Богатырев А.В., Есеновский-Лашков Ю.К. и др. Автомобили

Подождите немного. Документ загружается.

пряжения при ошибках в работе датчика Холла; ограничивает ам-

плитуду напряжения во вторичной цепи в аномальных условиях

(режим открытой цепи).

Двухканальный коммутатор имеет два выходных транзистора,

которые попеременно коммутируют ток в первичной обмотке

(каждый в своей катушке зажигания с электронным распределе-

нием). В России выпускают двухканальный коммутатор 64.3734-20

на базе интегральных схем. Все каскады смонтированы в одном

блоке. Коммутатор выдает сигналы управления на катушки зажи-

гания.

Электронное управление углом опережения зажигания. Коммута-

тор работает совместно с контроллером

—

электронным устрой-

ством для управления углом опережения зажигания в зависимости

от режима работы двигателя (частоты вращения, нагрузки, тепло-

вого режима, токсичности газов и т. д.). Его также используют для

управления ЭПХХ. Контроллер может быть выполнен отдельным

устройством или в одном блоке с коммутатором. Марки контрол-

леров в одном блоке с коммутатором: МС2715.03 (для ВАЗ и др.) и

МС2713.01 (для ЗИЛ-431410).

Эти контроллеры имеют определенную зависимость тока раз-

рыва от частоты вращения. Время накопления энергии в первич-

ной обмотке катушки зажигания в зависимости от частоты враще-

ния

кл/6л

где а

В|СЛ

—

угол включенного состояния транзистора (это понятие аналогично по-

нятию угла замкнутого состояния контактов в классической системе зажигания);

—

частота вращения коленчатого вала.

С уменьшением частоты вращения увеличиваются время на-

копления энергии, ток разрыва и ток рассеивания в катушке, ком-

мутаторе и добавочных сопротивлениях.

Поэтому появились системы с нормируемым временем накопле-

ния энергии, в которых контроль ведется по минимальному време-

ни, необходимому для достижения заданного тока разрыва. Для

этого в коммутатор введен специальный электронный регулятор

времени накопления. Независимо от продолжительности входно-

го сигнала он управляет работой выходного транзистора, обеспе-

чивая требуемые напряжение во вторичной цепи и энергию ис-

кры.

Обычно ток управления от датчиков достаточно мал, поэтому в

систему введены приборы предварительного усиления и формиро-

вания сигнала. Для получения определенного напряжения во вто-

ричной цепи независимо от режима работы двигателя применяют

программные регуляторы адаптивного и программируемого типа.

Адаптивный регулятор позволяет за счет введения специальной

обратной связи поддерживать постоянную силу тока в катушке.

170

Рис. 11.11. Калибровочная характеристика цифровой (а) и классической (б) систем

зажигания

Он приспосабливается к изменению внешних факторов (напри-

мер, изменения напряжения питания). Этот тип регулятора обес-

печивает «жесткую» логику математических моделей, определяю-

щих зависимости характеристик двигателя от различных факто-

ров. Это означает, что для каждой модификации двигателя надо

разрабатывать свою модель логики. Математически можно вывес-

ти достаточно простые (относительно) зависимости. Система не-

гибкая.

Программное построение системы управления

—

в него заложена

функциональная связь между различными устройствами других

систем управления, характеристики которых хранятся в памяти

(ПЗУ) в виде комбинации чисел (очень большой объем информа-

ции). В качестве примера на рисунке 11.11, а показана калибро-

вочная характеристика оптимальных углов опережения зажига-

ния. Их получают по результатам очень большого количества

опытов. Каждое пересечение линий

—

это значение угла для одно-

го испытания. Полученные точки в виде нескольких тысяч комби-

наций чисел хранит ПЗУ. Процессор после обработки исходного

сигнала от датчиков запрашивает ПЗУ, получает от него необхо-

димые данные и вырабатывает управляющую команду для кон-

троллера. Такой режим позволяют обеспечить 16- и 32-разрядные

процессоры.

Микропроцессорные системы на базе 16- и 32-разрядных про-

цессов

—

системы четвертого поколения. Это мини-ЭВМ с широ-

ким спектром программ управления системами зажигания и пита-

ния, включенной передачей, учета состояния дороги и многих

других факторов и параметров, влияющих на показатели двигате-

ля, других агрегатов и автомобиля в целом.

171

Контрольные

вопросы и задания

1. Какая энергия искры должна быть на различных режимах работы двигате-

ля? 2. Назовите элементы классической системы зажигания. Для чего они пред-

назначены? 3. Какое устройство обеспечивает создание в катушке зажигания им-

пульса высокого напряжения

—

до 18...25кВ? 4. Какой зазор должен быть между

контактами прерывателя, электродами свечи? 5. Почему при раннем и позднем

зажигании мощность двигателя падает? 6. Перечислите порядок установки угла

опережения зажигания на двигателе. 7. Для увеличения угла опережения зажига-

ния центробежный регулятор поворачивает кулачок, а вакуум-регулятор повора-

чивает подвижный диск по ходу или против хода вращения валика распределите-

ля? 8. Перечислите преимущества и недостатки классической (контактной) систе-

мы зажигания. 9. Какие требования предъявляют к современным двигателям?

10. Перечислите датчики, которые необходимы для управления работой двигателя

при электронной системе зажигания. И. Для чего предназначены коммутатор и

контроллер? 12. Что такое калибровочная характеристика? 13. Как обеспечивается

электронное распределение импульсов высокого напряжения по свечам зажига-

ния?

Глава 12

СМАЗОЧНАЯ СИСТЕМА

12.1. ВИДЫ ТРЕНИЯ. СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

При относительном перемещении одного тела по другому меж-

ду ними возникает трение движения. Причины трения: срезание

(скалывание) выступов соприкасающихся поверхностей и молеку-

лярное взаимодействие этих поверхностей в точках контакта. Тре-

ние движения в большинстве случаев сопровождается изнашива-

нием трущихся поверхностей. В результате увеличиваются зазоры

в сопряжении и интенсивность изнашивания деталей, возникает

стук.

На преодоление трения затрачивается механическая энергия,

которая преобразуется в теплоту, в результате чего детали нагрева-

ются. Изнашивание трущихся деталей и выделение теплоты

—

вот

основные явления, вызываемые трением движения.

В зависимости от характера относительного перемещения дета-

лей трение движения может быть двух типов: скольжения и качения.

Если между трущимися поверхностями нет смазочного матери-

ала, то возникает трение без смазочного материала, а при наличии

между этими поверхностями любого смазочного материала

—

тре-

ние со смазочным материалом. Смазочный материал вводят на по-

верхности трения для уменьшения силы трения и интенсивности

изнашивания. При введении смазочного материала трение между

твердыми поверхностями (сухое) заменяется трением между час-

тицами (молекулами) смазочного материала. Когда трущиеся по-

верхности деталей полностью разделены жидким смазочным ма-

териалом, смазывание называют жидкостным. Если же смазыва-

ние поверхностей частичное, его называют полужидким.

172

Рис. 12.1. Образование масляного

клина при вращении вала в подшип-

никах скольжения:

п=0

п невелико

большое п— max

—

вал в состоянии покоя; б— переме-

щение масла из широкой части зазора в

узкую; в, г

—

вал занимает в подшипнике

центральное положение

Жидкие смазочные материалы (масла) служат для снижения

затрат мощности на трение, уменьшения изнашивания деталей,

отвода теплоты, выделяющейся при трении. Масло смывает с тру-

щихся поверхностей продукты изнашивания и всевозможные заг-

рязнения, предохраняет эти поверхности от коррозии, а в отдель-

ных случаях уплотняет подвижные сопряжения деталей.

Н. П. Петров, разработавший теорию жидкостной (гидродина-

мической) смазки, установил, что вал, находящийся в состоянии

покоя (рис. 12.1, а), опирается на подшипники и зазора между со-

прикасающимися поверхностями вала и подшипника нет

(^min^O)- При вращении вала первые слои масла, прилипшие к

его поверхности, увлекают за собой следующие. Пришедшие в

движении частицы масла под действием сил трения между слоя-

ми перемещаются из широкой части зазора в узкую

—

клиновую

(рис. 12.1, б). В результате этого в области масляного слоя с наи-

меньшим зазором A

min

увеличивается давление, под действием ко-

торого вал как бы всплывает и лежит на масляной подушке.

С ростом относительной скорости перемещения поверхностей

(частоты вращения вала) все большее количество масла втягивает-

ся в клиновое пространство, вследствие чего повышается давление

в масляном слое. Поэтому вал стремится занять центральное по-

ложение в подшипнике (рис. 12.1, в, г) и зазор A

min

увеличивается.

