Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Устройство и принцип работы системы смазки двигателя

Работа системы смазки двигателя

Система смазки двигателя

Двигатель внутреннего сгорания состоит из множества трущихся друг о друга деталей. Процесс трения деталей называется фрикциями. В двигателях внутреннего сгорания фрикции являются отрицательными процессами, так как напрямую вызывают износ деталей и уменьшение КПД двигателя.  Для уменьшения фрикционного износа, в двигателях применяется система смазки трущихся деталей. Для двигателей внутреннего сгорания применяется самая распространенная система смазки двигателя – комбинированная. Для двухтактных двигателей – топливная, то есть моторное масло смешивается с топливом. Во время работы подмешанное масло смазывает узлы и детали двигателя.

В комбинированной системе смазки масло может выполнять и охлаждающие функции. Для охлаждения самого моторного масла в некоторых системах применяются масляные радиаторы, которые включаются в контур забора масла и установлены в передней части моторного отсека. Для двигателей небольшого литража применяются теплообменники. Обычно это узел, на который устанавливается масляный фильтр. Теплообменник имеет выходы для подключения контура охлаждения. Процесс охлаждения масла совмещен непосредственно с охлаждением двигателя. Охлаждающая жидкость, проходя через теплообменник, забирает часть тепла от подаваемого в двигатель моторного масла, исключая его перегрев и разложение под действием высоких температур.

В комбинированной системе смазки масло подается под давлением в масляные каналы. Но при этом смазывание происходит как под давлением, так и при помощи образующейся масляной ванночки, разбрызгиванием.

Устройство системы смазки

Комбинированная система смазки ДВС включает в себя несколько основных элементов:

Устройство системы смазки
  • Поддон
  • Масляный насос
  • Заборник
  • Масляный фильтр
  • Контуры подачи масла к деталям и узлам

Поддон

Это конструктивно установленная на  блок цилиндров (в нижней части) ёмкость, в которой находится моторное масло. Поддон изготавливается из железа или алюминия. Для исключения образования масляной пены, между поддоном и блоком цилиндров установлена пеногасительная пластина. У поддона имеется резьбовое сливное отверстие. Форма поддона обычно имеет наклонные плоскости, углубление для заборника масляного насоса. Заборник должен устанавливаться с учетом неполного забора масла со дна поддона. Делается это для недопускания попадания частиц мусора скапливающихся на дне поддона в масляный насос.

Контроль  уровня масла производится при помощи щупа с делениями, указывающими на допустимое количество. Контроль должен проводиться постоянно и при малейшем изменении уровня, необходимо устранять причины подъема или опускания уровня масла. Повышенный расход масла указывает на отсутствие компрессии в цилиндрах, износ турбины, или износ сальников. Повышенный уровень может свидетельствовать об утечке охлаждающей жидкости в поддон, залегании компрессионных колец.

Замена масла производится строго с учетом рекомендаций производителя. Менять масло на другие марки по API (не рекомендованные производителем) не следует.

Масляный насос

Масляный насос двигателя ВАЗ

Узел, который подает масло под давлением в систему смазки двигателя. Разновидностей масляных насосов множество (поршневые, шестеренчатые, воздушные и др.). Для двигателей внутреннего сгорания применяются насосы шестеренчатые. Масло нагнетается при помощи двух шестерен, подогнанных друг к другу с минимальным зазором между зубьями. В корпусе насоса находится редукционный клапан, который сбрасывает излишки давления масла. Приводится в действие насос вращающимся коленвалом непосредственно или при помощи цепной передачи. К масляному насосу присоединяется заборник с сетчатым фильтром грубой очистки.

Масляный фильтр

Предназначен для очистки масла от металлических примесей, появляющихся в процессе эксплуатации двигателя, от конденсата воды, от других вредных веществ. Крепится в непосредственной близости к масляному насосу, обычно на резьбовом соединении. Фильтр имеет форму цилиндра с отверстием в центре для подачи масла и отверстиями по краю для подачи отфильтрованного масла в каналы смазки. Существуют фильтры несменные, в таких фильтрах меняется только фильтрующий элемент. Остальные фильтры меняются вместе с заменой масла.

Принцип работы системы смазки


При запуске двигателя начинает вращаться масляный насос, который подает масло в фильтр, далее масло поступает в каналы смазки и распределяется на узлы, которые работают в режиме повышенного износа. Это шейки коленчатого вала (коренные, шатунные), шейки распредвала и в турбированных двигателях пальцы поршней и турбина. Во многих турбированных двигателях стоят специальные форсунки, которые подают масло под давлением на пальцы поршней.

После смазки шеек распредвала, масло образует масляную ванночку в ГБЦ. Этим маслом смазываются бобышки распредвала и толкатели клапанов, клапаны. После увеличения уровня в ванночке, масло по сливным каналам опять поступает в поддон. В поддоне, под действием движущихся шатунов и выдавливания масла из-под вкладышей шеек, образуется масляный туман, который разбрызгивается по стенкам цилиндров. После смазывания цилиндров, оно снимается со стенок маслосъёмными кольцами. Избыточное давление, которое возникает в картере, снимается при помощи сапуна. Сапун представляет собой устройство задержки масла и выпуска воздуха из картера. Выход сапуна подключается к заборнику воздушного фильтра.

Система смазки автомобиля

Процесс смазки происходит непрерывно, пока работает двигатель, контроль давления масла осуществляется при помощи установленного датчика на выходе фильтра и указателя давления на приборной панели. При малейшем несоответствии давления (мигание лампочки контроля), двигатель немедленно должен быть остановлен.

основы и принцип работы моторного масла

13.12.2016

«Каковы основные принципы работы смазки для деталей двигателя или трансмиссии?»


Многие уверены, что смазка нужна чтобы сделать детали автомобиля скользкими. В действительности функции правильного смазочного материала гораздо шире:
— уменьшает трение,
— сводит к минимуму процесс износа трущихся деталей,
— снижает рабочую температуру,
— борется с коррозией металлических поверхностей,
— также удерживает в себе загрязняющие вещества.

Машинное масло изготавливают из смазочных материалов и специальных добавок с различными свойствами. Их смешивают и окончательный состав подбирается для требуемых потребностей. Например, есть химические вещества, которые могут помочь машине эффективно работать при экстремальных температурах. Специалисты могут сделать смазочный материал более эффективным для защиты узлов двигателя от экстремальных давлений. Оценив требования машины, вы можете подобрать подходящий тип смазки.

А можно без смазки?

Для того, чтобы понять, что такое смазка, в первую очередь необходимо понять, зачем мы используем ее. Трение это сила, возникающая при соприкосновении двух тел и препятствующая их относительному движению. Причиной возникновения трения является шероховатость трущихся поверхностей и взаимодействие молекул. Сила трения зависит от материала трущихся поверхностей и от того, насколько сильно эти поверхности прижаты друг к другу. Если бы трения не существовало, ничто никогда бы не останавливалось. Трение необходимо! Но есть случаи, когда нужно уменьшать силу трения.
Когда мы трем рука об руку, то создаем тепло из-за трения между поверхностями наших рук. Если начать тереть руки 4000 раз в минуту — руки воспламенятся! Подобное тепло генерируется за счет трения и в моторе. Если смазки в моторе не будет — двигатель перегреется!

Без масла сотрутся подшипники. Если остановить работающий без масла перегретый двигатель — трущиеся детали приварятся друг к другу. Машинам нужна смазка:

Во-первых, чтобы свести к минимуму сопротивление движению, и в результате, свести к минимуму количество выделяющегося тепла.
Во-вторых, тепло, которое вырабатывается в процессе трения, передается смазке и уводится маслом от деталей.

Смазочные пленки

Снижение трения и уменьшение выделяемого тепла — лишь малая часть причин, зачем необходимо в двигателе моторное масло. Если посмотреть под микроскопом на две трущиеся поверхности, то увидите нечто похожее на линии двух горных хребтов, трущихся друг об друга. Во время этого процесса, кусочки материала отламываются и появляются в местах соприкосновения мелкие абразивные частицы. Это приводит к большему количеству оторванных кусочков металла, которые создают еще больше помех. Этот порочный круг возможно разорвать путем создания смазочной пленки. Два наиболее распространенных видов смазочных пленок: гидродинамические и упругогидродинамические.
Гидродинамические пленки присутствуют между скользящими контактами. Микроскопический слои смазочного материала создают трение друг с другом и образуют масляный клин между валом и подшипником, защищая обе поверхности.

Упругогидродинамические пленки присутствуют контактах, таких как шарикоподшипники, роликовые подшипники. Как и при гидродинамической смазке, толщина пленки и давление смазки определяются расклинивающим действием. Это высокое давление ответственно за упругую деформацию сопрягаемых тел и приводит к перераспределению нагрузки на большую площадь.В области контакта высокое давление вызывает значительный рост вязкости смазки, ее нагрузочная способность возрастает. Высоковязкая смазка с трудом выжимается из зоны контакта через узкий зазор. Формирующаяся упругогидродинамическая смазочная пленка имеет толщину 0,1-10 мкм. Важно свести к минимуму посторонние частицы, которые могут привести к повреждению этой области.

Частицы износа

В настоящее время в ситуациях, когда слой пленки толщиной всего в один микрон, любые загрязняющие вещества могут создать серьезные повреждения. Загрязнения к сожалению попадают в систему несмотря на уплотнители, фильтры и др. Невозможно полностью исключить износ деталей, даже с лучшими смазками. Что делать с частицами получаемыми от износа? Некоторые добавки в моторном масле заняты «отлавливанием» частиц износа и загрязнений и передачей их в фильтры или сепараторы где они будут удалены из двигателя.

Влажность

Что же обычно происходит, когда вода и воздух входят в контакт с металлом? Ответ — коррозия. Занимается ли смазка этой проблемой? Да. Существуют различные добавки, которые предотвращают контакт металлических поверхностей с водой. Это предотвращает образование ржавчины, благодаря чему предотвращается повреждение металлических поверхностей мотора.


Из чего состоит моторное или трансмиссионное масло?

Все смазочные материалы состоят из базовых масел трех видов: минеральное, синтетическое и растительное. В автомобилях применяются минеральные и синтетические масла.

Минеральное масло вырабатывают из сырой нефти, а его качество зависит от процесса очистки. Синтетические масла представляют собой искусственные жидкости, имеющие одинаковые молекулы. Синтетические молекулы имеют постоянный размер и вес в то время как у минеральных масел молекулы сильно различаются.

Так почему же мы не используем синтетические масла все время? Есть много преимуществ при использовании синтетических масел, и есть почти столько же причин, чтобы не использовать его. Неоспоримые плюсы синтетики это высокая температура вспышки, низкая температура застывания, огнеупорность, термическая стабильность, высокая прочность на сдвиг, высокий индекс вязкости. Лучшее качественное минеральное масло в основном состоит из парафиновых молекул, похожих на синтетические молекулы. Во многих случаях минеральное масло такое же хорошее, как и синтетическое. К тому же синтетика — это высокая стоимость, токсичность, плохая растворяющая способность, несовместимости и опасные захоронения

Модификаторы вязкости

Самым важным свойством смазочного материала является его вязкость. Это сопротивления к сдвигу и потока. Самый простой способ для описания вязкости — это сравнить его с знакомыми веществами. Например, мед и оливковое масло. Чем выше вязкость, тем медленнее он течет. Мед имеет очень высокую вязкость, а оливковое масло низкую.
Индекс вязкости описывает изменение вязкости в зависимости от температуры. Чем выше индекс вязкости, тем меньше вязкость зависит от температуры. Это свойство моторного масла обычно улучшают с помощью добавок — модификаторов индекса вязкости.

Присадки

Ингибиторы коррозии защищают поверхности от ржавчины путем формирования тонкой водоотталкивающей пленки на поверхности металлов.
Диспергаторы защищают детали и узлы от абразивного износа, обволакиванием абразивных частиц и их суспендированием в масле.
Противоизносные и противозадирные добавки формируют тонкий защитный слой, чтобы предотвратить контакт металл-металл. Это особенно нужно в ситуациях, когда существует высокое давление или много пусков -остановок.
Моющие присадки нужны для нейтрализации кислот и очистки поверхностей от отложений.
Пеноуничтожающие реагенты ослабляют поверхностное натяжение пузырьков, так что они воздух легко проходит сквозь пленку, минимизируя пенообразование.

Обладая знаниями основ смазки, получайте выгоду от использования правильных смазок и масел в ваших машинах. Более высокая эффективность, длительный срок службы, повышенная надежность и меньше денег потраченных на станции техобслуживания.

назначение, устройство и принцип работы

Схема циркуляции масла в двигателе

Моторное масло из поддона всасывается шестеренчатым насосом и подается к фильтру. Проходя через фильтрующий элемент, масло по каналам в блоке цилиндров и ГБЦ подается к шейкам коленчатого вала, кулачкам и постелям распределительного вала. Давление в системе смазки зависит от скорости вращения коленчатого вала. Минимальное давление развивается насосом на холостом ходу, а максимальное ограничивается редукционным клапаном. Для контроля водителем исправности системы в блоке цилиндров, а иногда и в ГБЦ, вмонтирован датчик давления масла. На современных авто стрелочным указателем давления на приборной панели оборудуются лишь немногие спортивные автомобили. На большинстве авто их заменили индикатором низкого давления, который загорается лишь при падении напора в масляных магистралях.

Масляная система дизеля

Масляная система дизеля (рис. 37) 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 двух контуров: внутреннего и внешнего. Внутренний контур системы смазки дизелей представляет собой совокупность каналов и трубок, проходящих в деталях. Они обеспечивают подвод масла ко всем местам деталей, причем системы подвода масла к деталям у всех дизелей принципиально одинаковы. Затем, после смазки деталей, насос забирает масло из внутреннего контура, например, из поддона дизеля ЦЦ1М и по маслоотводящей трубе подает его во внешний контур.

В состав внешнего контура, обеспечивающего циркуляцию, очистку и охлаждение масла, забираемого из поддона дизеля и подводимого к его масляному коллектору, входят насосы, охладители масла, фильтры, контрольные и защитные приборы. Пройдя внешний контур, охлажденное и очищенное масло поступает в масляный коллектор дизеля, из которого оно по каналам опять попадает во внутренний контур и подается к коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала и далее по каналам в шатунах — на охлаждение поршней и смазывание трущихся деталей цилиндро-поршневой группы. Для смазывания подшипников распределительного вала масло от коллектора подводится к трубкам. К рычагам толкателей масло подается по трубкам и далее по каналам в рычагах и штангах толкателей- на смазывание рычагов механизма газораспределения. От масляного коллектора масло поступает также к шестерням привода распределительного вала и к подшипникам турбокомпрессора. После смазывания деталей и сборочных единиц дизеля масло сливается обратно в поддон дизеля.

Запас масла на тепловозе ТЭМ2 (378 л) находится в системе и в маслосборнике картера дизеля. Масло заливают через горловину центробежного очистителя масла. Циркуляция масла по замкнутой системе обеспечивается масляным насосом, который забирает масло из маслосборника и подает его по трубе а к верхнему коллектору секций масловоздушных радиаторов 2 (рис. 37). Из нижнего коллектора радиаторов основная часть масла по трубе б поступает в пластинчато-щелевые фильтры (грубой очистки), а из них — в трубу (масляный коллектор), идущую внутри картера. Часть масла, примерно 15-20 %, из радиатора 2 поступает в фильтры с бумажными элементами 7 (тонкой очистки), откуда по трубе в сливается в маслосборник картера. Перед пуском дизеля масло забирается из картера маслоподкачивающим насосом 10 и по нагнетательной трубе г подается к трущимся деталям дизеля. Невозвратный клапан 8 не пропускает масло в 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 а в отводящий б, минуя секции 2 охлаждающего устройства, если разница между давлениями в этих трубах будет больше 0,165 МПа. Такой перепад давлений возможен при 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, и не позволяет стекать загрязненному маслу из 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 секции 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.

При выполнении ремонта масляной системы устраняют течь масла в соединениях трубопроводов. Регулирующие клапаны разбирают, негодные детали заменяют, после сборки регулируют на стенде. Независимо от состояния заменяют рукава, установленные на трубопроводе от масляного насоса к секции холодильника и от секции холодильника к пластинчатым фильтрам.

Назначение масляного насоса двигателя

Система смазки двигателя – ответственный участок работы. Чтобы моторное масло прошло по всем каналам и попало на все детали, необходимо создать давление, другими словами, качать масло по системе, а не ждать, что оно пойдет самотеком. Конструкторы давно решили этот вопрос, когда разработали масляный насос. Идея оказалась настолько удачной, что до сегодняшнего дня менялись только конструктивные решения самого насоса, но не его принцип работы.

Назначение масляного насоса – постоянная прокачка моторного масла по всей системе смазки двигателя. Если давление в масляной системе всегда стабильное, не приближается к минимальной или максимальной критической отметке, значит, масляный насос работает вполне нормально.

Давление масла в системе

Коренные и шатунные шейки коленчатого вала, шейки распределительного вала, вал коромысел имеют зазоры между втулками и вкладышами в среднем не превышающим 0,15 мм. Этого достаточно чтобы насос создавал  в системе на рабочее давление от 0,2  до 6,5мм. Давление может создавать и большее. Насос будет давить до тех пор пока н разрушится. Разрушение насоса предохраняет редукционный клапан. Он устанавливается либо в самом насосе, либо в масляном канале. Давление при котором происходит сброс масла в обратку составляет 6,5 нм. Как только давление в системе становится меньше. Насос снова вступает в работу. Редукционный клапан представляет  собой шарик и поршенек с пружиной. Пружина подбирается таким образом. Что сдерживает требуемое давление . При возникновении большего давления. Шарик или поршенек открывают магистраль где создаётся основное давление и по каналам масло начинает поступает на слив в картер двигателя, То есть в обратку. Давление падает шарик или поршенёк закрывают магистраль. В ней снова начинает поддерживаться рабочее давление.

Возможные неполадки

Наиболее распространёнными неполадками, с которыми встречаются автомобилисты, является выход из строя деталей масляного насоса, фильтров (чаще – из-за износа), потеря герметичности узлов, нарушение регулировок или механические проблемы с редукционными клапанами.

Неисправности системы смазки двигателя, как правило, связаны с двумя группами неполадок.

  • Неполадки, которые приводят к понижению давления масла. Они могут быть результатом деформации, износа, повреждения масляного насоса, низкого уровня масла, засорения фильтра, выхода из строя датчика масла, заедания редукционного клапана.
  • Неполадки, которые приводят к повышенному расходу масла. Это результат выхода из строя газораспределительного механизма, износа прокладки насоса, засорения вентиляции картера, повреждения КШМ (кривошипно-шатунного механизма), ослабления масляного фильтра (или изначально ошибки при его закреплении).

Для выявления показателей давления используют сигнальные лампы на панели приборов транспортного средства. Пониженное давление масла – прямой сигнал, свидетельствующий о том, что на транспортном средстве нельзя ездить, и требуется ремонт или техническое обслуживание.Для определения расхода масла у современных автомобилей с автоматикой есть специальная контрольная лампа на панели приборов. Для определения проблемы у транспортных средств без такой лампы традиционно применяют щуп.

Износ и деформация

Если диагностика показывает, что детали износились, то есть отслужили свой срок эксплуатации, в большинстве случаев не стоит пытаться восстанавливать их. Её нужно менять. У прокладок, колпачков, сальников фильтров есть ресурс (указан в документации на детали), и, если их не заменить, количество проблем можно только увеличить. Например, несвоевременная замена фильтра приводит к критической концентрации вредных примесей, что может привести к деформации не только самого фильтра, но и корпуса. К деформации корпуса может привести, например, износ наружной поверхности втулок насоса.

Кстати, о деформации. Она может наступить гораздо раньше самого износа. Но, чтобы решить проблему, придётся не просто менять деформированную деталь, но и устранять причину, которая привела к этой неприятности.

Например, при механической деформации часто корень проблемы – в неисправностях иных узлов, взаимодействующих с ССД. В частности, деформация деталей системы смазки может быть ответной реакцией на выход из строя сайлентблоков, нарушение крепления ДВС. Впрочем, здесь важна именно комплексная диагностика. Сразу «обвинять» крепление ДВС или сайлентблоки не стоит. Например, в ситуации, когда деформированы детали клапанной группы ГРМ, часто виновато качество масла.

Профилактика неисправностей

Самая эффективная профилактика неисправностей – регулярное квалифицированное техобслуживание:

  • Систематическая замена масляного фильтра.
  • Систематическая замена моторного масла.

При это нужно четко знать сколько моторного масла требуется системе, учитывать объем системы смазки двигателя. Недостаточное количество масла – это создание нагрузки на детали, увеличение сухого трения, ускорение износа. Переизбыток масла – риск создать избыточное давление и вывести из строя сальники распредвала, коленвала, «убить» уплотнители и нарушить герметичность.

Важно! Вместе с заменой масляного насоса всегда важно не лениться заменять масляный фильтр. Важный элемент профилактики – это и грамотная эксплуатация ДВС

Особенно важно корректно запускать двигатель в морозное время. При низких температурах вязкость масла густеет, и путь масла к трущимся деталям ухудшается. Прогрев двигателя перед запуском в этой ситуации – необходимая операция

Важный элемент профилактики – это и грамотная эксплуатация ДВС

Особенно важно корректно запускать двигатель в морозное время. При низких температурах вязкость масла густеет, и путь масла к трущимся деталям ухудшается

Прогрев двигателя перед запуском в этой ситуации – необходимая операция.

Своевременное техническое обслуживание и профилактика – это обеспечение смазочными веществами всех деталей, вступающих в трение, защита ДВС от перегрева, остаточных продуктов сгорания, гашение колебаний и подавление шумов.

Устройство системы смазки двигателя

Разберем назначение и работу отдельных узлов.

  1. Маслонасос нагнетает давление в магистралях, с его помощью жидкость попадает из поддона в масляный фильтр, и в очищенном виде распределяется по системе. Насос соединен с коленчатым валом двигателя, и работает сразу после старта.
  2. Сливное отверстие для осушения картера при замене масла.
  3. Маслозаборник – раструб, с помощью которого жидкость всасывается в насос. Расположен в нижней части картера, чтобы не допустить масляного голодания при снижении уровня.
  4. Перепускной клапан возвращает смазку в поддон картера, если проходимость загрязненного фильтра нарушает нормальную циркуляцию.
  5. Точки распыления на рабочие узлы (своеобразные форсунки для создания масляного тумана). При засорении точек распыления нарушается режим смазки, поэтому в жидкости не должно быть нерастворимого мусора (он остается в картридже фильтра).
  6. Маслопровод. Он может быть выполнен в виде трубок, или специальных каналов в корпусе двигателя. Шлаковые отложения нарушают проходимость каналов, поэтому в смазку добавляются моющие присадки.
  7. Заливная горловина (показана условно). С ее помощью производится долив, или замена жидкости.
  8. Клапан (кран) масляного радиатора. В летнее время открывается, для дополнительного охлаждения.
  9. Радиатор охлаждения смазки. Присутствует не во всех моделях автомобилей.
  10. Масляный фильтр. Представляет собой металлический цилиндр, способный выдержать высокое давление. Внутри расположен фильтрующий картридж из специальной бумаги или синтетических материалов.

Для контроля за состоянием системы, в нее интегрирован ряд датчиков:

  • температуры;
  • давления;
  • в некоторых конструкциях – уровня;
  • чистоты фильтра (тот же датчик давления, только расположенный непосредственно на фланце фильтрующего элемента).

При нормальном функционировании в двигателе поддерживается постоянное давление. Нарушение работы системы приводит к резкому увеличению износа, температуры деталей, и заклиниванию двигателя.

Обратите внимание
Как видно из схемы работы, замена масла на «магические» присадки, которые якобы позволяют работать «на сухую», не может обеспечить всего функционала жидкости. Поэтому не следует экспериментировать с подобной химией.

Назначение системы смазки двигателя

Система смазки направлена на поддержание непрерывной подачи к подшипникам смазочных материалов и непосредственное решение следующих задач:

  • Уменьшение трения между сопряженными деталями. Причем компоненты системы направлены на уменьшение всех видов трения – сухого – непосредственного соприкосновения деталей друг с другом, жидкостного – с разделением масла, полужидкостного (масляный слой присутствует, но полного разделение трущихся поверхностей маслом нет). Сухое трение в чистом виде на практике – самое редкое. Его можно встретить при деформации контактирующих тел (например, подшипников), при разрушении граничных плёнок в местах повышенного давления. Гораздо же более распространённая ситуация – полужидкостное и жидностное трение. С жидкостным трением детали, например, часто встречаются при высоких окружных скоростях при попадании масла в клиновой зазор между цапфой и вкладышем подшипника скольжения.
  • Отвод тепла и охлаждение деталей двигателя. Осуществляется потоком жидкости из системы охлаждения. Сначала охлаждается масло, а затем уже сами детали ДВС.
  • Освобождение двигателя от продуктов износа механизмов в отработанном масле (в виде прямоугольников, «листочков», пыли). Наиболее распространён усталостный износ. Он возникает при трении качения и трении скольжения. Также существует адгезионный, абразивный, коррозионный износ.
  • Удаление нагара. Чаще всего нагар характерен для транспортных систем с прямым впрыском топлива (топливо идет непосредственно в камеру сгорания, отсутствует этап промывки клапанов). Также проблема нагара актуальна в ситуациях, если транспортное средство используется только время от времени, есть постоянные простои, или при использовании авто в холодное время года его владелец не прибегает к прогреву двигателя.
  • Защита деталей двигателя от коррозии. Смазочные вещества в системе помогают ей противостоять окислением под влиянием кислорода.
  • Чтобы решить поставленные задачи, давление масла в ССД должно быть достаточно высоким. Масла должно хватит для обеспечения жидкостного и отвода от поверхностей тепла.

Система смазки, принцип работы

Основной принцип работы заключается в постоянной подаче масла ко всем трущимся деталям силовой установки, не зависимо от того, в каком режиме происходит работа в данный момент времени.

При включении двигателя, смазка, посредством насоса начинает циклически циркулировать в системе, проходя через фильтр, далее — по центральной магистрали попадает в масляные каналы блока цилиндров. Через них движение происходит к трущимся парам и деталям, максимально нуждающимся в смазке. Деталью, испытывающей максимальное трение, в двигателе служит поршневое кольцо.

Поэтому первым делом задача масла состоит в его смазке. Так же необходимо подать смазку к опорным подшипникам и кулачкам распределительного вала, коренным и шатунным подшипникам коленчатого вала и .т.п.

Оказавшись в приводе газораспределительного механизма, масло попадает в головку блока цилиндров, где посредством разбрызгивания, смазывает коромысла, толкатели клапанов и всю систему головки блока цилиндров в целом.

Благодаря отверстиям в опаре шатуна масло оказывается на рабочей поверхности цилиндра и разбрызгивается на поверхность поршня и поршневые кольца. Это способствует смазке и охлаждению цилиндров и поршней, повышению ресурса двигателя и его компонентов.

