Смазка двигателя

непосредственном контакте между металлическими поверхностями развиваются такие значительные силы трения, что возможно не только заедание, но и оплавление поверхностей. Поэтому между трущимися поверхностями вводят слой смазки. Масло прилипает к деталям и, раздвигая - трущиеся поверхности, заменяет непосредственное трение металла о металл трением внутри масляного слоя. При этом масло охлаждает поверхности. В этом заключается основное назначение смазки. Рис. 60, Шлифованные поверхности при большом увеличении
Такое чисто жидкостное трение не всегда имеет место. Во многих подвижных сочленениях двигателя (например, поршневое кольцо — цилиндр) происходит полусухое трение, при котором трущиеся детали более подвержены износу. Чем интенсивнее смазываются трущиеся поверхности, тем в большей степени масло не только уменьшает трение, но и отводит от смазываемого места тепло.

Масла, пригодные для смазки двигателя мотоцикла, не теряют смазочные качества при сильном нагревании и резких колебаниях температуры. У работающего двигателя температура головки поршня может быть в пределах 250—500° С, стенок поршня 100—250° С, цилиндра 100—175° С, картера 50—150° С. Перед пуском двигателя в зависимости от климатических условий масло может иметь температуру —20° С, а иногда и ниже.
Хорошее масло прилипает к трущимся поверхностям, обволакивая их плотной равномерной пленкой, которая не разрушается от высокой температуры и не выдавливается при большой нагрузке. Об этих свойствах судят в основном по величине вязкости масла характеризующей величину внутреннего сопротивления при перемещении одного слоя масла относительно другого. Чем выше вязкость, тем плотнее масляная пленка, тем надежнее при достаточном количестве масла предохранены поверхности от изнашивания. От правильного выбора вязкости масла в большой степени зависит надежность работы механизма. Летом пользуются маслами с большей вязкостью, а зимой — с меньшей вязкостью. Для изношенного двигателя желательно применять более вязкое масло.
Отношение вязкости к плотности масла называется кинематической вязкостью. Кинематическая вязкость измеряется в стоксах (cm) и сантистоксах (ест).
С повышением температуры вязкость неизбежно уменьшается, В характеристике масла указывается вязкость при температуре 50 и 100° С.


Жидкое масло, у которого с повышением температуры вязкость мало уменьшается, хорошо смазывает горячие детали двигателя и не препятствует вращению холодного кривошипа. Масло, густое при температуре 20° С, но быстро теряющее вязкость при повышении температуры, затрудняет пуск и не пригодно для смазки сильно нагревающихся частей двигателя мотоцикла. Свойство масла изменять вязкость в зависимости от температуры количественно характеризуют числом, выражающим отношение вязкости при температуре 50° С к вязкости при температуре 100° С. Меньшее число указывает на большую устойчивость вязкости масла к изменению температуры.

Одним из важных свойств масла является его способность выдерживать высокую температуру. Температура, при которой из масла начинают выделяться горючие газы, воспламеняющиеся от пламени, называется температурой вспышки. Для двигателя мотоцикла используется масло с высокой температурой вспышки.
Под действием высокой температуры двигателя масло окисляется, образуя лакообразную пленку. Пленка возникает преимущественно около поршневых колец и способствует их пригоранию. Поэтому масло должно быть достаточно устойчиво против окисления при нагревании (так называемая -термоокислительная стабильность). Кроме того, вследствие сгорания некоторого количества масла, попадавшего в камеру сгорания, на ее стенках образуется нагар. При использовании масел лучших сортов нагара образуется мало. Масла хорошего качества обычно имеют светлый цвет и прозрачны.
При понижении температуры масло густеет и застывает. Необходимо знать температуру застывания масла. Зимой для четырехтактного двигателя следует применять масла с низкой температурой застывания. Двигатель, заправленный быстрозастывающим маслом, невозможно пустить на морозе без предварительного подогревания. При этом после пуска двигателя долго не обеспечивается достаточная смазка поршня, а при циркуляционной системе смазки с отдельным баком масло не течет по трубопроводам.
Надо отметить, что при понижении температуры масло перестает течь по трубопроводам не при температуре застывания, а при температуре, которая выше ее примерно на 10° С. В отношении двухтактного двигателя эти замечания несущественны, так как масло в нем смешано с бензином в пропорции 1 : 25.
Справа приведены характеристики наиболее употребительных масел для двигателей.