Несущая способность масляного слоя и его толщина возраста-

ют с повышением вязкости масла, увеличением скорости движе-

ния трущихся поверхностей и уменьшением нагрузки на эти по-

верхности. Однако с увеличением вязкости масла и скорости дви-

жения поверхностей возрастают и потери на трение в самом сма-

зочном материале.

Одно из важных свойств масла

—

способность растекаться по

поверхности металла и образовывать на ней плотно прилипаю-

щую неразрывную (даже при значительном давлении) пленку.

При выдавливании масла из зазора между деталями на их по-

верхности остается тончайший слой масла, который силами моле-

кулярного притяжения прочно связан с поверхностью деталей. В

этом случае при относительном движении между поверхностями

возникает граничное трение.

При жидкостном смазывании потери энергии на трение и из-

нашивание деталей наименьшие. Но условия, которые требуются

173

для жидкостной смазки, могут быть созданы только в некоторых

подвижных соединениях, и то не во все периоды их работы. Мно-

гие соединения деталей двигателя, например стержень клапана

—

втулка, поршень

—

цилиндр, большую часть времени работают в

условиях граничной смазки. Долговечность деталей подвижного

сочленения, работающих при граничной смазке, уменьшается.

Все смазочные материалы, применяемые в автомобилях, делят

на жидкие и пластичные, а по назначению

—

на моторные и транс-

миссионные масла, пластичные смазки.

В обозначении моторного масла (например, М-8А) первая бук-

ва указывает на его назначение (М

—

моторное); цифра

—

на ки-

нематическую вязкость масла в и

/с или сСт (сантистоксах) при

100 °С; вторая буква

—

группу масла.

В зависимости от эксплуатационных свойств для моторных ма-

сел установлено шесть групп: А, Б, В, Г, Д, Е. Масло группы А ре-

комендуется для нефорсированных двигателей; Б

—

для малофор-

сированных; В —для среднефорсированных; Г —для высокофор-

сированных двигателей. Масла групп Д и Е используют для спе-

циальных двигателей. В каждой группе есть масла различного

класса вязкости (6; 8; 10; 12 и т.д.).

Масла перечисленных групп различаются количеством и эф-

фективностью введенных присадок. Меньше всего присадок в

маслах группы А, а в каждой последующей больше, чем в преды-

дущей. Присадки

—

это сложные органические или металлоорга-

нические соединения, которые вводят в масла для улучшения их

качества. По назначению присадки делят на несколько видов.

Вязкостные присадки, добавляемые к маслам в количестве

0,5...

%, повышают вязкость масла при высокой температуре и

улучшают его свойства в условиях низких температур.

Противоокислительные присадки замедляют процесс образова-

ния в масле продуктов окисления его составляющих.

Противокоррозионные присадки содержат серу и фосфор, ко-

торые при взаимодействии с металлами создают на поверхности

деталей защитные пленки, предотвращающие коррозию.

Моющие присадки препятствуют осаждению частиц нагара и

продуктов окисления на поверхности деталей и удерживают эти

частицы в масле во взвешенном состоянии, облегчая его фильтра-

цию.

Температурные присадки (депрессаторы) снижают температуру

застывания (загустевания) масла, маслянистые

—

повышают проч-

ность масляной пленки на поверхности смазываемых деталей, а

противопенные

—

препятствуют вспениванию масла от попадаю-

щего в него воздуха. В качестве противопенных присадок приме-

няют силиконы (0,001...0,0001 %), которые разрушают пузырьки

пены и образуют поверхностные пленки, пропускающие воздух,

но ограничивающие разбрызгивание масла.

Многофункциональные присадки представляют собой комп-

174

леке перечисленных присадок и имеют многоцелевое назначение.

Масла групп Б, В и Г вырабатывают двух видов: Б

В] и Tj —

для карбюраторных двигателей; Б

, В

и Г

—

для дизелей. Универ-

сальные масла, предназначенные для применения как в карбюра-

торных двигателях, так и в дизелях, обозначают буквой без цифро-

вого индекса. В зимних и всесезонных сортах масел вязкость ука-

зывают двумя цифрами (дробью). Например, в обозначениях 4

/10

или 6

/8 цифры 4 и 6 соответствуют кинематической вязкости

масла при температуре —18 °С: соответственно не менее 1300 сСт и

не более 2600 сСт; буква «з» в индексе

—

наличию загущающих

присадок, позволяющих использовать масло в зимнее время или

всесезонно; цифры 10 и 8 означают кинематическую вязкость мас-

ла в сантистоксах при температуре 100 °С.

Для смазывания двигателя необходимо применять масла только

тех сортов, которые указаны в инструкции по эксплуатации.

Для карбюраторных двигателей выпускают масла М-8А, М-8Б

М-8В

М-8Г|, М6з/10Г|, М-12Г

для дизельных двигателей

—

М-8В

, М-8Г

К (зимние) и М-10В

, М-10Г

(летние). Марки масел М-8Г

и М-10Г

следует применять для ди-

зелей с наддувом.

Применительно к рассматриваемым в учебнике автомобилям

можно отметить, что для двигателей автомобилей ГАЗ и ЗИЛ це-

лесообразно использовать масла М-8Б

М-8В

М-8А и М6

/10В;

для двигателей автомобилей ВАЗ

—

М-8Г

Мбз/ЮП, М-12Г

М-12Ги, М-8Ги (буква «и» означает наличие в масле импортной

присадки), а для дизеля ЯМЗ-КАЗ-642

—

М-8В

и М-10В

12.2. КЛАССИФИКАЦИЯ И КОМПОНОВОЧНЫЕ СХЕМЫ

СМАЗОЧНЫХ СИСТЕМ

Смазочная система служит для подвода масла к трущимся по-

верхностям деталей.

Классификация. В зависимости от условий работы деталей и

механизмов двигателя смазочный материал к ним может подво-

диться несколькими способами: под давлением, капелъно (разбрыз-

гиваемым маслом) и масляным туманом. В современных двигате-

лях применяют комбинацию различных способов подвода масла к

трущимся поверхностям сопряженных деталей. Такая смазочная

система называется комбинированной.

Под давлением масло от масляного насоса подводится к корен-

ным и шатунным подшипникам коленчатого вала, подшипникам

опорных шеек распределительного вала, осям коромысел и верх-

ним наконечникам штанг. В отдельных конструкциях под давле-

нием смазываются втулки верхней головки шатунов и поршневые

пальцы.

Разбрызгиванием и масляным туманом смазываются кулачки

175

распределительного вала, нижние наконечники штанг, направля-

ющие втулки клапанов, механизмы вращения выпускных клапа-

нов, зубчатые колеса механизма газораспределения и другие дета-

ли, а также наиболее нагруженная часть зеркала цилиндра (через

отверстие в нижней головке шатуна).

Компоновочные схемы. Основные элементы любой смазочной

системы: масляные насосы, масляные фильтры и масляный радиа-

тор, регулирующие давление клапаны, каналы в блоке и других

деталях.

Рассмотрим компоновочные схемы и работу смазочных систем

некоторых рядных и V-образных автомобильных двигателей.

Смазочная система V-образного дизеля ЯМЗ-КАЗ-642 комбини-

рованная (смешанная). Она состоит из масляного насоса, поддо-

на, полнопоточного фильтра тонкой очистки масла, радиатора и

масляных магистралей, снабженных перепускными и предохрани-

тельными клапанами.

К коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала, под-

шипникам распределительного вала, втулкам коромысел масло

подается под давлением, а к остальным деталям

—

разбрызгивани-

ем.

Из поддона 12 (рис. 12.2) масло через маслоприемник засасы-

вается в секции 9 и 13 масляного насоса. Из секции 9 через канал

в стенке блока масло подается в корпус полнопоточного фильтра

8, где очищается, проходя через фильтрующий элемент. Затем оно

поступает в главную масляную магистраль 4, из которой по кана-

лам в перегородках блока подводится к коренным подшипникам

коленчатого вала, подшипникам распределительного вала, втул-

кам коромысел, а по каналу в штангах клапанов

—

к толкателям. К

шатунным подшипникам коленчатого вала масло подается по ка-

налам в коленчатом валу от ближайшей коренной шейки. Масло,

снимаемое со стенок цилиндра маслосъемным кольцом, через от-

верстия в канавке кольца отводится внутрь поршня и смазывает

опоры поршневого пальца в бобышках поршня и верхней головки

шатуна.

Из канала задней стенки блока масло под давлением поступает

к подшипникам компрессора 19 через канал в картере маховика.

Из канала передней стенки блока предусмотрен отбор масла для

смазывания подшипников насоса 18. Из главной магистрали мас-

ло также под давлением подается к выключателю гидромуфты,

расположенному на водяном патрубке. Из секции 13 масло посту-

пает в радиатор 77, а из него возвращается в поддон 12.

Смазочная система рядного карбюраторного двигателя автомоби-

лей ВАЗ. Масляный насос 18 (рис. 12.3), приводимый в действие

парой шестерен со спиральными зубьями, засасывает масло из

картера 13 через фильтрующую сетку маслоприемного патрубка и

подает его по каналу 19 в полнопоточный фильтр. Отфильтрован-

ное масло по каналу 20 попадает в магистральный масляный канал

176

Рис. 12.2. Схема смазочной системы двигателя ЯМЗ-КАЗ-642:

—

указатель аварийного давления масла; 2 —указатель давления масла; 3— контрольная

лампа указателя засоренности масляного фильтра; 4 —главная масляная магистраль; 5—ука-

затель уровня масла; 6

—

перепускной клапан; 7—дифференциальный клапан; фильтр

тонкой очистки масла; 9— нагнетательная секция масляного насоса; 10— предохранительный

клапан радиаторной секции; //

—

масляный радиатор; /2 —поддон; 13

—

радиаторная секция

масляного насоса; 14— гидромуфта привода вентилятора; /5—сапун; 16 — термосиловой пре-

образователь; /7—кран включения гидромуфты; 18—топливный насос высокого давления;

19— компрессор

19 18

Рис.12.3. Смазочная система двигателя автомобиля BA3-21213:

—

отверстие в звездочке для смазывания цепи; 2— магистральный канал в распределитель-

ном валу; 3

—

канал в кулачке распределительного вала; '/—кольцевая выточка на средней

опорной шейке распределительного вала; 5— маслоналивная горловина; 6— канал в опорной

шейке распределительного вала; 7— наклонный канал в головке цилиндров; 8— канал подво-

да масла к газораспределительному механизму; 9— главная масляная магистраль в блоке ци-

ли!шров;

10—

датчик сигнальной лампы недостаточного давления масла; //—канал подачи

масла к коренному подшипнику; 12— канал подачи масла к шатунному подшипнику; 13

—

масляный поддон; 14— масляный фильтр; 15— перепускной клапан; 16— картонный фильт-

рующий элемент; 17— противодренажный клапан; 18— масляный насос; 19— канал подачи

масла от насоса к фильтру; 20— канал подачи масла из фильтра в главную масляную магист-

раль; 2/ —канал подачи масла ко втулке шестерни привода масляного насоса; 22— передняя

манжета коленчатого вала; 23— канал подачи масла к коренному подшипнику и валику при-

вода масляного насоса; 24— валик привода масляного насоса и распределителя зажигания

9, проходящий вдоль блока, а оттуда по каналам 23 и 77, просвер-

ленным в блоке цилиндров, проникает к коренным подшипникам

коленчатого вала и первому подшипнику валика 24 привода мас-

ляного насоса и распределителя зажигания. К центральной опоре

распределительного вала масло подводится по каналам 7, просвер-

ленным в головке блока цилиндров и корпусе подшипников рас-

пределительного вала.

Масло, подошедшее к центральной опоре распределительного

вала через канавку в опорной шейке, попадает в центральный ка-

нал распределительного вала, а из канала через отверстия в кулач-

ках и опорных шейках

—

к кулачкам, рычагам и опорам вала.

От первого подшипника валика 24 масло поступает ко второму

подшипнику по каналу, просверленному в самом валике. К втулке

шестерни привода масляного насоса масло подводится по отдель-

ному каналу 21 из полости блока перед масляным фильтром. Ос-

тальные детали смазываются разбрызгиванием и самотеком.

Цепь механизма газораспределения (см. рис. 5.3) смазывается

маслом, вытекающим из передней опоры распределительного вала

и передней втулки валика привода масляного насоса и затем раз-

брызгиваемым.

12.3. НАСОС, МАСЛООЧИСТИТЕЛИ, РАДИАТОРЫ

Масляный насос предназначен для подачи масла под давлением

к основным трущимся поверхностям и устройствам его очистки и

охлаждения.

На автомобильных двигателя устанавливают, как правило,

одно- и двухсекционные шестеренные масляные насосы

(рис. 12.4) с одной или двумя парами зубчатых колес. Они харак-

теризуются простотой устройства, надежной работой и равномер-

ностью подачи масла.

Рис. 12.4. Схема работы шестеренного масляного

насоса:

/—редукционный клапан; 2—подводящий канал; J

—

ведомое зубчатое колесо; 4— корпус насоса; 5—отводя-

щий канал; б

—

ведущее зубчатое колесо

179