Как смазывается поршень в цилиндре двигателя?

Масло в цилиндре двигателя: причины неисправности

Как известно, двигатель внутреннего сгорания состоит из большого количества нагруженных деталей и узлов. При этом для нормальной работы сопряженных поверхностей (пар трения) необходимо подавать на такие поверхности смазку. Моторное масло в двигателе служит для защиты, смазывания, охлаждения, а также для удаления продуктов износа.

В норме масло, которое смазывает различные элементы ДВС, не должно в избытке попадать в камеру сгорания. Другими словами, в исправном моторе допускается только незначительное проникновение смазки в камеру сгорания двигателя. Однако в процессе эксплуатации силовой установки нередко возникают различные отклонения и поломки.

Неполадки приводят к тому, что масло начинает усиленно расходоваться, нарушается работа системы зажигания (свечи зажигания в масле), камера сгорания загрязняется маслом, двигатель коксуется и т.д.  Далее мы поговорим о том, почему смазка оказывается в цилиндре двигателя и свечи заливает маслом, а также какой может быть причина подобной неисправности.

Почему моторное масло попадает в камеру сгорания

Итак, водитель может обнаружить, что свечи зажигания в масле, двигатель дымит сизым дымом, повышен расход масла, а также силовой агрегат  хуже заводится, может троить, несколько теряется мощность мотора и т.д.

Не удивительно, что смазка в камере сгорания отрицательно сказывается на работе ДВС. Если иначе, угар моторного масла (в цилиндре двигателя смазочная жидкость сгорает в тот момент, когда в цилиндре происходит сжигание топливно-воздушной смеси) не только требует постоянного контроля уровня и долива смазочной жидкости, но и постепенно выводит двигатель из строя.

Вполне очевидно, что данную проблему нужно решать как можно быстрее, чтобы избежать более серьезных последствий. Теперь давайте рассмотрим, почему происходит попадание масла в камеру сгорания.

Что касается причин, в списке основных специалисты выделяют следующие:

• возникли проблемы с направляющими клапанов или сальниками клапанов;
• неисправны сами клапана;
• залегли или износились поршневые кольца;
• в двигателе допущен перелив моторного масла;
• имеются проблемы с вентиляцией катера;

Далее рассмотрим указанные неисправности по порядку. Как правило, износ внутренней поверхности направляющих клапанов приводит к появлению сильного люфта между стрежнем клапана и направляющей втулкой. В результате масло из ГБЦ попадает в камеру сгорания и замасливает свечи зажигания.

Реже проблемным участок становится направляющая втулка клапана, которая выходит из тела ГБЦ. Обычно такая ситуация возникает в том случае, если направляющие уже ранее менялись, однако ставились не ремонтные увеличенные размеры, а стандартные.

Если говорить о сальниках клапанов, указанные детали выполнены из резины. Со временем сальник твердеет, теряет эластичность и начинает пропускать масло в цилиндры. Также быстро вывести из строя сальники клапанов способен перегрев ДВС.

В списке симптомов, указывающих на проблемы с сальниками клапанов, отмечено присутствие масла на резьбе свечи зажигания, а также появление синего маслянистого выхлопа на холодном моторе. При этом после прогрева ДВС интенсивность дымления снижается или полностью исчезает.

Кроме потери эластичности сальников вполне возможно, что произошло растяжение обжимной пружины, пружина может соскакивать с тела сальника и т.д. Бывает и так, что сальник «отрывается» от направляющей втулки. Если втулка изношена, клапан начинает работать таким образом, что прижим приходится только на одну сторону. В результате кромка сальника отгибается, позволяя тем самым маслу попадать в камеру сгорания.

Именно по этой причине выполнять замену маслосъемных колпачков  нецелесообразно в случае сильного износа втулок или стержней клапанов. Дело в том, что даже новые сальники клапанов не смогут нормально работать и быстро выйдут из строя, то есть расход масла после ремонта не упадет.

Еще отметим, что также изнашиваются и сами клапана. Если говорить о масле в цилиндрах, тогда проблема связна со стержнем клапана. Износ стержня приводит к тому, что появляется увеличенный зазор между направляющей и стержнем клапана. Масло в этом случае через неплотности «стекает» в цилиндр. Для эффективного решения проблемы необходима замена клапанов, а также во многих случаях и направляющих втулок клапанов.