Для улучшения вязкостных, моющих и других свойств масел ко многим из них добавляют различные присадки. При наличии присадки в обозначение масла добавляется буква п. К зимним маслам прибавляют присадки, понижающие температуру застывания масла и сохраняющие его текучесть при низкой температуре.
Для четырехтактного двигателя в летний период эксплуатации рекомендуются масла MС-20, МК-22, МС-14, автотракторные масла АКп-10, АКп-15 и масло АС-10, а в зимний период — масла СУ, АКп-6, АС-8, АС-10 и соответствующие загущенные масла (с буквой 3).
Для двухтактных двигателей, независимо от сезона, желательно применять вязкие масла, т. е. те, которые используются для четырехтактных двигателей в летний период, и воздерживаться от применения масла СУ и других маловязких и загущенных масел.
Машинное масло СУ (индустриальное 50), применяемое для автомобилей «Москвич-407» и др., по вязкости соответствует маслу АКп-6 и превосходит его по другим качествам. Поэтому масло СУ нежелательно применять для четырехтактных двигателей в летнее время и в случае большого нагревания двигателя. Дизельные масла Дп-8, Дп-11, рекомендуемые для автомобиля «Запорожец», в особенности летнее, являются хорошей смазкой для двигателей мотоциклов.
Так называемые загущенные масла, например, АКЗп-6, АКЗп-10 и др., состоят из жидких солярово-веретенных масел, загущенных полиизобутиленом. Они предназначены для четырехтактных двигателей и облегчают в сильные морозы проворачивание коленчатого вала холодного двигателя при пуске. Для Двухтактных двигателей они менее желательны, так как при разведении их бензином в пропорции 1 : 25 смазка двигателя ухудшается.
Касторовое масло, применяемое для спортивных мотоциклов, имеет температуру вспышки 278° С, а по вязкости примерно соответствует маслу МК-22. Касторовое масло плохо смешивается с бензином и с понижением температуры быстро густеет. Для двухтактных двигателей, работающих на бензине, оно непригодно. При использовании касторового масла для двухтактных двигателей спортивных мотоциклов его сначала смешивают со спиртом или бензолом и только после этого добавляют бензин.

В картере двигателя поддерживается постоянный уровень масла. Маховики, слегка погруженные в масло, вращаясь, увлекают его со дна картера и забрасывают на стенку цилиндра. Поршень с кольцами размазывает масло по зеркалу и сбрасывает излишнее масло обратно в картер. Образующийся при этом масляный туман проникает во все зазоры трущихся сопряжений и, оседая на деталях, смазывает их. Часть масла при работе двигателя попадает через зазоры между поршнем и зеркалом в камеру сгорания и сгорает вместе с рабочей смесью. В картер масло поступает из масляного бака. Система смазки разбрызгиванием с «мокрым» картером применялась в начальный период развития мотоциклостроения. В последующем система смазки подвергалась многим усовершенствованиям.
В современных двигателях к трущимся деталям смазка подается комбинированным способом: разбрызгиванием (к цилиндру, поршню, поршневому пальцу), частично самотеком и под давлением (по каналам к подшипнику шатуна). По каналам масло также подводится к некоторым другим узлам двигателя: к распределительным шестерням, подшипникам распределительного вала, толкателям, коромыслам клапанов.
У двухцилиндровых двигателей с противолежащими цилиндрами, как, например, у двигателей мотоциклов М-62 и К-750, кривошип забрасывает в левый цилиндр меньше масла, чем в правый цилиндр. Для уравнивания количества смазки к левому цилиндру от общей магистрали по каналам дополнительно подводится масло. У двухцилиндровых V-образных двигателей в один из цилиндров также забрасывается меньше масла, поэтому к нему дополнительно по каналам подается масло.
Комбинированный способ подведения Смазки к трущимся деталям используется в получившей наибольшее распространение на четырехтактных двигателях циркуляционной системе смазки с сухим картером (рис. 61).
Эта система смазки характеризуется отсутствием запаса масла на дне полости, в которой вращается кривошип, и наличием двух масляных насосов, из которых один насос 4 забирает масло из бака 1 и нагнетает в систему маслопроводов, а другой насос 2 забирает масло со дна полости расположения кривошипа и возвращает масло в бак. Часть масла, выбрасываемая из подшипника-нижней головки шатуна, разбрызгивается. В результате циркуляции всего масла к трущимся поверхностям поступает большое количество охлажденного масла.



