Масляная система: Масляные системы

Масляные системы

Масляная система служит для создания необходимого давления и подвода масла к трущимся деталям, отвода тепла от них, а также для удаления продуктов износа и частиц нагара, попадающих между трущимися поверхностями. Масляная система состоит из внутренней и внешней. Внутренние системы смазки дизелей представляют собой совокупность каналов и трубок в деталях, обеспечивающих подвод масла ко всем механизмам деталей. Системы подвода масла к деталям у всех дизелей принципиально одинаковы. Из внутренней системы, например, дизеля ПД1М (рис. 129) насос 3 забирает масло по маслоотводящей трубе 1 из поддона дизеля и подает его во внешнюю систему.

Внешние системы обеспечивают циркуляцию, очистку и охлаждение масла, забираемого из поддона дизеля и подводимого к его масляному коллектору. Внешняя масляная система содержит насосы, охладители масла, фильтры, контрольные и защитные приборы. Пройдя внешнюю систему, охлажденное и очищенное масло поступает в масляный коллектор 5 дизеля, из которого оно по каналам 2 подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала. От шатунных шеек коленчатого вала масло подается по каналам 8 в шатунах на охлаждение поршней и смазывание трущихся деталей цилиндропоршневой группы. Для смазывания подшипников распределительного вала масло от коллектора подводится к трубкам 7. К рычагам толкателей масло подается по трубкам 9 и далее по каналам 15 и 14 в рычагах и штангах толкателей — на смазывание рычагов механизма газораспределения. От масляного коллектора масло поступает также к шестерням привода распределительного вала (по трубке 13) и к подшипникам турбокомпрессора (по трубкам 10, 11). После смазывания деталей и сборочных единиц дизеля масло сливается в поддон дизеля 17 (маслосборник).

Внешние масляные системы дизелей 10Д100, 5Д49 и ПД1М различаются числом масляных насосов, расположением трубопроводов и фильтров, типом охладителей масла и способами соединения отдельных элементов системы.

Тепловоз 2ТЭ10В. В системе (рис. 130) установлен один масляный насос 1, обеспечивающий циркуляцию масла под давлением в основном контуре, включающем масляную ванну в картере дизеля, трубопровод, охладитель масла (водомасляный теплообменник) 10, фильтр грубой очистки 13 и масляные коллекторы дизеля с его внутренней системой. Помимо основного контура, масляная система имеет ряд дополнительных контуров: два независимых друг от друга контура тонкой очистки масла, контур прокачивания масла перед пуском дизеля, а также контур смазывания редукторов.

После масляного насоса 1 около 5-6% масла направляется к бумажным фильтрам тонкой очистки 12, откуда сливается снова в картер дизе-

Рис. 129. Схема масляной внутренней системы дизеля ПД1М:

1 — маслоотводнщий канал; 2 — канал в коленчатом далу для прохода масла к шатунным подшипникам; 3 — масляный насос; 4 — фильтра грубой очистки масла; 5 — масляный коллектор; 6 — трубка подвода масла к коренному подшипнику; 7 — трубка подвода масла к подшипнику распределительного вала; 8 — канал в шатуне; 9 — трубка подвода масла к рычагам толкателя. 10 — подвод масла к фильтру турбокомпрессора; 11 — подвод масла к подшипникам турбокомпрессора; 12 — слив масла с турбокомпрессора; 13 — подвод масла к распределительным шестерням; 14 — подвод масла к рычагам клапанов механизма газораспределения; 15 — подвод масла к рычагам толкателей; 16 подвод масла к приводу масляного насоса; 17 — маслосборник

Рис. 130 Схема масляной системы тепловоза 2ТЭ10В:

1 — главный масляный насос; 2 — центробежный очиститель масла; 3 — вентиль для заправки масляной системы дизеля; 4 — вентиль для слива масла из системы, 5 — передний распределительный редуктор; в — маслопрокачивающнй насос; 7 — невозвратный клапан. * — термореле?; 9 — щит приборов; 10 — водо-масляный теплообменник. 11-гидропривод вентилятора холодильника. 12 — фильтр тонкой очистки масла: 13 — фильтр грубой очистки масла. 14 — задний распределительный редуктор ля. Так как часовая подача насоса раз в 70 превышает объем масла в дизеле, то такой доли масла, направляемой в фильтры тонкой очистки, вполне достаточно для его очистки. Кроме того, второй контур очистки — контур центробежной очистки — обеспечивает очистку еще 10% объема масла. Контур центробежной очистки включает дополнительный масляный насос, установленный в картере дизеля, и центробежный очиститель масла, после которого масло стекает обратно в картер дизеля. В картере установлен предохранительный клапан, который при достижении в картере давления масла 0,8-1,02 МПа перепускает часть масла в основной контур.

Маслопрокачивающий шестеренный насос 6, соединенный с электродвигателем, служит для прокачки масла в системе перед пуском дизеля для надежной подачи масла к его трущимся деталям, чтобы устранить задиры и уменьшить затраты мощности при пуске. Масло забирается насосом из картера дизеля и через невозвратный клапан 7 подается в фильтр грубой очистки, откуда поступает в масляные коллекторы дизеля и далее во внутреннюю систему. Время прокачки масла 1,5 мин определяется настройкой реле времени. Для смазывания подшипников редукторов масло поступает после фильтра тонкой очистки 12 через предохранительный клапан, отрегулированный на давление 0,07- 0,08 МПа.

В масляной системе дизеля установлены устройства автоматической защиты и приборы контроля. Защита дизеля от работы без масла или с пониженным его давлением осуществляется двумя реле давления. При падении давления масла в конце верхнего коллектора ниже 0,05-0,06 МПа происходит остановка дизеля в результате воздействия реле давления на цепь питания электромагнита золотника остановки регулятора; при падении давления ниже 0,11 МПа происходит сброс нагрузки в результате воздействия другого реле давления на цепь возбуждения генератора.

