Система смазки двигателя: назначение, компоненты, типы и принцип работы

Автодвигатель нуждается в смазке — в нём два и более движущихся пары. Они создают трение и тепло, вызывая износ.

Смазка критична для КПД и ресурса двигателя. Плёнка смазки разделяет детали — они не контактируют напрямую.

Авто имеют индикаторы: горят при низком давлении масла. Некоторые показывают качество масла. Электрические аналоговые и цифровые манометры, дюпстик для контроля уровня в ванне.

Сегодня: определение, детали, функции, типы и схема системы смазки авто.

Что такое смазка двигателя?

Смазка — процесс разделения трущихся металлических деталей потоком смазки между ними. Смазки бывают жидкие, твердые, газообразные, но в двигателях чаще всего жидкие.

Функции системы смазки

• Главная — минимизация износа за счёт заполнения зазоров между движущимися частями (вали, подшипники). Предотвращение прямого контакта.
• Масло — очиститель: выносит частицы грязи в картер. Мелкие — фильтруются, крупные — оседают в картере.
• Охлаждение: масло охлаждает движущиеся части, переносит тепло в картер.
• Уплотнение: масло создаёт пленочку между стенками цилиндров и поршневыми кольцами, снижает прорыв газов.
• Амортизация: зазор между вращающимися шейками и подшипниками заполнен маслом. При резких нагрузках масло работает как амортизатор, снижая износ подшипников.

Основные компоненты системы смазки

Масляная ванна/картер (Oil pan/sump)

Резервуар в виде чаши для хранения масла. Обеспечивает циркуляцию. Расположен под картером коленвала — низ двигателя, удобный слив масла через дно.

Плохие дороги повреждают ванну. Поэтому из прочного материала с каменной защитой снизу — выдерживает удары от неровностей.

Маслонасос (Oil Pump)

Толкает масло ко всем движущимся частям. Внизу картера коленвала, у ванны. Подаёт масло в фильтр, затем дальше.

Насос может выйти из строя — повреждение двигателя. Причина: мелкие частицы в масле забивают насос и каналы. Профилактика — регулярная замена масла и фильтра.

Масляный фильтр (Oil filter)

Удерживает мелкие частицы, отделяя их от масла для чистой подачи в двигатель. Насос пропускает масло через фильтр в каналы перед подачей к деталям.

Масляные каналы (Oil Galleries)

Обеспечивают быструю подачу масла ко всем движущимся частям. Производительность каналов определяет скорость подачи масла.

Каналы — система взаимосвязанных проходов, подающих масло куда нужно. Большие и малые отверстия, просверленные в блоке цилиндров. Крупные соединены с малыми до головки блока и верхних распредвалов.

Масляный радиатор (Oil cooler)

Работает как радиатор: охлаждает горячее масло. Переносит тепло от масла к ОЖ через ребра. Стабилизирует температуру масла, контролирует вязкость, предотвращает перегрев, минимизирует износ, сохраняет качество смазки.

При рециркуляции масло подаётся на:

• Главные подшипники коленвала
• Шатунные подшипники
• Пальцы поршней и втулки малых головок
• Поршневые кольца
• Зубчатые колёса распределения
• Поршни и подшипники компрессора (грузовики, пневмтормоза)
• Распредвал и подшипники
• Клапаны
• Стенки цилиндров
• Детали маслонасоса
• Подшипники водяного насоса
• Подшипники турбонаддува (если есть)
• Подшипники вакуумного насоса (если есть)
• Подшипники встроенного ТНВД
• Тапочки и толкатели

Типы систем смазки

Туманная (Mist) система: для двухтактников, где масло смешивается с топливом. Смесь образуется в карбюраторе.

Топливо испаряется, масло в виде тумана попадает в цилиндр через картер. В картере масло смазывает шатун, поршневое кольцо, поршень, цилиндр.

Мокрый картер (Wet Sump): обычно у коленвала. Нижняя часть двигателя, один маслонасос. Насос двигает масло по каналам. Конструкция простая и дешёвая.

Сухой картер (Dry Sump): масляный бак не у дна двигателя. Два насоса для циркуляции. Сложнее и дороже. Но больше гибкости в конструкции ванны (нестандартное размещение). Часто на спортивных двигателях.

Смазка в двух- и четырёхтактных двигателях

Работа разная, как и смазка. ДВС превращают химическую энергию углеводородов в механическую. Смазка минимизирует износ для эффективности.

Главное различие: двухтактник — рабочий ход в каждом цилиндре за оборот коленвала. Выпуск и впуск одновременно у нижнего мёртвого пункта. Четырёхтактник — два оборота коленвала на рабочий ход. Сгоревшие газы вытесняются поршнем вверх, свежий заряд входит вниз.

Смазка четырёхтактного двигателя

Масло в картере/ванне. Циркуляция через брызговиую или принудительную (насос) смазку — предпочтительный выбор производителей. Часто оба вида вместе.

Брызговая смазка (Splash): коленвал частично погружен в картер. Импульс вращения брызгает масло на компоненты: камы распредвала, стенки цилиндров, пальцы поршней.

Принудительная смазка (Pressurized): насос создаёт пленочку между движущимися парами: главные подшипники, шатунные, распредвальные. Также подаёт масло к втулкам клапанов и качателям.

Смазка двухтактного двигателя

Двухтактники изнашиваются быстрее — нет собственного источника смазки. Но качественное масло сильно снижает износ.

Двухтактники получают масло под коленвал через систему полных потерь (total-loss). Смесь масла и топлива даёт и энергию, и смазку.

Смесь объединяется в впускном тракте цилиндра, смазывает коленвал, шатун, стенки цилиндров.

Двухтактники с форсункой впрыска масла: масло впрыскивается прямо в двигатель, смешиваясь с топливом. В премиксе — масло и топливо смешиваются перед заливкой в бак.

Итог по системе смазки ДВС. Надеюсь, знания получены — комментируйте, делитесь, рекомендуйте другим техническим студентам. Спасибо!