При системе смазки с сухим картером масляный бак обычно размещается на раме под седлом и соединен с двигателями гибкими трубопроводами. В некоторых двигателях масляным баком служит отсек в нижней части картера. Тогда система смазки с сухим картером существенно упрощается, так как при расположении масляного бака 1 непосредственно внизу картера необходимость в откачивающем насосе 2 отпадает, потому что масло возвращается в бак самотеком. Система смазки с сухим картером и одним нагнетающим масляным насосом применяется, например, в мотоциклах М-62, «Урал» К-750. При таком устройстве никаких внешних маслопроводов не требуется, что уменьшает возможность повреждений системы смазки и упрощает уход за ней. Зимой данная система смазки работает надежнее, а летом из-за чрезмерного перегрева масла смазка двигателя ухудшается.
Когда масляный бак расположен под седлом, запас масла может быть весьма большим, но внешние трубопроводы подвержены повреждениям, а зимой в них возможно прекращение циркуляции масла. Зато в летнее время в двигатель поступает несколько более охлажденное масло. В настоящее время распространены обе системы. В процессе эксплуатации надежнее мотоциклы с масляным баком в картере. При эксплуатации этих мотоциклов в южных районах желательно оборудовать их масляным радиатором.
В системах циркуляционной смазки имеются клапаны. Редукционный клапан 5 способствует стабилизации давления; перепуск- ной клапан 3 возвращает масло с линии нагнетания во впускную линию, предохраняя насос от перегрузки при увеличении вязкости масла или засорении линии нагнетания.
Иногда для регулировки подачи смазки (в системах с отдельным баком) применяются регулировочные винты и жиклеры, а контроль над работой системы смазки осуществляется с помощью манометра или сигнальной лампы. Но чаще исправность работы такой системы смазки проверяют с помощью контрольной трубки, по которой масло из1 картера возвращается в бак 1, Отверстие трубки видно при открытой горловине бака. Во время работы двигателя масло должно интенсивно вытекать из трубки.
При расположении масляного резервуара в картере двигателя для контроля уровня масла устанавливают маслоизмерительный стержень.
Ввиду надежной работы системы смазки у многих мотоциклов отсутствуют приспособления для регулировки подачи смазки и приборы для контроля работы системы смазки.
В системе смазки двигателя мотоциклов М61 «Урал» (рис. 62), К-750 и М-72 масляным резервуаром служит нижняя часть картера. Маслоналивная горловина расположена с левой стороны двигателя, спускная пробка — в поддоне. В пробке горловины укреплен маслоизмерительный стержень с отметками для измерения уровня масла. Масляный насос 1, расположенный книзу картера ниже уровня масла, приводится во вращение от распределительного вала посредством червячной передачи и длинного вертикального вала. Нагнетаемое насосом из поддона через приемное отверстие 15 масло подается по основному каналу 2 через канал 13 в картер к гнезду переднего коренного подшипника и через канал 3 — к гнезду заднего подшипника. К фланцу левого цилиндра масло поступает по каналу 14, а к распределительным шестерням — по каналу 11. Из отверстия под передним и задним коренными подшипниками масло по каналам 5 вытекает соответственно в передний и задний маслоуловители 8, расположенные на щеках кривошипа. Маслоуловитель представляет собой диск из листовой стали, у которого завальцованный наружный край образует глубокий желоб, сообщающийся с внутренней полостью 12 пальца кривошипа. Под действием центробежной силы масло из желоба поступает в палец кривошипа и через каналы 4 — в подшипник шатуна.
В маслоуловителе из масла сепарируется и остается в желобе некоторое количество частиц металла и затвердевшего масла. Сброшенное с нижней головки шатуна масло в виде капель и тумана смазывает цилиндры, толкатели, кулачки распределительного вала, направляющие втулки клапанов, поршневые пальцы и другие трущиеся детали. Для увеличения поступления масла к подшипникам распределительного вала, в картере сделаны масло-сборные карманы 10, соединенные каналами 9 с подшипниками.