Масляный фильтр

Для очистки масла (в основном от механических примесей) используются, как правило, два фильтра — грубой и тонкой очистки. Первый всегда полнопоточный. Он задерживает механические примеси, в основном продукты износа деталей двигателя. Фильтр тонкой очистки чаще всего неполнопоточный из-за большого сопротивления, которое он оказывает протеканию масла. Некоторые фильтры тонкой очистки кроме задержания механических примесей могут также за счет специальных пропиток фильтрующего элемента поглощать воду, свободные кислоты и щелочи. Засоренные в процессе эксплуатации двигателя масляные фильтры грубой очистки промывают или прочищают. Засоренные фильтры тонкой очистки заменяют новыми при каждой смене масла.

Фильтры грубой очистки масла аналогичны топливным фильтрам грубой очистки. Они могут быть сетчатыми, пластинчато-, ленточно- и проволочно-щелевыми. На тяжелых дизелях чаще всего используются ленточно-щелевые двухступенчатые фильтры.

В фильтрах тонкой очистки в качестве фильтрующего элемента применяют бумагу, картон, войлок, древесные опилки, пряжу и другие материалы со специальной пропиткой. Наиболее широко распространен картонный фильтр типа «многолучевая звезда». Ранее, когда использовались только минеральные моторные масла, в качестве фильтров тонкой очистки часто применялись реактивные масляные центрифуги, в которых механические примеси, загрязняющие масло, отделяются под действием центробежных сил.

Центробежные фильтры имеют значительные преимущества:

  • они обеспечивают высокую степень очистки масла при относительной простоте процесса
  • их фильтрующие свойства и пропускная способность почти не зависят от загрязнения ротора
  • отсутствует необходимость в замене элементов при обслуживании

В то же время практика использования центрифуг в смазочных системах, в которых применяются синтетические и полусинтетические масла, показала, что вместе с вредными примесями, загрязняющими масло, из него выводятся также некоторые полезные присадки.

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 насос

Схема системы смазки двигателя включает в себя масляный насос. Он используется для нагнетания давления смазочного материала в систему. Привод устройство механический, осуществляется от коленчатого вала или распределительного вала силового агрегата.

Входное отверстие насоса сообщается с полостью картера или отдельно стоящим резервуаром для смазочного материала. Выходное отверстие соединено с основной магистралью мотора. Устройства бывают различной конструкции. Наиболее часто используются насосы шестеренчатого типа. Они отличаются надежностью и неприхотливостью к условиям использования.

Принцип работы

В типичной системе смазки легкового автомобиля при работе двигателя масло засасывается из поддона двигателя масляным насосом через маслозаборник с сетчатым фильтром, предотвращающим попадание в насос крупных частиц. Из насоса масло под давлением подается в масляный фильтр, где очищается от механических примесей и проходит в главную масляную магистраль. От нее масло поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, опорам распределительного вала и другим деталям. К шатунным шейкам коленчатого вала масло поступает через отверстия, просверленные в нем. В некоторых двигателях в нижней головке шатуна имеется канал, по которому масло подается для смазки поршневого пальца. Для подачи масла на рабочую поверхность цилиндра иногда выполняют сверление в нижней головке шатуна, из которого, при совпадении отверстий, в шатунной шейке и головке шатуна, масло попадает на зеркало цилиндра. В отдельных случаях для этого используются специальные форсунки, которые могут устанавливаться для охлаждения поршней в двигателях с высокими температурными режимами работы. Для охлаждения нагретого масла применяются масляные радиаторы.

Вытекающее через зазоры в подшипниках масло разбрызгивается движущимися деталями КШМ и ГРМ и в виде капель и масляного тумана попадает на другие детали двигателя. Из полости головки блока цилиндров под действием силы тяжести масло стекам обратно в поддон, смазывая при этом детали привода ГРМ.

Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию системы смазки

От эффективности системы смазки мотора зависит его долговечность. По этой причине ей требуется постоянное обслуживание. Данная процедура проводится на каждом этапе ТО любого автомобиля. Если некоторым деталям и узлам можно уделить меньше внимания (хотя безопасность и надежность транспорта требует должного внимания всем системам), то халатное отношение к замене масла и фильтра приведет к дорогостоящему ремонту. В случае с некоторыми машинами дешевле купить новую, чем начинать капитальный ремонт двигателя.

Помимо своевременной замены расходных материалов от владельца транспортного средства ожидается грамотная эксплуатация самого силового агрегата. Во время запуска мотора после длительного простоя (достаточно 5-8 часов) все масло находится в поддоне, а на деталях механизма имеется лишь небольшая масляная пленка.

Если в этот момент давать мотору нагрузку (начинать ехать), без должной смазки детали быстро выйдут из строя. Дело в том, что насосу нужно некоторое время, чтобы продавить более густое масло (потому что оно холодное) по всей магистрали.

По этой причине даже современный мотор нуждается в небольшом прогреве, чтобы смазка попала на все узлы агрегата. Эта процедура зимой займет не дольше, чем водитель успеет убрать весь снег с автомобиля (в том числе и с крыши). Машины, оснащенные системой ГБО, облегчают эту процедуру. Электроника не перейдет на газ, пока двигатель не прогреется.

Особенное внимание нужно уделять регламенту замены моторного масла. Многие отталкиваются от километража, но этот показатель не всегда точно указывает на частоту процедуры

Дело в том, что даже когда заведенная машина стоит в пробке или попала в тянучку, масло все равно постепенно теряет свои свойства, хотя авто может проехать совсем немного.

С другой стороны, когда водитель часто ездит на большие расстояния по трассе, в таком режиме масло растрачивает свой ресурс дольше, даже если километраж уже пройден. О том, как рассчитать моточасы, читайте здесь.

А о том, какое масло лучше лить в двигатель своего авто, рассказывается в следующем видео:

Масляная система двигателя, как она работает?

Watch this video on YouTube

Неисправности системы смазки и причины возникновения

При низком давлении масла:

  • поломка масляного насоса (его износ): причины: масляное голодание, загрязнение двигателя;
  • низкая проходимость фильтра: несвоевременная замена;
  • дефект датчика давления: возможно, с давлением масла все в порядке, и аварийная сигнализация ложная;
  • не работает перепускной (редукционный) клапан.

Поиск причин падения давления масла в ДВС — видео

При немотивированном падении уровня:

  • неплотно закреплен масляный фильтр, или повреждена его прокладка: некачественное выполнение регламентных работ;
  • протекают сальники или прокладка поддона;
  • изношены маслосъемные колпачки на клапанах;
  • задиры на стенках цилиндров;
  • залегли маслосъемные кольца на поршнях.

При повышенном давлении с одновременным масляным голоданием:

  • заклинил перепускной клапан;
  • засорение маслопровода;
  • забиты масляные каналы.

Профилактика неисправностей:

  • постоянный контроль уровня;
  • своевременная замена масла и фильтра;
  • использование качественных расходных материалов;
  • регулярная диагностика давления масла, состояния поршневых колец и зашлакованности двигателя (особенно в автомобилях с пробегом).

Почему стучат гидрокомпенсаторы и как это исправить — видео

Масляный насос

Среди различных типов конструкции наибольшее распространение получили шестеренчатые и роторные масляные насосы. Устройство масляного насоса шестеренчатого типа с наружным зацеплением:

  1. Ведомая шестерня.
  2. Канал забора масла с поддона.
  3. Ведущая шестерня. Именно она посредством червячной, цепной или шестеренчатой передачи соединена с коленчатым валом двигателя.
  4. Приводной вал (в данном типе масляного насоса соединяет коленвал и ведущую шестерню).
  5. Канал нагнетания.
  6. Ось вращения ведущей шестерни.

При вращении шестерен масло всасывается из заборного канала и подается по каналам нагнетания к трущимся парам двигателя. Давление масла в системе смазки и производительность насоса напрямую связаны со скоростью вращения коленчатого вала. При превышении давления, достаточного для смазывания и отвода тепла трущихся элементов, лишняя смазка стравливается редукционном клапаном.

В отличие от шестеренчатого насоса с наружным зацеплением, в помпах с внутренним зацеплением ведущая шестерня вращается внутри ведомой. Принцип работы смазочной системы с точки зрения нагнетания давления остается неизменным и схож с работой роторной помпы. Внутри корпуса устанавливается внешний и внутренний роторы. Вращение последнего приводит к всасыванию смазки и подаче ее под давлением в нагнетательный канал.

Возможные неполадки

Наиболее распространёнными неполадками, с которыми встречаются автомобилисты, является выход из строя деталей масляного насоса, фильтров (чаще – из-за износа), потеря герметичности узлов, нарушение регулировок или механические проблемы с редукционными клапанами.

Неисправности системы смазки двигателя, как правило, связаны с двумя группами неполадок.

  • Неполадки, которые приводят к понижению давления масла. Они могут быть результатом деформации, износа, повреждения масляного насоса, низкого уровня масла, засорения фильтра, выхода из строя датчика масла, заедания редукционного клапана.
  • Неполадки, которые приводят к повышенному расходу масла. Это результат выхода из строя газораспределительного механизма, износа прокладки насоса, засорения вентиляции картера, повреждения КШМ (кривошипно-шатунного механизма), ослабления масляного фильтра (или изначально ошибки при его закреплении).

Для выявления показателей давления используют сигнальные лампы на панели приборов транспортного средства. Пониженное давление масла – прямой сигнал, свидетельствующий о том, что на транспортном средстве нельзя ездить, и требуется ремонт или техническое обслуживание.Для определения расхода масла у современных автомобилей с автоматикой есть специальная контрольная лампа на панели приборов. Для определения проблемы у транспортных средств без такой лампы традиционно применяют щуп.

Износ и деформация

Если диагностика показывает, что детали износились, то есть отслужили свой срок эксплуатации, в большинстве случаев не стоит пытаться восстанавливать их. Её нужно менять. У прокладок, колпачков, сальников фильтров есть ресурс (указан в документации на детали), и, если их не заменить, количество проблем можно только увеличить. Например, несвоевременная замена фильтра приводит к критической концентрации вредных примесей, что может привести к деформации не только самого фильтра, но и корпуса. К деформации корпуса может привести, например, износ наружной поверхности втулок насоса.

Кстати, о деформации. Она может наступить гораздо раньше самого износа. Но, чтобы решить проблему, придётся не просто менять деформированную деталь, но и устранять причину, которая привела к этой неприятности.

Например, при механической деформации часто корень проблемы – в неисправностях иных узлов, взаимодействующих с ССД. В частности, деформация деталей системы смазки может быть ответной реакцией на выход из строя сайлентблоков, нарушение крепления ДВС. Впрочем, здесь важна именно комплексная диагностика. Сразу «обвинять» крепление ДВС или сайлентблоки не стоит. Например, в ситуации, когда деформированы детали клапанной группы ГРМ, часто виновато качество масла.

Профилактика неисправностей

Самая эффективная профилактика неисправностей – регулярное квалифицированное техобслуживание:

  • Систематическая замена масляного фильтра.
  • Систематическая замена моторного масла.

При это нужно четко знать сколько моторного масла требуется системе, учитывать объем системы смазки двигателя. Недостаточное количество масла – это создание нагрузки на детали, увеличение сухого трения, ускорение износа. Переизбыток масла – риск создать избыточное давление и вывести из строя сальники распредвала, коленвала, «убить» уплотнители и нарушить герметичность.

Важно! Вместе с заменой масляного насоса всегда важно не лениться заменять масляный фильтр. Важный элемент профилактики – это и грамотная эксплуатация ДВС

Особенно важно корректно запускать двигатель в морозное время. При низких температурах вязкость масла густеет, и путь масла к трущимся деталям ухудшается. Прогрев двигателя перед запуском в этой ситуации – необходимая операция

Важный элемент профилактики – это и грамотная эксплуатация ДВС

Особенно важно корректно запускать двигатель в морозное время. При низких температурах вязкость масла густеет, и путь масла к трущимся деталям ухудшается

Прогрев двигателя перед запуском в этой ситуации – необходимая операция.

Своевременное техническое обслуживание и профилактика – это обеспечение смазочными веществами всех деталей, вступающих в трение, защита ДВС от перегрева, остаточных продуктов сгорания, гашение колебаний и подавление шумов.

основные элементы, их назначение, устройство и принцип работы


Схема циркуляции масла в двигателе


Моторное масло из поддона всасывается шестеренчатым насосом и подается к фильтру. Проходя через фильтрующий элемент, масло по каналам в блоке цилиндров и ГБЦ подается к шейкам коленчатого вала, кулачкам и постелям распределительного вала. Давление в системе смазки зависит от скорости вращения коленчатого вала. Минимальное давление развивается насосом на холостом ходу, а максимальное ограничивается редукционным клапаном.
Для контроля водителем исправности системы в блоке цилиндров, а иногда и в ГБЦ, вмонтирован датчик давления масла. На современных авто стрелочным указателем давления на приборной панели оборудуются лишь немногие спортивные автомобили. На большинстве авто их заменили индикатором низкого давления, который загорается лишь при падении напора в масляных магистралях.

Назначение СС автомобильного двигателя

ДВС представляет собой сложнейший комплекс узлов и агрегатов, связанных в единое целое и обеспечивающих стабильную работу силового агрегата. Но поскольку в нём имеется немало трущихся с большой скоростью частей, для их бесперебойного функционирования требуется обеспечить надёжную доставку смазочного материала. Этим и занимается система смазки: не будь её, мотор не продержался бы и десяти минут. Работа силового агрегата «на сухую» чревата быстрым разогревом трущихся поверхностей до критичного уровня, после которого из-за теплового расширения происходит уменьшение зазоров с последующим разрушением деталей двигателя, подверженных усиленному трению.

Сложность реализации системы смазки двигателя заключается в том, чтобы не только обеспечить доставку смазочной жидкости в нужное место, хотя это тоже непростая инженерная задача, но и чтобы обеспечить циркуляцию машинного масла по замкнутому циклу с минимальными потерями.

Перечислим список задач, решаемых посредством использования СС:

  • снижение силы трения за счет образования на трущихся поверхностях тончайшей защитной плёнки;
  • охлаждение поверхностей деталей силового агрегата;
  • очистка технической жидкости о защищаемых поверхностей от металлической стружки и других твёрдых загрязнителей;
  • обеспечение бесперебойной циркуляции смазочной жидкости под требуемым давлением;
  • предотвращение преждевременного износа деталей СА.

Усложнение конструкции


На примере дизельного двигателя объемом 2,5 л от VW можно увидеть, насколько сложнее стала схема работы смазочной системы современного двигателя. Давайте рассмотрим предназначение каждого из элементов.

  • Двухступенчатый масляный насос шестеренчатого типа с внутренним зацеплением. Устанавливается в поддоне картера.
  • Клапан регулировки давления масла. С помощью электромагнитного клапана ECU (Engine Control Module) направляет масло в разные каналы, переключая тем самым режимы работы масляного насоса. При регулировании производительности учитывается нагрузка на двигатель, температура охлаждающей жидкости, обороты коленчатого вала и сигналы с АКПП. При подаче управляющего сигнала клапан открывается, пропуская масло в каналы первой ступени (давление в системе порядка 1,8 атмосфер). При отсутствии управляющей «массы» возвратная пружина возвращает клапан в исходное положение, изменяет направление протекания масла, поднимая давление в системе до 3,3-4 Атм.

Изменение производительности позволяет снизить механические потери, затрачиваемые на смазывание и охлаждение трущихся пар двигателя. Такое решение повышает общий КПД двигатели, уменьшая количество вредных выбросов.

  • Обратные клапаны в возвратных трубопроводах. Пропускают смазку только в одном направлении и предотвращают полный слив масла из каналов после остановки двигателя. Заполненные каналы позволяют избежать масляного голодания в первые секунды после запуска мотора.
  • Предохранительный клапан. Открывается при холодном запуске, когда в системе развивается чрезмерное давление.
  • Клапан малого контура циркуляции. Срабатывает при засорении фильтрующего элемента, открывая путь маслу в обход фильтра.
  • Масляный охладитель. Через корпус теплообменника циркулирует масло и охлаждающая жидкость.
  • Охладитель способствует поддержанию теплового баланса двигателя и препятствует перегреву масла.
  • Клапан масляной форсунки. Открывается при достижении в системе расчетного давления, открывая магистраль к форсункам.
  • Масляная форсунка. Разбрызгивает масло на днище поршня, отводя от него тепло.
  • Редукционный клапан. Срабатывает при достижении в системе чрезмерного давления, защищает ГБЦ от лишнего масла.

«Семейный Доктор» для Вашей Хонды

В статье Какое масло заливать в мотор Хонды? я уже вскользь коснулся темы «узких масляных каналов» двигателей серии «К». Теперь настала пора увидеть их вживую и заодно разобраться: действительно ли инженеры Хонды допустили просчёт и сделали тонкие каналы, которые стали проблемой для смазки мотора? Здесь же коснёмся одной из проблем этих моторов — разрушения кулачков распределительных валов.

Для начала посмотрим на «официальную» схему системы смазки:

Масляный насос, фильтр… Далее часто масла поступает к коленчатому валу для смазки кривошипно-шатунного механизма, а другая часть уходит в головку блока цилиндров (ГБЦ) где распределяется на системы VTC, VTEC и смазку газораспределительного механихма (ГРМ). Вскрытого блока цилиндров для фотографирования у меня не оказалось, но поверьте на слово — со смазкой коленвала у этих двигателей точно проблем никаких нет, это проверено двумя десятками лет эксплуатации. А вот на передней стенке первая интересная точка – своеобразный коллектор, объединяющий сверления в блоке и где сходятся каналы от фильтра, верхний канал для подачи масла в ГБЦ, и ответвление на гидронатяжитель цепи ГРМ.

Гидронатяжитель нас не интересует – он масло не потребляет, потери на утечку ничтожные. А вот канал уходящий вверх на ГБЦ давайте рассмотрим (на фото как раз он хорошо виден). Когда делал эти фотографии линейку подставить не догадался, поэтому измерять будем путём сопоставления с размерами элементов, которые нам известны. Например достоверно известно, что крышка прикручивается болтами М6. Сравнивая отверстие болта с видимой частью масляного канала можно смело сказать, что его диаметр никак не меньше 8 мм. А если точнее, то канал там – 10 мм, что хорошо видно на следующем фото, где мы можем увидеть противоположный выход этого канала :

Как мы видим, в блоке цилиндров никаких «тонкостей» нет, что вполне ожидаемо ведь все особенности двигателей этой серии (я имею в виду VTEC и VTC) находятся в головке блока. Её нам придётся рассмотреть особо пристально. В ГБЦ масло поступает через вот этот канал сечением 10мм:

Далее масло распределяется между клапанами VTEC и VTC и на этом прямой канал смазки в ГБЦ заканчивается. Вы спросите: ничего ли я не путаю? А как же смазываются распредвалы? Нет не путаю – перепроверил несколько раз. Вот на фото:

Розовый провод пропущен через те каналы, которые связаны между собой. Оранжевый провод пропущен через все остальные отверстия и с розовым проводом они нигде не пересекаются. Возвращаемся к общей схеме смазки – там тоже показано, что смазка в распредвалы поступает через клапан VTEC. Возможно канал смазки проходит через клапан транзитом? Смотрим схему клапана:

И его «посадочное» место на ГБЦ:

ВХОД, понятное дело, сообщается с каналом подачи масла из блока цилиндров. ВЫХОД уходит вверх ГБЦ к первой опоре распредвалов. ДРЕНАЖ — второй выход из клапана, так же уходит наверх:

Наверху канал дренажа открывается в картерное пространство (за передней крышкой). Через него масло вытекает, когда необходимо снизить давление на выходе клапана. Масло, вытекающее отсюда, поливает сверху цепь привода ГРМ и стекает в поддон картера. Получается, что масло на распредвалы поступает только с выхода клапана VTEC. Но ведь этот клапан не всегда открыт, даже наоборот — большую часть времени он закрыт. Может есть ещё какой то обходной канал? Давайте разберёмся с прохождением масла через клапан VTC:

Входной канал после ответвления на клапан VTEC идёт на переднюю часть ГБЦ, там проходит через сетку (на фото она отсутствует) и возвращается в центр к клапану VTC (на фото черный провод) . В клапане масло разделяется на два управляемых выхода (голубой и белый провода), и два дренажных выхода: один выходит в полость над цепью привода ГРМ) (желтый провод), а другой с торца клапана непосредственно в полость клапанной части.

Сейчас немного от исследования пути следования масла и обратим внимание на сечение каналов. На предыдущем фото (где изображена ГБЦ со стороны клапана VTEC ) сравниваем диаметр отверстий масляных каналов с отверстиями болтов крепления клапана. Болты там с резьбой 6 мм, а каналы рядом с ними никак не меньше 8 мм. А на последнем фото, выход клапана VTEC рядом с отверстием болта крепления опоры распредвалов, и резьба там 8 мм… Как видите, тонкие каналы мы пока не встречали. Но самое интересное конечно впереди, поскольку мы пока ещё не выяснили, как именно смазываются распредвалы. Переходим на первую опору распредвалов, куда выходят выходные каналы от клапанов VTEC и VTC:

Тут всё «состыковывается» с предыдущим фото. Очень хорошо видно, что дренажный канал действительно открывается в «картер». Два канала от клапана VTC проходят дальше без изменений. Пока это самые тонкие каналы, которые мы встретили (примерно 4-5 мм). Наконец канал от клапана VTEC – тут он раздваивается и обе части «ныряют» в отверстия, через которые проходят болты крепления опор. Благодаря форме болтов (середина у них тоньше) масло проходит через отверстия и поступает в две стальные трубки, которые являются осями толкателей клапанов (некоторые их называют коромыслами, хоть это не совсем правильно, но для простоты написания пусть будут «коромысла»):

Тут важно заметить, что в обе трубки масло поступает от клапана VTEC и уже из них подаётся на шейки распредвалов во всех опорах, а так же на коромысла, в том числе и составные. Вот на фото опоры с коромыслами в сборе:

На первой опоре нет отверстий для подачи масла к шейкам распредвалов. На второй опоре мы видим канал подачи масла к шейке и всё… На остальных опорах таких отверстий нет, к ним масло подаётся внутри самих валов. Смотрим на опоры с другого ракурса:

Как видите, отверстия есть только во второй опоре. Для наглядности, что к шейкам распредвала масло поступает именно через трубки, я продел провод из первой опоры через трубку ко второй опоре:

Вот ещё крупнее:

Сомнений быть не может, смазка на шейки распредвалов подаётся только через оси коромысел и других каналов подачи смазки к распредвалам нет. Исключение – два канала управления звёздочкой VTC, но они проделаны только в передней части распредвала и выходят только на звёздочку VTC:

Теперь мы пошагово прошли по всем масляным каналам в ГБЦ и можем представить всю схему целиком.

Розовым цветом отмечены каналы с непрерывным поступлением масла от блока цилиндров. Зеленым цветом отмечены дренажные каналы, через них масло вытекает в картер. Синий и белый — каналы управления муфтой VTC, в смазке эти каналы не участвуют. Оранжевым цветом отмечен весь путь следования масла от выхода клапана VTEC и именно он и только он обеспечивает смазку распредвалов.

А теперь пришла пора ответить на один из главных вопросов данной статьи: где здесь узкие каналы? Действительно такое место есть – это два канала подачи масла к шейкам распредвалов во второй опоре:

Для сравнения предлагаю посмотреть на это же место в двигателе B20B от первого поколения CRV:

Диаметр отверстия целых 4 мм! Без всяких линеек видно, что в двигателе K20A (который фигурирует на фото) это отверстие существенно меньше раза в два! А если быть точнее, то этот канал всего 1.6 (+/- 0.1) мм (измерено при помощи сверла):

Уверен, что любой моторист впервые увидевший ЭТО… будет впечатлён. Теперь ясно, откуда «ноги растут», т.е. откуда происходит миф о тонких масляных каналах этих двигателей, и что это не совсем миф — тонкие каналы действительно существуют.

Теперь остаётся найти ответы на два следующих вопроса: 1) Зачем разработчики сделали такие тонкие каналы? Это расчёт или ошибка? 2) Какие последствия это имеет для надёжности двигателя?

Идём по порядку: почему отверстие такое тонкое? Ведь на фото прекрасно видно, что рассверлить его бОльшим диаметром, нет никаких препятствий — место позволяет да и в начале отверстие уже рассверлено диаметром не меньше 3 мм. Дело в том, что масло в распредвалы и в коромысла подаётся по одному и тому же пути — через оси коромысел. А коромысла то у нас не простые, в них кроется главная изюминка VTEC — они составные и соединение их происходит при подаче в них масла под давлением, достаточным для того, что бы сжать пружину плунжера. Теперь чуть-чуть теории «на пальцах»: предположим есть у нас труба, которая подключена к водопроводу и на конце которой есть кран. На входе в трубу тоже есть кран, а в самой трубе ещё и манометр — давление смотреть. Открываем мы входной кран — давление в трубе растёт и достигает давления водопровода, но только пока выходной кран закрыт. Как только выходной кран откроется — давление в трубе сразу упадёт. А если мы прикроем выходной кран наполовину — давление поднимется, но будет всё равно меньше давления водопровода. Прикроем входной кран так же наполовину — давление снова упадёт. Вывод: давление в трубе зависит от соотношения проходных сечений кранов на входе и на выходе трубы.

Возвращаемся к системе смазки, а точнее к схеме работы гидравлической части системы VTEC:

Когда клапан VTEC выключен, плунжер под действием пружины поднят вверх и закрывает проход между входом и выходом клапана, однако часть масла всё равно поступает на выход через вот это отверстие:

При верхнем положении плунжера выход клапана соединяется с дренажным выходом клапана небольшой щелью, поэтому часть масла уходит в дренаж, а часть масла поступает на выход для обеспечения смазки распредвала. Давление масла на выходе клапана низкое, его недостаточно для перемещения плунжеров в составных коромыслах и они остаются в разомкнутом состоянии. Но даже с небольшим давлением масло продолжает поступать в распредвалы.

Когда клапан VTEC включается, плунжер перемещается вниз, открывает окно между входом и выходом одновременно закрывает щель между выходом и дренажом. На выходе клапана и в коромыслах давление поднимается и под его действием плунжеры, сжимая пружины, перемещаются — коромысла смыкаются между собой. Но мы помним, что если на противоположном конце «трубы» открыть кран — давление упадёт. Поэтому для поддержания высокого давления в осях коромысел «выход» надо держать прикрытым. А выход у нас где? Только в распредвалах. Вот по этой причине проходное сечение каналов смазки шеек намеренно уменьшено! Это нужно, что бы гарантированно поддерживать высокое давление в трубках и в толкателях (коромыслах). Так что тут никакой ошибки — всё чётко рассчитано. Выходит, конструкторы сознательно посадили распредвалы на «голодный паёк». Мало того, что масло к распредвалам поступает через тонкое отверстие , так ещё и под пониженным давлением, ведь большую часть времени VTEC выключен (напомню, что в двигателях с «полным» VTEC-ом, клапан включается после 5000 оборотов, а в дефорсированных версиях с 3000 об/мин).