Температура масла контролируется термореле 8, которое устанавливается

Рис 131 Схема масляной системы тепловоза ТЭП70: У — охладитель масла, 2 — левый масляный насос; 3 — фильтры грубой очистки масла; 4 — маслозабор-ник, 5 — колпачок заглушка, 6 — насос маслопрокачивающий; 7 — фильтры тонкой очистки масла; В — опора для терморегулятора; 9 грибки для термореле; 10 — грибки под реле давления; 17 — манометр до фильтра тонкой очистки; 12 — манометр после фильтра тонкой очистки; 13 — манометр после фильтра грубой очистки, 14 — манометр до фильтра грубой очистки; 15 — трубопровод гибкий; 16 — клапан невозаратиый, 17 — правый масляный насос, 18 — кран для слива масла из воздушного коллектора (в кружках указан,,! номера бирок расположенных на вентилях)

на выходе масла из дизеля Реле срабатывает при температуре масла 85 °С и снимает нагрузку с дизеля.

Тепловоз ТЭП70. Масляная система (рнс. 131) содержит два масляных насоса 2, 17, расположенных на переднем торце дизеля; два масляных охладителя 1; два фильтра грубой очистки 3, два полнопоточных фильтра тонкой очистки 7, маслопрокачивающий насос 6, трубопроводы, вентили и невозвратный клапан 16.

Масло из поддизельной рамы через специальное устройство 4 поступает во всасывающую полость правого масляного насоса 17, проходит фильтр грубой очистки 3 и поступает по трубопроводу а к полнопоточным фильтрам тонкой очистки 7, из которых по трубопроводу б в правый охладитель 1. Пройдя последовательно оба охладителя, масло поступает в полость левого насоса 2 и оттуда под давлением в левый фильтр грубой очистки 3 и затем во внутреннюю систему смазки дизеля Установка дополнительного фильтра грубой очистки 3 после левого насоса 2 вызвана тем, что при загрязнении фильтров тонкой очистки и росте их сопротивления часть масла может обходить фильтр через перепускной клапан, встроенный в фильтр. Часть масла после охладителей 1 поступает к двум центробежным очистителям, из которых после очистки сливается непосредственно в масляную ванну дизеля.

Маслопрокачивающий насос 6 шестеренного типа с приводом от электродвигателя типа П42М с момента включения двигателя в течение 60 с должен создать давление не менее 0,02 МПа в самой отдаленной от него точке системы. После пуска дизеля и прекращения работы маслопрокачи-вающего насоса шарик невозвратного (обратного) клапана 16 садится в свое седло, отсоединяя тем самым трубопровод в от основного трубопровода. После остановки дизеля маслопрокачивающий насос 6 автоматически включается и прокачивает систему в течение 60 с.

Рис. 132. Схема масляной системы тепловоза ТЭМ2:

1 — пробка для слива масла; 2 — масляные секции; з — пробка для выпуска воздуха; 4 — термореле; 5- вентиль; в обратный клапан; 7 — масляные фильтры тонкой очистки; 8 — невозвратный клапан; 9 — краны; 10 маслоподкачивающий насос; 11 — электротермометр; 12 плектроманометр; 13 — заглушка: 14 пробка для спуска масла и* корпуса щелевых фильтров; 15 — прорезиненные шланги; 16 -обратный клапан: 17 клапан регулирующий: 18 — клапан перепускной (байпасный): а. б. в. г — трубопроводы

На трубопроводе а перед фильтром тонкой очистки 7 на опоре 8 устанавливается терморегулятор в зависимости от температуры масла, изменяющий его расход в обход гидродвнгате-ля вентилятора охлаждающего устройства. Тем самым обеспечивается необходимая частота вращения вентилятора для поддержания заданной температуры масла, поступающего в дизель.

Манометры 13, 14, установленные до и после фильтров грубой очистки 3, позволяют контролировать по их показаниям гидравлическое сопротивление фильтров. Этой же цели служат и манометры И, 12, установленные до н после фильтров тонкой очистки. Если перепад давлений по манометрам превышает 0,15 МПа, это будет свидетельствовать о загрязнении фильтров. Фильтры в данном случае заменяют.

Заправку системы дизелей маслом производят через сливные трубопроводы с вентилями 54 с любой стороны тепловоза нли через заливочную горловину поддизельной рамы. После заправки системы открывают краны на охладителях 1 и фильтрах грубой очистки 3 н включают маслопрокачи-вающий насос 6. При появлении масла в кранах их закрывают.

Тепловоз ТЭМ2. Запас масла на тепловозе (378 л) находится в системе и в маслосборнике картера дизеля. Масло заливают через горловину центробежного очистителя масла. Циркуляция масла по замкнутой системе обеспечивается главным масляным насосом 3 (см. рис. 129), который забирает масло из маслосборника 17 и подает его по трубе а (рис. 132) к верхнему коллектору секций масловоз-душных радиаторов 2. Из нижнего коллектора радиаторов основная часть масла по трубе б поступает в пластинчато-щелевые фильтры (грубой очистки) 4 (см. рис. 129), а из них — в трубу 5 (масляный коллектор), идущую внутри картера. Часть масла, примерно 15-20%, нз радиатора 2 (см. рис. 132) поступает в сетча-то-набивные фильтры 7 (тонкой очистки), откуда по трубе в сливается в маслосборник картера.

Перед пуском дизеля масло забирается из картера маслопрокачиваю-щим насосом 10 и по нагнетательной трубе г подается к трущимся деталям дизеля. Невозвратный клапан 8 не пропускает масло в маслопрокачиваю-щий насос 10 во время работы дизеля. Через кран 9(7) выпускается воздух при прокачивании масла перед пуском дизеля. Байпасный клапан 18 перепускает масло из подводящего трубопровода о в отводящий б, минуя секции охлаждающего устройства, если разница между давлениями в этих трубах будет больше 0,165 МПа. Таком перепад давлений возможен прн повышении вязкости масла, когда понижается температура или загрязнены секции охлаждающего устройства. Разгрузочный обратный клапан 6 выполняет две функции: пропускает некоторое количество масла через фильтры 7, если давление его выше 0,255 МПа, кроме того, клапан 6 не позволяет стекать загрязненному маслу нз фильтров в картер после остановки дизеля. При повышении давления в трубе б свыше 0,295 МПа масло через регулирующий клапан 17 сливается в картер, минуя все фильтры. Вентиль 5(3) используют, когда масло холодное и его не следует пропускать через секции охлаждающего устройства.

Для отключения масляных секций на поддонах и отводящих трубах установлены вентили 5(1) и 5(2). Для выпуска воздуха из секций охлаждающего устройства холодильника 2 служит пробка 3. В случае необходимости масло из картера сливается по трубе, на которой установлен вентиль 5(5). На конец этой трубы дополнительно навернута заглушка. Масло из масляной системы сливают через вентиль 5(4). Трубопроводы, идущие от масляного насоса к секциям холодильника и от секции к пластинчато-щелевым фильтрам, соединены гибкими шлангами.