Для смазки коромысел и направляющих втулок клапанов масло поступает в головку цилиндров (двигатель мотоцикла М-62 «Урал») через отверстия около направляющих втулок толкателей. Частицы масла, проникшие через отверстия, попадают в трубчатые кожухи штанг и стекают по ним в головку. Из головки масло возвращается в картер через трубку, закрепленную вдоль цилиндра - снизу. Со стенок цилиндров и со всех других смазываемых деталей масло возвращается в поддон через сетку. В картере сделаны отверстия для стока масла в поддон из полостей расположения распределительных шестерен и пружин клапанов (двигатели мотоциклов М-62 «Урал» и К-750).
Для предупреждения попадания масла в прерыватель в передней части картера на распределительном валу имеется самоподжимной сальник, а в задней части картера на ступице 6 маховика — самоподжимной резиновый сальник 7 (у прежних моделей мотоциклов этого типа вместо него стоял фетровый сальник, работавший вместе с маслосгонной канавкой на ступице маховика). Задержанное сальником 7 масло возвращается в картер через отверстие, просверленное в картере между подшипником и сальником.

Двухтактные двигатели смазываются маслом, смешанным с бензином. Для большинства двигателей масло добавляют в бензин в пропорции 1 : 25 (4%), а для некоторых зарубежных двигателей — в пропорции 1 : 30. Во время впуска и предварительного сжатия в картере масло, содержащееся в горючей смеси, смазывает детали, а потом, поступив при продувке в цилиндр, сгорает в нем вместе с рабочей смесью. Этим объясняются темная окраска отработавших газов и усиленное нагарообразование, характерные для двухтактных двигателей.
В прошлом у двухтактных двигателей в дополнение к смазке маслом, содержащимся в горючей смаси, к подшипникам кривошипного механизма и зеркалу цилиндра подавалось масло с помощью специального насоса. Со временем выяснилось, что эти насосы только усложняют конструкцию. Современные двухтактные двигатели (за редким исключением) не имеют специальных устройств для смазки.

Для мотоциклетных двигателей используют шестеренчатые, поршневые (плунжерные) и коловратные масляные насосы; преимущественное применение получили шестеренчатые насосы.
У шестеренчатых насосов (рис. 63, а) с увеличением числа оборотов производительность повышается, и они обеспечивают достаточно надежную смазку двигателя. Поршневой насос (рис. 63, в) этим свойством не обладает. Наоборот, у него имеется существенный недостаток: с увеличением количества ходов поршня производительность насоса понижается. Следовательно, с увеличением числа оборотов коленчатого вала двигателя подача смазки уменьшится.
В двух расточенных цилиндрических гнездах корпуса 3 шестеренчатого насоса помещены находящиеся в зацеплении шестерни 1 и 2. Гнезда в корпусе закрыты крышкой 7. Шестерни установлены между стенкой корпуса и крышкой с минимальными зазорами, вследствие чего насос может создать достаточное давление. Для валов шестерен в корпусе расточены отверстия.
Удлиненный вал одной из шестерен приводится во вращение от распределительного вала через шестерни 4 и 5 и приводной вал 6. Масло, поступающее в насос, заполняет впадины между зубьями шестерен и при их вращении подается к выходному отверстию.



