazivem) je v tomto případě motorový olej, který může být dodáván pod tlakem, rozstřikem nebo gravitací. To určuje typ, konstrukci a princip fungování systému.

Návrh systému mazání motoru automobilu

Hlavním úkolem mazacího systému je vytvořit olejový film na pohyblivých částech motoru automobilu. To pomáhá snížit ztráty výkonu a opotřebení pohonné jednotky. Kromě toho se olej dodávaný systémem používá v hydraulických kompenzátorech, hydraulických napínačích a ovládacích mechanismech časování ventilů. V obecném designu vozu je mazací systém integrován do konstrukce motoru a skládá se z následujících prvků:

– Plnicí hrdlo – přes něj se plní nebo doplňuje olej.
– Olejová vana – je spodní část skříně motoru naplněná olejem. Pro správnou funkci motoru musí být množství pracovní kapaliny v jímce na určité úrovni, která se měří pomocí různých senzorů a zařízení (měrky). V jímce se hromadí nejen přebytečný olej vytékající z mechanismů motoru, ale také nečistoty vznikající během provozu. Na paletě je také vypouštěcí otvor a zátka ve formě šroubu s podložkou. Při výměně oleje je nutné vyměnit svíčku spolu s podložkou.
– Sání oleje – je konstrukce skládající se z potrubí vedoucího od jímky k čerpadlu a hrubého filtru.
– Olejové čerpadlo – nasává mazivo pomocí nasávání oleje z jímky a dodává je do systému. Startuje a vypíná současně s motorem. Pohon může být klikový hřídel, vačkový hřídel nebo pomocný hnací hřídel. Pro čerpání oleje se v automobilech zpravidla používají dva typy čerpadel: zubová (populárnější) a rotační.
– Olejový filtr. Je instalován na vstupu čerpadla a je určen k čištění pracovní kapaliny od třísek a uhlíkových usazenin. Existují dva typy – demontovatelné (při znečištění filtru se vymění pouze filtrační vložka) a nerozebíratelné (vymění se celý filtr).
– Olejový chladič. Protože se pracovní kapalina v mazacím systému také ochlazuje, prochází chladičem, aby snížila svou vlastní teplotu. Ten je zase chlazen kapalinou chladicího systému.
– Vedení a kanály – olej jimi prochází z jedné jednotky do druhé.
– Olejové trysky. Používá se k přívodu oleje do stěn válců a pístů.
– Snímače tlaku, teploty a hladiny oleje – vysílají signály do elektronické řídicí jednotky motoru, přenášejí údaje o stavu mazacího systému a provozním režimu motoru.
– Ventily (obtokové a redukční ventily). Umožňuje automatizovat kontrolu tlaku oleje a řídit jeho přívod do systému. Takové ventily jsou namontovány v blízkosti vedoucích prvků systému (čerpadlo, hlavní součásti motoru, filtr).
Některé modely motorů nemusí mít senzory nebo chladič. V tomto případě se olej chladí přímo v olejové vaně.

Princip činnosti a typy mazacích systémů

Všechny mazací systémy jsou rozděleny do dvou hlavních skupin: se „suchou“ a „mokrou“ jímkou. Poslední jmenovaný je populárnější díky své snadné implementaci. Na druhé straně jsou konstrukce s mokrými jímkami náchylné k problémům, jako je pěnění a stříkání motorového oleje, což vede ke kolísání hladiny. V tomto případě může být jeho přívod do systému nestabilní.

Charakteristickým rysem „suchých“ systémů je přítomnost samostatné nádrže, ve které je uložen motorový olej. Motorový olej po vstupu do motoru proudí do jímky, ale nehromadí se v ní, ale je čerpán zpět do nádrže přídavným čerpadlem. V tomto případě zůstává kliková skříň vždy suchá.

Tato konstrukce je složitější a nákladnější na výrobu, umožňuje však snížit výšku motoru a poskytuje spolehlivé mazání, když se vozidlo pohybuje po nakloněných plochách. To určilo rozsah použití systémů suchých jímek – především v terénních vozidlech a speciálních zařízeních.