Элементы масляных систем. Главные масляные насосы. Насосы дизелей обеспечивают циркуляцию масла в системе. Все масляные насосы, применяемые на тепловозах, шестеренного типа и различаются только конструктивными формами, размерами и подачей. Основными элементами насосов являются косозубые шестерни, выполненные заодно со своими валами.

Главный масляный насос дизеля 10Д100 (рис. 133) имеет чугунный корпус 1 с двумя патрубками, один из которых А присоединен к дизельном раме, а второй Б-к нагнетательной трубе системы. В цилиндрических расточках корпуса установлены ведущая 5 и ведомая 10 стальные шестерни. Цапфы шестерен вращаются в радиально-сферических подшипниках, запрессованных в расточки плит 2 и 9, которые изютовлены из антифрикционного чугуна Плиты играют роль осевых упоров косозубых шестерен Для уменьшения осевых усилий на наружную плиту 2 на конце правой цапфы шестерни 5 смонтирован масляный демпфер (амортизатор), представляющий собой поршень 7, находящийся в расточке крышки 6 Пространство межд> поршнем и крышкой соединено каналом с нагнетательной полостью Усилие, соответствующее давлению нагнетания, передается через шарикоподшипник на торец цапфы шестерни, компенсируя осевое усилие от шестерни на плиту 9 Давление масла, создаваемое насосом, ограничивается предохранительным клапаном 4, состоящим из корпуса и поршня, прижатого к седлу двумя пружинами Клапан отрегулирован на открытие при давле нии масла 0,55 МПа При превышении -ітого давления масло из насоса будет сливаться обратно в картер Насос получает вращение от коленчатого вала через шестеренную передачу и зубча тую муфту, закрепленную на шлицах вала шестерик 5 Подача насоса — 120 м^/ч

Масляные насосы дизеля 2А-5Д49 в отличие от насосов дизеля ЮДЮОне имеют подшипников качения (До

Рис. 133. Схема работы (и) н устройство (•’) масляного насоса:

1 корп\с: 1} внутренняя плита; .1 приводная шее1ерпя. 4 предохранительный клапан: > — шестерня ведущая: 6 — крышка; 7 — устройство |>а и ру тчное (демпфер): 8 — подппшиикн: 9 наружная плита: (0 шестерня ведомая; 1 — по .іпііь чсасиваюшнй: в — полость шинетательн-іН

Рис. 134. Масляный насос дизели ПДіМ и его привод:

1 — вал горизонтальный: 2, 5 — шестерни конические; ;і поводок привода; 4 — болт стяжной; Ь корпус привода; 7 — вал вертикальный; 8 — крышка насоса; 9 корпус масляного насоса; К). 12 — шестерни; II — бронзовая втулка; 13 — клапан редукционный; 14 — муфта шлицевая; и — всасывающий патрубок; б — нагнетательный патрубок

1980 г. выпускались масляные насосы МШ-120 с двухрядными радиально-сферическими Подшипниками. В связи с недостаточной долговечностью этих подшипников насосы сняты с производства.)

Опорами для ведущей шестерни, приводимой во вращение шлицевым валиком, являются бронзовые втулки, запрессованные в крышки насоса. создаваемое насосом, определяется сопротивлением системы Для ограничения максимального давления нагнетательная полость снабжена перепускным клапаном, прикрепленным к торцу насоса и отрегулированным на давление 0,9 МПа Подача насоса 110 м3/ч при давлении нагнетания 0,7 МПа и температуре масла 65-82 °С

Масляный насос дизеля ПД1М и его привод (рис. 134) прикреплены к торцовой части картера и блока дизеля со стороны первого цилиндра. Насос шестеренного типа, максимальная подача 24 м3/ч. В корпусе масляного насоса 9 размещены две цилиндрические шестерни 10 и 12, закрываемые крышкой 8. Цапфы шестерен вращаются в бронзовых втулках, запрессованных в чугунный корпус 9 и крышку 8. Для предохранения от проворачивания каждая из втулок имеет тугую посадку и дополнительно застопорена винтами.

Шестерни 10 и 12 изготовлены из стали 12ХН2А, цементированы н закалены. Шестерни имеют по одиннадцать косых зубьев. За одно целое с шестернями изготовлены цапфы. Цапфа ведущей шестерни удлинена, ее удлиненный конец снабжен шлицами для соединения с муфтой 14. В нижней части корпуса масляного насоса отлит канал, соединяющий всасывающую и нагнетательную полости. Прн перетекании из полости в полость масло проходит через перепускной клапан 13, прижатый к седлу пружиной, и открывающийся при давлении 0,53 МПа. Фланцем всасывающего патрубка а насос прикреплен к масляному каналу в картере дизеля, а нагнетательным патрубком б — к трубе, по которой масло поступает к секциям охлаждающего устройства.

Привод масляного насоса имеет чугунный корпус 6, внутри которого размещены горизонтальный 1 н вертикальный 7 валы. На горизонтальный вал 7 напрессована коническая шестерня 2 со спиральными зубьями; ступица этой шестерни опирается на бронзовую втулку, запрессованную в крышку корпуса. Второй конец вала опирается также на бронзовую втулку (подшипник), залитую баббитом по внутренней цилиндрической и торцовой поверхностям.

На конусную часть горизонтального вала 1 напрессован шкив привода вентиляторов охлаждающего устройства н тяговых электродвигателей. На валу со стороны конической шестерни укреплен стяжным болтом 4 на шпонке поводок 3, изготовленный из стали 20Х2Н2А. На поводке выфрезерована головка, имеющая закаленные боковые поверхности. Головка входит между кулачками валоповоротного диска на коленчатом валу. Вращение коленчатого вала таким образом передается горизонтальному валу привода масляного насоса. Вертикальный вал 7 н коническая шестерня 5 представляют собой одно целое. Вал 7 вращается в бронзовой втулке 1/, запрессованной в корпусе 6″. Нижний конец вала 7 шлице-вой муфтой соединен с цапфой ведущей шестерни 10 масляного насоса.

Маслопрокачивающие насосы принципиально имеют такую же конструкцию, как и главные. Их корпуса крепятся либо к фланцу электродвигателя, либо закреплены на общей плите с электродвигателем. Шестерни вращаются в бронзовых втулках. Насосы имеют небольшую подачу.