Двойной насос (рис. 63, б) для нагнетания в картер масла и откачивания его обратно в бак работает так же, как нагнетательный насос, но имеет две пары шестерен, расположенных в общем корпусе, в два ряда. Верхняя пара шестерен с более широкими зубьями, имеющая большую производительность, служит для откачивания масла, а нижняя пара шестерен с узкими зубьями, изолированная от верхней пары перегородкой, нагнетает масло. Откачивающий насос должен иметь более высокую производительность, чем нагнетательный, так как вспененное в картере масло занимает больший объем, чем свежее масло в баке. При недостаточно интенсивном откачивании масла не удается осуществить систему смазки с сухим картером, и он может оказаться заполненным маслом из бака.

В двигателе масло засоряется твердыми частицами, попадающими в него в результате износа цилиндра, поршневых колец, подшипников, пальцев и других деталей. Этому способствует недостаточная очистка масла. Кроме того, масло может чернеть из-за наличия в масле моющей присадки. Для очистки масла в мотоциклетных двигателях применяют сетчатый фильтр (на всасывающей части масляного насоса), фильтры грубой и тонкой очистки или центробежную очистку масла.
Сетчатый фильтр на всасывающей части масляного насоса в основном предназначен для защиты масляного насоса от повреждения крупными посторонними частицами, попавшими в масло.



Центробежная очистка масла наиболее эффективно производится специальной центрифугой. Частично центробежная очистка осуществляется с помощью следующих простых устройств. Внутреннюю полость кривошипного пальца в двигателях некоторых мотоциклов делают достаточно большой; в ней сепарируется загрязненное масло, поступающее от насоса. Более тяжелые-посторонние частицы скапливаются у отдаленной от центра кривошипа стенки пальца, а очищенное масло выходит в шатунный подшипник через отверстия в стенке, обращенной к центру кривошипа (рис. 64, а).
В двигателях мотоцикла М-62 «Урал», К-750, М-72 и др., подобных им по конструкции, масло, поступающее от насоса, попадает в глубокие желоба маслоуловителей, установленных на внешней стороне крайних щек коленчатого вала. Во вращающихся маслоуловителях задерживаются металлические частицы, крупинки нагара и другие имеющиеся в масле тяжелые посторонние примеси (рис. 64, б). Желательно, чтобы очистка масла осуществлялась в фильтрах грубой и тонкой очистки, как у автомобильных двигателей. При такой системе смазки фильтр тонкой очистки включается параллельно масляным коммуникациям и в него поступает на очистку только небольшая часть масла. В случае засорения фильтра нормальное движение масла по каналам, питающим узлы двигателя, не нарушается.