V zásadě lze olej dodávat do hlavních součástí motoru třemi způsoby:

– Pod tlakem. Olej je nuceně dodáván do všech součástí motoru pomocí čerpadla.
– Stříkáním nebo gravitačním prouděním. Posuv se provádí pod vlivem odstředivé síly rotujících částí motoru. V tomto případě je olej rozdělen na malé částice, které vypadají jako olejová mlha. Díky tomu mazivo vyplní celý prostor mezi díly motoru a usadí se na jejich povrchu.
– Částečně pod tlakem a částečně gravitací (kombinovaná metoda). V tomto případě je olej přiváděn k nejdůležitějším komponentům pod tlakem a ke zbytku konstrukce rozstřikováním.

V moderním automobilovém průmyslu se téměř vždy používá kombinovaná metoda, protože umožňuje hospodárnější spotřebu maziv a zároveň zaručuje včasné mazání hlavních dílů.

Jak funguje kombinovaný systém mazání mokré jímky

Proces mazání motoru je opakující se cyklus. Skládá se z následujících kroků:

– Po nastartování motoru se aktivuje olejové čerpadlo.
– Sběrač oleje začne nasávat olej z olejové vany a provádí hrubé čištění.
– Na vstupu čerpadla prochází olej olejovým filtrem, kde se provádí jemné čištění.
– Z čerpadla je olej přiváděn potrubím k takovým součástem motoru, jako jsou ložiska klikového hřídele (vložky), podpěry vačkových hřídelů, pístní kroužky, jakož i na pracovní plochu válců. K tomu lze do systému nainstalovat speciální trysky nebo jednoduše vytvořit otvory v bloku.
– Přebytečný olej přiváděný k hlavním komponentům proudí speciálními mezerami na kliky a mechanismy rozvodu plynu. Jejich pohyblivé prvky rozstřikují pracovní kapalinu, což zajišťuje, že se dostane ke zbytku částí motoru.
– Olej teče zpět do olejové vany a odplavuje kovové hobliny, karbonové usazeniny a další nečistoty z částí motoru.
– Poté se cyklus opakuje.

❗Tlak oleje v systému se může pohybovat od 0,2 MPa do 1,6 MPa.

Hladina oleje a její význam

Různé typy motorů vyžadují různé množství oleje v systému. U konstrukcí s „mokrou“ jímkou ​​se minimální a maximální hodnoty hladiny pracovní kapaliny určují pomocí speciální měrky, která je umístěna na bloku válců. Má dva štítky „min“ a „max“.

Kontrola hladiny oleje v systému se provádí při vypnutém motoru poté, co byl nějakou dobu v chodu. V tomto případě se dostatečně zahřeje a stéká do pánve. Měrka se vytáhne, otře hadrem (hadry) a ponoří se zpět do pánve. Poté jej znovu vyjměte a zkontrolujte hladinu. Pokud olej, který se dostane na měrku, překročí maximální nebo minimální hodnotu, je nutné olej doplnit nebo vypustit. Tato metoda také umožňuje určit stav a stupeň znečištění.

❗V závislosti na typu a výkonu motoru může být objem oleje v mazacím systému od 3,5 do 7,5 litrů.

Rozdíly mezi mazacími systémy zážehových a vznětových motorů

Neexistují žádné zvláštní konstrukční rozdíly v mazacích systémech benzínových a naftových motorů. Protože však dieselové motory pracují při vyšších teplotách, hlavním rozdílem je použitý motorový olej. Základní základ motorové nafty je podobný základu používanému v benzínových motorových olejích, ale má jiný balíček aditiv, který mu umožňuje poskytovat následující funkce:

1) Vysoká čisticí schopnost – dieselové motory jsou náchylné k hojné tvorbě sazí, a proto vyžadují intenzivní čištění.
2) Odolnost proti oxidaci – díky vysokému kompresnímu poměru mohou výfukové plyny pronikat do klikové skříně nafty, což vede k oxidaci motorového oleje a rychlejšímu vyčerpání jeho životnosti.

Olej používaný v mazacím systému může být syntetický, minerální nebo polosyntetický. Podle toho, jaký typ je použit, se určuje načasování jeho výměny.