А что же последствия? Многолетняя практика показала, что подшипники распредвалов такой режим смазки переносят вполне нормально. Случаи задиров шеек или опор исключительно редкие. В моей практике такой случай был единожды:

Но то был особый, выдающийся случай — там мотор вообще на песке работал:

Или вот:

В подавляющем большинстве случаев опоры и шейки распредвалов даже у двигателей с внушительными пробегами выглядят вполне прилично (на фото — крышки после пробега в 335 тыс.км.):

А как же проблема с износом кулачков? Проблема существует…

Но действительно ли это следствие просчёта в системе смазки и использования масла со стандартной или повышенной вязкостью (фанаты масла 0W20 утверждают, что именно тонкие каналы обуславливают необходимость применения масла с низкой вязкостью)? Лично я убеждён, что дело тут не в масле и не в каналах. Так как проблема эта довольно массовая, то можно делать некоторые статистические наблюдения и выводы. Поэтому я приведу несколько аргументов, основанных на таких наблюдениях.

Аргумент первый: Нет сколько нибудь заметной связи между случаями износа кулачков и вязкостью используемого масла. Во всяком случае за 15 лет я и мои коллеги по crvclub.ru не обнаружили такой взаимосвязи. Проблема возникала и у тех, кто использует жидкие масла (0w20), и так же у тех кто всегда ездил на 5W40. И наоборот: среди тех кому повезло и они ни разу не столкнулись с этим (даже с пробегами за 300 и за 400 тыс. км!), есть и те кто ездит на 0W20, и приверженцы 5W40 и те кто выбрал «середину» в виде 5W30.

Даже вот такой «обслуженный» мотор имел все целые кулачки:

Значит дело тут не в вязкости масла и не в его количестве.

Аргумент второй, тоже статистический: износ кулачков наблюдается только там, где один кулачок работает на два клапана. Например владельцы Аккордов с двигателем K24A3, у которых и впускной и выпускной распредвалы имеют по три кулачка, с этой проблемой не сталкивались. Во всяком случае я про такое не слышал и сам не видел ни разу.

Очень любопытный факт. Дело в том, что VTEC у этих моторов включается на 6000 об., а значит бОльшую часть «жизни» у распредвалов работают стандартные кулачки. И этих кулачков по одному на каждый клапан. У моторов с «недоВТЕКом» на выпуске один кулачок через двойное коромысло работает на два клапана всегда! А значит он испытывает двойную нагрузку, что и является для него роковым обстоятельством. Тут же следует обратить внимание, что у моторов с одним кулачком страдают выпускные распредвалы, а впускные нет (точнее, почти нет – пара случаев за всё время мне всё таки известна). Это так же объяснимо: кулачки впускных валов шире, и как минимум половину своей рабочей жизни работают на один клапан (смотрите: Сказки про К. Часть первая).

Аргумент третий: Предыдущие поколения моторов у Хонды проблемой износа кулачков не болели. Аргумент конечно спорный, т.к. в этом случае можно сказать: «ну вот, на старых моторах масляные каналы были толстые, а теперь тонкие…». Но! Смазка кулачков и раньше и сейчас осуществляется методом разбрызгивания, так что количество масла подаваемого принудительно к валам тут не важно. А я хочу обратить внимание на конструкцию толкателей (коромысел):

Толкатели клапанов двигателя серии «B» имеют цилиндрическую поверхность соприкосновения с кулачками (на фото слева), а контакт с кулачком осуществляется посредством трения. На двигателях серии «К» (а также «J», «R» и др.) толкатели роликовые, т.е. контакт с кулачком осуществляется посредством качения ролика по кулачку (на фото справа). Казалось бы: кулачок, испытывающий трение по всей поверхности, испытывает бОльшую нагрузку, чем тот по которому катится колёсико. Да колёсику вообще смазка не нужна! Однако у «старшего поколения» проблем с распредвалами не было, а тут… Парадокс.

Может быть дело в технологиях изготовления распредвалов? Например, что бы снизить себестоимость их стали делать из более мягкого металла, в свою очередь это компенсировали заменой толкателей трения на роликовые? Возможно и такое, я не силён в обработке металлов. Но, как мне известно, распредвалы и раньше отливались из относительно мягкого сплава, вытачивались и только потом кулачки закаливались отдельно токами высокой частоты. Судя по всему, сейчас распредвалы изготавливаются по этой же технологии.

Вот на фото я попытался попилить распредвал надфилем. Три надпила рядом с кулачком были проделаны легко – по одному движению на каждый. На самом кулачке, сколько я ни пилил, остались только едва заметные царапины (в красном прямоугольнике). Значит кулачок закалённый, точнее его поверхность.

А теперь посмотрим внимательнее на повреждённые кулачки – поверхность не стирается, а крошится!

Не тут ли кроется причина проблемы? Кулачок имеет твёрдый поверхностный слой, под которым более мягкое основание, и по этому слою катится колесо из более твёрдого материала. Представьте, что вы идёте по земле покрытой коркой льда: вы скользите по нему ногами, но не отрываете их от поверхности, если шагать — лёд треснет.

Понимающие «физику процесса» конечно скажут, что дело в площади подошв, то что две ноги оказывают давление меньше чем одна… Конечно. Но ведь и кулачок у нас «похудел» в ширине. А ролик ещё меньше чем кулачок (возвращаемся на четыре фото назад). Соответственно прощадь контакта уменьшилась. А нагрузка на него возросла в два раза! Вот и ломается «лёд».

Аргумент последний. Точнее это уже не аргумент, а так… несколько фактов для размышления:

— Попытки установки китайских распредвалов предпринимались неоднократно, пробовали на двигателях K20A4, K24A1, K24Z4. Результат не обрадовал – ресурс у них значительно, ниже чем у оригинальных. После эксплуатации немногим более года с пробегом менее 20 тыс.км. у всех испытуемых наблюдалось разрушение на всех 4-х кулачках.

— Есть опыт эксплуатации восстановленного распредвала (технология восстановления подразумевает наваривание металла, обточку и закаливание ТВЧ, всё как на производстве — такие фирмы есть не только в Москве). Результат похожий: год эксплуатации – разрушены 4 кулачка.

— Под замену попадали распредвалы разных производителей (и с гладким «телом» и с шершавым), на автомобилях произведённых и в Японии и в Великобритании. Некоторые праворульные CR-V так же приезжали с этой проблемой, что развеивает миф будто «японцы для себя делали качественнее и надёжнее, чем на экспорт».

Подведём итоги. Я не претендую на истину в последней инстанции, поэтому изложу своё мнение по пунктам, а соглашаться или нет – ваше право. Итак:

— в системе смазки двигателей серии «K» действительно есть тонкие каналы? Да, есть. Для смазки шеек подшипников распредвалов масло подаётся через отверстия сечением 1.6 мм, что действительно не много в сравнении с другими двигателями. Более того – смазка в этом месте не меньше половины «жизни» мотора подаётся под низким давлением, чуть ли не самотёком… Другие места, такие как кривошипно-шатунный механизм, поршневая группа и привод ГРМ, недостатка смазки не испытывают.

— наличие тонких каналов требует использование моторных масел пониженной вязкости? Не факт. Эксплуатация двигателя с маслами «средней» вязкости не увеличивает вероятность возникновения в двигателе механических проблем, скорее даже наоборот – наблюдаемые мной моторы «долгожители» ездят именно на 5W30 и 5W40.

— из-за дефицита смазки массово страдают распредвалы. Не факт. Подшипники распредвалов, в которые смазка подаётся принудительно, такой «голодный» паёк нормально переживают – случаи чрезмерного износа шеек или опор исключительно редкие. А вот разрушение кулачков выпускных распредвлов, имеющее массовый характер, происходит по иным, не зависящим от смазки причинам.

Масляный насос

Среди различных типов конструкции наибольшее распространение получили шестеренчатые и роторные масляные насосы. Устройство масляного насоса шестеренчатого типа с наружным зацеплением:

  1. Ведомая шестерня.
  2. Канал забора масла с поддона.
  3. Ведущая шестерня. Именно она посредством червячной, цепной или шестеренчатой передачи соединена с коленчатым валом двигателя.
  4. Приводной вал (в данном типе масляного насоса соединяет коленвал и ведущую шестерню).
  5. Канал нагнетания.
  6. Ось вращения ведущей шестерни.

При вращении шестерен масло всасывается из заборного канала и подается по каналам нагнетания к трущимся парам двигателя. Давление масла в системе смазки и производительность насоса напрямую связаны со скоростью вращения коленчатого вала. При превышении давления, достаточного для смазывания и отвода тепла трущихся элементов, лишняя смазка стравливается редукционном клапаном.

В отличие от шестеренчатого насоса с наружным зацеплением, в помпах с внутренним зацеплением ведущая шестерня вращается внутри ведомой. Принцип работы смазочной системы с точки зрения нагнетания давления остается неизменным и схож с работой роторной помпы. Внутри корпуса устанавливается внешний и внутренний роторы. Вращение последнего приводит к всасыванию смазки и подаче ее под давлением в нагнетательный канал.

Редукционный клапан

Поскольку производительность нерегулируемых насосов напрямую зависит от количества оборотов двигателя, максимальное безопасное давление масла в системе смазки поддерживается редукционным клапаном. Он представляет собой запорный клапан, подпертый возвратной пружиной. Когда расчетное давление масла со стороны клапана преодолевает усилие пружины, клапан открывается, перепуская излишки масла обратно в поддон картера.

Двухступенчатые масляные насосы

Конструкцию двухступенчатого масляного насоса рассмотрим на примере агрегата роторного типа от автоконцерна VAG.

  1. Первая ступень работы определяется конструкторами, исходя из необходимого двигателю объема масла на всех режимах работы. Из полости нагнетания масло направляется в каналы двигателя и к подвижному ротору в месте его упора в регулировочную пластину. В таком режиме объем полости всасывания и, как следствие, количество прокачиваемого масла небольшое.
  2. Вторая ступень. При повышении оборотов двигателя возникает потребность в большем количестве смазки. Давление на подвижный ротор ослабевает. Теперь регулировочная пружина доворачивает статор на несколько градусов, изменяя положение ведомого ротора. Таким образом увеличивается объем полости всасывания и количество прокачиваемой смазки.

В двигателях FSI Audi объемом 2,8 и 3,2 литра переход с первой на вторую ступень происходит на оборотах коленвала свыше 4600. Благодаря двухступенчатым помпам конструкторам удалось на 1/3 снизить расход топлива.

Клапан N428

Клапан управления масляного насоса N428 предназначен для регулировки давления на управляющий поршень. В зависимости от давления на поршень, изменяется положение статора и объем камеры всасывания. Часть масла из полости нагнетания всегда подается в управляющую магистраль к клапану N428. По команде блока управления двигателя на клапан подается питание, масло подается к управляющему поршню. По своему устройству N428 представляет собой электроуправляемый гидравлический 3/2 ходовой клапан.

Отличие мокрого картера от сухого

Выше нами рассмотрен исключительно мокрый картер, когда основной объем системы смазки двигателя находится в поддоне и забирается оттуда масляным насосом.

На схеме представлены детали и приборы системы смазки мотора с сухим картером. Основное отличие в том, что поддон двигателя не используется для хранения масла. Весь стекший туда смазывающий материал откачивается специальным насосом и подается в отдельный бак. Оттуда давление в масляной системе создается уже при помощи нагнетающей помпы. Такая система смазки двигателя применяется на автомобилях повышенной проходимости и гоночных болидах. Основные преимущества:

  • уменьшается высота поддона, что позволяет установить мотор ниже. Снижение центра масс улучшает курсовую устойчивость и управляемость автомобиля;
  • сухой картер исключает масляное голодание при движении авто в больших продольных и поперечных углах, что актуально для внедорожников на пересеченной местности;
  • исключено масляное голодание вследствие отлива смазки (перетекания из одной части в другую) при длительном движении автомобиля в дуге, что актуально для кольцевых автогонок и соревнований по дрифту;
  • моторное масло лучше охлаждается.

Но не лишена система и недостатков, так как усложнение системы снижает надежность и увеличивает массу автомобиля.

Видео: Система смазки двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в 3D. Как работает?

Диагностика давления масла.

Горит лампочка давления масла на холостых оборотах двигателя. Это первый тревожный симптом. Но может быть не всё еще потеряно. Причиной низкого давления масла в двигателе может быть очень простой и легко устраняемой.

Самая дальняя точка от масляного насоса головка блока двигателя. Естественно на коромыслах или на распревалу если он расположен в головке блока. Образуется самое низкое давлене. Но для нормальной работы двигателя оно должно присутствовать. Поэтому если даже просто открыть заливную пробку в клапанной крышке. Детали головки тщательно смазываются. При работающем двигателе будут видны брызги масла. Если их нет значит масло поступает с низким давлением. И уже даже по этому факту можно судить о том что в масляной системе неисправность. И уже можно судить о том почему загорелась лампа давления масла.

Но может быть и такое что неисправен датчик давления масла. Лампочка загорается . а детали головки блока смазываются обильно. Можно просто попробовать заменить датчик. Но будет более правильно, если измерить давление при помощи механического манометра.

Необходимо найти где находится датчик давления масла. Открутить его. На его место установить механический манометр. Он точно покажет давление масла в масляной системе. Давление масла ниже 0,2 Нм на холостых оборотах. Означает наличие неисправности.

Любую неисправность в двигателе необходимо начинать со снятия поддона. В первую очередь, конечно необходимо убедиться в исправном состоянии маслоприёмника и мест соединения с насосом. Отсутствие трещин, грязи состояние уплотнений. Если все в порядке. Проверяются вкладыши коренных и шатунных шеек коленвала. Это можно сделать при помощи калиброванной пластиковой проволоки . Откручивается крышка коренных и шатунных подшипников ставится между шейкой коленвала и вкладышем пластиковая проволока. Крышка закручивается с усилием, предназначенным для данной модели двигателя. Крышка снова снимается. И по ширине полученного пятна можно судить о величине образовавшегося зазора. Он не должен превышать более 0,15 мм. Измерение это можно назвать условным. Потому что шейка коленвала изнашивается не равномерно. Износ образует овал. По поперечному сечению шейки вала. Поэтому данное измерение может дать приблизительное представление о износе. И условно исключить или подтвердить причину неисправности. Для того чтобы двигаться дальше в поиске неисправности.

Неполадки в системе смазки

  • механический износ деталей масляного насоса. Происходит вследствие несвоевременной замены масла, фильтрующего элемента. При износе в зоне всасывания не создается достаточное разряжение, из-за чего падает производительность помпы;
  • коксование и засорение посторонними предметами маслоприемника. Случается при несвоевременной замене масла, разрушении пластиковых элементов натяжительных и успокоительных башмаков;
  • подвисание редукционного клапана;
  • электрическая неисправность или проблемы с проводкой клапана управления двухступенчатым насосом;
  • выход из строя датчика давления масла, из-за чего на приборной панели загорается сигнальная лампа низкого давления;
  • заклинивание обратного клапана в возвратных магистралях;
  • поломка указателя давления масла;
  • заклинивание масляного термостата, применяющегося для более быстрого прогрева смазки.

Современная смазочная система состоит из множества механических и электронных компонентов, ввиду чего надежность ее значительно снизилась. Поэтому крайне важно следить за соблюдением сервисных интервалов, качеством фильтров и моторного масла.

Печать

Поддон

Это конструктивно установленная на блок цилиндров (в нижней части) ёмкость, в которой находится моторное масло. Поддон изготавливается из железа или алюминия. Для исключения образования масляной пены, между поддоном и блоком цилиндров установлена пеногасительная пластина. У поддона имеется резьбовое сливное отверстие. Форма поддона обычно имеет наклонные плоскости, углубление для заборника масляного насоса. Заборник должен устанавливаться с учетом неполного забора масла со дна поддона. Делается это для недопускания попадания частиц мусора скапливающихся на дне поддона в масляный насос.

Контроль уровня масла производится при помощи щупа с делениями, указывающими на допустимое количество. Контроль должен проводиться постоянно и при малейшем изменении уровня, необходимо устранять причины подъема или опускания уровня масла. Повышенный расход масла указывает на отсутствие компрессии в цилиндрах, износ турбины, или износ сальников. Повышенный уровень может свидетельствовать об утечке охлаждающей жидкости в поддон, залегании компрессионных колец.

Замена масла производится строго с учетом рекомендаций производителя. Менять масло на другие марки по API (не рекомендованные производителем) не следует.

Назначение, структура и принцип работы системы смазки двигателя

Назначение, структура и принцип работы системы смазки двигателя

31.05.2019

Задачи системы смазки автомобиля состоят в снижении трения между контактирующими деталями (прежде всего, в двигателе), обеспечении безотказности их работы и уменьшении износа. Кроме того, она предназначена для отведения тепла от горячих металлических поверхностей, их очистки и защиты от окисления. Смазочная система состоит из таких элементов:

  • датчик давления масла;
  • масляный радиатор;
  • поддон картера двигателя;
  • система каналов;
  • масляный фильтр;
  • масляный насос;
  • редукционный клапан.

У каждого компонента есть свое назначение. Так, в поддоне картера содержится смазочная жидкость при неработающем моторе. Для определения объема масла и его температуры используются щуп и датчики. Нагнетание смазочного материалав систему происходит с помощью насоса. Работает он за счет вращения одного из валов (например, коленвала). Насосы имеют разную конструкцию, но чаще всего встречаются шестеренные.


Очищается смазочный материал от вредных примесей при помощи фильтра. Менять его необходимо при очередной замене масла. Для охлаждения смазочного материала нужен масляный радиатор. Давление жидкости определяется с помощью датчика. Когда значение параметра выходит за нижний предел, датчик сигнализирует об этом, и на приборной панели загорается соответствующая лампочка.

В некоторых транспортных средствах ставятся такие датчики, которые при недостаточном давлении масла просто не позволят завести двигатель. Чтобы обеспечить нормальное давление, смазочная система оснащается одним или двумя перепускными клапанами. Они находятся либо в фильтре, либо в насосе.

К различным деталям и узлам двигателя смазка может поступать под давлением, самотеком или разбрызгиванием. Работа смазочной системы представляет собой цикличный процесс, состоящий из следующих этапов:

  1. Когда заводится мотор, насос начинает качать масло в систему.
  2. Принудительно масло проходит через фильтр, где из него удаляются лишние примеси.
  3. Очищенное масло по системе каналов поступает к коренным и шатунным шейкам коленвала, опорам распределительного вала и шатуна.
  4. Параллельно осуществляется смазывание других деталей мотора с помощью разбрызгивания или самотеком.
  5. После остановки двигателя масло стекает с деталей и по каналам в поддон картера двигателя, где содержится до следующего пуска.

Чтобы смазочная система двигателя в полной мере выполняла свои функции и не выходила из строя, она нуждается в регулярном техническом обслуживании. Оно состоит в выполнении таких процедур:

  • определение уровня масла в поддоне картера;
  • правильный пуск холодного двигателя;
  • замена масла и фильтра в соответствии с графиком;
  • осмотр двигателя на предмет подтекания масла;
  • проверка креплений и очистка системы.

Часть (или даже все) из этих действий автовладелец может выполнить самостоятельно. Однако более сложные процедуры лучше доверить профессиональным автомеханикам.

Система смазки двигателя

Для уменьшения трения между деталями применяют масла. Чтобы понять значение масла для двигателя, достаточно напомнить, что даже кратковременная работа двигателя без масла в течение около минуты вызывает выплавление подшипников, а более длительная работа при водит к заклиниванию поршней и отказу в работе двигателя.

Система смазки предназначена для подачи масла к трущимся поверхностям с целью уменьшения трения, удаления продуктов износа и охлаждения трущихся деталей двигателя. На современных двигателях применяют комбинированную систему смазки, когда наиболее нагруженные детали смазываются под давлением (подшипники коленчатого вала, распределительного вала, оси коромысел клапанов и др.), часть деталей — самотеком (толкатели, штанги, направляющие стержни клапанов), а остальные трущиеся поверхности — разбрызгиванием (зеркало цилиндров,   поршневые пальцы, кулачки распределительного  вала).

Система смазки двигателя ЗИЛ – 375 включает в себя: резервуар для масла, в качестве которого используется поддон картера, маслоприемник, двухсекционный масляный насос, фильтр очистки масла (центрифуга), маслораспределительную  камеру, два магистральных канала, маслотеплообменник  с подводящей и отводящей трубками.

Смазка трущихся поверхностей двигателя осуществляется следующим образом. Из поддона картера масло через маслоприемник засасывается в масляный насос. Через канал в задней перегородке блока цилиндров насос под давлением подает масло в фильтр очистки масла (центрифугу), откуда неочищенное масло, которое создает центробежную реактивную силу, снова стекает в поддон, а очищенное поступает в маслораспределительную камеру. Из маслораспределительной камеры масло попадает в два продольных магистральных канала и далее подается к коренным подшипникам коленчатого вала. По каналам в коленчатом валу масло подается к шатунным подшипникам. В теле шатуна предусмотрено отверстие, в момент падения которого с каналом в шейке коленчатого вала масло выпрыскивается на стенку цилиндра. Масло, снимаемое со стенок цилиндра маслосъемным кольцом, через отверстия в канавке маслосъемного кольца отводится внутрь поршня и смазывает опоры поршневого пальца в бобышках и в верхней головке шатуна. Из переднего конца правого магистрального канала масло подается по каналу для смазки компрессора, а по каналу стекает в картер двигателя. В средней шейке распределительного вала предусмотрены отверстия, при совпадении которых с отверстиями в блоке цилиндров 1 раз за оборот вала масло подается в каналы, выполненные в каждой головке цилиндров. Из этих каналов масло поступает в канал, полой оси коромысел, а через отверстия в ее стенке поступает к втулкам коромысел. Через каналы  масло самотеком поступает для смазки штанг, клапанов и механизмов  вращения клапанов.

Аналогично осуществляется смазка трущихся деталей двигателей ЗИЛ-130.

Масляный насос — двухсекционный, шестеренчатый служит для создания давления в системе смазки. Привод насоса осуществляется от распределительного вала двигателя. В корпусе насоса расположены две пары шестерен. Ведущая шестерня каждой секции закреплена на валу насоса, а ведомая свободно вращается на оси. Каналом в блоке и трубопроводе насос соединен с неподвижным маслоприемником. При вращении шестерен они своими зубьями захватывают масло и гонят его по стенкам корпуса в нагнетательную секцию к выходному отверстию.

Верхняя секция насоса подает масло в систему смазки двигателя и в фильтр очистки масла, а нижняя — в масляный теплообменник. Редукц��’ �’ X�X ( ( @( регулирован на давление 3,2 кгс/см² и перепускает масло из напорной полости во всасывающую. В корпусе нижней секции насоса установлен перепускной клапан, отрегулированный на давление 1,2 кгс/см2. Минимальное давление масла в двигателе должно быть 1,5 кгс/см2 при частоте вращения коленчатого вала двигателя 1200 об/мин.

Маслоприемник состоит из стального штампованного корпуса, снабженного сеткой, удерживаемой проволочной скобой. Если сетка загрязнена, то масло поступает, минуя ее, через щель между сеткой и корпусом.

Фильтр очистки масла (центрифуга)  центробежный, с реактивным приводом состоит из корпуса с пустотелой осью, на которой установлен ротор с крышкой. Сверху ротор закрыт  кожухом . Снизу ротора закреплены два жиклера с отверстиями,  направленными  в разные стороны.

Масло, подаваемое  насосом, поступает к двум жиклерам, другая часть масла, обогнув сверху вставку, поступает через пустотелую ось в маслораспределительную камеру, очищаясь от грязи в центрифуге. Реактивная сила, создаваемая струями масла, вытекающими из жиклеров, заставляет вращаться роторцентрифуги вокруг  оси с частотой  вращения 5000—6000 об/мин при давлении масла 3 кгс/см2 . Под действием центробежной силы механические частицы, находящиеся в масле, отбрасываются к крышкеротора, образуя плотный слой, который удаляют при разборке центрифуги. В корпус фильтра встроен перепускной клапан, отрегулированный на перепад  давления в 1 кгс/см2, который пропускает часть масла при пуске холодного двигателя или при большом износе подшипников двигателя, минуя центрифугу. Работу центрифуги ежедневно проверяют на слух. При остановке двигателя исправная центрифуга, продолжая вращаться 2-3 мин, создает своеобразный звук.

Масляный    теплообменник  — пластинчатый, водомасляного   типа    предназначен   для   регулирования температуры масла в двигателе за счет охлаждающей жидкости в системе охлаждения.

Масло проходит внутри секций, выполненных из константановых пластин. Внутри секций расположены перфорированные сердечники создающие завихренный поток масла для лучшей теплоотдачи. Вода омывает пластины снаружи, обеспечивая взаимную теплоотдачу. Теплообменник должен быть постоянно включен. Отключать его при помощи краника следует только при пуске холодного двигателе температуре внешнего воздуха  ниже 0° С.

Вентиляция  картера  двигателя необходима для поддержания в нем нормального давления и удаления паров я газов, прорывающихся из цилиндров и вызывающих загрязнение и разжижение масла.

На двигателях ЗИЛ система вентиляция картера открытая, принудительная. Свежий воздух в картер двигателя поступает через фильтр вентиляции картера. Воздух вместе с прорвавшимися в картер отработавшими газами, парами топлива и воды из впускного трубопровода двигателя отсасывается через трубку и корт клапанасистемы вентиляции. Для задержки масла, которое могут уносить воздух и газы при работе системы вентиляции, установлены  коробчатый маслоуловительи клапансистемы вентиляции. В маслоуловителе газы и воздух, меняя направление движения, отделяются от масла. Однако при работе с прикрытым дросселем карбюратора разрежение во  впускном трубопроводе возрастает настолько, что расход масла, уносимого газами, значительно увеличивается. При этом клапанподнимается вверх и перекрывает или уменьшает отверстие в штуцере до величины, необходимой для   прохода небольшого количества газов, что приводит к уменьшению потерь масла.

При полностью открытом дросселе разрежение во впускном трубопроводе снижается и клапан под действием собственной массы опускается, увеличивая сечение отверстия, необходимого для прохода большого количества газов, прорвавшихся в картер двигателя.

При преодолении автомобилем глубокого брода через фильтр в картер могут проникнуть брызги воды, поэтому вентиляция картера временно отключается краном.

Система смазки двигателя ЗИЛ-130 автобуса лаз-695Н аналогична системе смазки двигателя ЗИЛ-375. Отличие состоит в том, что вместо масляного теплообменника установлен масляный радиатор, который включается краном при температуре окружающего воздуха выше 20° С.

Устройство масляного радиатора аналогично радиатору систем охлаждения, но он меньше по размерам и не имеет пробки.

Принципиальное устройство и работа системы смазки двигателя ЗМЗ-672 аналогичны системе смазки двигателя ЗИЛ, но имеют некоторые отличия.

Нижняя секция насоса подает масло к фильтру (центрифуги), поэтому в корпусе нижней секции расположен редукционный клапан для поддержания давления масла, подаваемого к фильтру, не более 3 кгс/см2.

Верхняя секция обеспечивает давление масла в системе смазки двигателя. Для поддержания давления в основной масляной магистрали установлен редукционный клапан верхней секции, ограничивающий давление не более 4 кгс/см2. Он расположен в передней части блока цилиндров в торце магистрали. При увеличении давления выше нормы пружина клапана сжимается,  его плунжер перемещается и излишки масла сливаются в картер.