Смазка большинства двухтактных двигателей осуществляется маслом, смешанным с бензином в пропорции 1 : 26 (0,4 л масла на 10 л бензина). Новый двигатель в период обкатки смазывают маслом, смешанным с бензином в пропорции 1 : 20 (0,5 л автотракторного масла на 10 л бензина).
Смесь приготовляют в чистой посуде. Масло отмеривают стаканчиком емкостью 100 см3 обычно укрепленным на внутренней стороне пробки бензинового бака. Смесь должна быть хорошо перемешана, для чего ее взбалтывают и тщательно размешивают. Не рекомендуется составлять смесь непосредственно в баке мотоцикла. При заправке бензина шлангом из колонки на бензозаправочной станции масло постепенно вливают в струю бензина. После заправки мотоцикл покачивают из стороны в сторону и размешивают смесь мешалкой. Зимой масло смешивается с бензином медленно, поэтому рекомендуется приготовлять смесь в теплом помещенци.
Двигатель удовлетворительно работает с любым автомобильным маслом. Вязкостные свойства масел при смешивании с бензином в пропорции 1 : 25 в значительной степени уравниваются, а смазывающие свойства ухудшаются. Необходимо пользоваться вязкими маслами и избегать применения маловязких масел (см. выше «Масла для двигателей»).
При увеличенном содержании масла в бензине затрудняется пуск двигателя и в нем быстрее накапливается нагар. Уменьшать содержание масла в бензине против рекомендуемого запрещается. При недостаточном содержании масла не только понижается мощность двигателя, но ускоряется износ поршневых колец, поршня и цилиндра. Значительный недостаток масла может вызвать поломку поршневых колец и недопустимые износы деталей двигателя (главным образом цилиндра)- через несколько километров пробега. Об этом следует помнить при вынужденной иногда заправке мотоцикла бензином в пути.
Четырехтактные двигатели,
У двигателей мотоциклов М-62 «Урал», К-750, М-72 и др. с подобным устройством системы смазки обслуживание заключается в проверке качества масла, добавлении его до уровня верхней отметки на маслоизмерительном стержне и замене отработанного масла свежим через 2000 км пробега. Для доливки и замены желательно использовать масло, предварительно профильтрованное через мелкую сетку.
Перед выездом рекомендуется двигатель слегка прогреть при работе на холостом ходу. После выезда необходимо двигаться медленно, пока двигатель не нагреется до рабочей температуры, так как при теплом картере обеспечена хорошая циркуляция масла по каналам, а при холодном картере поршни в начале работы двигателя смазываются недостаточно.
Не более чем через 400 км пробега надо вывернуть пробку маслозаливной горловины картера, протереть имеющийся на ней маслоизмерительный стержень и вставить обратно в горловину, не заворачивая пробки. Затем нужно вынуть маслоизмерительный стержень и по маслу, оставшемуся на нем, проверить уровень и качество масла в картере.
Для обеспечения двигателя достаточным запасом смазки в пути необходимо стремиться поддерживать уровень масла на высоте верхней метки маслоизмерительного стержня (допустимо понижение уровня масла на 2—3 мм). Если в двигателе угар масла велик, уровень масла проверяют через 100—200 км пробега. Угар, в частности, возрастает при использовании жидких масел и уменьшается при заправке двигателя, например, маслом МК-22. Недопустимо ездить на мотоцикле, когда уровень масла находится на высоте нижней метки маслоизмерительного стержня, так как во время большого крена мотоцикла масло не будет поступать в насос. Кроме того, при этом повышается температура масла.
При заправке картера маслом значительно выше верхней метки маслоизмерительного стержня шатуны и щеки кривошипа будут забрасывать излишнее количество масла на стенки цилиндров, вследствие чего свечи зажигания покроются маслом и копотью, а из глушителя пойдет большой дым. При этом масло может проникнуть через сальник на ступице маховика в муфту сцепления и вызвать буксование дисков.
В период обкатки нового двигателя или двигателя после капитального ремонта рекомендуется первый раз менять масло после 300 км пробега. Последующую смену масла производят через 500 км пробега. У обкатанного двигателя масло меняют периодически через 2000 км пробега. Смену масла следует производить немедленно после поездки, когда двигатель хорошо прогрет. Для того чтобы выяснить, нет ли в масле посторонних включений, рекомендуется спустить масло в чистую посуду, а осадок из углубления спускной пробки извлечь и растереть на ладони. Посторонние включения будут легко заметны на ощупь. Перед заливкой свежего масла двигатель нужно промыть.
Для промывки в прогретый двигатель заливают жидкое автотракторное или другое соответствующее ему масло до нижней метки, а затем пускают двигатель. После 5 мин работы это масло спускают и заправляют картер свежим маслом.
Для промывки двигателя недопустимо применять керосин, так как он растворит скопившийся в маслоуловителях осадок уплотнившегося масла с металлическими включениями, которые, попав в подшипники, быстро выведут двигатель из строя.
Пригодность масла для дальнейшей работы необходимо проверять, когда двигатель холодный. Качество масла можно считать удовлетворительным, если оно не очень потемнело и при растирании между пальцами ощущается липкость. При этом масло желательно сравнивать со свежим маслом того же сорта. Масло следует заменить, если оно стало черным (через его пленку плохо видны метки на щупе), пахнет бензином, а при растирании между пальцами ощущается только слабая маслянистость. Однако нужно, учитывать, что масла, содержащие моющие присадки, быстро чернеют, но качество их при этом не ухудшается.