Nejdéle vydrží syntetické a polosyntetické oleje, které za normálních provozních podmínek nevyžadují aktualizaci až do 10–15 tisíc kilometrů.

Minerální oleje vydrží asi 5 tisíc kilometrů.

Mazací systém je nedílnou součástí každého motoru a zajišťuje jeho výkon. Je velmi důležité provádět včasné technické kontroly, sledovat hladinu a stav oleje.

Účel systému mazání motoru, jeho struktura, prvky (vana, sání oleje, čerpadlo, filtr, snímač tlaku, redukční ventily), prevence poruch, údržba.

Mazací systém motoru automobilu nebo systém mazání motoru (ELS) je soubor mechanismů automobilu, které se podílejí na snižování tření mezi protilehlými částmi spalovacího motoru, čímž se minimalizuje spotřeba energie spalovacího motoru na tření. Principem činnosti systému mazání motoru je zajistit přívod maziv (motorového oleje) do všech třecích částí spalovacího motoru ve všech provozních režimech. SSD funguje cyklicky.

Mezi dvěma povrchy pohybujících se těles se tvoří olejový film. Odděluje pohyblivé povrchy a chrání třecí povrchy před dodatečným zatížením.

Účel systému mazání motoru

Mazací systém je zaměřen na udržení nepřetržité dodávky maziv do ložisek a přímé řešení následujících problémů:

• Snížení tření mezi protilehlými částmi. Komponenty systému jsou navíc zaměřeny na snížení všech typů tření – suché – přímý kontakt dílů mezi sebou, kapalné – se separací oleje, polotekuté (je přítomna olejová vrstva, ale nedochází k úplnému oddělení třecí plochy olejem). Suché tření v čisté formě je v praxi nejvzácnější. Lze se s ním setkat při deformaci stykových těles (například ložisek), při destrukci hraničních filmů v místech zvýšeného tlaku. Mnohem častější situací je polotekuté a tekuté tření. S díly s kapalinovým třením se například často setkáváme při vysokých obvodových rychlostech, když se olej dostane do klínové mezery mezi čepem a pánví kluzného ložiska.
• Odvod tepla a chlazení částí motoru. Provádí se prouděním kapaliny z chladicího systému. Nejprve se ochladí olej a poté samotné části motoru.
• Osvobození motoru od produktů opotřebení mechanismů v odpadním oleji (ve formě obdélníků, „listů“, prachu). Nejběžnějším typem je únavové opotřebení. Vzniká při valivém tření a kluzném tření. Existuje také adhezivní, abrazivní a korozivní opotřebení.
• Odstraňování karbonových usazenin. Nejčastěji jsou karbonové usazeniny typické pro dopravní systémy s přímým vstřikováním paliva (palivo jde přímo do spalovacího prostoru, nedochází k proplachování ventilů). Problém uhlíkových usazenin je také aktuální v situacích, kdy je vozidlo používáno pouze čas od času, dochází k neustálým prostojům nebo při používání vozu v chladném období jeho majitel nezahřívá motor.
• Ochrana částí motoru před korozí. Maziva v systému pomáhají odolávat oxidaci v důsledku kyslíku.
• Pro vyřešení přiřazených problémů musí být tlak oleje v SSD dostatečně vysoký. Oleje by měl být dostatek, aby poskytoval tekutinu a odváděl teplo z povrchů.

Návrh mazacího systému

Prvky systému mazání motoru:

• Olejová vana. Zásobník oleje. Zde se shromažďuje olej a hromadí se v mazacím systému. Malé abrazivní částice se také hromadí v olejové vaně, když se o sebe kovové prvky třou.
• Příjem oleje. Místo sběru oleje pro další cirkulaci oleje v systému za olejovou vanou. Je instalován ne na samotném dně, ale v určité vzdálenosti od něj. Díky tomu lze abrazivní částice vytvořené v systému snadno odstranit. Jednoduše vyjměte zásobník. Některé snímače oleje jsou vybaveny magnety. To je vhodné pro rychlé sbírání a odstraňování kovových hoblin.
• Olejové čerpadlo je zařízení, jehož hlavní funkcí je pumpovat olej do systému. Čerpadlo lze spustit různými způsoby. Například od vačkového hřídele, od klikového hřídele.
• Olejový filtr. Zařízení slouží jako čistička oleje od karbonových usazenin, nečistot a opotřebení.
• Snímač tlaku. Funguje ve spojení s indikátorem tlaku v systému mazání motoru a kontrolkou na přístrojové desce.
• Chladič (není k dispozici u všech vozidel). Sada trubek a desek pro odvod tepla a chlazení oleje.
• Redukční ventily. Pomáhá udržovat stabilní krevní tlak. Umístěno v olejovém filtru, čerpadlo.

Olejová čerpadla

Olejová čerpadla v systému mohou být zubová, rotační, gerotorová (s vnitřním a vnějším motorem), pístová, lamelová. Nejoblíbenější jsou modely ozubených kol.

V praxi se modely ozubených kol ukazují jako nejproduktivnější. Konstrukce zubových čerpadel se velmi liší. V dopravě lze instalovat konstrukce, kde jsou ozubená kola umístěna vedle sebe (řešení vnějšího ozubeného kola) a uvnitř sebe (ozubené kolo v ozubeném kole), tzn. převod je vnitřní.

Čerpadla s vnějším ozubením jsou kompaktnější (lze je snadno umístit do omezeného prostoru) a odolná proti opotřebení díky nízké rychlosti posuvu v záběru a tím i nízkému tlaku na zuby. A to jsou jejich významné výhody oproti externím zubovým čerpadlům. Většina výrobců však vyrábí čerpadla s vnějším ozubením. Konstrukce ozubeného kola je dražší, protože je složitější na realizaci a výrobce nemůže zaručit stejnou účinnost jako v případě řešení s externím ozubením.

Olejové filtry

Významné rozdíly jsou také v olejových filtrech, které mohou být součástí SSD. Přímo ovlivňují objem náplně systému mazání motoru, průchodnost, rychlost a účinnost čištění.

Plnoprůtokové (často nazývané jednoduše průtokové) filtry čistí olej nejrychleji. Celé množství oleje nasávaného čerpadlem prochází přes plnoprůtokové filtry. Nejvyšší kvalitu čištění zajišťují částečně průtokové filtry. Neprojde jimi všechen olej, ale jen jeho část.

Pokud je důležitá rychlost i kvalita, pomohou kombinované filtrační systémy. Jsou dražší a složitější, ale ve skutečnosti představují systém částečných a plnoprůtokových filtrů.

V tomto případě jsou nejpraktičtější kombinované systémy se zpětnými a obtokovými ventily a dvojitým válcováním. Na obrázku je typický filtr tohoto typu (řešení od Robert Bosch GmbH).

Mezi zjevné výhody systému mazání motoru patří schopnost zajistit nepřetržitý přísun oleje do spalovacího motoru i při velmi viskózním oleji a při nízkých teplotách vzduchu, rychlý nárůst tlaku a tím i rychlé mazání po restartu, stejně jako ochrana proti chodu filtru naprázdno po nastartování spalovacího motoru.

Druhy mazacích systémů

Uspořádání systému mazání motoru se může lišit. Klasifikace může být provedena podle různých kritérií.

• Podle způsobu přívodu oleje: s přívodem oleje pod tlakem, s rozstřikem (gravitační tok), kombinovaná varianta. Dobrá věc na kombinované možnosti je, že díly, které jsou vystaveny velkému zatížení, mohou být zpracovány co nejdůkladněji – pod tlakem a součásti, které fungují v jednoduchých operacích, mohou být zpracovány gravitací. V tomto případě netrpí kvalita ani rychlost.
• Podle typu ventilace klikové skříně: plyny z klikové skříně mohou být odstraněny přímo do atmosféry (přes odvzdušňovač) nebo poslány do válců k dodatečnému spalování (systémy s uzavřenou ventilací). Uzavřený (uzavřený) ventilační systém je nejekologičtější.
• Podle způsobu chlazení oleje („odpracování“). Chlazení lze provádět v chladiči nebo olejové vaně. U motorů s nízkým výkonem postačí chlazení v jímce, pro výkonné spalovací motory jsou vhodnou variantou řešení s chlazením v olejovém chladiči.
• Podle typu klikové skříně. Schémata se „suchou“ a „mokrou“ jímkou ​​jsou dobře známá. Řešení suchých jímek jsou konstrukčně složitější. Mají samostatnou olejovou nádrž. Olej teče do pánve, ale nehromadí se, ale jde do nádrže a kliková skříň je vždy suchá. Řešení je složitější a nákladnější na realizaci, ale zaručuje spolehlivé mazání při intenzivním pohybu na nakloněných plochách. Oblíbenou možností instalace systému mazání motoru do SUV, stavebních strojů a vozidel pro práci v horách je proto řešení se „suchou“ jímkou. Podobné řešení je oblíbené mezi sportovními vozy.

„suchá“ jímka nabízí pro výrobce celou řadu výhod. ICE lze namontovat níže než obvykle (ideální pro snížení těžiště vozidla a snazší zatáčení. SDS optimalizuje regulaci teploty. Olej se drží dále od klikové hřídele a ICE je schopen produkovat působivý výkon.

Možné problémy

Nejčastějšími problémy, se kterými se motoristé setkávají, jsou poruchy dílů olejového čerpadla, filtrů (většinou opotřebením), ztráta těsnosti komponentů, porušení seřízení nebo mechanické problémy s redukčními ventily.

Poruchy systému mazání motoru jsou obvykle spojeny se dvěma skupinami problémů.

1. Problémy, které vedou ke snížení tlaku oleje. Mohou být důsledkem deformace, opotřebení, poškození olejového čerpadla, nízké hladiny oleje, ucpaného filtru, poruchy olejového čidla nebo zalepení přetlakového ventilu.
2. Problémy, které vedou ke zvýšené spotřebě oleje. Je to důsledek poruchy mechanismu distribuce plynu, opotřebení těsnění čerpadla, ucpání ventilace klikové skříně, poškození klikového mechanismu, oslabení olejového filtru (nebo počáteční chyba při jeho zajištění).

Opotřebení a deformace

Pokud diagnostika ukáže, že díly jsou opotřebované, tedy dosloužily, ve většině případů nemá smysl pokoušet se o jejich obnovu. Je potřeba to změnit. Těsnění, uzávěry a těsnění filtrů mají životnost (uvedenou v dokumentaci k dílům), a pokud nebudou vyměněny, může se počet problémů jen zvýšit. Například předčasná výměna filtru vede ke kritické koncentraci škodlivých nečistot, což může vést k deformaci nejen samotného filtru, ale i pouzdra. Deformace skříně může být způsobena například opotřebením vnějšího povrchu pouzder čerpadla.

Mimochodem, o deformaci. Může k němu dojít mnohem dříve než samotné opotřebení. Chcete-li však problém vyřešit, budete muset nejen změnit deformovanou část, ale také odstranit příčinu, která vedla k tomuto problému.

Například u mechanické deformace je kořen problému často v poruchách jiných komponent interagujících s SSD. Zejména deformace částí mazacího systému může být reakcí na poruchu silentbloků nebo poruchu spalovacího motoru.
Zde je však důležitá komplexní diagnostika. Neměli byste okamžitě „obviňovat“ upevnění motoru nebo silentbloky. Například v situaci, kdy jsou díly rozvodového ventilu zdeformované, je často na vině kvalita oleje.

Prevence poruch

1. Systematická výměna olejového filtru.
2. Systematická výměna motorového oleje.

Důležité! Spolu s výměnou olejového čerpadla je vždy důležité nelenit a vyměnit olejový filtr.

Důležitým prvkem prevence je kompetentní provoz spalovacího motoru. V mrazivém počasí je zvláště důležité správně nastartovat motor. Při nízkých teplotách viskozita oleje houstne, zhoršuje se cesta oleje k třecím částem. Zahřátí motoru před nastartováním v této situaci je nezbytnou operací.

Včasná údržba a prevence znamená dodávání maziv všem dílům, které přicházejí do styku s třením, chrání spalovací motor před přehříváním a zbytky spalování, tlumí vibrace a potlačuje hluk.