Перед масляным радиатором установлен не только краник включения и отключения радиатора, но и предохранительный клапан, который при снижении давления масла в магистрали ниже 1 кгс/см2 автоматически отключает радиатор, предотвращая этим недостаточность смазки трущихся деталей двигателя.

Вентиляция картера двигателя открытого типа действует за разрежения, возникающего у косого среза выпускной трубы при движении автомобиля. Газы и пары выпускаются в атмосферу. Чистый воздух поступает в картер двигателя через воздушный фильтр, объединенный с маслоналивным патрубком. Фильтр вентиляции картер неразборной конструкции. Фильтрующим элементом является капроновая канитель. В маслоналивном патрубке, а также перед выпускной трубой установлены маслоотражатели, препятствующие выбрасыванию масла.

Особенности   устройства   и   работы  системы  смазки   двигателя РАБА-МАН.   Трущиеся поверхности двигателя смазываются следующим образом. Нагнетательный масляный насос захватывает масло из поддона и нагнетает его в масляный фильтр, из фильтра  масло  по  каналу  в  крышке  распределительных шестерен поступает к масляному радиатору и затем в главную магистраль .

Из главной масляной магистрали масло через наклонные каналы поступает к коренным подшипникам коленчатого вала, а оттуда через каналы вала к шатунным подшипникам. Через каналы масло откоренных подшипников  поступает к четырем подшипникам       распределительного вала. Выходящее из шатунных подшипников и разбрызгиваемое  масло смазывает стенки цилиндров. От переднего и заднего подшипников распределительного вала через канали каналы в головках цилиндров и опорах осей коромысел масло поступает к осям коромысел и к коромыслам. Привод топливного насоса смазывается через отверстие крышки распределительных шестерен по трубопроводу.

Топливный насос и компрессор смазываются маслом, поступающим через трубопроводы, присоединенные к масляной магистрали.

К главной магистрали присоединены маслоразбрызгивающие сопла для охлаждения внешней поверхности сферической камеры сгорания. Подвод масла регулируется клапаном, прекращающим подачу масла к соплам при снижении давления в системе менее 1,8 кгс/см2.

В масляную магистраль включена контрольная зеленая лампочка манометра, которая загорается после того, как вставлен ключ зажигания в замок. Когда двигатель начинает работать при исправной системе смазки, лампочка гаснет. Если лампочка загорается при работе двигателя, это свидетельствует о неисправности в системе смазки. В магистрали между фильтром и радиатором установлен перепускной клапан 8, поддерживающий давление, равное не более 4 — 5 кгс/см2.

Давление масла в системе обеспечивают два масляных насоса —  нагнетательный и  перекачивающий .

Нагнетательный насос — двухшестеренчатый и приводится в действие от шестерни распределительного вала через промежуточную шестернюи шестернюпривода. В крышке насоса установлен редукционный клапан, который отрегулирован на давление 10 ± 1 кгс/см2. Насос нагнетает масло для смазки трущихся поверхностей двигателя и к разбрызгивающим соплам  для охлаждения сферических камер сгорания.

Перекачивающий насос — трехшестеренчатый, две шестерни захватывают масло из маслосборников, атретья шестерня нагнетает масло в картер, откуда оно захватывается нагнетательным насосом.      Перекачивающий насос приводится в действие от нагнетательного насоса через соединительную муфту.

Масляный радиатор прикреплен к блоку цилиндров и через отверстия в блоке соединен с главной магистралью. Через два патрубка (второй на противоположной стороне корпуса масляный радиатор соединен с системой охлаждения двигателя. Масляный радиатор представляет собой водомаслообменник. Внутри корпуса помещается пучок труб, по которым проходит масло, а с наружной стороны трубы омываются водой, при этом происходит тепловой обмен между водой системы охлаждения и маслом. В крышке радиатора с уплотнителем установлен перепускной клапан, отрегулированный на перепад давления в 2,5—3,5 кгс/см2. Клапан пропускает масло  при  засорении  радиатора.

Емкость системы смазки двигателей ЗИЛ-375 — 9 л   ЗИЛ-130-9 л, ЗМЗ-672 — 8 л, РАБА-МАН — 22 л.

Масла, применяемые для карбюраторных двигателей автобусов изучаемых марок: всесезонное М-8Б1У или АС-8 (М-8Б), или летнее-АС-10 (М-10Б), зимнее — АС-6 (М-6Б).

Для смазки двигателя РАБА-МАН применяется дизельное масло. летом — М10  ГФЛ,   зимой — М8  ГФЗ.

Масляный фильтр включен в систему смазки последовательно, прикреплен фланцем к крышке распределительных шестерен перпендикулярно к оси двигателя. Предварительно масло очищается сетчатым фильтрующим элементом, а окончательно (тонкая очистка) — бумажным фильтрующим элементом. Через отверстия в крышке распределительных шестерен каналом фильтр соединен   с масляным   насосом   и   отводящим   каналом — с магистралью.

Фильтрующие элементы помещены в стакане, который через промежуточную крышку крепится   к  корпусу масляного насоса болтом и поджимается пружиной. В местах   соединения   стакана с корпусом, а также фильтрующих   элементом с корпусом и со  стаканом установлены уплотнения. Для слива    отстоя фила имеет пробку с магнитным наконечником. Перед бумажным фильтрующим элементом установлен перепускной клапан, отрегулированный на перепад давления 1,8 кгс/см2 при    засорении бумажного фильтрующего  элемента. Перед масляным фильтром установлен   второй   перепускной клапан, отрегулированный на давление 5,3 кгс/см2 , который открывается при засорении фильтра и при загустении масла, перепуская масло к трудящимся деталям, минуя фильтр.

Система смазки двигателя. Общее устройство и принцип действия

Система смазки двигателя автомобиля или смазочная система двигателя (ССД) – совокупность механизмов авто, которые участвуют в снижении трения между сопряженными деталями ДВС, минимизируют затраты мощности ДВС на трение. Принцип работы системы смазки двигателя заключается в обеспечении подачи смазочных материалов (моторного масла) ко всем трущимся деталям ДВС на всех режимах его работы. ССД работает циклично. Между двумя поверхностями движущихся тел формируется масляная пленка. Она разделяет движущиеся поверхности и уберегает трущиеся поверхности от дополнительных нагрузок.

Общее устройство

В систему смазки двигателя входят:

  • поддон картера с маслозаборником
  • масляный насос
  • масляный радиатор
  • масляный фильтр
  • соединительные магистрали и каналы

Рис. Схема системы смазки двигателя: 1 — масляный поддон; 2 — датчик уровня и температуры масла; 3 — масляный насос; 4 — редукционный клапан; 5 — масляный радиатор; 6 — масляный фильтр; 7 — перепускной клапан; 8 — обратный клапан; 9 — датчик давления масла; 10 — коленчатый вал; 11 — форсунки; 12 — распределительный вал выпускных клапанов; 13 — распределительный вал впускных клапанов; 14 — вакуумный насос; 15 — турбонагнетатель; 16 — стекание масла; 17 — сетчатый фильтр; 18 — дроссель.

Предназначением поддона картера двигателя является хранения масла. Проконтролировать уровень масла в поддоне можно используя щуп, а также датчик уровня и температуры масла.

Масляный насос служит для закачки масла в систему. В действие он приводится коленчатым, распределительным или дополнительным приводным валом. Самыми распространенными являются масляные насосы шестеренного типа.

Рис. Односекционный шестеренный масляный насос со встроенным редукционным клапаном: 1 — впускная полость; 2 — нагнетательная полость; 3 — редукционный клапан

От продуктов нагара и износа масло очищается масляным фильтром. Очищение моторного масла достигается фильтрующим элементом, замену которого рекомендуется производить одновременно с заменой масла.

Охлаждение и нагрев моторного масла производит масляный радиатор. Через масляный радиатор пропускается охлаждающая жидкость, которая нагревает масло в холодном двигателе и охлаждает его, когда двигатель горячий. Масло в двигателе должно иметь температуру выше 100°С чтобы из него выпаривалась остаточная вода, но его температура не должна превосходить границу в диапазоне от от 138°С до 148°С.

Давление масла в системе контролируют датчики установленные в масляной магистрали. Датчик направляет сигнал к лампе на приборной панели. Также информация о давлении может поступать в систему управления двигателем. При снижении давления сверх нормы, система управления должна остановить двигатель.

Современные двигатели могут иметь датчики уровня и температуры масла. Поступающая от них информация также отображается на приборной панели.

Постоянное рабочее давление в системе смазки поддерживается с помощью одного или нескольких редукционных (перепускных) клапанов, которые устанавливают в масляных насосе и фильтре.

Выбор моторного масла

Главная задача автомасла – не допустить сухого трения движущихся внутренних деталей двигателя, а также обеспечить минимальную силу трения при максимальной герметичности рабочих цилиндров.

Исходя из требований двигателя конкретного автомобиля и температуры окружающего воздуха, моторное масло подбирается по двум основным критериям: — уровень эксплуатационных свойств по классификации API или ACEA, который должен соответствовать требованиям Вашего двигателя; — вязкость по классификации SAE, которая выбирается в зависимости от температуры окружающего воздуха и степени изношенности двигателя.

Одним из основных свойств моторного масла является его вязкость и ее зависимость от температуры в широком диапазоне (от температуры окружающего воздуха в момент холодного пуска зимой до максимальной температуры в двигателе при максимальной нагрузке летом). Наиболее полное описание соответствия вязкостно — температурных свойств масел требованиям двигателей содержится в общепринятой на международном уровне классификации SAE3000.

Принцип действия системы смазки двигателя

Самой распространенной системой смазки двигателей в настоящее время является комбинированная. В такой системе одни детали смазываются под давлением, а другие – самотеком или разбрызгиванием.

Двигатель смазывается циклически. После его запуска, масло закачивается в систему масляным насосом. Насос создает необходимое давление и подает масло в масляный фильтр, в котором происходит его очистка от механических примесей. Далее масло по каналам подается к:

  • шатунным шейкам коленчатого вала
  • коренным шейкам коленчатого вала
  • опорам распределительного вала
  • верхней опоре шатуна для смазки поршневого пальца

К рабочей поверхности цилиндра масло поступает из отверстий в нижней опоре шатуна или от специальных форсунок.

Другие части двигателя смазываются разбрызгиванием, т.е. часть масла вытекающего из зазоров в соединениях разбрызгивается подвижными частями КШМ и ГРМ. При разбрызгивании масла создается масляный туман, который при оседании смазывает детали двигателя.

Масло стекает в поддон картера двигателя под действием силы тяжести, после чего цикл смазки повторяется.

Также в некоторых автомобилях применяется система смазки с сухим картером. В такой системе основной запас масла содержится в автономном масляном баке, откуда подается в главную масляную магистраль двигателя нагнетающей секцией масляного насоса. Такие системы обеспечивают бесперебойный подвод масла к трущимся деталям двигателя на длительных крутых подъемах, спусках и при кренах без какого-либо масляного голодания и утечек масла через сальники коленчатого вала. Кроме того, применение системы с сухим картером позволяет уменьшить высоту двигателя, снизить расход масла и сохранять его физико-химические свойства в течение более длительного периода благодаря возможности удаления из масла картерных газов.

Рис. Типичная схема смазочной системы двигателя с сухим картером: 1 — масляная центрифуга; 2 — двигатель; 3 — полнопоточный фильтр грубой очистки; 4 — масляный радиатор; 5 — перепускной клапан; 6 — масляный бак; 7 — змеевик для подогрева масла; 8 — предпусковой маслозакачивающий насос; 9 — маслопрцемный сетчатый фильтр; 10, 11 — нагнетающая и откачивающая секции основного масляного насоса

Двухступенчатые масляные насосы

Конструкцию двухступенчатого масляного насоса рассмотрим на примере агрегата роторного типа от автоконцерна VAG.

  1. Первая ступень работы определяется конструкторами, исходя из необходимого двигателю объема масла на всех режимах работы. Из полости нагнетания масло направляется в каналы двигателя и к подвижному ротору в месте его упора в регулировочную пластину. В таком режиме объем полости всасывания и, как следствие, количество прокачиваемого масла небольшое.
  2. Вторая ступень. При повышении оборотов двигателя возникает потребность в большем количестве смазки. Давление на подвижный ротор ослабевает. Теперь регулировочная пружина доворачивает статор на несколько градусов, изменяя положение ведомого ротора. Таким образом увеличивается объем полости всасывания и количество прокачиваемой смазки.

В двигателях FSI Audi объемом 2,8 и 3,2 литра переход с первой на вторую ступень происходит на оборотах коленвала свыше 4600. Благодаря двухступенчатым помпам конструкторам удалось на 1/3 снизить расход топлива.

Система смазки двигателя ВАЗ

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

Подробней система смазки двигателя ВАЗ рассмотрена нами в следующей статье.

Клапан N428

Клапан управления масляного насоса N428 предназначен для регулировки давления на управляющий поршень. В зависимости от давления на поршень, изменяется положение статора и объем камеры всасывания. Часть масла из полости нагнетания всегда подается в управляющую магистраль к клапану N428. По команде блока управления двигателя на клапан подается питание, масло подается к управляющему поршню. По своему устройству N428 представляет собой электроуправляемый гидравлический 3/2 ходовой клапан.

ОСНОВНЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ

Конструкция масляного насоса, к какому типу бы он не относился, сравнительно простая, что обеспечивает ему надежность и длительный ресурс. И все же неисправности у него бывают, точнее она одна – снижение производительности, что приводит к падению давления в системе. А это уже может привести к более серьезным поломкам, поскольку узлы, которые недостаточно смазываются, начинают интенсивно изнашиваться из-за масляного «голодания». Произойти же это может по разным причинам.

  1. Первая из таких не относится к насосу, но приводит к негативным последствиям в его работе – закупорка сетки маслоприемника продуктами износа и грязью. В результате этого масло в недостаточных количествах поступает к насосу. Устранить такую неисправность несложно – достаточно снять поддон и маслоприемник, после чего тщательно очистить и промыть сетку.
  2. Проблема с падением давления может произойти из-за износа составных частей насоса или длительной его работы с маслом, в котором имелось большое количество загрязняющих элементов. Результатом этого является образование и увеличение зазоров между деталями насоса. Из-за этого через эти зазоры смазочный материал просто перетекает внутри нагнетающей полости и шестерни или роторы не способны его захватить, чтобы выполнить нагнетание в магистраль. В большинстве случаев работоспособность системы смазки восстанавливается путем замены изношенных элементов или узла в целом.
  3. Проблемы может создать и перепускной клапан. Из-за грязи он может заклинить в открытом положении, и масло будет постоянно перетекать в поддон. Устраняется такая неисправность разборкой и промывкой насоса и его каналов.
Система смазки

в автомобиле [Назначение и применение]

В этой статье вы узнаете, что такое система смазки в автомобиле , ее назначение и многое другое.

Система смазки

в автомобиле

Смазка необходима в обслуживании автотранспорта. Подача смазочного масла между движущимися частями называется просто смазкой. смазка всех движущихся частей (кроме нейлоновых, резиновых втулок или предварительно смазанных компонентов) необходима для уменьшения трения, износа и предотвращения заклинивания.

Смазка должна быть выполнена надлежащим образом и должен использоваться правильный тип смазки. Неправильная смазка двигателя вызовет серьезные проблемы, такие как царапины на цилиндрах, грязные свечи зажигания, изношенные или сгоревшие подшипники, пропуски зажигания в цилиндрах, заедание поршневых колец, отложения и шлам в двигателе, а также чрезмерный расход топлива.

Типы автомобильных систем смазки:

В автомобилях есть две отдельные системы смазки;

  1. Система смазки двигателя.
  2. Система смазки шасси.

Система смазки двигателя

Система смазки двигателя может быть под давлением или разбрызгиванием. хотя используется различное сочетание этих двух систем. Единая система смазывает весь двигатель всех современных автомобилей. только оборудование вне двигателя, такое как стартер, генераторы, водяной насос и распределители, смазываются отдельно.

Эта система обеспечивает циркуляцию масла из бачка к коренным подшипникам, шатунным вкладышам, пальцам распредвалов, подшипникам кулачков, стенкам цилиндров, клапанам привода ГРМ.Насос расположен в нижней части картера.

Все современные американские легковые и грузовые автомобили используют напорную систему, в которой масло подается силой под давлением шестеренчатого насоса к различным вращающимся и возвратно-поступательным частям. В системе разбрызгивания конец шатуна имеет ковш, который разбрызгивает масло на кариесные детали, когда оно проходит через масло при перемещении шатуна.

Читайте также: Список деталей двигателя автомобиля: их назначение (с иллюстрациями)

Система смазки шасси

В системе смазки шасси каждая точка смазки смазывается отдельно.В ходовой части современного легкового автомобиля необходимо смазывать около 34 точек.

Количество точек может варьироваться от 21 до 45 в зависимости от дизайна и конструкции автомобиля. Единой универсальной смазки для всех этих точек пока не разработано. Некоторые точки требуют смазки чаще, чем другие.

Объекты смазки

Основными объектами смазки являются следующие:

  1. Уменьшение трения между движущимися частями.
  2. Уменьшение износа движущихся частей.
  3. Действуют как охлаждающая среда для отвода тепла.
  4. Содержите в чистоте детали двигателя, особенно поршневые кольца и кольцевые канавки, маслопроводы и фильтры.
  5. Для поглощения ударов между подшипниками и другими деталями двигателя, что снижает шум двигателя и увеличивает срок его службы.
  6. Для создания хорошего уплотнения между поршневыми кольцами и стенками цилиндра.
  7. Предотвращает отложение нагара, сажи и лака.
  8. Поглощает и отводит вредные вещества, образующиеся в результате неполного сгорания.
  9. Предотвращает коррозию металлических компонентов кислотой, образующейся в процессе сгорания.
  10. Для защиты от окисления, вызывающего образование шлама и лаков.

Назначение смазки

Ниже приведены различные цели смазки:

  1. Очень сильное давление и низкая скорость.
  2. Сильное давление и высокая скорость.
  3. Сильное давление и низкая скорость.
  4. Легкое давление и высокая скорость.
  5. Обычные машины.
  6. Паровые цилиндры.
  7. Часы и часы.

Применение системы смазки

Ниже приведены области применения системы смазки:

  1. Смазка широко используется в автомобильной промышленности.
  2. Система смазки используется для распределения масла по движущимся частям с целью уменьшения трения между поверхностями в двигателе.
  3. Основной функцией системы смазки является смазывание подвижных компонентов компрессора.
  4. Система смазки используется для охлаждения системы за счет отвода тепла от движущихся частей компрессора.

Вот и все, спасибо за внимание. Если у вас есть какие-либо вопросы по теме «Система смазки в автомобиле», вы можете задать их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями.

Читать дальше:

Моторное масло и моторное масло — принцип действия

Любую жидкость можно использовать в качестве смазки — только посмотрите на водные горки. Они работают по тому же принципу, что и смазка внутри двигателя: постоянный поток воды отделяет наши днища от поверхности скольжения и уменьшает трение.Если поток останавливается, наш вес вскоре вытесняет воду из этой щели, и мы застреваем, покачиваясь в трубе. Масло гораздо лучший смазочный материал (по крайней мере, для двигателей) — держит под давлением неразрывную пленку, не испаряется и не вызывает ржавления деталей.

Что делает моторное масло

Чтобы понять, почему масло так важно, давайте сначала рассмотрим его основные функции.

Уменьшение трения

Когда две детали соприкасаются и движутся рядом друг с другом, они трутся друг о друга.Это трение или сопротивление движению называется трение . Энергия, которая расходуется на преодоление трения, преобразуется в тепло, а не в движение. Вы можете почувствовать это, когда быстро потираете руки — тепло накапливается, и ваши руки становятся теплее. Это полезно для человека в ледяной день, но в двигателе вся энергия, которая преобразуется в тепло, — это энергия, которая не используется для создания движения.

Величина трения между деталями зависит от:

  • материалы из чего изготовлены детали — резина имеет большее трение, чем хром.
  • обработка поверхности . Гладкие полированные поверхности легче скользят друг относительно друга. Поэтому поверхности подшипников обрабатываются до блеска.
  • И нагрузка, сжимающая эти поверхности вместе . В двигателе это означает, что коренные подшипники, в которых вращается коленчатый вал, подвергаются самым высоким усилиям — они принимают на себя вес тяжелого коленчатого вала и поршневых узлов.
  • Движение между двумя поверхностями также приводит к износу, поскольку микроскопические неровности на поверхностях ударяются друг о друга и откалываются.

    Основная роль смазки в двигателе заключается в разделении движущихся поверхностей. Когда металлические поверхности разделены, между ними нет контакта и, следовательно, нет трения или износа.

Охлаждение двигателя

Смазка

также поглощает тепло при перемещении по двигателю. Он переносит это тепло обратно в масляный поддон, где рассеивает тепло в окружающий воздух. Некоторые масляные поддоны имеют охлаждающие ребра для максимального охлаждения масла.

В двигателях с более высокими характеристиками масляный поддон не обеспечивает достаточного охлаждения масла, поэтому будет добавлен масляный радиатор. Обычно это небольшой радиатор, установленный рядом с радиатором охлаждающей жидкости, через который проходит воздух и охлаждает масло.

Уборка

Масла собирают любые загрязнения в двигателе и уносят их. Более крупные частицы отфильтровываются в масляном фильтре, а мелкие, мягкие частицы остаются во взвешенном состоянии в моторном масле до замены масла.Моющие химикаты добавляются в масло при его очистке, чтобы частицы оставались во взвешенном состоянии и не оседали на поверхности.

Масляное покрытие предотвращает контакт металлических деталей с кислородом и коррозию. Предотвращение коррозии является приятным дополнительным преимуществом системы смазки. Даже самый старый, самый ржавый автомобиль, как правило, имеет блестящие внутренности двигателя — до тех пор, пока время от времени циркулирует запас масла.

Типы масла

Объяснение сортов нефти

Вязкость является мерой сопротивления жидкости течению, другими словами, насколько густа жидкость.Густая жидкость, такая как тесто для хлеба, имеет высокую вязкость, а жидкая, жидкая жидкость, такая как вода, имеет низкую вязкость.

Когда движущиеся части разделены маслом — единственным сопротивлением моменту этих частей является вязкость масла. Поэтому мы хотели бы, чтобы вязкость была как можно ниже, чтобы поддерживать эффективность двигателя. Однако вязкость также влияет на скорость выдавливания масла между двумя поверхностями. Если масло имеет очень низкую вязкость, оно будет слишком быстро вытекать из зазора, и детали будут соприкасаться.Понятно, что нужен баланс.

Производители двигателей определяют необходимую вязкость масла на основе ряда критериев — количества масла, рабочей температуры, требований к техническому обслуживанию, эффективности и, что, вероятно, наиболее важно, зазоров в подшипниках. Двигатели с очень узкими зазорами в подшипниках могут работать с более жидким моторным маслом.

Для масла его вязкость указана как класс устанавливается Обществом автомобильных инженеров (SAE).Класс SAE 50 будет вязким маслом, а класс SAE 10 — вязким маслом. Поскольку двигатели стали более эффективными, они стали использовать более жидкие масла.

Есть осложняющий фактор: масло становится жиже, когда нагревается. Если вы меняли масло в двигателе, то вы знаете, что оно течет гораздо легче, когда оно теплое, чем холодное. Это означает, что масло, идеально подходящее для двигателя летом, может быть слишком густым для зимы, поэтому исторически двигатели использовали один сорт масла зимой и один сорт масла летом.

Производители масел разработали всесезонные масла чтобы справиться с этой ситуацией. Включение химической присадки позволяет уменьшить влияние температуры на масло, и теперь во всех двигателях круглый год используется одно и то же масло.

Всесезонные масла оцениваются двумя числами, например, масло 10W40 имеет класс SAE 10 зимой (обозначается буквой W) и SAE 40 в нормальных условиях. Производители предоставят таблицу с указанием оптимальной марки масла для использования в зависимости от климата эксплуатации автомобиля

.

[Таблица марок моторных масел]

Минеральные и синтетические масла

Хотя существуют животные, растительные и минеральные масла, в двигателях мы используем только минеральные масла.Минеральные масла перерабатываются из сырой нефти, добываемой из-под земли.

За последние два десятилетия или около того синтетические моторные масла были разработаны, которые могут обеспечить преимущества для высокопроизводительных двигателей. Удивительно, но синтетические масла также обычно производятся из минеральных масел с использованием только самых чистых компонентов, к которым добавляются химические вещества для придания точно заданных химических свойств и вязкости.

Petroil, Splash, Pressure, Semi-Pressure, Sump [PDF]

Система смазки важна для автомобильного двигателя, так как двигатель состоит из различных вращающихся и движущихся частей, поэтому нам необходимо хорошо смазывать его, иначе они изнашиваются и сорвать, и мы можем столкнуться с поломкой двигателя.

Прежде чем углубиться в систему смазки , позвольте мне дать обзор того, что такое смазка и какими должны быть ее свойства?

Смазка представляет собой искусственную или природную жидкость с высокой вязкостью, жирную и маслянистую. Он используется для уменьшения трения между движущимися частями. Он используется не только в автомобильной промышленности, но также используется в различных областях, где нам необходимо уменьшить трение между двумя телами, однако здесь наше основное внимание уделяется автомобилям.

В автомобильном двигателе смазка используется не только для уменьшения трения, но и для:

  1. Поглощения ударов.
  2. Очистка цилиндра двигателя.
  3. Иногда используется в качестве охлаждающей жидкости.
  4. Предотвращение коррозии.

6

Смазка классифицируется по следующим категории:
  1. Смазка для животных
  2. Овощная смазка
  3. Mineral смазка
  4. Синтетическая смазка
  5. Синтетическая смазка
  6. Синтетическая смазка

И, наконец, позвольте мне обсудить на свойства, что должно сохраниться в смазке

Смазка должна иметь:
  1. Должна иметь высокую температуру воспламенения.[т.е. это температура, при которой смазка испаряется и сгорает.]
  2. Вязкость должна быть высокой. [т.е. это сила притяжения, действующая между молекулами смазки.]
  3. Температура застывания. [т.е. это самая низкая температура, при которой смазка может течь без каких-либо помех.]
  4. Химическая стабильность. [т.е. он не должен реагировать ни с какими частями двигателя]

Теперь войдите в систему смазки в автомобиле.

Система смазки:

Система смазки является одной из важнейших операций технического обслуживания автомобилей.

Отсутствие этой системы приводит к трению между движущимися частями, выделяет большое количество тепла, что приводит к серьезным проблемам, таким как задиры цилиндра, подгорание подшипников, биение поршневых колец, перерасход топлива и др.

Основной функцией системы является облегчение работы двигателя и снижение скорости износа транспортных средств.

Эта система снижает потери мощности из-за трения.

Поглощает тепло от двигателя, тем самым действует как охлаждающий агент в двигателе автомобиля.

Также обеспечивает уплотнение между движущимися частями.

Виды системы смазки:

Система смазки может быть классифицирована на следующих способах:

  • System 8
  • Splash System
  • Система давления
  • Система полупании
  • Система с сухим картером и
  • Система смазки с мокрым картером

Позвольте мне обсудить все.

Бензиновая система смазки:

Эта система обычно используется в двухтактных бензиновых двигателях, таких как скутеры, мотоциклы.

В системе этого типа определенное количество масла смешивается с самим бензином. поэтому от 3 до 6% масла смешивают с топливом.

Эта пропорция должна быть правильной. Если эта пропорция меньше, опасность масляного голодания вызывает повреждение двигателя.

Если эта пропорция больше, двигатель дает темный дым и чрезмерное нагарообразование на головке блока цилиндров.

Система смазки разбрызгиванием:

Это наиболее популярный тип системы смазки, который должным образом используется в автомобилях дополнительно.
Это один из самых дешевых методов системы смазки.

Состоит из ковша, который устанавливается на нижний конец шатуна, как показано на схеме.

Так как при работе двигателя черпак разбрызгивается, масло из масла под действием центробежной силы проникает во все детали двигателя.

Посмотрим, как это работает?

Система смазки разбрызгиванием используется на небольших стационарных четырехтактных двигателях.

В этой системе крышка шатунного подшипника снабжена ковшом, который при каждом обороте коленчатого вала ударяется и погружается в заполненное маслом отверстие, и масло разбрызгивается по всей внутренней части картера в поршень и крышка, открытая часть цилиндра показана на рисунке ниже.

В крышке шатуна просверлено отверстие, через которое масло проходит через поверхность подшипника.

Масляные карманы предназначены для улавливания разбрызгиваемого масла на все коренные подшипники, а также на подшипники распределительных валов.

Из этих карманов масло поступает к подшипникам через просверленное отверстие.

Избыточное масло, капающее из цилиндра, стекает обратно в масляный картер картера.

Система смазки под давлением:

Эта система используется, поскольку системы разбрызгивания недостаточно для больших двигателей, таких как Ambassador, Jeep, Ashok Leyland и других.

Масло из картера будет подаваться к деталям двигателя через главные магистрали, через сетчатый фильтр и фильтр.

Давление масла составляет от 2 до 4 кг/см2.

Для распределительных валов и зубчатых передач масло подается по отдельной магистрали через редукционные клапаны.

В системе этого типа давление масла создается с помощью шестеренчатого насоса.

Полунапорная система смазки:

В системе этого типа давление масла составляет от 0,4 до 1 кг/см2.

В этой системе некоторые детали смазываются разбрызгиванием, а некоторые — системой давления.

Такие детали, как стенка цилиндра, поршень, поршневой палец, дополнительная смазка шатуна, смазываются системой разбрызгивания, а остальные детали смазываются системой давления.

Система смазки с сухим картером:

Эта система состоит из двух насосов.

Один продувочный насос, расположенный под отстойником, другой нагнетательный насос, расположенный у резервуара.

Продувочные насосы подают смазочное масло в основной бак через фильтр, а нагнетательный насос подает масло к различным частям двигателя через масляный радиатор.

Система с сухим картером дает вам несколько преимуществ: во-первых, это означает, что двигатель может быть расположен немного ниже, что снижает центр тяжести автомобиля и улучшает устойчивость на скорости.

Во-вторых, предотвращает попадание лишнего масла на коленчатый вал, что может привести к снижению мощности.

А так как отстойник может располагаться где угодно, он также может быть любого размера и формы.

В этой системе давление масла составляет около 4-5 кг/см2.

Здесь поддон остается сухим. Отсюда и название Система смазки с сухим картером .

Этот тип системы используется в спортивных автомобилях и некоторых военных автомобилях дополнительно.

Система смазки двигателя, в которой смазочное масло подается во внешний бак, а не во внутренний поддон.

Маслоотстойник поддерживается относительно свободным от масла с помощью продувочных насосов, которые возвращают масло в бак после охлаждения.

В отличие от системы с мокрым картером.

Производительность продувочных насосов выше, чем у насосов с механическим приводом, подающих масло в систему.

Система смазки с мокрым поддоном:

В этой системе масло подается из фильтра поддона к различным частям двигателя.

В этой системе давление масла составляет от 4 до 5 кг/см2.

После смазки масло возвращается в масляный картер.

В этом случае масло всегда присутствует в поддоне.

Отсюда и название системы смазки с мокрым картером .

Преимуществом системы с мокрым картером является ее простота. И масло близко к тому месту, где оно будет использоваться, не так уж много деталей нужно спроектировать или отремонтировать, и его относительно дешево встроить в автомобиль.

Резюме:

Какие существуют типы систем смазки?

Систему смазки можно разделить на следующие виды:
1.Бензиновая система
2. Система разбрызгивания
3. Напорная система
4. Полунапорная система
5. Система с сухим картером и
6. Система смазки с мокрым картером

Что такое система смазки?


Система смазки важна для автомобильного двигателя, так как двигатель состоит из различных вращающихся и движущихся частей, поэтому нам необходимо хорошо смазывать его, иначе они изнашиваются и рвутся, и мы можем столкнуться с поломкой двигателя.

Итак, мы увидели различное назначение и типы систем смазки в автомобилях.

Теперь у вас есть общее представление о том, что без этой системы невозможно построить двигатель, это ключ к бесперебойной работе двигателя.

Однако в автомобиле есть и другие важные системы, которые также важны для безопасной и бесперебойной работы двигателя, например, системы охлаждения в автомобиле, система подачи топлива и другие. Вы также можете ознакомиться с упомянутыми статьями. А внизу — кнопка загрузки PDF!

Дайте мне знать в разделе комментариев, если у вас есть какие-либо сомнения по этому поводу, а также предложите некоторые новые вещи, касающиеся системы смазки двигателя, а пока до свидания, наслаждайтесь остатком дня.Ваше здоровье!

ОПС! ЗАБЫЛ УКАЗАТЬ, ПОЖАЛУЙСТА, ПОДЕЛИТЕСЬ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ В ВАШИХ ЛЮБИМЫХ СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ, ЕСЛИ ВЫ СЧИТАЕТЕ, ЧТО ЭТОЙ СТОИТ ПОДЕЛИТЬСЯ! BYE# 🙂

Источники:

Frontiers | Эксплуатационные характеристики смазочных материалов в электромобилях и гибридных транспортных средствах: обзор текущих и будущих потребностей

Введение

Электрическое транспортное средство (ЭМ) было впервые концептуализировано в начале девятнадцатого века, а коммерческие ЭМ появились в конце девятнадцатого века (He et al., 2020). Появление Toyota Prius в 1997 году стало важной вехой в развитии гибридных автомобилей (HEV) (Чау и Чан, 2007). С тех пор количество электромобилей/ГЭМ продолжает расти (API, 2015; Becker, 2019). В отчетах предсказывается дальнейший рост продаж электромобилей во всем мире (Эндрю, 2019; Дункан, 2019). Историческая хронология основных событий, приведших к исследованиям и разработкам в области EV/HEV, показана на рисунке 1.

Рисунок 1 . Историческая хронология развития EV/HEV.

Преимущества электромобилей

В зависимости от марки электромобили могут быть разных типов: аккумуляторные, гибридные, подключаемые гибридные, аккумуляторные на топливных элементах и ​​электромобили на солнечных батареях (He et al., 2020). ГЭМ бывают нескольких конструкций: (1) классификация на основе потоков электрической и механической энергии: последовательные, параллельные, последовательно-параллельные или сложные гибриды; (2) классификация по уровням мощности и режиму работы: полные, микро- и мягкие гибриды (Чау и Чан, 2007). Одной из уникальных особенностей HEV является то, что он может отключить двигатель внутреннего сгорания, когда транспортное средство имеет достаточную мощность для работы только от электродвигателей.Это приводит к большему охлаждению двигателя внутреннего сгорания и частым запускам и остановкам (Clarke, 2014).

Эксплуатационные расходы электромобиля оцениваются в 2 цента за милю, тогда как для автомобиля с ДВС — около 12 центов за милю (Farfan-Cabrera, 2019). Кроме того, электромобиль использует около 77% энергии сети по сравнению с 21,5% энергии, потребляемой топливом для ICEV (Farfan-Cabrera, 2019). Защита окружающей среды, использование ресурсов и удовлетворенность клиентов являются ключевыми факторами инноваций в смазке электромобилей и гибридных автомобилей. Высокая топливная эффективность, низкие выбросы парниковых газов и CO, NOx и большой пробег являются ключевыми показателями эффективности будущей конструкции (Korcek et al., 2000). Подключаемые гибридные автомобили (PHEV) продемонстрировали преимущества экологичности по сравнению с обычными автомобилями с ДВС (Bradley and Frank, 2009).

Увеличение субсидий на устойчивые автомобильные технологии во всем мире дало импульс исследованиям и разработкам электромобилей (EV) и гибридных электромобилей (HEV). Тем не менее, современная технология EV/HEV все еще несовершенна. В таблице 1 представлена ​​сравнительная оценка автомобилей с обычным двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и электромобилей/ГЭМ с учетом нескольких ключевых аспектов.

Таблица 1 . Сравнение обычных автомобилей с ДВС и автомобилей EV/HEV.

Потребности и проблемы в электромобилях и гибридных транспортных средствах

Из-за вышеупомянутых преимуществ наблюдается всплеск исследовательских публикаций о смазочных материалах EV/HEV (рис. 2A) и EV/HEV (рис. 2B).

Рисунок 2 . Количество научных публикаций и патентов по годам для смазочных материалов (A) EV/HEV и (B) EV/HEV.Ось X показывает годы. Данные были собраны через Google Scholar.

Нерешенные проблемы в технологии электромобилей включают, например, запас хода до зарядки, время зарядки, стоимость и доступность зарядки (Van Rensselar, 2019). Основными проблемами в более широкой коммерциализации EV/HEV являются стоимость, эффективность транспортного средства, техническое обслуживание, надежность компонентов, доступность и удовлетворенность клиентов. Стандартного теста для оценки шума в электромобилях/ГЭМ не существует (Эндрю, 2019 г.).В электромобиле батарея стоит около 45,3% от общей стоимости. Текущая плотность энергии батареи на ископаемом топливе составляет 1:80. Таким образом, плотность энергии батареи и срок ее службы являются одними из узких мест технологии электромобилей (Van Rensselar, 2019). Другие проблемы связаны, в частности, с разработкой передовых технологий зарядки, суперконденсаторов, термоэлектрических генераторов, рекуперативного торможения и фотоэлектрических элементов (Farfan-Cabrera, 2019).

Что касается механических характеристик, технология EV/HEV связана с рядом трибологических проблем.Выход из строя подшипников, который может быть причиной почти 40% отказов двигателей электромобилей и гибридных электромобилей, может быть серьезной проблемой из-за сложных напряжений на валах и подшипниковых токов. Преждевременные отказы подшипников сопровождаются нежелательным шумом, вибрацией и нестабильностью (He et al., 2020). Универсальное решение для смазки электромобилей и гибридных автомобилей может оказаться сложной задачей из-за очень разнообразного диапазона токов и конструкций подшипников (He et al., 2020). Традиционные решения проблем трения и износа также могут оказаться непригодными для электромобилей и гибридных автомобилей. Например, использование современных модификаторов трения, таких как диалкилдитиокарбаматы молибдена, приводит к потере эффективности при накоплении миль (Korcek et al., 2000). Следовательно, необходимы новые стратегии и решения для улучшения трибологических характеристик.

Смазочные материалы

Современный

Смазочные материалы играют важную роль в транспортных средствах. Недавний прогресс в смазке был отмечен в таких областях, как биосмазочные материалы, смазочные материалы на основе минерального масла, добавки с наночастицами и смазочные материалы на основе углеродных нанотрубок, среди прочих (Rensselar, 2010; Tang et al., 2013; Zin et al., 2016; Syahir et al., 2017; Dassenoy, 2019; Narita and Takekawa, 2019).Исследования смазочных материалов были направлены на получение более высокой устойчивости к коррозии меди и совместимости с полимерами, используемыми в электронных компонентах электромобилей/ГЭМ (Lin et al., 2011; Hunt et al., 2017). Это включает в себя разработку новых стандартных методов испытаний для измерения свойств электромобилей (Hunt, 2017). Получение низкой вязкости и улучшение электрических и термических свойств являются другими ключевыми направлениями деятельности (Lou and Sabhapathy, 2004; Tazume, 2016). Наиболее успешными подходами были использование противоизносных и фрикционных смазок на основе нанотехнологий, парофазной смазки, ионных жидкостей и маловязких масел (Farfan-Cabrera, 2019).Электрический разряд, подшипниковые токи, нестабильность смазочных материалов и синфазные напряжения являются другими темами, представляющими интерес для исследователей (Willwerth and Roman, 2013; Xie et al., 2013; Romanenko et al., 2015, 2016; Gao et al., 2018a). . Исследование вязкости смазочных материалов для ЭМ имеет большое значение. Гупта и др. сообщили о повышении КПД двигателя в режиме EV на 17 % при использовании масла с низкой вязкостью по сравнению с заводским трансмиссионным маслом (Gupta, 2012). В электромобилях нельзя недооценивать важность смазки. При использовании смазок нанотехнологии, синтетические базовые масла и загустители продемонстрировали повышенную смазывающую способность, более длительный срок службы и низкий момент трения (Cann, 2007; Chen et al., 2019б). Было показано, что литиевая смазка обладает такими преимуществами, как высокая адгезия, отсутствие коррозии и влагостойкость, что делает их совместимыми с несколькими приложениями (Cann, 2007). Алюминиевые и мочевинные смазки также хорошо себя зарекомендовали; однако их производство связано с опасной обработкой и ограничениями по технологическому балансу (Эндрю, 2019). Были попытки найти экологичные решения проблемы смазки. Благодаря низкому содержанию летучих органических соединений (ЛОС), низкой сжимаемости, высокой диэлектрической прочности и хорошей способности к эмульгированию смазочные материалы на биологической основе показали себя многообещающе в качестве альтернативы обычным маслам.Благодаря химическим модификациям (для повышения термостойкости и устойчивости к окислению) и использованию подходящих присадок для повышения несущей способности и фрикционных свойств они могут работать лучше, чем обычные смазочные материалы (Syahir et al., 2017). Био-вдохновленные конструкции также используются для повышения эффективности. Наканиши и др. предложил биологическое сальниковое уплотнение, которое имитировало суставной хрящ и имело сравнительно меньший момент трения по сравнению с традиционными сальниками (Nakanishi et al., 2016). Трансмиссионная жидкость HEV содержит диспергаторы и должна обладать изолирующими свойствами (низкая электропроводность), чтобы избежать короткого замыкания деталей двигателя.Танг и др. обрабатывали диспергаторы в трансмиссионной жидкости фосфором (P) и бором (B) для улучшения противоизносных и антифрикционных свойств. Они сообщили, что отношения (B+P)/N от 0,1 до примерно 0,8:1,0 были эффективны для достижения низкой электропроводности до уровня 1700 пСм/м. Гибридная трансмиссионная жидкость для транспортных средств, изготовленная на основе минерального масла, была разработана с оптимальным соотношением диспергирующих и моющих средств, что помогло достичь хороших антикоррозионных свойств и низкой электропроводности (Tang et al., 2013).Ступичные подшипники в электромобилях являются важными целями для повышения эффективности. Высокий крутящий момент в ступичных подшипниках электромобиля должен хорошо контролироваться. Используемая смазка должна стабильно работать при повышенных колебаниях температуры. Стандартные спецификации испытаний смазки подшипников колес представлены в таблице 2.

Таблица 2 . Отдельные спецификации испытаний, относящиеся к смазке колесных подшипников электромобилей (Эндрю, 2019 г.).

Смазочные материалы и их использование в транспортных средствах

Для повышения производительности и эффективности транспортного средства необходимо оптимизировать все компоненты, участвующие в процессе выработки электроэнергии.Поэтому изучение смазочных материалов имеет принципиальное значение. В обычном транспортном средстве с двигателем внутреннего сгорания в качестве смазочных материалов используются моторное масло, трансмиссионные жидкости и консистентная смазка. Моторное масло обеспечивает гидродинамическую смазку двигателя, защиту от износа при контакте металла с металлом, охлаждение внутренних частей двигателя, а также многие другие функции повышения производительности и защиты (Passut, 2013). Будь то автоматическая ступенчатая трансмиссия (AT), бесступенчатая трансмиссия (CVT) или трансмиссия с двойным сцеплением (DCT), трансмиссионная жидкость имеет одно и то же широкое назначение: создавать гидравлическое давление, рассеивать тепло и защищать металл. шестерни и другие детали от износа (Beckman, 2019).Основная роль смазки в автомобилестроении заключается в снижении потерь на трение за счет смазывания подшипников, то есть большинства движущихся частей узла (Rawat and Harsha, 2019). Но наряду с разработками в автомобильной промышленности смазочные материалы должны работать в суровых условиях и обеспечивать различные аспекты производительности и совместимости (Soni and Singh Prajapati, 2017). В таблице 3 представлены сводные данные о различных смазочных материалах, используемых в транспортных средствах с двигателем внутреннего сгорания (ICEV), гибридных транспортных средствах или гибридных транспортных средствах с подключаемым модулем (HEV/PHEV) и электромобилях (EV).

Таблица 3 . Смазочные материалы, используемые в ICEV, HEV и EV.

HEV оснащен электродвигателем наряду с двигателем внутреннего сгорания. Его двигатель внутреннего сгорания меньше по размеру по сравнению с автомобилями с ДВС соответствующих размеров. Как показано на рисунке 3 (Kendall, 2008), размер двигателя с ДВС становится меньше, а размер электрических батарей увеличивается по мере приближения автомобиля к электромобилю. Механизм DCT имеет наиболее эффективную технологию трансмиссии с точки зрения механического КПД.Поэтому большинство HEV на рынке имеют модульную трансмиссию DCT (Gahagan, 2017). В этих типах транспортных средств электродвигатель непосредственно интегрирован с коробкой DCT и охлаждается трансмиссионной смазкой. Поскольку смазочная жидкость находится в контакте с электрическими компонентами, очень важно, чтобы она обладала превосходными электрическими свойствами, такими как электропроводность, диэлектрическая проницаемость и диэлектрическая прочность (Нарита и Такекава, 2019).

Рис. 3. (A) Иллюстрация электрических трансмиссий в сравнении размеров аккумуляторной батареи и двигателя внутреннего сгорания. (B) Представление основных компонентов электромобилей, гибридных автомобилей и двигателей внутреннего сгорания, в которых применяются смазочные материалы (источник B : вверху — Tesla; в середине — интернет-шоу Volkswagen; внизу — выставочный зал Subaru Forester).

В электромобиле нет двигателя внутреннего сгорания. Основные функции смазочных материалов остаются прежними. С развитием технологий электромобильности эти смазочные материалы должны играть важную роль в обеспечении электрической совместимости, управления температурным режимом и адаптируемости материалов. Также ожидается, что в ближайшем будущем трансмиссии и мосты электромобиля будут оснащены электродвигателем в корпусе агрегата (Бейер и др., 2019). В этом случае наличие обмоток электродвигателя в трансмиссии приведет к увеличению количества меди, контактирующей со смазочными материалами, и, следовательно, возникнет больше проблем с коррозией меди (Beyer et al., 2019). Большое количество тепла, выделяемое обмотками двигателя, будет проверять способность смазки к передаче тепла, а также ее термическую стабильность. Ожидается, что для поддержания этих высоких температур потребуется использование новых сплавов и полимеров (Davis, 2008) для производства компонентов транспортных средств, что может вызвать новые проблемы совместимости (Beyer et al., 2019).

Смазочные системы для электромобилей/ГЭМ

В последнее время сообщалось о нескольких современных системах смазки для электромобилей и гибридных автомобилей. Гахаган сообщил, что DCT имеет преимущества более высокой энергоэффективности и снижения веса автомобиля по сравнению с другими типами трансмиссии, а именно. AT и CVT (Gahagan, 2017). Это связано с тем, что DCT не имеет потерь в гидротрансформаторе и не требует таких компонентов, как система подачи масла под высоким давлением. В их работе также была разработана смазка, совместимая с DCT, и были охарактеризованы ее электропроводность и диэлектрическая прочность (Gahagan, 2017).В одной из работ по моделированию энергоэффективности трансмиссии электромобиля Tehrani et al. обнаружили, что использование одной передачи для передачи было оптимальной стратегией. При моделировании учитывались потери от эффективности коробки передач, электродвигателя и силового электронного устройства, а также передаточное число (Tehrani et al., 2016). Лич и Пирсон сообщили, что конструкция двигателя ГЭМ и органы управления влияют на смазку картера и что температура смазки может быть значительно ниже по сравнению с обычным транспортным средством (Лич и Пирсон, 2014).

В последнее время сообщалось о нескольких энергоэффективных системах для электромобилей/ГЭМ. Чау и Чан описали некоторые ключевые энергоэффективные системы, которые набирают популярность для гибридных транспортных средств из-за высокой энергоэффективности, например, система рекуперации термоэлектрического отработанного тепла и выработки с его помощью электроэнергии для HEV, бесступенчатая трансмиссия с электронным управлением (E-CVT). , и стартер-генератор в интегрированной конструкции, который обеспечивает холодный запуск и зарядку аккумуляторов, что устраняет необходимость в маховиках и приводных ремнях (Чау и Чан, 2007).

Система E-CVT отличается множеством преимуществ (Sasaki, 1998; Miller and Everett, 2005; Miller, 2006). К ним относятся более высокая надежность за счет механической простоты; высокая эффективность трансмиссии и двигателя из-за отсутствия гидротрансформаторов, переключающих передач и сцепления, что приводит к уменьшению габаритов; функция остановки на холостом ходу полностью останавливает двигатель, когда автомобиль останавливается, тогда как функция электрического запуска обеспечивает весь крутящий момент для запуска автомобиля с места; и рекуперативное торможение во время движения транспортного средства под уклон и ускорение дроссельной заслонки на полную мощность, при котором двигатель дополняется двигателем для обеспечения полной мощности транспортного средства.Юсаф сообщил, что для дизельного двигателя, оптимизированного для применения в гибридных транспортных средствах, удельный расход топлива на тормоза был наименьшим (<300 г/кВтч) при зарядке мощностью 1 кВт и частоте вращения 1900–2700 об/мин. Сообщается, что выбросы оксидов азота (NOx) находятся в допустимых пределах (<180 частей на миллион) при 2500 об/мин как оптимальной скорости для минимального выброса (Yusaf, 2009). Элговейни и др. включил экономию топлива и использование электроэнергии в моделирование Powertrain System Analysis Toolkit для PHEV (Elgowainy et al., 2009). Основное внимание уделялось пониманию использования энергии и выбросов парниковых газов для PHEV от нефтяных скважин до момента эксплуатации (от скважины к колесам или WTW). Они сообщили, что PHEV потребляют меньше топлива, чем HEV. Кроме того, на WTW сильно повлияли тип топлива, экономия топлива и тип выработки электроэнергии. Лим и Ким разработали систему масляного распыления для электромобиля с двигателями в колесах и использовали численное моделирование, чтобы оптимизировать форму полого вала для эффективной подачи.Разработанная система распыления масла показала более высокие характеристики по сравнению с существующими (Лим и Ким, 2014). Быстрый подход к определению теплового поведения встроенных электроприводов был использован Paar et al. В этом подходе использовалась простая, но эффективная стратегия прогнозирования потерь в машине, которая может быть полезной при проектировании и управлении тепловым режимом электромобилей и гибридных электромобилей (Paar et al., 2015).

Характеристики смазочных материалов для электромобилей

Основным компонентом смазочного материала является базовое масло (ВО). Почти все смазочные материалы начинались как BO, и с течением времени к ним добавлялись различные присадки для повышения производительности и/или экономии энергии.Считается, что BO и их вязкость являются важными факторами эффективности охлаждения, тогда как добавки играют решающую роль в электропроводности электромобиля. Однако также замечено, что присадки также могут незначительно влиять на эффективность охлаждения (Kwak et al., 2019).

Смазочные материалы в электромобилях должны иметь более высокую электрическую изоляцию, чтобы предотвратить искрение, поскольку они будут находиться в непосредственном контакте с электродвигателем и/или другими электрическими компонентами автомобиля.Условия эксплуатации электромобилей жесткие и могут быть связаны с высокими температурами, большим окислением и истиранием частиц. Чтобы выдержать эти условия, смазки должны иметь стабильные диэлектрические свойства на всем протяжении. Кроме того, смазка вступает в тесный контакт с различными материалами, что может привести к поломке, вздутию, растрескиванию и т. д. компонентов. Большинство этих компонентов изготовлены из меди из-за ее высокой электропроводности. Поэтому очень важно, чтобы смазка обладала отличной совместимостью с медью.Существует диапазон рабочих температур электродвигателя и других компонентов силовой электроники, при которых они наиболее эффективны и долговечны. Задача смазочных материалов — обеспечить первоклассный отвод тепла при температурах до 180°C (Bouvy et al., 2012). Более высокий крутящий момент в транспортных средствах EV может вызвать проблемы с износом, которые были беспрецедентными для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (Heap et al., 2011).

Базовые масла

BO производится из сырой нефти или химическим путем из синтетических материалов.Американский институт нефти (API) классифицирует BO на пять групп (API, 2015) на основе технологии их производства, содержания серы, уровня насыщения и индекса вязкости. Таблица 4 суммирует все пять групп и их характеристики. Первые три группы перерабатываются из нефтяной сырой нефти. BO группы IV — полностью синтетические (полиальфаолефины, ПАО) масла. Все остальные БО, которые не попадают в группы с I по IV, включены в группу V. Они в основном содержат силикон, диэфир, полиолэфир, фосфатный эфир, алкилированный бензол и т. д.По сути, если это синтетический БО, а не ПАО, то это БО группы V. Первые три группы БО отличаются главным образом технологическими процессами от очищенного нефтяного масла.

Таблица 4 . Классификация и свойства групп базовых масел согласно API.

В целом термическая стабильность групп ВО улучшается с увеличением номера группы. В большинстве случаев БО V группы используются для создания присадок к смазочным маслам. Коммерчески широко используются БО групп II и III (Casserly et al., 2018). Насыщенные молекулы остаются стабильными в течение более длительного времени; следовательно, чем выше количество насыщенных соединений, тем выше прочность молекулярных связей и лучше устойчивость к потере вязкости. Нефтяные BO содержат гораздо меньше насыщенных молекул по сравнению с синтетическими, создавая более долговечные смазочные материалы. Кроме того, чем выше индекс вязкости (VI), тем более стабильна вязкость при изменении температуры. Индекс вязкости групп IV и V значительно выше, чем у сырой нефти BO (Hope, 2018).Установлено, что БО с более высокими теплопроводностью, удельной теплоемкостью и плотностью обеспечивают лучшее охлаждение. Эффективность охлаждения также зависит от молекулярной структуры ВО. Более длинные цепочки молекул обеспечивают лучшее охлаждение (Kwak et al., 2019).

Присадки к смазочным материалам

Присадки выполняют три функции в любом смазочном материале: (1) улучшают желательные свойства базового масла, (2) подавляют нежелательные и (3) добавляют новые свойства смазочному материалу, улучшая его общие качества (Sniderman, 2017).В связи с растущим спросом на более высокую эффективность использования топлива и более чистые топливные остатки новые двигатели усложняются с использованием многих компонентов и новых материалов и сплавов. Коробки передач в гибридных и электрических транспортных средствах более компактны и требуют управления более высокими скоростями и большим крутящим моментом. Наряду с этим от смазочных материалов требуется более низкая вязкость и более длительные интервалы замены (Guegan et al., 2019; Tsui, 2019).

Чтобы обобщить роли и требования к смазочным материалам в различных транспортных средствах, в Таблице 5 перечислены наиболее часто используемые присадки.Большинство присадок выполняют основную функцию, но помимо этого они также обладают вторичными свойствами, улучшающими общие характеристики смазочного материала.

Таблица 5 . Характеристики добавок и требования к ним.

Требования к смазочным материалам для электромобилей

Ожидается, что требования к трибологическим характеристикам электромобилей/ГЭМ будут отличаться от требований к автомобилям с ДВС. Для электромобилей наиболее важными проблемами являются тепловые и электрические свойства смазки, коррозия меди и совместимость с эластомерами/полимерами электромобилей и электромобилей (Clarke, 2014; Van Rensselar, 2019).Правильная смазка при скоростях выше 25 000 об/мин важна для защиты от трения и износа уплотнений, подшипников и шестерен. Использование передовых материалов в батареях и двигателях потребует разработки новых смазочных материалов, совместимых с этими материалами (Becker, 2019). Это связано с тем, что смазочные материалы будут контактировать с двигателями и батареями. Несовместимость смазочных материалов со взрывоопасными электролитами аккумуляторов и деталей двигателя может быть опасной и опасной.Использование смазочных материалов с низкой вязкостью также будет необходимо для достижения более высокой теплопередачи (Narita and Takekawa, 2019). В таблице 6 приведены ключевые параметры, необходимые для электромобиля, и их сравнение с автомобилями с ДВС. Каждый параметр смазки во втором столбце Таблицы 6 важен для определенного типа(ов) смазки на Рисунке 3 (раздел «Смазочные материалы и их использование в транспортных средствах»). В последнем столбце Таблицы 6 указаны все типы смазки, указанные на Рисунке 3.

Таблица 6 .Сравнение требований к смазке для автомобилей с ДВС и EV/HEV.

Свойства смазочных материалов

Электрические свойства смазочных материалов

Смазочные материалы, используемые в электромобилях и гибридных автомобилях, выдерживают ток через смазанные подшипники, защищая при этом контактные поверхности. Этот ток возникает на смазанных поверхностях, электрически соединенных с электродвигателем (Busse et al., 1997; Tischmacher et al., 2010; Di Piazza et al., 2011; Hadden et al., 2016). Смазка с плохими электрическими свойствами может вызвать повреждение ЭД (электрический разряд) (Wang and Wang, 2008; Gunderson et al., 2011). Для достижения такой защиты важно выбрать смазку с надлежащим электрическим сопротивлением и диэлектрической прочностью на протяжении всего срока службы смазки. Надлежащий электрический импеданс и диэлектрическая прочность могут быть достигнуты путем изменения BO (Sangoro et al., 2008; Somers et al., 2013) или использования добавок (Flores-Torres et al., 2018a,b,c; Gao et al. , 2018а).

Чтобы избежать электрических повреждений, более важно иметь низкое электрическое сопротивление, чем иметь высокую диэлектрическую проницаемость.Напряжение пробоя диэлектрика чистых неполярных BO, таких как PAO и минеральное масло, находится в диапазоне 10 кВ, что на несколько порядков выше, чем напряжение, приложенное к подшипникам двигателя (Wang and Wang, 2008; Tischmacher et al., 2010; Gunderson). и др., 2011). Однако диэлектрическое напряжение пробоя масел резко снижается, когда они содержат примеси, такие как вода или смазочные добавки (Wang and Wang, 2008; Gunderson et al., 2011). Испытание подшипников на электрический износ показало, что повреждение ЭД может произойти при напряжении подшипника до 100 В (Tischmacher et al., 2010; Уиллверт и Роман, 2013). Напряжение диэлектрического пробоя непроводящей смазки может даже снизиться до нескольких вольт, если испытания проводились в течение длительного времени (Jeschke and Hirsch, 2014; Jeschke et al., 2015). Таким образом, нереально ожидать, что только высокая диэлектрическая прочность может предотвратить повреждение ЭД.

Некоторые BO имеют низкую электропроводность. Использование ионной жидкости в качестве чистой смазки обеспечит низкую проводимость, низкий коэффициент трения и высокую износостойкость (Сангоро и др., 2008; Сомерс и др., 2013). Однако это может вызвать трибокоррозионный эффект при высоком токе в подшипнике.

Проводимость смазочного материала также можно изменить, добавив в BO присадки. Общие добавки, влияющие на проводимость смазки, приведены в таблице 7. Некоторые вещества с полярными молекулами, такие как фосфолипиды и салицилаты кальция, могут снижать проводимость смазки (Flores-Torres et al., 2018a,b,c; Gao et al., 2018a). ). Ионная жидкость в качестве присадки к смазке может эффективно повысить износостойкость и снизить проводимость смазки (Flores-Torres et al., 2018а,б,в). Однако его высокая стоимость препятствует широкому внедрению.

Таблица 7 . Присадки, изменяющие проводимость смазки.

Кроме того, важно экспериментально проверить электрические повреждения. Несмотря на то, что существуют практические решения для контроля электропроводности, знания о том, как действуют эти добавки, все еще отсутствуют. В некоторых случаях добавление присадок может увеличить электрические повреждения, вызывая больший износ поверхности подшипника (Xie et al., 2013). Только эксперимент может определить, эффективна ли добавка в борьбе с электрическими повреждениями.

Испытания на электрическое повреждение смазки можно проводить на двигателе или в контролируемых лабораторных условиях. Смазочные свойства можно измерить в контролируемой среде с помощью модифицированного трибометра (Jablonka et al., 2013; Chen and Liang, 2019). Чтобы проверить эффективность смазочного материала в реальных условиях, подшипники двигателя с инверторным питанием можно испытать на смоделированных стендах. Текущий ток и износ подшипника можно измерить напрямую (Noguchi et al., 2010; Hobelsberger and Posedel, 2013; Чаттертон и др., 2016; Suzumura, 2016) с имитацией установки. В этих экспериментах через подшипник подавалось напряжение, которое имитирует напряжение от инвертора, чтобы имитировать условия работы внутри электромобиля или гибридного электромобиля. Эксперимент также можно провести с реальными двигателями внутри электромобиля или гибридного автомобиля. Используя индуктивное измерение электродвигателей, так называемая установка аппаратного обеспечения в контуре (HiL) обеспечивает более точное измерение и может интегрироваться в системы EV/HEV (Jeschke and Hirsch, 2014; Jeschke et al., 2015; Се и др., 2016).

Механизмы электрического пробоя смазочных материалов

В условиях сильно меняющейся заряженной среды требуются специально подобранные смазочные материалы, чтобы избежать повреждения компонентов и преждевременного выхода из строя из-за неправильной смазки. Некоторые изученные механизмы разрушения включают деградацию, образование микропузырьков и электросмачивание. Что касается деградации, ВО и загустители подвергаются химическому окислению с образованием карбоксильных соединений (Ю и Янг, 2011). Смазочная способность теряется из-за образования высоковязких и кислых продуктов разложения и агломерации присадок (Романенко и др., 2016). Выделение тепла вызывает более быстрое испарение BO. Луо и др. впервые обнаружил явление образования микропузырьков в заряженной смазке (Luo et al., 2006). Локальный перегрев в заряженных условиях вызывает образование микропузырьков вокруг смазанного контакта (Xie et al., 2008a,b). Когда эти микропузырьки движутся наружу от контакта, они имеют тенденцию сливаться. Смазка, содержащая микропузырьки, подвержена не только электрическому пробою, но и дестабилизации (Xie et al., 2008б). Частота переменного тока и изоляция электрода также влияют на образование микропузырьков. Недавно появилась модель образования микропузырьков (Xie et al., 2009a). Образование микропузырьков может иногда приводить к большим размерам пузырей. Локальный градиент давления и вязкое сопротивление могут отодвигать эти большие пузырьки от поверхности. Силы диэлектрофореза, представляющие собой силы, испытываемые микропузырьком под действием внешнего электрического поля, также могут вызывать удаление этих пузырьков от точки образования.Что касается электросмачивания, электрическое поле индуцирует межфазное напряжение в неполярной смазке, заключенной между двумя металлическими поверхностями (McHale et al., 2019). Это приводит к растеканию и разрушению смазки при слишком высоком электростатическом напряжении (Mugele and Baret, 2005). Из-за различных диэлектрических свойств двухфазная дисперсия смазки также может дестабилизироваться (He et al., 2020).

Взаимодействие смазки с электрическим полем

Были проведены фундаментальные исследования, чтобы понять и настроить смазку под действием электрического поля.Интерес представляют такие явления, как электростатическое взаимодействие, распределение заряда, образование переносной пленки/структурное изменение и изменение химико-физических свойств (Xie et al., 2009b; Drummond, 2012). Было обнаружено, что смазке способствуют слабые электростатические взаимодействия (Kolodziejczyk et al., 2007; Fan and Wang, 2014). Статические заряды и переходные поляризованные заряды на поверхностях, которые могут быть вызваны и усилены внешним полем, усиливают электростатические взаимодействия (Goto, 1995; Yang et al., 2017; Цзян и др., 2018). При низком потенциале преобладает адгезионный тип износа, тогда как при высоком потенциале преобладает абразивный тип. Было замечено, что постоянный ток увеличивает трение, в то время как трение уменьшается под действием переменного тока. Это происходит из-за вибрации, вызванной электростатической силой, которая колеблется. Было обнаружено, что структурное изменение/образование пленки окислительного переноса в определенных комбинациях материалов, например графит-графит и графит-медь, ответственно за повышенный износ и снижение трения под действием внешнего электрического поля (Lavielle, 1994; Csapo et al., 1996). Химические реакции и физическое поглощение происходят на границах раздела материалов под действием внешнего электрического поля, что приводит к изменению поверхностного трения и смазывающих свойств (Sweeney et al., 2012; Romanenko et al., 2016). Распределение заряда носителя (электрон-дырка) за счет образования локализованных квантовых точек и электронно-дырочной рекомбинации влияет на межфазную подвижность и свойства поверхностного трения (He et al., 2020).

Тепловые свойства

Молекулярная структура BO определяет теплоемкость и теплопроводность смазки (Pettersson, 2007).Молекулярная структура БО определяет, сколько «квантовых состояний» он может иметь, например, сколько способов он может свободно вращаться или вибрировать. Чем выше число вращательных и колебательных квантовых состояний, тем выше теплоемкость (Callen, 1998). Когда имеется большое количество колебательных и вращательных состояний, для повышения средней кинетической энергии, например температуры, требуется большее количество энергии. Теплопроводность BO коррелировала с молекулярной диффузией жидкости (Gedde, 1995).Чем легче молекулы смазки проходят друг через друга, тем выше теплопроводность смазки. Это также означает, что существует взаимосвязь между вязкостью смазки и тепловыми свойствами смазки, поскольку и плотность молекулярного квантового состояния, и коэффициент диффузии тесно связаны с вязкостью смазки. Эта корреляция может ограничить выбор смазочного материала, когда учитываются как трибологические условия работы, так и температурный режим. Когда трибологические условия работы имеют более высокий приоритет, трудно изменить тепловые свойства BO.Таким образом, желательно изменить тепловые свойства смазки с помощью некоторых добавок.

Добавление наночастиц в смазку может значительно увеличить теплопроводность и теплоемкость смазки (Shaikh et al., 2007; Jin et al., 2014). По сути, добавление этих дисперсных наночастиц увеличило количество носителей тепловой энергии. Добавление 0,8 об.% наночастиц кремнезема может удвоить теплопроводность смазки (Shaikh et al., 2007). ПАО, содержащее 0,5 об.% углеродных нанотрубок имеет более 50% теплопроводности по сравнению с чистым ПАО. Однако наночастицы также снижают удельную теплоемкость смазки (Barbes et al., 2013). Эту добавку можно использовать для оптимизации термических свойств смазочного материала в соответствии с любой конкретной конструкцией охлаждения трансмиссии. Кроме того, добавка наночастиц улучшает трибологические характеристики смазочных материалов (Dai et al., 2016; Chen et al., 2019a). Экспериментальных доказательств того, что этот метод работает в смазке для ЭМ/ГЭМ, по-прежнему не было, но возможности есть.

Наиболее распространенный экспериментальный метод измерения теплопроводности смазочного материала назывался переходным методом с горячей проволокой (Nagasaka and Nagashima, 1981; Håkansson et al., 1988). Этот метод проиллюстрирован на рисунке 4A. Экспериментальная установка для нестационарных термоанемометров проста в исполнении и имеет высокую точность. В этом методе использовалась проволока Pt или Ni, которая была запечатана внутри цилиндрического сосуда высокого давления, заполненного смазкой. Проволока нагревалась в течение короткого промежутка времени электрически, и одновременно ее температура контролировалась по ее электрическому сопротивлению.Теплопроводность и теплоемкость смазки можно рассчитать по изменению температуры проволоки. По сути, эту измерительную установку можно смоделировать как осесимметричную задачу переноса тепла (Håkansson et al., 1988). Он имеет дополнительное преимущество при использовании для характеристики смазочных материалов, поскольку тепловые свойства смазочного материала сильно коррелируют с его давлением, а метод нестационарного нагревания под давлением относительно легко реализовать.

Рисунок 4 .Измерение тепловых свойств смазочного материала с помощью метода переходного процесса с горячей проволокой (A) и метода лазерной вспышки (B) . Желтый цвет указывает на смазку, а красный — на источник тепла.

Для измерения малых количеств смазки можно использовать метод лазерной вспышки для измерения температуропроводности (Tada et al., 1978; Vozár and Hohenauer, 2004; Shaikh et al., 2007). Эта система измерения показана на рисунке 4B. В этой системе использовался лазер для нагрева смазки и оптического измерения изменения температуры (Vozár and Hohenauer, 2004).Вместо осесимметричного стержня этот метод моделирует систему как плиту бесконечного размера. Лазер нагревает бесконечно тонкий слой смазки, и таким образом изменение температуры может быть связано с функцией температуропроводности и теплоемкости (Vozár and Hohenauer, 2004). Этот метод имеет преимущество при использовании для экспериментов с небольшими партиями, поскольку требует лишь небольшого количества смазки.

Таким образом, для проверки тепловых свойств смазочного материала требуется контролируемый источник тепла и точная система контроля температуры.Точность и прецизионность системы зависела от простой и легко моделируемой измерительной установки. И в методе нестационарной горячей проволоки, и в методе лазерной вспышки использовались уравнения теплового переноса с уменьшенными размерами. Метод лазерной вспышки имеет преимущество при тестировании небольшого количества смазки.

Характеристики автомобиля с учетом смазочных материалов

Характеристики трения

Смазочные материалы играют важную роль в различных компонентах транспортных средств. В частности, на общую производительность транспортных средств влияют смазочные материалы.Чтобы оценить такие эффекты, хотя не было найдено ни одного отчета в таком масштабе сравнения, мы проанализировали фрикционные характеристики трансмиссионной жидкости транспортных средств с нашим собственным пониманием. Понятно, что электродвигатели имеют более высокую скорость разгона, чем механические. Такая смазка выдерживает более высокие скорости сдвига в электромобилях, чем другие. Предполагается, что рассматриваемые транспортные средства были полностью смазаны. Таким образом, фрикционное поведение двух сценариев для EV и ICE соответственно оценивается и отображается на рисунке 5.Здесь мы используем ICE в качестве эталона и EV для сравнения. Мы использовали широко распространенную кривую Стрибека в качестве параметра производительности. На рис. 5А показан расчетный коэффициент трения (CoF) в зависимости от времени. Синий цвет — ICE, красный — EV. На рисунке 5B представлена ​​кривая Штрибека с числом Зоммерфельда (число Зоммерфельда равно η V / P , где η = вязкость жидкости, V = скорость, P = нагрузка). Следует отметить, что это наилучший предполагаемый сценарий для ЭМ: предположим, что гидродинамический режим смазки был достигнут, а коэффициент трения был таким же низким, как у автомобиля с ДВС.Цифры были получены на основе данных из нескольких опубликованных отчетов о поведении кривой Штрибека для смазочных материалов. Используются следующие граничные условия: изначально (время = 0) смазочные материалы имеют конечный CoF. CoF постепенно падает до минимального значения с течением времени. Через определенный промежуток времени в режиме гидродинамической смазки CoF возрастает от своего минимального значения и стремится к повышению. Каждая буква обозначает точку. Меньшие буквы относятся к смазочным материалам для электромобилей, тогда как заглавные буквы относятся к смазочным материалам для транспортных средств с ДВС.BDL, ML и HDL относятся к режимам граничной смазки, смешанной смазки и гидродинамической смазки, соответственно, в случае смазочных материалов для транспортных средств с ДВС. Точно так же bdl, ml и hdl относятся к режимам граничной смазки, смешанной смазки и гидродинамической смазки, соответственно, в случае смазок EV. Параметр λ, где λ = t / r, t = толщина пленки и r = шероховатость поверхности, определяет режимы смазки.

Рисунок 5 .Качественное сравнение фрикционных характеристик электромобиля и ДВС. (A) — это COF в зависимости от времени, а (B) — стандартная кривая Стрибека, построенная в зависимости от числа Зоммерфельда. BDL, ML и HDL относятся к режимам граничной смазки, смешанной смазки и гидродинамической смазки соответственно. Для EV предусмотрены строчные буквы в легенде, для ICE – заглавные. Каждая буква обозначает точку. Параметр λ, где λ = t / r, t = толщина пленки и r = шероховатость поверхности, определяет режимы смазки.Число Зоммерфельда равно η V / P , где η = вязкость жидкости, V = скорость, P = нагрузка.

В электромобиле трибологическая среда вокруг подшипников для одного и того же смазочного материала отличается от таковой в автомобиле с ДВС. Смазка EV будет состоять из более легких и маловязких масел (как указано в Таблице 6). Это связано с тем, что функция смазки с высокой несущей способностью (как в автомобиле с ДВС) будет заменена в основном функцией передачи крутящего момента (Van Rensselar, 2019).Смазка подшипников электромобиля будет подвергаться воздействию высоких скоростей, высоких температур и сильных колебаний электрических и магнитных полей.

В электромобиле электродвигатель создает высокий пусковой крутящий момент (Van Rensselar, 2019). Это приводит к более быстрому достижению высокой скорости захвата смазкой EV по сравнению со смазкой ICE, где увеличение скорости происходит постепенно. Таким образом, в ЭМ в масштабе времени (рис. 5А) режимы граничного слоя смазки (бдл) и смешанной смазки (мл) проявляются быстрее, чем в ДВС (бдл и МС соответственно).Также период элонгации (rs) протекает более длительное время перед крутым подъемом (st). Часть кривой «rs» представляет собой зону, в которой смазка не подвергается какой-либо деградации, а коэффициент трения более или менее одинаков. В EV более легкое вязкое масло с коэффициентом теплопередачи приведет к более высокой скорости охлаждения. Таким образом, при более низких скоростях, когда тепловая нагрузка будет меньше, смазка сможет уменьшить нагрев из-за своей более высокой склонности к охлаждению. Только на высоких скоростях, что происходит по прошествии длительного времени, проявляются эффекты термической и электрической деградации.При высоких скоростях высокая тепловая нагрузка в сочетании с воздействием сильно меняющихся электрических полей на масло приведет к началу деградации смазочного материала (точка «s»). В ДВС, наоборот, такая деградация смазки происходит довольно быстро из-за большой механической нагрузки в дополнение к тепловой нагрузке и высоковязкому маслу с более низким коэффициентом теплопередачи. Таким образом, точка «C» появляется перед «s» на рисунке 5A. Часть rs обведена точками, чтобы показать, что коэффициент трения в этой области может колебаться выше или ниже, чем у автомобиля с ДВС.Таким образом, разработчикам смазочных материалов необходимо тщательно учитывать несколько ключевых аспектов при разработке смазочных материалов для электромобилей: вязкость, тепловая и электрическая среда, потери на трение, режим смазки, контактная нагрузка и тип подшипника, среди возможных других.

Соответственно, есть несколько аспектов кривой Стрибека (рис. 5B), которые проявляются для смазочного материала, используемого в трансмиссии электромобиля (кривая pqrst), по сравнению с использованием в трансмиссии автомобиля с ДВС (кривая ABCD).

1) В трансмиссии электромобиля предпочтительно использовать смазку с низкой вязкостью (Van Rensselar, 2019).В начале (время = 0) из-за низкой вязкости смазочного материала будет больше контакта металл-металл по сравнению с трансмиссией ДВС (в которой используется масло с более высокой вязкостью) (Аллен и Драуглис, 1969). Из-за более высокого контакта металл-металл начальный коэффициент трения будет выше в случае ЭВ (Zhang, 2006). Это привело бы к аналогичному или несколько более высокому начальному CoF на старте (точка p) по сравнению с таковым у ДВС (точка A), т. е. p либо перекрывается с A, либо несколько выше, чем A.

2) Число Зоммерфельда задается как η V / P , где η = вязкость жидкости, V = скорость, P = нагрузка.Увеличение скорости жидкости ( V ) приводит к увеличению числа Зоммерфельда (слева направо по оси x на рисунке 5B). Параметр перехода режима смазки «λ» определяется как отношение толщины пленки к шероховатости поверхности (λ = t / r, t = толщина пленки, r = шероховатость поверхности; для БДС λ < 1,2; для ML: 1,2 < λ <3, для HDL: λ > 3) (Chong and Cruz, 2014). Поскольку смазка в электромобиле будет иметь меньшую вязкость, чем в автомобиле с ДВС, начальная толщина пленки ( t ) будет меньше в электромобиле, чем в автомобиле с ДВС (т.е., т ЭВ < т ДВС ). Это связано с тем, что толщина жидкости прямо пропорциональна вязкости жидкости (Guangteng and Spikes, 1996). Следовательно, это будет означать, что λ EV < λ ICE . Таким образом, для достижения значения 1,2 (которое является значением для режима перехода от bdl к ml) потребуется более высокое соответствующее увеличение числа Зоммерфельда (и, следовательно, скорости, 90 621 V 90 622 ) для смазочного материала EV по сравнению со смазочным материалом для двигателей внутреннего сгорания. .Другими словами, приращение скорости (Δ V ) потребовалось бы больше в смазке EV, чтобы достичь перехода режима смазки со смешанным слоем («ml») (т.е. ). Это привело бы к более длительному режиму пограничного слоя (bdl) по сравнению с режимом в ICE (BDL).

3) Смешанный режим смазки обозначается областью ML для масла ДВС и ml для масла EV. Представляют интерес наклоны кривых qr (для масла ЭМ) и BC (для масла ДВС).По тем же причинам, что и в пункте 2 ранее, требуемое приращение скорости (Δ V ) будет больше в смазке EV, чтобы достичь перехода режима смазки гидродинамического слоя («hdl») (т.е. Δ V EV > Δ В ДВС ). Это привело бы к более мягкому наклону qr по сравнению с BC. Кроме того, смазка EV будет иметь высокую тепловую нагрузку из-за больших токов и флуктуаций электрических и магнитных полей. В таких условиях недавние отчеты показали, что при более высокой температуре смазки скорость снижения CoF медленнее, на что указывает более пологий наклон qr по сравнению с BC (Lu et al., 2006; Николич и др., 2018).

4) В режиме гидродинамической смазки стабильно высокая толщина пленки при очень высоких скоростях в EV препятствует контакту металла с металлом для смазки EV. Это задерживает рост CoF из-за термической и электрической деградации смазки. Следовательно, rs часть кривой EV более вытянута, чем у ICE (точка C). После точки s дальнейшее увеличение скорости привело бы к более крутому росту CoF (st) по сравнению с CD в смазке ДВС. Это связано с тем, что при высоких скоростях (а) происходит сильное тепловыделение, которое может привести к некоторой термической деградации смазки, уменьшающей толщину пленки, и (б) происходит деформация пленки, вызванная электрическим полем (т.г., электросмачивание, микропузырьки, химические реакции на границе раздела и электрический разряд). Оба они приводят к усилению контакта металл-металл и, следовательно, к более крутому росту CoF (Lu et al., 2006; Vladescu et al., 2018).

Управление температурным режимом

В предыдущем разделе мы обсуждали смазочные материалы и их влияние на характеристики автомобиля с точки зрения трения. Было замечено, что управление температурным режимом важно для электромобилей/ГЭМ. Оптимизация рабочих характеристик электродвигателей требует температурно-контролируемых условий работы.Для поддержания термоконтролируемых рабочих условий тепловой путь между источником потерь энергии и поглотителем тепла должен иметь высокую теплопроводность (Янг и др., 2016b). Одним из наиболее важных тепловых путей в EV/HAV были смазанные контакты. Кроме того, смазка может циркулировать для обеспечения дополнительного охлаждения электродвигателей (Stockton, 1983; Hasebe et al., 1994). Неудачное терморегулирование увеличивает сопротивление медных проводов в электродвигателе, снижая эффективность двигателя.Высокая температура в электродвигателе также может размагничивать постоянные магниты и снижать ожидаемый срок службы электродвигателя (Янг и др., 2016b).

Два термических свойства смазочного материала могут влиять на управление температурой электромобиля/ГЭМ. Теплопроводность и теплоемкость смазочных материалов влияют на эффективность охлаждения электродвигателей в электромобилях и гибридных автомобилях.

Соотношение между тепловыми свойствами смазки и потерей эффективности электродвигателя варьируется в зависимости от транспортных средств.Здесь мы предлагаем упрощенную модель для описания влияния тепловых свойств смазки с использованием метода размерного анализа.

Основной вклад в потери электроэнергии вносит сопротивление катушки (Янг и др., 2016b):

ηпотеря=rпотеря(1+ΔTα)    (1)

, где η потери — потери эффективности, вызванные удельным сопротивлением катушки, r потери — потери эффективности, вызванные удельным сопротивлением катушки при комнатной температуре, Δ T — повышение температуры по сравнению с комнатной температурой, и α — температурный коэффициент меди, который имеет значение 0.0393% К -1 (Callen, 1998).

Тепловая энергия, вызывающая это изменение, может частично рассеиваться потоком смазки, что можно сделать на основе принципов размерного анализа:

Wmotorηпотеря = Fохлаждение m˙CpΔT    (2)

где F охлаждение — коэффициент, характеризующий скорость передачи тепловой энергии в смазку, ṁ расход смазки, а C p — удельная теплоемкость смазка.Поскольку F охлаждение меньше 1 и безразмерно, этот коэффициент может быть приблизительно равен

. Fохлаждение=мин(кКс, 1)    (3)

, где K — теплопроводность смазки, а K s — величина, связанная с конструкцией автомобиля и имеющая ту же размерность, что и теплопроводность. Комбинируя уравнения (1), (2) и (3), можно исключить Δ T . Уравнение потери КПД, связанное с тепловой энергией смазки, имеет вид

. ηпотеря=rпотеря(1+Wмоторрлоссαмин(KKs, 1) m˙Cp-Wмоторрлоссα)    (4)

С помощью уравнения (4) можно построить зависимость между тепловыми характеристиками и эффективностью EV/HEV, которая показана на рис. 6.Эта кривая имеет два выделенных участка. Когда теплопроводность и теплоемкость низкие, например, в области, близкой к 0,0 по оси, двигатель не может эффективно охлаждаться, и потеря эффективности сильно коррелирует с тепловыми свойствами смазки. Когда теплопроводность и теплоемкость достаточно высоки, по мере того, как ось абсцисс движется вверх, корреляция между тепловыми свойствами смазки и эффективностью двигателя незначительна. Это указывало на то, что существует требование нижнего предела как для теплопроводности, так и для теплоемкости смазки.Это ограничение следует учитывать при разработке смазочных материалов для электромобилей.

Рисунок 6 . Зависимость сопротивления потерь η потерь от тепловых свойств смазочного материала.

Электрический сбой

Как и в случае с ДВС, для силовых агрегатов электромобилей и гибридных автомобилей требуются различные и уникальные физические свойства смазочных масел (Янг и др., 2016a; Беккер, 2019). Одним из наиболее важных требований к смазке EV/HEV является ее низкий импеданс.Как электромобили, так и автомобили HEV питаются от аккумуляторов, которые выдают одно напряжение постоянного тока. Регулирование скорости достигается с помощью процесса широтно-импульсной модуляции. По сути, полупроводниковое устройство, называемое инвертором, быстро переключает входное напряжение на двигатель (Walther and Holub, 2014; Hadden et al., 2016; Reed et al., 2017). Импульсно-модулированный вход не может быть полностью использован электродвигателями. Это вызывает дополнительную утечку тока с ротора двигателя на землю. Этот блуждающий ток проходит через подшипники, поддерживающие ротор, и попадает в окружающую среду.Кроме того, трибопары внутри этих подшипников могут действовать как конденсатор, когда импеданс смазки высок. Напряжение между этими трибопарами будет увеличиваться до тех пор, пока не достигнет напряжения пробоя смазочной пленки, вызывая большой скачок тока. Без надлежащего смягчения последствий это может вызвать как электрические помехи, так и механические повреждения электромобилей.

Амплитуда вышеупомянутого выброса тока тесно связана с электрическими свойствами смазки, электрическим импедансом смазки и диэлектрической прочностью.Электрический импеданс смазки определяет электрическую проводимость смазанных трибопар. Диэлектрическая прочность смазки определяет напряжение пробоя на смазываемых трибопарах. Трибопары, смазанные смазкой с высоким импедансом, вызовут накопление электрического заряда, что приведет к пробою диэлектрика и повреждению компонентов (He et al., 2020). Пиковый ток подшипника был в несколько раз выше при смазывании непроводящей смазкой (Walther and Holub, 2014).

Пробой диэлектрика смазки может привести к большому току подшипника. Этот подшипниковый ток может вызывать электронные магнитные помехи соседним компонентам (Akagi and Tamura, 2006; Di Piazza et al., 2011). Это также может привести к разрушительному повреждению подшипников и трансмиссии. Война вызывается электрическим разрядом (ЭД) или процессом трибокоррозии (Akagi and Tamura, 2006; Mukherjee et al., 2009; Walther and Holub, 2014; Chatterton et al., 2016; Kwak et al., 2019; He et al. др., 2020).Возникновение ЭД часто имеет пиковый ток около нескольких ампер (Tischmacher et al., 2010; Chatterton et al., 2016; He et al., 2020). Ток вызвал сильное локализованное тепло, которое плавит и удаляет небольшую часть опорных поверхностей (He et al., 2020). Повреждения ЭД могут вызывать различные виды износа, зависящие от типа подшипника и свойств смазки. Электрические «микрократеры» и «иней» указывали на повреждения, вызванные многими ЭД (Chatterton et al., 2016). Они характеризовались микроскопическими «кратерами», которые плотно прилегали друг к другу.В предыдущих отчетах рыхло расположенные микрократеры также назывались «питтинговыми» (Chatterton et al., 2016). Однако это может сбивать с толку, поскольку «питтинг» можно интерпретировать как какое-то другое явление, происходящее при коррозии. Иногда к повреждениям ЭД относили микрократеры, которые встречаются реже, но глубже в поверхности подшипника. Когда смазка имеет низкую диэлектрическую прочность и импеданс, эффект трибокоррозии может вызвать «волнистое» повреждение. Для него характерны продолговатые микрократеры на поверхности.На рисунке 7 показана взаимосвязь между диэлектрической прочностью, электрическим импедансом и электрическим повреждением подшипника.

Рисунок 7 . Взаимосвязь между электрическими свойствами смазочного материала и повреждением подшипников.

Из-за уникальных режимов отказа традиционные противоизносные присадки, такие как ZDDP и MoDTC в ДВС, могут не подходить для систем трансмиссии электромобилей/гибридов (Spikes, 2008, 2015; Becker, 2019). Такие добавки, образующие трибопленку, могут привести к увеличению электрического сопротивления (Flores-Torres et al., 2018а; Гао и др., 2018a,b). Однако некоторые новые противоизносные присадки к смазочным материалам могут обеспечивать как противоизносные свойства, так и низкую электропроводность, например, присадки к ионной жидкости или наночастицы на основе углерода (Somers et al., 2013; Naddaf and Heris, 2018).

В дополнение к прямому повреждению контактирующих поверхностей, заряд, который накапливается между двумя компонентами, может вызвать и другие типы отказов смазки. Смазочная пленка может разрушиться под действием высокого электрического заряда, вызывая смазочное голодание (Xie et al., 2017). Термический пробой диэлектрика напрямую приводил к деградации смазки (Диденко и Придемор, 2012; Лю, 2014; Романенко и др., 2015, 2016). Ток ЭП может разрушать и окислять смазку в подшипниках, что еще больше снижает ее диэлектрическую прочность (Романенко и др., 2015).

Наконец, электропроводность смазки не всегда чем выше, тем лучше. В трансмиссии смазка необходима как изолятор. Смазка со слишком низкой проводимостью также может вызвать утечку тока (Flores-Torres et al., 2018а; Гао и др., 2018b).

Энергоэффективность будущих электромобилей/ГЭМ

Достижение высокой энергоэффективности является одной из основных целей будущих электромобилей и гибридных автомобилей. Энергоэффективность неразрывно связана с тепловой эффективностью и конструкцией. Здесь представлены основные вопросы, материалы и аспекты конструкции системы смазки электромобилей и гибридных автомобилей, которые направлены на достижение высокой энергетической и тепловой эффективности. Будущие исследования требуют более фундаментальных исследований поведения смазочных материалов в условиях приложенного электрического поля и динамических условий EV/HEV.Кроме того, необходимо точно установить влияние смазочных материалов на износ и коррозию компонентов EV/HEV. Высокотемпературная и электрическая стабильность низковязкой смазки для ЭМ/ГЭМ представляет значительный интерес.

Основные вопросы смазки

Понимание влияния электрических и магнитных полей на системы смазки электромобилей имеет огромное научное и промышленное значение. Исследования должны быть сосредоточены на минимизации электрического поля и заземления, уменьшении электрического пробоя, улучшении характеристик изоляции подшипников и улучшении проводимости смазываемой поверхности раздела (He et al., 2020). Необходим оптимальный выбор и контроль электропроводности смазки. Высокая электропроводность может привести к утечке тока, тогда как низкая электропроводность (менее 4 × 10 90 749 −12 90 750 См/см) может привести к накоплению статического заряда и возникновению электрической дуги, ухудшающей качество смазки (Gahagan, 2017; Whitby, 2018). . Обнаружение, классификация и количественная оценка электрических сред, окружающих смазку, должны быть дополнены недорогими надежными альтернативами и общей моделью для прогнозирования тока подшипника.Разработка новых материалов, которые могут быть самосмазывающимися и самовосстанавливающимися с адаптированными поверхностями для желаемого электрического отклика, является хорошим направлением для будущих исследований. Разработанная смазка должна защищать компоненты электромобиля при частых пусках/остановках. Эффекты образования эмульсии в жидкости в результате конденсации воды могут представлять исследовательский интерес. Все эти фундаментальные вопросы требуют решения в будущих исследованиях, требующих коллективного участия промышленности и научных кругов.

Дизайн смазки

Существует несколько аспектов, которые следует учитывать при проектировании смазочных материалов для ЭМ/ГЭМ с термической и энергоэффективной эффективностью. Использование маловязких жидкостей приведет к уменьшению толщины пленки. Уменьшение толщины пленки приведет к повышению рабочей температуры, что приведет к снижению усталостной долговечности подшипников (Peskoe-Yang, 2020). При разработке смазочных материалов использование органических молекул с более длинной цепью и меньшим количеством разветвлений улучшит теплопередачу за счет межмолекулярных столкновений (Narita and Takekawa, 2019).Было обнаружено, что даже небольшое количество фосфора или серы может быть чрезвычайно вредным для компонентов. Следовательно, противоизносные и антиоксидантные присадки, такие как диалкилдитиофосфаты, могут не использоваться в будущих рецептурах (Korcek et al., 2000). Поскольку использование консистентной смазки является доминирующим, понимание фундаментального механизма смазки консистентной смазкой и теоретических инструментов для прогнозирования их эффективности в будущих электромобилях и гибридных автомобилях будет иметь первостепенное значение. Потребуются новые рецептуры смазок, способные выдерживать колебания высоких температур и высокие сдвиговые усилия.Использование экологически чистых и биоразлагаемых смазок будет расти. Новая и разнообразная конструкция электромобилей и гибридных автомобилей потребует изменения состава смазок, охлаждающих жидкостей и трансмиссионных масел. Потребность в смазке будет особенно высока для электромобилей, при этом первостепенное значение имеют такие свойства, как срок службы смазки, водостойкость, несущая способность, коррозионная стойкость и производительность при низких температурах (Peskoe-Yang, 2020). Для пластичных смазок желательно получить характеристики с пониженным крутящим моментом за счет лучшего сочетания загустителей, BO и присадок.Составы консистентной смазки также не должны изменять электрические и механические свойства (твердость, трещиностойкость и прочность на растяжение) компонентов электромобилей/ГЭМ. Кроме того, из-за разнообразия компонентов и конструкции электромобилей крайне желательно получать индивидуальные смазки для конкретного применения, а не разрабатывать универсальные (Goncalves et al., 2017). Смазки на основе полимочевины могут обеспечивать функцию уплотнения на весь срок службы. Следовательно, они будут пользоваться большим спросом в будущих электромобилях, в то время как смазки на литиевой основе столкнутся с множеством неопределенностей (Эндрю, 2019).

Дизайн системы

Конструкция системы для ЭМ/ГЭМ должна обеспечивать условия, дополняющие смазочный материал для обеспечения оптимальной производительности для достижения высокой тепловой и энергетической эффективности. Около 57% энергии электромобиля используется для преодоления трения (Farfan-Cabrera, 2019). Существует прекрасная возможность для снижения потерь энергии в электронике, использовании аккумуляторов, кондиционировании воздуха, аэродинамическом сопротивлении и вентиляции салона электромобиля/ГЭМ. Поскольку устройства EV будут в большей степени ориентированы на передачу крутящего момента, роль смазочных материалов будет больше направлена ​​на снижение NVH (шум, вибрация и жесткость).Динамика высокоскоростного ротора, управление и смазка высокоскоростного воздушного компрессора станут популярными темами исследований (Van Rensselar, 2019). Будущие электромобили выиграют от распылительного охлаждения. Сток от распылительного охлаждения можно использовать для сопутствующей смазки подшипников. Гидродинамическая нагрузка на подшипники скольжения в ЭМ должна быть ниже, чем в автомобилях с ДВС. Таким образом, несущая функция смазочных материалов в транспортных средствах с ДВС должна быть перенесена на функцию передачи крутящего момента в электромобилях (Van Rensselar, 2019).Контроль чрезмерной аэрации масла также следует учитывать в общем процессе проектирования. Чтобы снизить усталость подшипников, более легким смазочным материалам и компонентам системы смазки потребуется в 10 раз больший срок службы, чем те, на которые рассчитаны существующие механические системы (Van Rensselar, 2019). Трансмиссионная жидкость должна иметь высокий коэффициент теплопередачи, чтобы охлаждать двигатель. Потребуются улучшенные покрытия, чтобы компенсировать поверхностную адгезию (ползучесть) и эффект тонких пленок, возникающий в результате использования смазочных материалов с низкой вязкостью.Увеличенные периоды замены смазочного материала приводят к проблемам износа и долговечности компонентов из-за деградации смазочного материала. Следовательно, будущие проекты электромобилей должны быть сосредоточены на установке интеллектуальных систем мониторинга масла, которые могут контролировать несколько параметров и использовать современные высококачественные датчики (Korcek et al., 2000). Для повышения надежности компонентов потребуются усовершенствованные конструкции охлаждения, такие как прямое жидкостное охлаждение на основе штифтовых ребер, использованное Wang et al. (Wang et al., 2014).

Резюме

В настоящей статье мы рассмотрели современное состояние и проблемы смазочных материалов, используемых для электрических и гибридных транспортных средств.На основе примерно 150 статей был сделан всесторонний обзор смазочных материалов с точки зрения состава и жидкостных/электрических/физических свойств в зависимости от различных условий, в которых они используются в транспортных средствах. На основе собранной информации и данных мы проанализировали фрикционные характеристики этих транспортных средств в зависимости от условий эксплуатации. Были исследованы фрикционные характеристики, тепловое управление и пробой диэлектрика. Было обнаружено, что рабочие параметры критически зависят от свойств смазочных материалов, которые имеют решающее значение для энергоэффективности и надежности.В этом обзоре были отмечены три аспекта, которые ранее не обсуждались.

• Кривая Стрибека для электромобилей представляет собой гораздо более сложные задачи, чем другие. Высокая скорость ускорения создает проблемы для быстрого создания смазочной пленки и поддержания стабильности при повышенных температурах и электрическом поле.

• Оптимизированные электрические свойства смазочного материала могут предотвратить электрические повреждения подшипников, которые часто наблюдаются в электромобилях. Свойствами являются электрический импеданс и диэлектрическая прочность.Выявлена ​​взаимосвязь между повреждением подшипников и электрическими свойствами смазки.

• Тепловой КПД электродвигателя зависит от тепловых свойств смазки: теплопроводности, теплоемкости и расхода. Оптимизация энергоэффективности может быть достигнута путем оценки этих свойств для обеспечения высокой эффективности.

Из этого обзора видно, что достижение высоких характеристик смазывания и надежности компонентов без ущерба для энергоэффективности автомобиля является сложной задачей.Этот обзор можно использовать в качестве руководства для будущей разработки передовых смазочных материалов для электрических и гибридных транспортных средств.

Вклад авторов

YC, SJ и AR провели поиск литературы, проанализировали информацию и написали статью. WZ предоставил материалы и рассмотрел документ. HL разработал структуру и содержание и написал статью. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Конфликт интересов

WZ работает в компании Tesla.

Остальные авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Часть этой работы была спонсирована президентским фондом передового опыта TAMU X-Grants.

Ссылки

Акаги, Х., и Тамура, С. (2006). Пассивный фильтр электромагнитных помех для устранения как тока подшипника, так и тока утечки на землю в двигателе с инверторным управлением. IEEE Trans. Силовой электрон . 21, 1459–1469. doi: 10.1109/TPEL.2006.880239

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Аллен, К.М., и Драуглис, Э. (1969). Смазка пограничного слоя: однослойная или многослойная. Одежда 14, 363–384. дои: 10.1016/0043-1648(69)

  • -9

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Эндрю, Дж. М. (2019). Будущее консистентных смазок в эпоху электромобилей. Трибол. Лубр. Технол .75, 38–44.

    Академия Google

    API (2015 г.). Руководство по взаимозаменяемости базовых масел API для моторных масел для легковых автомобилей и масел для дизельных двигателей (Вашингтон, округ Колумбия), E1–E28.

    Академия Google

    Аткинс, М.Дж., и Кох, Ч.Р. (2003). Полное сравнение нескольких технологий силовых агрегатов . Отчет технического документа SAE №: 0148-7191. дои: 10.4271/2003-01-0081

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Барбес, Б., Парамо, Р., Бланко, Э., Пасториза-Гальего, М.Дж., Пинейро, М.М., Легидо, Дж.Л., и соавт. (2013). Измерения теплопроводности и удельной теплоемкости наножидкостей Al 2 O 3 . J. Термический анализ. Калорим. 111, 1615–1625. doi: 10.1007/s10973-012-2534-9

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Барнс, А.М., Бартл, К.Д., и Тибон, В.Р.А. (2001). Обзор диалкилдитиофосфатов цинка (ZDDPS): характеристика и роль в смазочном масле. Трибол. Междунар. 34, 389–395. doi: 10.1016/S0301-679X(01)00028-7

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Беккер, EP (2019). Смазка и электромобили. Триболо. Лубр. Технол . 75:60.

    Академия Google

    Бейер М., Браун Г., Гахаган М., Хигучи Т., Хант Г., Хьюстон М. и др. (2019). Концепции смазочных материалов для трансмиссий и осей электромобилей. 14, 428–437. doi: 10.2474/trol.14.428

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Буви, К., Бальцер С., Джек П., Гиссинг Дж., Личиус Т. и Экштейн Л. (2012). «Комплексное моделирование транспортных средств с использованием modelica — приложения для управления тепловым режимом и стратегии эксплуатации электрифицированных транспортных средств», в материалах 9-й Международной конференции MODELICA ; 3-5 сентября; 2012 (Мюнхен: Электронное издательство Линчёпингского университета).

    Академия Google

    Брэдли, Т. Х., и Франк, А. А. (2009). Проектирование, демонстрации и оценка воздействия на устойчивость подключаемых гибридных электромобилей. Продлить. Поддерживать. Энергия Rev . 13, 115–128. doi: 10.1016/j.rser.2007.05.003

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Буссе Д., Эрдман Дж., Керкман Р., Шлегель Д. и Скибински Г. (1997). Характеристики напряжения на валу и подшипниковых токов. IEEE Ind. Appl. Маг . 3, 21–32. дои: 10.1109/2943.628116

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Каллен, HB (1998). Термодинамика и введение в термостатистику .Хобокен, Нью-Джерси: Американская ассоциация учителей физики.

    Академия Google

    Канн, П. (2007). Консистентная смазка подшипников качения — роль загустителя консистентной смазки. Смазка. Наука . 19, 183–196. дои: 10.1002/л.с.39

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Кассерли, Э., Лангле, Т., Спрингер, С.П., Кумар, А., и Мэллори, Б.Дж.Л.М. (2018). Влияние базовых масел на загустевание и физические свойства консистентных смазок. евро.Смазка. Индивидуальный журнал 144, 32–37. Доступно в Интернете по адресу: http://www.lube-media.com/wp-content/uploads/Lube-Tech-115-The-Effect-of-Base-Oils-on-Thickening-and-Physical-Properties-of- Смазочные материалы.pdf

    Академия Google

    Чаттертон, С., Пеннакки, П., и Вания, А. (2016). Электрическая точечная коррозия упорных подшипников с самоустанавливающимися подушками: моделирование и экспериментальные данные. Трибол. . 103, 475–486. doi: 10.1016/j.triboint.2016.08.003

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Чау, К.Т. и Чан, CC (2007). Новые энергоэффективные технологии для гибридных электромобилей. Проц. IEEE . 95, 821–835. doi: 10.1109/JPROC.2006.8

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Чен Ю. и Лян Х. (2019). Трибологическая оценка электрического сопротивления смазываемых контактов. Дж. Трибол . 142:114502. дои: 10.1115/1.4045578

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Чен Ю., Реннер П. и Лян Х.(2019а). Дисперсия наночастиц в смазочном масле: критический обзор. Смазочные материалы 7:7. doi: 10.3390/lubricants7010007

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Чен Ю., Ван Х., Клирфилд А. и Лян Х. (2019b). Противоизносные эффекты наночастиц α-фосфата циркония в качестве добавок к смазкам. Дж. Трибол . 141:031801. дои: 10.1115/1.4041538

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Чонг, В., и Круз, М. (2014).Упругопластический контакт шероховатых поверхностей: модель линейного контакта для граничного режима смазки. Мекканика 49, 1177–1191. doi: 10.1007/s11012-013-9861-1

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Кларк, Д. (2014). Требования к смазочным материалам для гибридных электромобилей . САЕ Интернэшнл.

    Академия Google

    Кович, MJ (2003). «Олефиновые сополимерные модификаторы вязкости», в Chemical Industries (Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Марсель Деккер), 293–328.

    Академия Google

    Чапо, Э., Заиди, Х., и Полмиер, Д. (1996). Поведение трения графит-графитового динамического электрического контакта в присутствии аргона. Одежда 192, 151–156. дои: 10.1016/0043-1648(95)06788-4

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Дай В., Хайреддин Б., Гао Х. и Лян Х. (2016). Роль наночастиц в масляной смазке. Трибол. . 102, 88–98. doi: 10.1016/j.triboint.2016.05.020

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Дассеной, Ф.(2019). Наночастицы как добавки для разработки высокоэффективных и экологически чистых моторных масел. Трибол. Онлайн . 14, 237–253. doi: 10.2474/trol.14.237

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Дэвис, Дж. (2008). «Легкие материалы для легковых и грузовых автомобилей», в Office of Energy Efficiency & Renewable Energy , ed P. Gary (Брюссель: Управление европейской политики WWF).

    Ди Пьяцца, М. К., Рагуза, А., и Витале, Г.(2011). Оценка потерь мощности в активных фильтрах электромагнитных помех CM для подавления подшипниковых токов. IEEE Trans. Инд Электрон . 58, 5142–5153. doi: 10.1109/TIE.2011.2119456

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Диденко Т. и Придемор В. Д. (2012). Электрическая поломка трехлепесткового роликоподшипника. Дж. Неудача. Анальный. Предыдущий . 12, 575–580. doi: 10.1007/s11668-012-9598-5

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Дункан, член парламента(2019). Рост электромобилей. Трибол. Лубр. Технол . 75:6.

    Академия Google

    Эгеде, П. (2017a). «Тематические исследования по сравнению (легких) электромобилей с обычными и эталонными электромобилями», в Экологическая оценка легких электромобилей , под ред. С. Херрманна и С. Кара (Cham: Springer International Publishing), 93–119. дои: 10.1007/978-3-319-40277-2_5

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Эгеде, П.(2017б). «Электромобили, легкая конструкция и воздействие на окружающую среду», в Экологическая оценка легких электромобилей , 9–40. дои: 10.1007/978-3-319-40277-2_2

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Элговейни, А., Бернхэм, А., Ван, М., Молбург, Дж., и Руссо, А. (2009). Энергопотребление Well-To-Wheels и выбросы парниковых газов подключаемыми гибридными электромобилями . Технический отчет SAE. дои: 10.2172/951259

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Фарфан-Кабрера, Л.И. (2019). Трибология электромобилей: обзор важнейших компонентов, текущее состояние и будущие тенденции совершенствования. Трибол. . 138, 473–486. doi: 10.1016/j.triboint.2019.06.029

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Фэн, В., и Филиоцци, Массачусетс (2012). Парки обычных и электрических коммерческих автомобилей: тематическое исследование экономических и технологических факторов, влияющих на конкурентоспособность электрических коммерческих автомобилей в США. Проц. соц. ПоведениеНаука . 39, 702–711. doi: 10.1016/j.sbspro.2012.03.141

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Флорес-Торрес, С., Холт, Д. Г., и Кэри, Дж. Т. (2018). Композиции смазочных масел для силовых агрегатов электромобилей . Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Флорес-Торрес, С., Холт, Д.Г.Л., и Кэри, Дж.Т. (2018a). Метод контроля электропроводности смазочных масел в силовых агрегатах электромобилей .Патент США 0100118A1. Аннандейл, Нью-Джерси: ExxonMobil Research and Engineering Co.

    Академия Google

    Флорес-Торрес, С., Холт, Д.Г.Л., и Кэри, Дж.Т. (2018b). Метод предотвращения или сведения к минимуму электростатического разряда и пробоя диэлектрика в силовых агрегатах электромобилей . Патент США № 0100120A1. Аннандейл, Нью-Джерси: ExxonMobil Research and Engineering Co.

    Реферат PubMed | Академия Google

    Флорес-Торрес, С., Холт, Д.Г.Л.и Кэри, Дж. Т. (2018c). Композиции смазочных масел для силовых агрегатов электромобилей. Патент США № 0100117A1. Аннандейл, MJ: ExxonMobil Research and Engineering Co.

    Академия Google

    Гахаган, член парламента (2017). Технология смазочных материалов для гибридных электрических автоматических трансмиссий . Отчет технического документа SAE. дои: 10.4271/2017-01-2358

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Гао З., Сальви Л. и Флорес-Торрес С. (2018a). Смазочные масла с высокой электропроводностью для электромобилей и гибридных транспортных средств . Патент США № 0100115A1. ExxonMobil Research and Engineering Co.

    Академия Google

    Гао З., Сальви Л. и Флорес-Торрес С. (2018b). Смазочные масла с высокой электропроводностью для электромобилей и гибридных транспортных средств . Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Гонсалвеш Д., Виейра А., Карнейро А., Кампос А. и Сибра Дж. (2017).Толщина пленки и коэффициент трения в шероховатых контактах, смазываемых консистентной смазкой. Смазочные материалы 5:34. doi: 10.3390/lubricants5030034

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Гото, К. (1995). Влияние поверхностного наведенного напряжения на режим изнашивания нержавеющей стали. Одежда 185, 75–81. дои: 10.1016/0043-1648(95)06600-4

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Guangteng, G., and Spikes, H.A. (1996). Формирование пограничной пленки смазочными базовыми жидкостями. Трибол. Транс . 39, 448–454. дои: 10.1080/10402009608983551

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Геган, Дж., Саутби, М., и Спайкс, Х. Дж. Т. Л. (2019). Добавки модификаторов трения, синергизм и антагонизм. Трибол. лат. 67:83. doi: 10.1007/s11249-019-1198-z

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Гундерсон, С., Фульц, Г., Снайдер, К., Райт, Дж., Гшвендер, Л., и Хайджер, С. (2011). Влияние содержания воды на диэлектрическую прочность полиальфаолефиновых (ПАО) охлаждающих жидкостей. IEEE Trans. Диэлектр. электр. Инсул . 18, 295–302. doi: 10.1109/TDEI.2011.5704521

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Гупта, А. (2012). Характеристика моторных и трансмиссионных смазочных материалов для электрических, гибридных и подключаемых гибридных транспортных средств. Университет штата Огайо.

    Академия Google

    Хоканссон, Б., Андерссон, П., и Бэкстрём, Г. (1988). Усовершенствованная методика теплофизических измерений под давлением с помощью термоанемометра. Rev. Sci. Инструм . 59, 2269–2275. дои: 10.1063/1.1139946

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Hadden, T., Jiang, J.W., Bilgin, B., Yang, Y., Sathyan, A., Dadkhah, H., et al. (2016). «Обзор напряжений на валу и подшипниковых токов в двигателях электромобилей и гибридных электромобилей», в IECON 2016 — 42-я ежегодная конференция IEEE Industrial Electronics Society .

    Академия Google

    Hamblin, P., Kristen, U., and Chasan, D.J.L.S. (1990). Беззольные антиоксиданты, дезактиваторы меди и ингибиторы коррозии: их использование в смазочных маслах. Смазка. науч. 2, 287–318. дои: 10.1002/л.с.3010020403

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Хасебе М., Мияиси Ю., Вакута С., Минедзава Ю., Хара Т. и Цузуки С. (1994). Система циркуляции масла для электромобиля . Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Хе, Ф., Се, Г., и Луо, Дж. (2020). Отказы электрических подшипников в электромобилях. Трение 8, 4–28. doi: 10.1007/s40544-019-0356-5

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Хип, А.Х., Сах, Дж.-Дж. Ф. и Каминский Л.А. (2011). Система управления двигателем для управления крутящим моментом в системе гибридной трансмиссии . Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Хобельсбергер, М., и Поседел, З. (2013). Метод контроля тока вала и/или изоляции вала электрических машин и устройство для осуществления метода . Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Холмберг, К., Андерссон П. и Эрдемир А. (2012). Глобальное потребление энергии из-за трения в легковых автомобилях. Трибол. . 47, 221–234. doi: 10.1016/j.triboint.2011.11.022

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Холмберг, К., и Эрдемир, А. (2019). Влияние трибологии на потребление энергии и выбросы CO 2 во всем мире, а также в двигателях внутреннего сгорания и электромобилях. Трибол. . 135, 389–396. doi: 10.1016/j.triboint.2019.03.024

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Хоуп, К.Дж. Л. (2018). Вклад ПАО в энергоэффективность моторных масел 0W-20 для легковых автомобилей. Смазочные материалы 6:73. doi: 10.3390/lubricants6030073

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Хорн, Западная Вирджиния (1949). Полиметакрилаты в качестве присадок, улучшающих индекс вязкости, и депрессорных присадок. Индивидуальный инж. хим. 41, 952–959. doi: 10.1021/ie50473a017

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Хант, Г. (2017). Новые взгляды на температурную зависимость смазочных присадок от коррозии меди. Международный SAE. J. Fueis Lubr. 10, 521–527. дои: 10.4271/2017-01-0891

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Хант, Г. Дж., Гахаган, М. П., и Пеплоу, Массачусетс (2017). Метод сопротивления проволоки для измерения коррозии меди смазочными жидкостями. Смазка. Наука . 29, 279–290. дои: 10.1002/л.с.1368

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Яблонка, К., Гловнеа, Р., Бонгартс, Дж., и Моралес-Эспехель, Г. (2013). Влияние полярности смазки на измерение емкости ЭГД-контактов. Трибол. . 61, 95–101. doi: 10.1016/j.triboint.2012.11.016

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Йешке, С., и Хирш, Х. (2014). «Исследования электромагнитных помех тяговой системы электромобиля в динамическом режиме», на Международном симпозиуме по электромагнитной совместимости , 2014 г. (IEEE: Гетеборг).

    Академия Google

    Йешке, С., Циапенко, С., и Хирш, Х. (2015). «Исследования токов на валу тяговой системы электромобиля в динамическом режиме», в Международном симпозиуме IEEE по электромагнитной совместимости (EMC) , 2015 г. (IEEE: Дрезден).

    Академия Google

    Цзян З., Фанг Дж., Чен Ю., Ву Дж., Лю П., Гу К. и др. (2018). Обзор механизмов смазки с точки зрения трибоэлектрофизики и трибоэлектрохимии. Науч. Китайская технология. Наука . 61, 1–11. doi: 10.1007/s11431-017-9291-3

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Джин, Х., Андрич, Т., Цекмес, И. А., Кочетов, Р., Моршуис, П. Х., и Смит, Дж. Дж. (2014). Свойства кремнеземных наножидкостей на основе минерального масла. IEEE Trans. Диэлектр. электр. Инсул . 21, 11:00–11:08. doi: 10.1109/TDEI.2014.6832254

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Кендалл, Г. (2008). Подключено: Конец нефтяной эры . Брюссель: Офис европейской политики WWF.

    Колодзейчик Л., Рохас Т., Мартинес-Мартинес Д., Фернандес А. и Санчес Лопес Дж. (2007). Наночастицы палладия с модифицированной поверхностью как превосходная добавка для смазки. J. Рез. наночастиц . 9, 639–645.doi: 10.1007/s11051-006-9124-3

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Корчек, С., Сораб, Дж., и Джонсон, Дж. Р. К. (2000). Автомобильные смазочные материалы для следующего тысячелетия. Индивидуальный смазочный материал. Трибол . 52, 209–220. дои: 10.1108/003687

    373175

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Квак, Ю., Кливленд, К., Адхварю, А., Фанг, X., Херли, С., и Адачи, Т. (2019). Общие сведения о базовых маслах и смазочных материалах для электрических трансмиссий .Ричмонд, Вирджиния: Технический документ SAE. Отчет №: 0148-7191. дои: 10.4271/2019-01-2337

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Лавиэль, Л. (1994). Влияние электрического поля на трение полиэтилентерполимерной пленки по стальной подложке. Одежда 176, 89–93. дои: 10.1016/0043-1648(94)

    -1

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Лич, Б., и Пирсон, Р. (2014). Смазка и охлаждение двигателя во время эксплуатации гибридного автомобиля. Технический отчет SAE. дои: 10.4271/2014-01-2784

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Леве, П. З., Дроссинос, Ю., и Тиль, К. (2017). Влияние фискальных стимулов на проникновение на рынок электромобилей: попарное сравнение совокупной стоимости владения. Энергетическая политика . 105, 524–533. doi: 10.1016/j.enpol.2017.02.054

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Лим, Д. Х., и Ким, С. К. (2014). Тепловые характеристики системы охлаждения масляным распылением мотор-колеса электромобилей. Заяв. Тепловой двигатель . 63, 577–587. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2013.11.057

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Линь, X.-Z., Чжу, M.-H., Мо, J.-L., Чен, G.-X., Цзинь, X.-S., и Чжоу, Z.-R. (2011). Трибологическое и электродуговое поведение пары углерод/медь в процессе трения скольжения с приложенным электрическим током. Пер. Цветные металлы. соц. Китай 21, 292–299. doi: 10.1016/S1003-6326(11)60712-7

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Лю, В.(2014). Распространенный преждевременный выход из строя подшипника двигателя из-за прохождения высокочастотного электрического тока. англ. Неудача. анал . 45, 118–127. doi: 10.1016/j.engfailanal.2014.06.021

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Лу, З., и Сабхапати, П. (2004). Тепловой контроль трансмиссии гибридного электромобиля . Патенты Google.

    Академия Google

    Лу, Х., Хонсари, М.М., и Гелинк, Э.Р.М. (2006). Кривая Стрибека: экспериментальные результаты и теоретические предсказания. Дж. Трибол . 128, 789–794. дои: 10.1115/1.2345406

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Луо Дж., Хе Ю., Чжун М. и Джин З. (2006). Явление газового пузыря в пленке наноразмерной жидкости во внешнем электрическом поле. Заяв. физ. Письмо . 89:013104. дои: 10.1063/1.2213979

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ма, Х., Бальтазар, Ф., Тейт, Н., Риера-Палу, X., и Харрисон, А. (2012). Новое сравнение между выбросами парниковых газов в течение жизненного цикла аккумуляторных электромобилей и автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Энергетическая политика . 44, 160–173. doi: 10.1016/j.enpol.2012.01.034

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Маром Р., Амальрадж С. Ф., Лейфер Н., Джейкоб Д. и Аурбах Д. (2011). Обзор передовых и практичных материалов для литиевых батарей. Дж. Матер. Химия . 21, 9938–9954. дои: 10.1039/c0jm04225k

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Макхейл Г., Орм Б., Уэллс Г. и Ледесма-Агилар Р. (2019). Кажущиеся краевые углы на пропитанных смазкой поверхностях/SLIPS: от супергидрофобности до электросмачивания. Ленгмюр 35, 4197–4204. doi: 10.1021/acs.langmuir.8b04136

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Миллер, Дж. (2006). Архитектура силовой установки гибридного электромобиля типа e-CVT. Силовой электрон. IEEE-транс . 21, 756–767. doi: 10.1109/TPEL.2006.872372

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Миллер, Дж. М., и Эверетт, М. (2005). Оценка ультраконденсаторов в качестве накопителя мощности в гибридных силовых установках Toyota THS-II, GM-Allision AHS-2 и Ford FHS , Vol.1. 481–490.

    Академия Google

    Мугеле Ф. и Барет Ж.-К. (2005). АКТУАЛЬНЫЙ ОБЗОР: электросмачивание: от основ к приложениям. J. Phys. Конденсированные вещества 17, R705–R774. дои: 10.1088/0953-8984/17/28/R01

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Мукерджи, Р., Патра, А., и Банерджи, С. (2009). Влияние импульсного преобразователя с частотно-модулированной широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) на качество входной энергосистемы. IEEE Trans. Силовой электрон .25, 1450–1459. doi: 10.1109/TPEL.2009.2037421

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Наддаф, А., и Херис, С.З. (2018). Экспериментальное исследование теплопроводности и электропроводности наножидкостей на основе дизельного топлива графеновых нанопластинок и углеродных нанотрубок. Междунар. коммун. Тепломассообмен . 95, 116–122. doi: 10.1016/j.icheatmasstransfer.2018.05.004

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Нагасака Ю. и Нагасима А.(1981). Одновременное измерение теплопроводности и температуропроводности жидкостей методом нестационарной термоанемометрии. Rev. Sci. Инструм . 52, 229–232. дои: 10.1063/1.1136577

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Наканиши Ю., Хонда Т., Касамура К., Накашима Ю., Накано К., Кондо К. и др. (2016). «Биологическое уплотнение вала в насосе охлаждающей жидкости для электромобилей», в Международная конференция IEEE по исследованиям и приложениям в области возобновляемых источников энергии (ICRERA) , 2016 г. .

    Академия Google

    Нарита, К., и Такекава, Д. (2019). Технология смазочных материалов, применяемая в трансмиссиях гибридных электромобилей и электромобилей . Чиба: Отчет технического документа SAE №: 0148-7191. дои: 10.4271/2019-01-2338

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Николич Н., Дорич Дж., Антонич З. и Митар Дж. (2018). Влияние нагрузки и вязкости масла на форму кривой Стрибека для длинного подшипника скольжения .

    Академия Google

    Ногучи, С., Какинума, С.-Н., и Канада, Т. (2010). Измерение напряжения постоянного тока, вызывающего электрическую точечную коррозию. Дж. Доп. мех. Дес. Сист. Производство . 4, 1084–1094. doi: 10.1299/jamdsm.4.1084

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Паар, К., Мутце, А., и Кольбе, Х. (2015). Влияние машинной интеграции на тепловые характеристики привода с постоянными магнитами для гибридной электрической тяги. IEEE Trans. Индивидуальная заявка . 51, 3914–3922. doi: 10.1109/TIA.2015.2427280

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Пассют, К.А. (2013). «Смазочные материалы для двигателей», в Encyclopedia of Tribology , под редакцией QJ Wang и Y.-W. Чанг (Бостон, Массачусетс: Springer), 977–981.

    Академия Google

    Пеское-Янг, Л. (2020). Электромобили делают будущее смазки неопределенным. Трибол. Лубр. Технол . 76, 24–25.

    Академия Google

    Петтерссон, А. (2007). Высокоэффективные базовые жидкости для экологически безопасных смазочных материалов. Трибол. . 40, 638–645. doi: 10.1016/j.трибоинт.2005.11.016

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Пропфе, Б., Редельбах, М., Сантини, Д. Дж., и Фридрих, Х. (2012). Анализ затрат на подключаемые гибридные электромобили, включая затраты на техническое обслуживание и ремонт, а также стоимость перепродажи. Избранный Мир. Автомобиль J . 5, 886–895. дои: 10.3390/wevj5040886

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Рават, С.С., и Харша, А. (2019). Текущие и будущие тенденции в консистентной смазке. Автомобильная трибология: Springer.

    Академия Google

    Рид, Дж. К., Людуа, Д. К., Мейсон, В. П., и Вольф, Д. (2017). Вращающийся конденсатор для шунтирования высокочастотных подшипниковых токов и снижения электромагнитных помех в электрических машинах. Патент США № 9,653,970B2. Мэдисон, Висконсин: C-Motive Technologies Inc.

    Академия Google

    Ренсселар, Дж. (2010). Смазочные материалы на биологической основе: подготовка к зеленому миру. Трибол. Лубр. Технол . 66, 32–34.

    Академия Google

    Романенко А., Мутце, А., и Ахола, Дж. (2016). Влияние электростатических разрядов на диэлектрическую прочность и состав подшипниковой смазки. IEEE Trans. Индивидуальная заявка . 52, 4835–4842. doi: 10.1109/TIA.2016.2596239

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Романенко А., Мютце А. и Ахола Дж. (2015). «Влияние электростатических разрядов на электрические свойства подшипниковой смазки», в 2015 IEEE International Electric Machines & Drives Conference (IEMDC) (Сан-Диего, Калифорния: IEEE).doi: 10.1109/IEMDC.2015.7409068

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Росси, А. (1980). Депрессорная присадка для топлива и смазочных материалов . Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Сангоро, Дж., Якоб, К., Сергей, А., Наумов, С., Галвосас, П., Кергер, Дж., и другие. (2008). Электропроводность и поступательная диффузия в ионной жидкости тетрафторбората 1-бутил-3-метилимидазолия. Дж.хим. Физ . 128:214509. дои: 10.1063/1.2

    6

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Сасаки, С. (1998). «Новая гибридная трансмиссия Toyota», в Proceedings of the 10th International Symposium on Power Semiconductor Devices and ICs ISPSD’98 (IEEE Cat No98Ch46212) . doi: 10.1109/ISPSD.1998.702540

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Шейх, С., Лафди, К., и Поннаппан, Р. (2007). Улучшение теплопроводности PAO-масла, легированного углеродными наночастицами: экспериментальное исследование. J. Appl. Физ . 101:064302. дои: 10.1063/1.2710337

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Somers, A.E., Howlett, P.C., MacFarlane, D.R., and Forsyth, M. (2013). Обзор ионных жидких смазок. Смазочные материалы 1, 3–21. doi: 10.3390/lubricants1010003

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Сони, А., и Сингх Праджапати, Р. (2017). Трибологические аспекты двигателя внутреннего сгорания. ИРДЖЕТ 9, 451–454.

    Академия Google

    Дека (2020). Смазочные добавки. Трибол. Смазка. Технол .

    Академия Google

    Шипы, Х. (2008). Противоизносные присадки с низким и нулевым содержанием сульфатов, фосфора и серы для моторных масел. Смазка. Наука . 20, 103–136. дои: 10.1002/л.с.57

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Стоктон, Т. Р. (1983). Система смазки трансмиссии и охлаждения двигателя . Вашингтон, округ Колумбия: У.С. Ведомство по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Судзумура, Дж. (2016). Предотвращение точечной коррозии подшипников качения электропроводящей смазкой. Q Представитель RTRI . 57, 42–47. doi: 10.2219/rtriqr.57.1_42

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Sweeney, J., Hausen, F., Hayes, R., Webber, G.B., Endres, F., Rutland, M.W., et al. (2012). Контроль наноразмерного трения по золоту в ионной жидкости с помощью потенциально-зависимого ионного слоя смазки. Физ. Преподобный Письмо . 109:155502. doi: 10.1103/PhysRevLett.109.155502

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Сяхир, А.З., Зулкифли, Н.В.М., Масюки, Х.Х., Калам, М.А., Алабдулкарем, А., Гульзар, М., и соавт. (2017). Обзор смазочных материалов на биологической основе и их применения. Дж. Чистый. Товар . 168, 997–1016. doi: 10.1016/j.jclepro.2017.09.106

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Тада Ю., Харада М., Танигаки М.и Эгучи В. (1978). Метод лазерной вспышки для измерения теплопроводности жидкостей — применение к жидкостям с низкой теплопроводностью. Rev. Sci. Инструм . 49, 1305–1314. дои: 10.1063/1.1135573

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Тан, Х.-З. и Джао, Т.-К. (2013). «Диспергирующие добавки», в Encyclopedia of Tribology , eds. QJ Wang и Y.-W. Чанг (Бостон, Массачусетс: Springer), 771–781.

    Тан, Т. Х.-З., Девлин, М., Матур, Н., Хенли, Т., и Саатхофф, Л. (2013). Смазочные материалы для (гибридных) электрических трансмиссий. Международный SAE. J. Топливная смазка. 6, 289–294. дои: 10.4271/2013-01-0298

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Тазуме, К. (2016). Система циркуляции масла для электродвигателя гибридного электромобиля . Вашингтон, округ Колумбия: Ведомство США по патентам и товарным знакам.

    Академия Google

    Техрани Г.М., Келкка Дж., Сопанен Дж., Миккола А. и Керкканен К.(2016). Моделирование энергопотребления электромобилей путем моделирования эффективности компонентов трансмиссии. Международный SAE. Дж. Коммер. Автомобиль . 9, 31–39. дои: 10.4271/2016-01-9016

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Тишмахер Х., Гаттерманн С., Крисе М. и Виттек Э. (2010). «Износ подшипников, вызванный подшипниковыми токами, вызванными преобразователем», в IECON 2010 — 36th Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society (Глендейл, Калифорния). doi: 10.1109/IECON.2010.5675212

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Цуй, Д. (2019). Производители присадок готовятся к переменам. Тенденции рынка 75, 18–19.

    Академия Google

    Ван Ренсселар, Дж. (2019). Трибология электромобилей. Трибол. Лубр. Технол . 75, 34–6.

    Академия Google

    Владеску, С.-К., Маркс, Н., Фернандес, Л., Барсело Ф., и Спайкс, Х. (2018). Гидродинамическое трение масел с модифицированной вязкостью в машине с подшипниками скольжения. Трибол. Письмо . 66:127. doi: 10.1007/s11249-018-1080-4

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Возар, Л., и Хоэнауэр, В. (2004). Флэш-метод измерения температуропроводности. Обзор. Высокий темп. Высокий пресс . 36, 253–264. дои: 10.1068/htjr119

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Вальтер, Х.К., и Голуб, Р.А. (2014). «Смазка электродвигателей в соответствии со стандартом IEEE 841-2009, недостатки и потенциальные возможности улучшения», Техническая конференция IEEE по нефтяной и химической промышленности (PCIC) , 2014 г. (IEEE: Сан-Франциско, Калифорния).

    Академия Google

    Ван, X., и Ван, З. (2008). «Влияние частиц на напряжение пробоя трансформаторных масел на основе минералов и сложных эфиров», в Ежегодном отчете конференции по электроизоляции и диэлектрическим явлениям за 2008 г. (Quebec, QC: IEEE). doi: 10.1109/CEIDP.2008.4772859

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ван Ю., Джонс С., Дай А. и Лю Г. (2014). Повышение надежности за счет встроенного жидкостного охлаждения в силовых модулях IGBT для гибридных и электрических транспортных средств. Микроэлектрон. Надежный . 54, 1911–1915. doi: 10.1016/j.microrel.2014.07.037

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Уитби, Р. Д. (2018). Масла для гибридных электромобилей. Трибол. Лубр. Технол . 74:88.

    Академия Google

    Уиллверт, А., и Роман, М. (2013). «Повреждение электрических подшипников — скрытая проблема тяговых двигателей с инверторным приводом», в IEEE Transportation Electrification Conference and Expo (ITEC) , 2013 г. (Мичиган, Индиана).doi: 10.1109/ITEC.2013.6573484

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Се, Г., Цуй, З., Си, Л., и Го, Д. (2017). Дестабилизация микропула смазочного масла в заряженных условиях. Индивидуальный смазочный материал. Трибол . 69, 59–64. doi: 10.1108/ILT-11-2015-0184

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Се Г., Луо Дж., Го Д., Лю С. и Ли Г. (2013). Повреждения на смазываемых поверхностях в подшипниках под действием слабых электрических токов. Науч. Китайская технология. Наука . 56, 2979–2987. doi: 10.1007/s11431-013-5399-7

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Се Г., Луо Дж., Лю С., Го Д., Ли Г. и Чжан К. (2009a). Влияние свойств жидкости на характеристики роста и движения микропузырьков, индуцированных электрическими полями в замкнутых пленках жидкости. J. Phys. Д заявл. Физ . 42:115502. дои: 10.1088/0022-3727/42/11/115502

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Се, Г., Луо Дж., Лю С., Го Д. и Чжан С. (2009b). «Замораживание» наноограниченных жидкостей под действием электрического поля. Ленгмюр 26, 1445–1448. дои: 10.1021/la

    9v

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Се, Г., Луо, Дж., Лю, С., Чжан, К., и Лу, X. (2008a). Явление микропузырьков в наноразмерной смазочной пленке на водной основе, индуцированное внешним электрическим полем. Трибол. Письмо . 29, 169–176. doi: 10.1007/s11249-007-9288-8

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Се, Г., Луо Дж., Лю С., Чжан С., Лу С. и Го Д. (2008b). Влияние внешнего электрического поля на пленку жидкости, заключенную в нанозазоре. J. Appl. Физ . 103:094306. дои: 10.1063/1.23

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Се, К., Лю, Л.-К., Ли, X.-П., и Чжан, Х.-Л. (2016). Бесконтактное измерение сопротивления и емкости в режиме реального времени масляной пленки в подшипнике качения с использованием метода связи электрического поля. Измерение 91, 606–612.doi: 10.1016/j.measurement.2016.05.080

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ян Х., Лю К., Ван Ю., Лю Х., Ман Дж. и Сунь Б. (2017). Электронный контроль нанотрибологических свойств текстурированной поверхности с помощью лазерной обработки. Дж. Спектроск . 2017:72. дои: 10.1155/2017/72

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ян, Ю., Али, К. А., Ролевелд, Дж., и Эмади, А. (2016a). Современные электрифицированные силовые агрегаты — гибридные, подключаемые и электромобили. Междунар. J. Силовые агрегаты 5, 1–29. doi: 10.1504/IJPT.2016.075181

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Yang Y., Bilgin B., Kasprzak M., Nalakath S., Sadek H., Preindl M., et al. (2016б). Тепловое управление электрических машин. ИЭТ Электр. Сист. Трансп . 7, 104–116. doi: 10.1049/iet-est.2015.0050

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ю, З.-К. и Ян, З.-Г. (2011). Анализ усталостного разрушения роликоподшипника с консистентной смазкой электродвигателя. Дж. Неудача. Анальный. Предыдущий . 11, 158–166. doi: 10.1007/s11668-010-9422-z

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Юсаф, Т. Ф. (2009). Оптимизация дизельного двигателя для электрических гибридных автомобилей. Дж. Энергетический ресурс. Технол . 131:012203. дои: 10.1115/1.3068347

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Чжан, Ю. (2006). Граничная смазка — важная смазка в последующее время. Дж. Мол. Жидкости 128, 56–59. дои: 10.1016/j.molliq.2005.12.002

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Зин, В., Барисон, С., Агрести, Ф., Колла, Л., Пагура, К., и Фабрицио, М. (2016). Улучшение трибологических и термических свойств смазок за счет нанодобавок на основе графена. RSC Adv . 6, 59477–59486. дои: 10.1039/C6RA12029F

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Назначение и способ смазки | Основные сведения о подшипниках

    Смазка является одним из наиболее важных факторов, определяющих рабочие характеристики подшипников.Пригодность смазки и метод смазки оказывают решающее влияние на срок службы подшипника.

    Функции смазки :

    • Для смазки каждой части подшипника, а также для уменьшения трения и износа
    • Для отвода тепла, выделяемого внутри подшипника из-за трения и других причин
    • Для покрытия поверхности контакта качения соответствующей масляной пленкой с целью продления усталостной долговечности подшипника
    • Для предотвращения коррозии и загрязнения грязью

    Смазка подшипников в целом подразделяется на две категории: консистентная смазка и масляная смазка. Таблица 12-1 дает общее сравнение между ними.

    Таблица 12-1 Сравнение пластичной и масляной смазки

    Артикул Смазка Масло
    Уплотнительное устройство Легкий Немного сложное техническое обслуживание, требующее особого внимания
    Смазочная способность Хорошо Отлично
    Скорость вращения Низкая/средняя скорость Применяется также на высоких скоростях
    Замена смазки Немного проблемный Легкий
    Срок службы смазки Относительно короткий Длинный
    Охлаждающий эффект Без эффекта охлаждения Хорошо (обязателен тираж)
    Фильтрация грязи Трудно Легкий

    12-1-1 Консистентная смазка

    Консистентная смазка широко применяется, так как нет необходимости в пополнении в течение длительного периода времени после заполнения консистентной смазкой, а относительно простой конструкции может быть достаточно для устройства смазочного уплотнения.
    Существует два метода смазывания консистентной смазкой. Одним из них является закрытый метод смазки, при котором смазка заранее заливается в экранированный/герметичный подшипник; другой метод — это метод подачи, при котором подшипник и корпус сначала заполняются смазкой в ​​надлежащем количестве, а затем снова заполняются через регулярные промежутки времени путем пополнения или замены.
    Устройства с многочисленными вводами смазки иногда используют централизованный метод смазки, при котором вводы соединяются трубопроводом и снабжаются смазкой коллективно.

    1) Количество смазки

    Как правило, смазка должна заполнять примерно от одной трети до половины внутреннего пространства, хотя это зависит от конструкции и внутреннего пространства корпуса.
    Следует иметь в виду, что чрезмерное количество смазки будет выделять тепло при взбивании и, следовательно, изменится, испортится или размякнет.
    Однако, когда подшипник работает на низкой скорости, внутреннее пространство иногда заполняется смазкой на две трети, чтобы

    2) Пополнение/замена смазки

    Метод пополнения/замены смазки во многом зависит от метода смазки.Какой бы метод ни был использован, необходимо соблюдать осторожность, чтобы использовать чистую смазку и не допускать попадания грязи или других посторонних веществ в корпус.
    Дополнительно желательно дозаправить смазкой той же марки, что и заливали при старте.
    При повторной заливке смазки новая смазка должна быть введена внутрь подшипника.
    На рис. 12-1 показан один пример метода подачи.

    Рис. 12-1 Пример метода подачи смазки (с использованием сектора смазки)

    В примере внутренняя часть корпуса разделена смазочными секторами.Смазка заполняет один сектор, затем стекает в подшипник.
    С другой стороны, смазка, текущая изнутри, вытесняется из подшипника под действием центробежной силы смазочного клапана.
    Если смазочный клапан не используется, необходимо увеличить пространство корпуса на стороне нагнетания для хранения старой смазки.
    Корпус открыт, и старая смазка удаляется через равные промежутки времени.

    3) Интервал подачи смазки

    При нормальной работе срок службы смазки следует рассматривать примерно как показано на рис.12-2 , и пополнение/замена должны производиться соответственно.

    Рис. 12-2 Интервал подачи смазки

    4) