Смазка деталей ДВС нужна для уменьшения трения между ними и отвода тепла. Она осуществляется моторными маслами, которые обладают стойкостью к воздействию высоких температур в сочетании с малой вязкостью при низких температурах (для уверенного пуска двигателя). Кроме того, моторные масла не должны при сгорании образовывать нагар, не должны быть агрессивными по отношению к резиновым уплотнениям и деталям из пластмасс. Для смазки применяются минеральные масла (получаемые из нефти путем перегонки), полусинтетические и синтетические. Полусинтетические масла представляют смесь высококачественных нефтяных и синтетических базовых компонентов. У синтетических масел нефтяная основа отсутствует, за счет эффективных антифрикционных присадок повышается (по сравнению с минеральными маслами) срок службы двигателя, облегчается его пуск при низких температурах. Несмотря на более высокую цену, полусинтетические и синтетические масла находят все более широкое применение. Производятся специальные моторные масла, причем они различаются для двигателей, отличающихся по тактности (двух- и четырехтактных) и по степени форсировки. Для российских мотоциклов с четырехтактными двигателями применяют автомобильные масла различной вязкости, с двухтактными — МГД-14, или зарубежные аналоги.
В четырехтактных двигателях применяются три способа подачи масла к трущимся поверхностям: под давлением, разбрызгиванием и самотеком. Большинство пар трения смазывается под давлением, создаваемым масляным насосом. Другие пары трения смазываются масляным туманом, который образуется при разбрызгивании капель масла движущимися деталями кривошипно-шатунного механизма. И, наконец, третья группа деталей смазывается маслом, стекающим по особым каналам и желобам. Картер (поддон картера) обычно является масляным резервуаром (так называемый «мокрый» картер — рис. а).
Системы смазки четырехтактного двигателя
а — с «мокрым» картером («Урал»); б — с «сухим» картером; 1 — поддон картера; 2 — маслоприемник; 3 — масляный насос;
Некоторые зарубежные мотоциклы имеют систему с «сухим» картером (рис. б), из которого масло сначала откачивается одной из секций насоса в отдельный масляный бак, а другой секцией под давлением подается к поверхностям трения. Бак может располагаться в разных местах: возле двигателя, у заднего колеса или в передней части рамы.
Уровень масла во всех системах смазки контролируют при помощи щупа (с метками минимального и максимального уровня) или через специальное контрольное отверстие. Работа двигателя с пониженным уровнем масла недопустима.
Система смазки содержит масляный насос, масляный фильтр, клапаны (обратный и предохранительный) и магистрали в виде каналов (трубок, сверлений в деталях).
Масляные насосы четырехтактных ДВС бывают плунжерного и шестеренного типов.
Типы масляных насосов
а — плунжерный; б — шестеренный с наружным зацеплением шестерен; в — с внутренним зацеплением шестерен
Шестеренный насос, получивший наибольшее распространение, состоит из корпуса, в котором расположены одна или две пары шестерен с наружным или внутренним зацеплением; шестерни приводятся во вращение от коленчатого или распределительного вала двигателя. Масло поступает во входную полость корпуса, захватывается зубьями шестерен и нагнетается к выпускной полости.
Из фильтров наиболее распространены сменные бумажные.
Бумажный элемент масляного фильтра
В двухтактных двигателях смазка трущихся пар осуществляется маслом, находящимся в виде мелких капель в парах топлива. Масло смешивают с бензином либо предварительно в баке (в пропорции 1:25–1:50), либо непосредственно во впускном патрубке, куда оно в необходимом количестве подается специальным насосом-дозатором. Последнюю систему подачи масла называют «системой раздельной смазки», она имеет преимущественное распространение на зарубежных двухтактных двигателях. В таких системах подача масла на малых нагрузках доводится до соотношения 1:200, что снижает дымность выхлопа, уменьшает общий расход масла и образование нагара в камере сгорания. В России система раздельной смазки применяется на «ЗиД-200 Курьер» и части мотоциклов «Иж-Планета-5».
Двухтактный двигатель с системой раздельной смазки
В системах с раздельной смазкой применяют насосы плунжерного типа, приводимые в действие от коленчатого вала или моторной передачи. Масло хранится в специальном баке и поступает к насосу самотеком. Конструкция предусматривает сигнализатор низкого уровня масла в баке. Количество подаваемого во впускной патрубок масла зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя; в некоторых конструкциях имеется еще одна регулировка его производительности — от положения ручки «газа», для чего насос соединен с ней отдельным тросом.
Насос РС-2 системы раздельной смазки мотоциклов ЗиД
При сгорании топлива в цилиндре ДВС выделяется тепло, часть которого (около 35 %) идет на полезную работу, остальное рассеивается в окружающую среду. Если рассеивание тепла недостаточно эффективно, детали цилиндро-поршневой группы перегреваются, и из-за их чрезмерного расширения, а также нарушения условий смазки, может произойти заклинивание и повреждение деталей. Чтобы не допустить перегрева, все мотоциклетные двигатели вне зависимости от тактности имеют систему охлаждения — воздушную или жидкостную.
Системы охлаждения мотоциклетных ДВС
а — встречным потоком воздуха; б — принудительная воздушная; в — жидкостная; г — воздушно-масляная (двигателя с «сухим» картером); 1 — вентилятор с механическим приводом; 2 — жидкостный радиатор; 3 — вентилятор;
В наиболее простой системе воздушного охлаждения детали охлаждаются потоком встречного воздуха при движении мотоцикла. Для повышения эффективности теплоотдачи поверхности цилиндра и головки делают ребристыми. На некоторых мотовездеходах и большинстве мотороллеров применяют принудительное воздушное охлаждение, когда воздух нагнетается вентилятором с механическим (реже электрическим) приводом. В системах с воздушным охлаждением у четырехтактных двигателей немалую роль отводят охлаждению масла — увеличивают поверхность картера, устанавливают специальные масляные радиаторы.
Все шире на мотоциклетных ДВС применяют системы жидкостного охлаждения, подобные автомобильным. В них в качестве теплоносителя используют специальную жидкость — антифриз. Антифризы представляют собой низкозамерзающие (–40...–60 °С) и высококипящие (+120...+130 °С) жидкости. Они также обладают смазывающими и антикоррозионными свойствами. Эксплуатация двигателей с использованием чистой воды не допускается.
Системы охлаждения включают насос, термостат, радиатор с расширительным бачком, соединительные шланги. К радиатору может крепиться вентилятор (обычно с электрическим приводом), который включается датчиком температуры. Многие мотоциклы имеют упрощенные системы жидкостного охлаждения — без электровентилятора и термостата.
Насос центробежного типа приводится через соединительную муфту от коленчатого вала двигателя или вспомогательного вала. Состоит насос из корпуса, крышки, крыльчатки и уплотнительных манжет.
Поддерживает постоянную температуру в системе охлаждения специальный клапан — термостат. Он представляет собой запаянную емкость, внутри которой находится вещество с высоким коэффициентом теплового расширения. Во время прогрева (до температуры охлаждающей жидкости около 90 °С) термостат ограничивает циркуляцию жидкости через радиатор, благодаря чему двигатель быстро прогревается. После достижения рабочей температуры клапан термостата открывает доступ охлаждающей жидкости в радиатор, где она эффективно охлаждается потоком встречного воздуха. При нагреве охлаждающей жидкости сверх установленной температуры (90–95 °С) датчик температуры включает электровентилятор, дополнительно обдувающий радиатор.
Перегрев любой системы охлаждения вызывается нарушением условий эксплуатации (при перегрузке) или загрязнением теплоотводящих поверхностей. Кроме того, в системах жидкостного охлаждения возможны поломки отдельных узлов и деталей системы и вытекание охлаждающей жидкости. Поэтому такие системы требуют постоянного контроля.
Каталог статей