Фильтры. Для грубой очистки масла на тепловозах обычно применяют

Рис. 135. Фильтры грубой очистки масла (пластинчато-щелевые): а — фильтрующий элемент; б — установка фильтрующих элементов в корпусе фильтра дизеля 10Д100; I — рукоятка: 2 — ось; 3 — корпус; 4 — фильтрующий пакет пластин: . /Кііі.ій *лсчсіп; ‘> корп\с филыри; А крышьл; 4 перепускной клапан: стержень пустотелый филыра: ь сливной штуцер; а подвод грязного масла; б полость очищенного м.ісла: в отвод масла пластинчато-щелевые фильтры. Секция фильтра (рнс. 135, б) представляет собой корпус 3, к которому прн помощи трех стоек, ввернутых в торец корпуса, прикреплен фильтрующий элемент, набранный из пластин 5 толщиной 0,3 мм, между которыми помещены звездообразные промежуточные пластины 6″ толщиной 0,15 мм. Пластины 6, имея меньший диаметр, создают между соседними пластинами 5 зазор (щели) высотой 0,15 мм. Масло, проходя через эти щелн, очищается от грубых посторонних частиц. Для очистки пластин служат ножи 7 толщиной 0,1 мм, смонтированные на стойке 8 квадратного сечения. Прн повороте рукоятки 1 вращается ось 2 вместе с пластинами 5 и 6″ и с них ножами 7 снимаются посторонние частицы, которые скапливаются на дне камеры, куда помещены фильтры.

На дизеле 10Д100 корпус фильтров 9 (см. рис. 135, б) имеет десять гнезд для фильтровальных секций (два ряда по пять штук в каждом). Неочищенное масло поступает через отверстие в корпусе 9 в нижнюю полость а, разделенную перегородками. Пройдя между пластинами фильтрующих элементов, очищенное масло поднимается в верхнюю полость б и поступает в нагнетательный трубопровод дизеля.

На дизеле ПД1М пластинчато-щелевой фильтр состоит из двух аналогичных секций, расположенных с правой стороны дизеля горизонтально (см. рис. 129, поз. 4).

На дизелях типа 5Д49 применяются сетчатые дисковые фильтры (рис. 136). Секция фильтра представляет набор сетчатых дисковых элементов 1, установленных на центральном трехгранном стержне 2. Масло, поступив снаружи элементов, поднимается очищенным вдоль стержня 2. Сетчатый -■элемент (рис. 136, б) состоит из гофрированной диафрагмы 7 с отверстиями для прохода масла, двух двойных сеток: внешней 8 (фильтрующей) и внутренней 10 (более редкой несущей), завальцованных во внутренние 1/и наружные 9 ободки. Такие фильтры обладают большой поверхностью очистки на единицу объема.

Рис. 138. Фильтр масла полнопоточный (дизель 5Д49):

1 — основание корпуса; 2 — стакан: 3 унлотнительное кольцо; 4 — опора: 5 корпус; 6 — фильтрующий элемент; 7 перепускной клапан; 8 — пружина; 9 — труба

Для тонкой очистки масла на дизелях типа Д100 применяют фильтры с бумажными элементами (рис. 137). В цилиндрическом корпусе 2 с двойным дном установлено на пустотелых стержнях семь фильтрующих секций. На каждом стержне надето по четыре бумажных элемента 1. Бумажный элемент- это картонная полоса с отверстиями. На эту полосу сверху и снизу наложены две ленты фильтровальной бумаги, свернутые гармошкой. Края бумаги смазаны клеем н при сворачивании полосы спирально на трубку с калиброванными отверстиями они склеиваются. Масло в фильтр подводится через отверстие а и, пройдя с торцев в фильтровальные элементы, попадает через отверстия внутрь стержней 5, а из них по отверстиям в штуцерах (внизу) — в полость б очищенного масла и по трубе в отводится в подднзельную раму. Перепускной клапан 4 служит для предохранения фильтрующих элементов от чрезмерного давления масла.

На дизелях типа 5Д49 применяется полнопоточный фильтр (рнс. 138), в котором установлены фильтрующие элементы из синтетических (нетканых) материалов типа «Нарва 6». Фильтр выполнен по типу топливного фильтра тонкой очистки. Фильтрующий слой из синтетического материала менее плотен, чем фильтровальная бумага, и фильтр обладает меньшим сопротивлением. Эти фильтры позволяют пропускать через себя полный поток масла (полнопоточные фильтры,!.

Фильтры тонкой очистки масла дизеля ПД1М сетчато-набивные. У этих фильтров пространство между сетками набивают хлопчатобумажными концами (путанкой). С 1975 г. на тепловозах ТЭМ2 вместо сетчато-набивных фильтров устанавливают фильтры тонкой очистки с бумажными элементами. Принцип работы и элементы фильтра,

Рис. 139. Центробежный очиститель масла дизелей типа 5Д49: 1 — колпак; 2 — ротор; 3 — полая ось; 4 — втулка; 5 — прокладка бумажная; 6 — сопло; 7 — кронштейн; 8 — запорно-регулирующий клапан за исключением фильтрующих элементов, остались без изменения.

Центробежные очистители масла. Рассмотренные средства очистки масла от загрязнений задерживают частицы, превышающие размеры пор ячеек фильтровальных элементов. Уменьшение ячеек фильтров с тем, чтобы уловить самые мельчайшие механические частицы — продукты износа подшипников, колец н т. п. — невозможно, так как в этом случае гидравлическое сопротивление фильтра оказалось бы огромным. Поэтому для отделения таких частиц от масла используется центробежный способ его очистки, при котором масло, попадая в цилиндр, вращающийся с очень большой частотой, отбрасывается на его стенки под действием центробежной силы. Так как плотность металлических частица несколько раз больше плотности масла, а центробежные силы в тысячи раз превышают силы тяжести частиц, то взвешенные в масле эти частицы прн вращении цилиндра остаются на его поверхности, образуя плотный слой. Центробежные очистители масла дизелей 10Д100, 5Д49 и ПД1М принципиально устроены и работают одинаково. Масло от специального шестеренного насоса подается под давлением к полой оси 3 (рис. 139) ротора 2, закрепленной в корпусе (кронштейне) 7 центрифуги. Выходя из отверстия в оси, масло перемещается в роторе, установленном на подшипниках оси, и подходит к сопловым наконечникам 6 ротора. Вытекая из сопел, масло развивает реактивную силу, заставляющую ротор вращаться. Масло, перемещающееся по ротору под действием центробежной силы, будет «сепарироваться», т. е. очищаться от посторонних частиц. Чистое масло стекает по каналам в корпусе обратно в картер.

Масляная система | это… Что такое Масляная система?

авиационного двигателя — система, главными функциями которой являются смазка и охлаждение узлов трения двигателя. В поршневых двигателях смазка способствует также герметизации рабочего пространства над поршнем. В некоторых случаях масло М. с. используется также для смазки подшипников агрегатов двигателя 6 и в качестве рабочей среды для сервомеханизмов органов управления двигателем, шагом воздушного винта и флюгированием винта. Кроме того, с помощью М. с. контролируется техническое состояние двигателя по содержанию металла в пробах масла или на магнитных детекторах и фильтрах и по изменению параметров М. с. в эксплуатации, М. с. содержит масляный бак 3, нагнетающий 2 и откачивающие 7 насосы, теплообменники 8, фильтры, приводные центробежные воздухоотделители 9, суфлёры-сепараторы, перепускные 1 и запорные клапаны, магнитные детекторы, датчики указателей температуры и давления масла, сигнализаторы наличия стружки металла в масле, минимально допустимого перепада давления на фильтре и минимально допустимого давления масла в системе.

В авиационных двигателях применяются М. с. трех типов: с «холодным» баком (теплообменник установлен в магистрали откачки-масла), с «горячим» баком (теплообменник установлен в магистрали нагнетания масла) и с короткозамкнутым циркуляционным контуром (бак служит только для подпитки). В М. с. второго типа условия для отделения воздуха из откачиваемой масло-воздушные смеси более благоприятные, но в связи с высокими температурами масла на выходе в современных двигателях это преимущество стало несущественным. М. с. третьего типа более живуча, в ней быстрее прогревается масло при запуске, но она сложнее из-за необходимости применять дополнительный подкачивающий насос 10 и центробежный воздухоотделитель.

Все М. с. автономны. Начиная с определенной высоты полёта, в М. с. поддерживается избыточное давление на уровне, превышающем потери давления на входе в насосы. Это обеспечивается с помощью баростатического и пружинного клапанов в системе суфлирования, сообщающей масляные полости двигателя с атмосферой для выпуска воздуха.

М. с. подразделяются на системы с регулируемым и нерегулируемым давлением. В системе с регулируемым давлением оно поддерживается постоянным, начиная с малых частот вращения двигателя. В системе нерегулируемым давлением оно зависит от частоты вращения двигателя. В М. с. авиационных двигателей применяются в основном шестерные насосы. В малоразмерных газотурбинных двигателях распространены героторные насосы (с шестернями внутреннего зацепления, оси которых смещены одна относительно другой). Благодаря малым потерям на входе героторные насосы могут работать при частоте вращения, в 2—3 раза большей по сравнению с обычными шестерёнными насосами, Следовательно, при одинаковой подаче их габаритные размеры меньше. Так как суммарная подача откачивающих насосов в несколько раз превышает прокачку масла через двигатель, они откачивают одновременно воздух, проникающий в полости опор через их уплотнения. Для обеспечения стабильной работы нагнетающего насоса этот воздух отделяется от откачиваемой масловоздушной смеси на выходе из откачивающих насосов посредством приводного центробежного воздухоотделителя или с помощью размещаемого в баке неподвижного воздухоотделителя центробежного типа.

Высокая тонкость очистки масла достигается как его центрифугированием, так и фильтрованием. Однако фильтрование оказалось более простым и надёжным по сравнению с центрифугированием. В качестве фильтрующего материала для масляных фильтров тонкой очистки применяются сетки полотняного плетения из металлических или стеклянных волокон, Гофрированные фильтроэлементы обладают в 3 раза большей пропускной способностью по сравнению с фильтроэлементом в виде набора сетчатых дисков при равных габаритных размерах. Введение более тонкого фильтрования потребовало размещения фильтра тонкой очистки масла на его выходе из двигателя, где вязкость масла ниже, и применения сменных фильтроэлементов в связи с трудностями, возникающими при их очистке.

Проникающий через уплотнения в полости опор 5 главных подшипников воздух наддува образует масловоздушную смесь, которая отводится через систему суфлирования, охватывающую также бак и коробку привода агрегатов, к установленному на ней приводному центробежному суфлеру-сепаратору. В этом агрегате масловоздушная смесь разделяется, причём масло направляется обратно в М. с., а отделённый воздух выпускается в атмосферу через выходное устройство двигателя. Существуют также системы суфлирования полостей опор главных подшипников через полый вал компрессора низкого давления или с помощью откачивающих насосов.

Для определения точного уровня масла в баке без открывания его горловины и при неработающем дистанционном уровнемере в стенке бака монтируется мерное стекло. В зависимости от назначения летательного аппарата бак оборудуется отсеками, сообщёнными с системой флюгирования лопастей воздушного винта трубопроводом, и устройством для забора масла и суфлировання бака при разных положениях летательного аппарата в полете или под воздействием отрицательных инерционных перегрузок. Для обеспечения пожарной безопасности на наружную поверхность бака наносится теплоизоляционный слой.

Размещение насосов, фильтров, теплообменников, клапанов, сигнализаторов и датчиков давления и температуры на одной стенке коробки приводов позволяет сообщить их внутренними каналами. При этом отпадает потребность в масляных трубах, их креплениях и уплотнениях, что ведёт к значит, снижению массы и повышению надёжности. Для уверенности в том, что через форсунки 4 главных подшипников проходит нужный объём масла, необходимо, чтобы указатель давления масла показывал превышение его над давлением в полостях опор этих подшипников.

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия.
Главный редактор Г.П. Свищев.
1994.

Система смазки

• Системы смазки состоят из системы с мокрым или сухим картером
• Разницу между двумя системами можно запомнить, как если бы двигатель был выключен
  • Системы с мокрым картером сохраняют масло в резервуарах, встроенных в двигатель, в то время как сухие картеры этого не делают, оставляя картер «сухим»
• • Масло подается в маслосборник, являющийся неотъемлемой частью двигателя [Рисунок 2]
  • Основным компонентом является масляный насос, который всасывает масло из поддона и направляет его к двигателю
  • После прохождения через двигатель масло возвращается в поддон
  • В некоторых двигателях дополнительная смазка обеспечивается вращающимся коленчатым валом, который разбрызгивает масло на части двигателя

  • Справочник пилотов по авиационным знаниям, Масляная система с мокрым картером

• • Масло находится в отдельном резервуаре и циркулирует по двигателю с помощью насосов
  • Эти резервуары всегда больше, чем масло, которое они должны содержать, чтобы компенсировать тепловое расширение
  • Масляный насос также обеспечивает давление масла в системе с сухим картером, но источник масла находится вне двигателя в отдельном масляном баке
  • После того, как масло проходит через двигатель, оно перекачивается из различных мест в двигателе обратно в масляный бак с помощью откачивающих насосов
  • Системы с сухим картером позволяют подавать в двигатель больший объем масла, что делает их более подходящими для очень больших поршневых двигателей
  • Большинство реактивных двигателей имеют конструкцию с сухим картером
  • При проверке уровня масла на двигателе с сухим картером, который простаивал, показания могут быть неточными, если только он не вращается (или не «отрыгивается»)
    • Обратитесь к вашему POH
• Крышка маслозаливной горловины/щуп, используемые для измерения количества масла, обычно доступны через панель в капоте двигателя [Рисунок 2]
• Если количество не соответствует рекомендуемому производителем уровню эксплуатации, необходимо добавить масло
• Требуемый тип масла может варьироваться в зависимости от различных атмосферных условий и условий эксплуатации, как указано в руководстве по эксплуатации воздушного судна [Рисунок 1]
• AFM/POH или таблички рядом с панелью доступа предоставляют информацию о правильном типе и весе масла, а также о минимальном и максимальном количестве масла
• Система контролируется датчиками давления и температуры [Рисунок 3]

• Cessna 172N POH, требуемый класс масла

• Cessna 172N POH, требуемый класс масла

• Справочник пилотов по авиационным знаниям, Проверка уровня моторного масла

• Справочник пилотов по авиационным знаниям, Проверка уровня моторного масла

• Потеря давления масла в двигателе приведет к вибрациям двигателя, упадут обороты, и двигатель в конечном итоге заклинит
• Вязкость:

способность жидкости сопротивляться течению.

• Одной из важнейших функций моторного масла является обеспечение охлаждения
• Это происходит из-за того, что холодное масло проходит через теплые участки, собирая тепло и рассеивая его через радиатор

• Справочник пилота по авиационным знаниям, датчик температуры масла и давления

• • Манометр давления масла обеспечивает прямую индикацию работы масляной системы [Рисунок 3]
  • Обеспечивает давление в фунтах на квадратный дюйм (psi) масла, подаваемого в двигатель
  • Зеленый цвет указывает на нормальный рабочий диапазон, а красный цвет указывает на минимальное и максимальное давление
  • Должна быть индикация давления масла при запуске двигателя
  • Ограничения производителя см. в AFM/POH.
• • Датчик температуры масла измеряет температуру масла [Рисунок 3]
  • Обычно измеряется после прохождения маслоохладителя
  • Зеленая область показывает нормальный рабочий диапазон, а красная линия указывает максимально допустимую температуру
  • В отличие от давления масла, изменения температуры масла происходят медленнее
  • Это особенно заметно после пуска холодного двигателя, когда датчику может потребоваться несколько минут или больше, чтобы показать любое повышение температуры масла
  • Периодически проверяйте температуру масла во время полета, особенно при работе в условиях высокой или низкой температуры окружающего воздуха
  • Индикация высокой температуры масла может сигнализировать:
    • Засорение маслопровода или охладителя
    • малое количество масла (возможен отказ двигателя)
    • Неисправен датчик температуры
  • Высокие температуры масла могут привести к контакту металла с металлом из-за снижения вязкости
  • Индикация низкой температуры масла может указывать на неправильную вязкость масла при эксплуатации в холодную погоду

• Расход масла зависит главным образом от эффективности уплотнений
• Масло может быть потеряно из-за внутренней утечки, а в некоторых двигателях — из-за неисправности системы наддува или вентиляции
• Повышение температуры масла не всегда связано ни с падением давления масла, ни с повышением ЧТЦ
• • • Температура масла покажет низкую
• • • Температура масла покажет высокую
  • • Другие температуры будут указывать на высокую температуру
    • Возможный дым
    • Низкое давление масла
    • Высокие обороты
  • • Открытые створки капота, при наличии
• • Масло на ветровом стекле может исходить от двигателя или гребного винта

• Осмотр маслосистемы – это не плановая проверка, а детальный осмотр состояния авиадвигателя
• • Пилоты должны проверять масло в рамках предполетной проверки
  • Осмотр масла имеет решающее значение для определения количества и состояния масла
  • Масло никогда не должно опускаться ниже минимального количества, указанного в Руководстве по пилотной эксплуатации
  • Цвет масла отражает возраст масла и состояние двигателя.
    • Новое чистое масло должно быть светлого цвета
    • Темное масло обычно является результатом загрязнения и окисления после многих часов работы.
      • Слишком темно — это суждение, основанное на количестве часов использования
      • Темное масло может быть из-за плохих поршневых уплотнений
  • Большие масляные картеры лучше поглощают загрязнения, поскольку они удерживают больше во взвешенном состоянии.
    • Отстойники меньшего размера следует заменять/сливать чаще
• • Это никогда не требуется, но пилоты, которые владеют своим самолетом, могут проверить масляный фильтр на явные признаки износа
  • Масляные фильтры предназначены для обхода в случае засорения, но рассчитаны только на срок службы масла.
    • Масляные фильтры следует менять при каждой замене масла
    • Частая замена масляного фильтра также позволяет проводить последовательный анализ тенденций состояния двигателя

• Стандарты сертификации пилотов систем смазки частных пилотов

• Масляные системы уменьшают трение движущихся частей, обеспечивают лучшее уплотнение, уменьшают и отводят тепло, удаляют загрязняющие вещества и, в некоторых случаях, запускают другие системы
• Масло можно отправить на анализ, который выявит мелкие частицы, не улавливаемые фильтром, но фильтр скроет большие проблемы
• Многие системы имеют герметичные отстойники и масляный бак под давлением для обеспечения постоянного напора в смазочном насосе для предотвращения кавитации на больших высотах
• Замена масла разрешена в качестве профилактического обслуживания и указывает на исправность двигателя
• Расход масла в газотурбинном двигателе относительно невелик по сравнению с двигателем поршневого типа
• Все еще что-то ищете? Продолжить поиск:

• Федеральное авиационное управление — Глоссарий пилотов/диспетчеров
• CFI Notebook. net — Информационное руководство для пилотов
• НАСА — Система смазки двигателя
• Справочник пилотов по авиационным знаниям (6-15) Масляные системы

Системы циркуляции масла: что нужно знать

Рис. 1. Пример системы циркуляции масла

Циркуляционные масляные системы или смазочные блоки обеспечивают непрерывный поток смазки к подшипникам, редукторам и воздуходувкам. Они смазывают машины, используемые для откачки ливневых стоков, циркулируют свежий воздух в шахтах, добывают нефть, приводят в движение корабли, производят бумагу и химикаты, а также тестируют военную технику.

В некоторых случаях производитель подшипников поставляет смазочные полозья как часть комплексного решения. В других случаях уже находящийся в эксплуатации подшипник может перегреваться или изнашиваться и нуждается в более динамичной системе смазки. В любом случае ответственность за определение характеристик масляной системы лежит на стороне, которая знает о подшипнике не понаслышке. Система циркуляции масла может быть менее знакомой территорией.

Существует три подхода к закупке системы циркуляции масла. Во-первых, построить его собственными силами. Это и наука, и искусство. Есть много квалифицированных специалистов по техническому обслуживанию, которые могут выполнить соединения, собрать трубопровод и настроить все элементы управления для совместной работы. Будьте готовы потратить время на поиск компонентов и поставщиков. Если вы работаете без чертежа, вы можете рассчитывать на проектирование и реинжиниринг на месте (то есть исправление ошибок и просчетов).

Второй подход заключается в покупке готового блока. Некоторые производители циркуляционных масляных систем имеют готовые агрегаты. Они могут быть полностью собраны или могут быть быстро собраны из подручных компонентов. Сокращение времени выполнения заказа может оказаться полезным при работе с подшипником, который перегревается при летних температурах. Будет ограниченный выбор вариантов, что может привести к недостаточно оборудованной системе или слишком большой, менее эффективной системе.

Третий подход заключается в разработке системы со специализированным производителем. Есть неотъемлемые преимущества опыта и планирования. Хороший производитель предложит чертежные/инженерные ресурсы, будет иметь надежных поставщиков и будет экспертом по устранению неполадок. Циркуляционные масляные системы часто служат десятилетиями, поэтому лучше спроектировать их так, чтобы они имели адекватные средства управления, удобное техническое обслуживание и эффективное использование энергии.

Независимо от того, какой подход используется, следует заранее подумать о том, что система должна делать и как множество различных частей должно объединиться, чтобы выполнить это.

Рис. 2. Поток масла через систему циркуляции

Основная функция: поток масла

Основной функцией циркуляционной системы является подача предписанного потока масла в подшипник. Масло собирается из подшипника, как следует из названия «система циркуляции масла». Масло фильтруется и охлаждается (при необходимости) при прохождении через систему смазки. Путь, по которому следует масло, показан на рис. 2. Он начинается с того, что масло поступает в резервуар по трубопроводу, соединенному с перепускным отверстием в подшипнике.

Подшипник расположен на большей высоте, чем система, поэтому масло течет самотеком. Жидкость переливается через перегородку в бачке. Более крупные загрязнения, как правило, оседают на той стороне перегородки, куда попадает масло. Всасывание, создаваемое насосом, всасывает жидкость в трубопровод. Сетчатый фильтр задерживает крупные частицы перед тем, как масло попадет в насос. Двигатель приводит в действие насос, создавая поток и давление. Затем масло проходит через фильтр для удаления мелких частиц, чтобы они не попали в подшипник. Затем масло поступает в подшипник. Наконец, избыточная жидкость направляется обратно в резервуар через перепускной клапан.

В своей простейшей форме система циркуляции масла может не требовать какого-либо управления, кроме источника питания. Система образует петлю и работает без перерыва до тех пор, пока не потребуется замена фильтра. Характеристики, присущие системе циркуляции масла, показаны на рис. 3.

Рис. 3. Компоненты циркуляционной системы

Определение системных требований

Каждое применение циркуляционной системы уникально. Следует проконсультироваться с производителем подшипников относительно конкретного расхода, давления в системе, типа жидкости и рабочей температуры. Пользователь указывает размер соединительного трубопровода, расстояние между линиями, высоту до подшипника, температуру окружающей среды, доступность электроэнергии и соображения безопасности.

Приборы и электронные элементы управления могут быть добавлены для работы в сложных условиях или для обеспечения активной обратной связи с оператором. Например, предупреждения и отказоустойчивые устройства могут обеспечить обнаружение любых отклонений и принятие мер до того, как будет нарушена смазка подшипника.

Такие меры предосторожности могут быть оправданы, если подшипник запускается и останавливается как часть его нормальной работы, нагрузка или скорость вращения меняются, температура колеблется или он находится в особенно грязной среде.

Некоторые подшипники должны работать без перебоев, что требует того же от системы циркуляции масла. Резервирование может быть встроено в систему. Двойные фильтры с отдельными трубопроводами и регулирующими клапанами позволяют заменять фильтр во время отвода потока масла. Встроенный второй насос и двигатель могут служить резервом, чтобы система оставалась в рабочем состоянии во время обслуживания или замены основных компонентов.

Рис. 4. Примеры теплообменника с воздушным охлаждением
(вверху) и теплообменник с водяным охлаждением (внизу)

Соответствие компонентов требованиям

При выборе системы циркуляции масла учитывайте следующие факторы:

Расход

Если система питает более одного подшипника, скорость потока должна равняться сумме требований. Поток в подшипник контролируется с помощью игольчатого клапана в точке подачи. Насос и двигатель рассчитаны на максимальный требуемый расход плюс небольшой коэффициент непредвиденных обстоятельств. Насос подает масло с постоянной скоростью. Любой поток, превышающий то, что может принять подшипник, отводится обратно в резервуар смазочного узла с помощью перепускного предохранительного клапана, расположенного рядом с выпускным отверстием для жидкости.

Давление

Типичное рабочее давление составляет 35 фунтов на квадратный дюйм (psi) или меньше. Для специальных применений может потребоваться более высокое давление, например, в системе, предназначенной для подвешивания подшипника в смазке во время запуска, чтобы избежать контакта металла с металлом. Максимальное давление определяется в первую очередь производительностью насоса. Регулировка перепускного предохранительного клапана таким образом, чтобы к подшипнику проходило меньше масла, повысит давление в системе.

Насосы и моторы

Двигатели доступны с различными напряжениями, частотами и фазами, чтобы наилучшим образом соответствовать доступным источникам питания. Типичный двигатель соответствует классу TEFC (полностью закрытый, с воздушным охлаждением) и подходит для многих промышленных сред. Систему, расположенную в зоне с горючими парами и пылью, возможно, потребуется классифицировать как взрывозащищенную. Для взрывозащищенного двигателя необходимо указать класс, категорию и группу.

Рис. 5. Подъем и вентиляция
система циркуляции масла

Фильтрация

Система циркуляции масла обычно использует три метода фильтрации. Резервуар оборудован перегородкой, частично разделяющей две стороны. Жидкость поступает в резервуар с одной стороны перегородки, где обычно оседает осадок. Масло, проходящее через верхнюю часть перегородки, выигрывает от этой начальной фазы пассивной фильтрации. Когда жидкость вытягивается из резервуара, достигается второй уровень фильтрации, когда она проходит через сетчатый фильтр. Окончательная фильтрация происходит до того, как жидкость покинет систему, обычно с помощью чего-то вроде 23-микронного фильтра. Рекомендуется регулярно чистить сетчатый фильтр и менять фильтр.

Датчики

Манометры в системе циркуляции масла позволяют контролировать условия эксплуатации. Манометр между насосом и перепускным предохранительным клапаном используется для проверки того, что насос работает по назначению и что перепускной предохранительный клапан предотвращает чрезмерное повышение давления. Температуру жидкости в баке можно увидеть с помощью термометра, встроенного в указатель уровня жидкости.

Датчик температуры, установленный в трубопроводе, дает обратную связь о температуре жидкости после прохождения через теплообменник. Дифференциальный манометр используется для измерения потери давления при прохождении через фильтр. Падение давления указывает на необходимость замены фильтра.

Переключатели

Сигналы, полученные от переключателей, могут интерпретироваться электронным управлением для отправки информации на станции мониторинга, управления работой устройства, активации аварийных сигналов или отключения оборудования.

Температурный выключатель дает возможность сигнализировать о высокой температуре или активировать теплообменник. Датчик уровня жидкости может указать, что уровень масла в баке низкий из-за утечки в системе или из-за того, что жидкость не возвращается достаточно быстро из подшипника. Реле уровня жидкости также можно использовать для подачи сигнала о высоком уровне в баке из-за неожиданного ограничения потока в трубопроводе или в подшипнике.

Переключатель низкого расхода срабатывает, когда расход падает ниже желаемого уровня. Это состояние может быть вызвано забитым фильтром, неисправностью насоса, перебоем в подаче электроэнергии или израсходованной жидкостью. Сигнал от переключателя может дать ценное время предупреждения для принятия корректирующих мер.

Реле дифференциального давления сигнализирует о повышении давления после прохождения через фильтр. Это указывает на необходимость замены фильтра.

Теплообменники

Теплообменник предназначен для снижения температуры масла перед его возвратом в подшипник. Теплообменники передают тепло жидкости воздуху или воде (рис. 4). Теплообменник с воздушным охлаждением использует вентилятор для обдува масла воздухом, когда оно проходит через ряд меньших трубок. Трубопровод теплообменника с водяным охлаждением проходит через цилиндр, через который постоянно проходит вода.

Теплообменник рассчитан на количество британских тепловых единиц (БТЕ), которое необходимо удалять в час. Это рассчитывается с использованием температуры масла на выходе из подшипника и температуры, требуемой при возвращении в подшипник. Размер теплообменника зависит от воздуха или воды, доступных для охлаждения.

Теплообменник с воздушным охлаждением не может снизить температуру масла ниже температуры окружающего воздуха. Более высокая температура окружающей среды создаст потребность в более крупном теплообменнике. Теплообменник с водяным охлаждением обеспечивает повышенную эффективность при более низкой температуре воды и более высоком расходе воды.

Теплообменники могут управляться обслуживающим персоналом вручную или управляться автоматически с помощью переключателя температуры или показаний датчика температуры. Их также можно подключить для непрерывной работы.

Погружные нагреватели

Погружной нагреватель работает в контакте с маслом в резервуаре системы. Повышает температуру жидкости. Типичным использованием может быть запуск системы в холодном климате. Масло нагревается для достижения оптимальной вязкости перед подачей в подшипник. Нагреватель использует встроенный термостат для отключения при достижении заданной температуры.

Среда установки

Окружающие условия могут влиять на работу системы циркуляции масла. При проектировании следует учитывать температуру, высоту над уровнем моря и воздействие элементов. Пространство, доступное для устройства, влияет на пропорции резервуара, монтажное положение компонентов и конфигурацию трубопровода.

Подшипник должен находиться на высоте выше системы циркуляции масла, чтобы масло могло возвращаться в систему под действием силы тяжести (Рисунок 5). Возвратная линия должна иметь вентиляцию и быть на два размера больше, чем линия подачи, чтобы избежать дублирования. Давление, необходимое для подачи масла в подшипник, может зависеть от высоты подшипника, уменьшения размера трубы и любых ограничений, вызванных коллекторами или форсунками.

Резервуары и трубопроводы

Стандартный резервуар изготовлен из сварной стали. Крышка — толстостенная сталь. Используется как платформа для монтажа компонентов системы. Трубопроводы и фитинги обычно изготавливаются из железа с фитингами с национальной трубной резьбой (NPT). Вся система требует покраски или какого-либо защитного покрытия во избежание коррозии.

Резервуары и трубопроводы также могут быть из нержавеющей стали. Соединения могут быть сварными, а некоторые фитинги фланцевыми. Перед вводом в эксплуатацию системы циркуляции масла должны быть проверены на обнаружение утечек и работу компонентов.

Получите то, что вы просите

Не существует единого размера, подходящего для всех, когда речь идет о системах циркуляции масла. Тесно сотрудничайте с производителем подшипников для определения оптимальных условий эксплуатации.