Что касается цилиндров и поршней, в этом случае во время движения поршня трение возникает между стенкой цилиндра и поршневыми кольцами. Поршневые кольца устанавливаются на поршне и необходимы для уплотнения зазоров между поршнем и стенками цилиндров.

Признаками проблем с кольцами  является скопление моторного масла на резьбе свечей зажигания, а также на изоляторе. Чтобы точнее определить неисправность, рекомендуется замерить компрессию в цилиндрах двигателя. Если компрессия низкая, в такой ситуации одним из возможных решений будет замена поршневых колец. Еще достаточно часто меняются и сами поршни, так как на них вполне могут треснуть перегородки под кольца.

Высокий уровень масла в двигателе возникает как после перелива смазки, так и в случае попадания антифриза/тосола или большого количества топлива в масляную систему. Если дело в обычном превышении уровня, тогда лишнее масло из двигателя нужно откачать.

В случае, когда в масляную систему попадает горючее или антифриз, двигателю нужен срочный ремонт. При этом важно понимать, что как ОЖ, так и горючее крайне негативно влияет на свойства смазочного материала. Это значит, что двигатель с такой неисправностью дальше эксплуатировать нельзя, так как высока вероятность его сильного износа и даже заклинивания.

В результате поршневые кольца не могут «снять» лишнее масло со стенок цилиндров, смазка попадает в камеру сгорания, происходит замасливание свечей и т.д.

Что в итоге

Как видно, масло в цилиндрах двигателя может появляться по разным причинам. При этом во всех случаях наблюдается повышение расхода смазки, появляется сизый дым из выхлопной трубы, а также отмечается наличие смазочного материала на свечах зажигания.

Добавим, что обычно свечи, залитые маслом, становятся причиной затрудненного пуска ДВС, пропусков зажигания и троения двигателя. Масло в этой ситуации приходится постоянно доливать, свечи нуждаются в очистке или частой замене, причем такие действия все равно не решают основной проблемы.

Важно понимать, что избытков масла в камере сгорания быть не должно. В противном случае двигатель будет подвержен повышенному износу, камера сгорания загрязняется, страдают седла и тарелки клапанов, а также элементы ЦПГ. По этой причине необходимо своевременно выявить и устранить причину появления масла в цилиндре двигателя.

Источник: https://autostrong-m.by/post/maslo-v-cilindre-dvigatelya-prichini-neispravnosti

Как смазывается поршень в цилиндре двигателя?

В статье подробно рассмотрены ключевые детали автомобильного двигателя – поршень и цилиндр. Уделено внимание их конструкции, функциям, условиям работы, возможным проблемам при эксплуатации и путям их решения.

Цилиндр и поршень – ключевые детали любого ДВС. В замкнутой полости цилиндро-поршневой группы (ЦПГ) происходит сгорание топливно-воздушной смеси. Газы, образующиеся при этом, воздействуют на поршень – он начинает двигаться и заставляет вращаться коленчатый вал.

Цилиндр и поршень обеспечивают оптимальный режим работы двигателя в любых условиях эксплуатации автомобиля.

Рассмотрим эту пару подробнее: конструкцию, функции, условия работы, возможные проблемы при эксплуатации элементов ЦПГ и пути их решения.

Принцип работы цилиндро-поршневой группы

Современные двигатели внутреннего сгорания оснащены блоками, в которые входят от 1 до 16 цилиндров – чем их больше, тем мощнее ДВС.

Внутренняя часть каждого цилиндра – гильза – является его рабочей поверхностью. Внешняя – рубашка – составляет единое целое с корпусом блока. Рубашка имеет множество каналов, по которым циркулирует охлаждающая жидкость.

Внутри цилиндра находится поршень. В результате давления газов, выделяющихся в процессе сгорания топливно-воздушной смеси, он совершает возвратно-поступательное движения и передает усилия на шатун. Кроме того, поршень выполняет функцию герметизации камеры сгорания и отводит от нее излишки тепла.

Поршень включает следующие конструктивные элементы:

• Головку (днище)
• Поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные)
• Направляющую часть (юбку)

Бензиновые двигатели оснащены достаточно простыми в изготовлении поршнями с плоской головкой. Некоторые модели имеют канавки, способствующие максимальному открытию клапанов. Поршни дизельных ДВС отличаются наличием на днищах выемок – благодаря им воздух, поступающий в цилиндр, лучше перемешивается с топливом.

Кольца, установленные в специальные канавки на поршне, обеспечивают плотность и герметичность его соединения с цилиндром. В двигателях разного типа и предназначения количество и расположение колец могут отличаться.

Чаще всего поршень содержит два компрессионных и одно маслосъемное кольцо.

Компрессионные (уплотняющие) кольца могут иметь трапециевидную, бочкообразную или коническую форму. Они служат для минимизации попадания газов в картер двигателя, а также отведения тепла от головки поршня к стенкам цилиндра.

С помощью маслосъемного кольца поршень, совершающий возвратно-поступательные движения в гильзе, собирает с ее стенок излишки масла, которые не должны попасть в камеру сгорания. Через дренажные отверстия поршень «забирает» масло внутрь, а затем отводит его в картер двигателя.

Направляющая часть поршня (юбка) обычно имеет конусную или бочкообразную форму – это позволяет компенсировать неравномерное расширение поршня при высоких рабочих температурах. На юбке расположено отверстие двумя выступами (бобышками) – в нем крепится поршневой палец, служащий для соединения поршня с шатуном.

Палец представляет собой деталь трубчатой формы, которая может либо закрепляться в бобышках поршня или головке шатуна, либо свободно вращаться и в бобышках, и в головке (плавающие пальцы).

Поршень с коленчатым валом соединяется шатуном. Его верхняя головка движется возвратно-поступательно, нижняя вращается вместе с шатунной шейкой коленвала, а стержень совершает сложные колебательные движения. Шатун в процессе работы подвергается высоким нагрузкам – сжатию, изгибу и растяжению – поэтому его производят из прочных, жестких, но в то же время легких (в целях уменьшения сил инерции) материалов.

Конструкционные материалы деталей ЦПГ

Сегодня цилиндры и поршни двигателя чаще всего производят из алюминия или стали с различными присадками. Иногда для внешней части блока цилиндров используют алюминий, имеющий небольшой вес, а для гильзы, контактирующей с движущимся поршнем, – более прочную сталь.

В отличие от чугуна, который применялся ранее для изготовления деталей ЦПГ, внедрение алюминия – намного более легкого, но износостойкого материала – стало толчком к появлению мощных и высокооборотистых двигателей.

Из специального высокопрочного чугуна с легирующими добавками (молибденом, хромом, вольфрамом, никелем) производятся сегодня поршневые кольца – части ЦПГ, которые наиболее подвержены износу и деформациям.

https://www.youtube.com/watch?v=UgrioKqBeqU

Значительные механические и тепловые циклические нагрузки отрицательно сказываются на работоспособности элементов цилиндро-поршневой группы. В то же время от их состояния напрямую зависит стабильная компрессия двигателя, обеспечивающая его уверенный холодный и горячий запуск, мощность, экологичность и другие эксплуатационные показатели.

Именно поэтому для изготовления поршней и других деталей ЦПГ применяются материалы, обладающие высокой механической прочностью, хорошей теплопроводностью, незначительным коэффициентом линейного расширения, отличными антифрикционными и антикоррозионными свойствами.

В целях снижения потерь на трение производители поршней покрывают их боковую поверхность специальными антифрикционными составами на основе твердых смазочных частиц: графита или дисульфида молибдена. Однако со временем заводское покрытие разрушается, поршни снова испытывают высокие нагрузки, под влиянием которых изнашиваются и выходят из строя.

Одним из самых эффективных антифрикционных покрытий поршней является MODENGY Для деталей ДВС.

Состав на основе сразу двух твердых смазок – высокоочищенного дисульфида молибдена и поляризованного графита – применяется для первоначальной обработки юбок поршней или восстановления старого заводского покрытия.

MODENGY Для деталей ДВС имеет практичную аэрозольную упаковку с оптимально настроенными параметрами распыления, поэтому наносится на юбки поршней легко, быстро и равномерно.

MODENGY Для деталей ДВС полимеризуется при комнатной температуре, не требуя дополнительного оборудования.

.

Методы охлаждения и смазывания цилиндро-поршневой группы

В каждом цикле работы двигателя при температуре, достигающей +2000 °С, сгорает большое количество топливно-воздушной смеси. При этом все детали цилиндро-поршневой группы испытывают экстремальные температурные воздействия, поэтому нуждаются в эффективном охлаждении – воздушном или жидкостном.

Наружная поверхность цилиндров ДВС с воздушным охлаждением покрыта множеством ребер, которые обдувает встречный или искусственно созданный воздухозаборниками воздух.

При водяном охлаждении жидкость, циркулирующая в толще блока, омывает нагретые цилиндры, забирая таким образом излишек тепла. Затем жидкость попадает в радиатор, где охлаждается и вновь подается к цилиндрам.

Для того чтобы масляная пленка дольше удерживалась на внутренних поверхностях цилиндров, их подвергают хонингованию, т.е. нанесению специальной микросетки. Стабильность слоя масла гарантирует не только максимально низкое трение в паре «поршень-цилиндр», но и способствует отведению лишнего тепла из ЦПГ.

Неисправности ЦПГ и их диагностика

Даже грамотная эксплуатация автомобиля не гарантирует, что со временем не возникнет проблем с его цилиндро-поршневой группой.

О неисправностях деталей ЦПГ свидетельствует увеличение расхода масла, ухудшение пусковых качеств двигателя, снижение его мощности, появление каких-либо посторонних шумов при работе. Эти моменты нельзя игнорировать, так как стоимость ремонта цилиндро-поршневой группы иногда равна стоимости автомобиля в целом.

Под влиянием очень высоких нагрузок и температур:

• На рабочих поверхностях цилиндров появляются трещины, сколы, пробоины
• Посадочные места под гильзу деформируются
• Днища поршней оплавляются и прогорают
• Поршневые кольца разрушаются, закоксовываются, залегают
• На теле поршней возникают различные деформации
• Зазоры между поршнем и цилиндром сужаются, вследствие чего на юбках появляются задиры
• Наблюдается общий износ цилиндров и поршней

Перечисленные неисправности цилиндро-поршневой группы неизбежны при перегреве двигателя. Он может возникнуть из-за нарушения герметичности системы охлаждения, отказа термостата или помпы, сбоев в работе вентилятора охлаждения радиатора, поломки самого радиатора или его датчика.

Точно определить состояние цилиндров и поршней можно с помощью специализированной диагностики самой ЦПГ (при полной разборке двигателя) или других автомобильных систем (например, воздушного фильтра).

В ходе сервисных работ измеряется компрессия в цилиндрах ДВС, берутся пробы картерного масла и пр. – все это помогает оценить исправность работы цилиндро-поршневой группы.

Ремонт цилиндро-поршневой группы двигателя включает замену маслосъемных и компрессионных колец, установку новых поршней, шатунов, восстановление (расточку) цилиндров.

Новые поршни – с нужным диаметром и массой – подбирают к гильзам, а поршневые пальцы – к поршням и втулкам верхних головок шатунов. Шатуны предварительно проверяют и при необходимости восстанавливают.

Как продлить ресурс ЦПГ?

Ресурс цилиндро-поршневой группы зависит от типа двигателя, режима его эксплуатации, регулярности обслуживания и многих других факторов. Срок службы ЦПГ отечественных автомобилей, как правило, меньше, чем у иномарок: около 200 тыс. км против 500 тыс.

Источник: https://izst-detail.ru/kak-smazyvaetsya-porshen-v-tsilindre-dvigatelya/

Система смазки двигателя ВАЗ

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Масляный насос
2. Масляный фильтр
3. Вентиляция картера двигателя

Система смазки двигателя за счет подачи масла к трущимся поверхностям обеспечивает:

• уменьшение трения и повышение механического КПД двигате­ля;
• уменьшение износа трущихся деталей;
• охлаждение деталей двигателя;
• вынос продуктов износа из сопряжений деталей двигателя.

Система смазки двигателя ВАЗ — комбинированная, т.е. смазывание происходит одновременно двумя способами: под давлением и разбрызгиванием. При температуре масла 85 °С и частоте вращения коленвала 5600 мин-1, давление в системе смазки составляет от 3,5 до 4,5 кгс/см2. При минимальной частоте вращения коленчатого вала (от 850 до 900 мин-1) минимальное давление должно составлять не менее 0,5 кгс/см2. Вместимость системы смазки, включая масло в масляном фильтре, составляет 3,75 л.

Рис.

Схема системы смазки двигателя ВАЗ:
1 — масляный насос; 2 — масляный картер: 3 — канал подачи масла от насоса к фильтру; 4 — горизонтальный канал для подачи масла от фильтра в масляную магистраль; 5 — канал для подачи масла к шестерне привода масляного насоса и распределителя зажигания; 6 — канал в шейке коленчатого вала; 7 — передний сальник коленчатого вала; 8 — канал подачи масла от масляной магистрали к коренному подшипнику и к валику привода масляного насоса и распределителя зажигания; 9 — шестерня привода масляного насоса и распределителя зажигания; 10 — валик привода масляного насоса и распределителя зажигания; 11 — канал для стока масла; 12 — канал в кулачке распределительного вала; 13 — магистральный канал в распределительном валу; 14 — канал в опорной шейке коленчатого вала; 15 — кольцевая выточка на средней опорной шейке распределительного вала; 16 — крышка маслоналивной горловины; 17 — наклонный канал с головке цилиндров; 18 — вертикальный канал в блоке цилиндров; 19 — масляная магистраль; 20 — датчики давления и контрольной лампы давление масла; 21 — канал подачи масла к коренному подшипнику; 22 — канал подачи масла от коренного подшипника к шатунному; 23 — указатель уровня масла; 24 — масляный фильтр; 25 — перепускной клапан масляного фильтра; 26 — противодренажный клапан

Система смазки двигателя ВАЗ состоит из следующих элементов:

• масляный картер 2;
• указатель уровня масла 23;
• масляный насос 1;
• приемный патрубок насоса с мелкой фильтрующей сеткой;
• полнопоточный масляный фильтр 24;
• редукционный клапан;
• указатель давления масла;
• датчики 20 давления масла;
• контрольной лампы недостаточного давления масла в системе;
• каналы подвода масла.

Под давлением смазываются подшипники коленчатого и распределительного валов, подшипники вала привода вспомогательных агрегатов, подшипник шестерни привода масляного насоса и распределителя зажигания.

Разбрызгиванием смазываются стенки цилиндров, поршни с поршневыми кольцами, поршневые пальцы в бобышках поршня, цепь привода распределительного вала, опоры рычагов привода клапанов и стержни клапанов в направляющих втулках.

https://www.youtube.com/watch?v=0auv0Wteirk

Циркуляция масла в системе обеспечивается масляным насосом. Насос засасывает масло из картера и по каналу 3 в блоке цилиндров подает его в полнопоточный фильтр 24. Очищенное масло из фильтра, через главную масляную магистраль 19 и каналы 21 в блоке цилиндров, поступает к коренным подшипникам и подшипникам вала привода вспомогательных агрегатов.

От коренных подшипников масло через внутренние каналы 22 в коленчатом валу поступает к шатунным подшипникам. Часть масла через отверстия в нижних головках шатунов разбрызгивается и смазывает цилиндры и детали поршневой группы двигателя. Через каналы 17 и 18 в блоке и головке цилиндров, далее через магистральный канал 13 в распределительном валу масло подается к подшипникам и кулачкам вала.

Цепь привода распределительного вала смазывается маслом, выходящим из передних опор распределительного вала и вала привода вспомогательных агрегатов.

На блоке цилиндров установлены датчик давления масла и датчик контрольной лампы недостаточного давления установлены. Датчики соединяются с главной масляной магистралью. В момент запуска двигателя зажигается контрольная лампа зажигается, поскольку давление масла в системе надостаточное. При работающем двигателе лампа должна гаснуть. В нектороых случаях лампа может гореть и при нагретом двигателе, когда он работает на малых частотах вращения коленчатого вала при холостом ходе.

Масляный насос

В картере двигателя устанавливается шестеренчатый насос с маслоприемником и редукционным клапаном в крышке. Крепится насос к блоку цилиндров двумя болтами.

В корпусе насоса установлены шестерни: ведущая — неподвижно на валике насоса и ведомая — свободно на оси, запрессованной в корпус. Привод насоса осуществляется цепной передачей от звездочки коленчатого вала на звездочку вала привода вспомогательных агрегатов, который установлен в блоке цилиндров в сталеалюминиевых втулках. Валик имеет винтовую шестерню, находящуюся в зацеплении с шестерней привода масляного насоса и распределителя зажигания, которая вращается в металлокерамической втулке. На последних моделях автомобилей валик привода вспомогательных агрегатов устанавливается также в металлокерамических втулках.

Масляный фильтр

Фильтр полнопоточный, неразборный, навертывается на штуцер блока цилиндров и соединяется каналами с масляным насосом и главной масляной магистралью. Для снятия фильтра используется приспособление А.60312. При установке фильтр рекомендуется завертывать вручную без приспособления. В стальном корпусе фильтра установлен фильтрующий элемент из специального картона. Фильтр имеет противодренажный и перепускной клапаны. Противодренажный клапан не позволяет стекать маслу из системы при остановке двигателя, перепускной — перепускает масло при засорении фильтрующего элемента из насоса в главную масляную магистраль.

Вентиляция картера двигателя

Рис.

 Схема вентиляции картера двигателя автомобиля ВАЗ: 1 — трубка; 2 — маслоотделитель; 3 — крышка; 4 — шланги; 5 — пламегаситель; 6 — вытяжной коллектор; 7 — фильтрующий элемент; 8 — шланг; 9 — ось дроссельной заслонки; 10 — золотник; 11 — канавка золотника; 12 — калиброванное отверстие.

Вентиляция картера двигателя ВАЗ — принудительная, закрытая, не допускающая выделения картерных газов в атмосферу. Осуществляется за счет разрежения в цилиндрах двигателя.

Система вентиляции картера включает в себя:

• шланг 4;
• маслоотделитель 2;
• вытяжной коллектор 6, размещенный снизу воздушного фильтра.

Картерные газы при работе двигателя отсасываются в вытяжной коллектор через маслоотделитель 2 с крышкой 3, где масло отделяется и стекает вниз по трубке 1. В шланге 4 установлен пламегаситель 5, не допускающий прорыва пламени в картер при «хлопках» в карбюратор.

Из вытяжного коллектора газы далее могут проходить двумя путями:

• в воздушный фильтр, минуя фильтрующий элемент 7, и через карбюратор в цилиндры двигателя с горючей смесью;
• через шланг 8 в золотниковое устройство карбюратора и далее в задроссельное пространство карбюратора.

Золотниковое устройство регулирует режим отсоса картерных газов при различной частоте вращения коленчатого вала и состоит из золотника 10 на оси 9 дроссельной заслонки первой камеры и калиброванного отверстия 12. Золотник имеет канавку 11.

При малой частоте вращения коленчатого вала (при закрытых дроссельных заслонках) разрежение на входе в карбюратор незначительное, и основная масса газов отсасывается по шлангу 8 через калиброванное отверстие 12 в задроссельное пространство карбюратора. Калиброванное отверстие ограничивает количество отсасываемых газов, и вентиляция оказывает малое влияние на величину разрежения за дроссельной заслонкой.

С повышением частоты вращения коленчатого вала при открывании дроссельной заслонки золотник 10 поворачивается и открывает дополнительный путь для газов по канавке 11. Газы отсасываются как по шлангу 8, так и в воздушный фильтр. Общее количество отсасываемых газов увеличивается.

При высокой частоте вращения коленчатого вала (дроссельные заслонки открыты) основная масса газов отсасывается в воздушный фильтр в пространство за фильтрующим элементом.

Источник: https://ustroistvo-avtomobilya.ru/sistemy-smazki/sistema-smazki-dvigatelya-vaz/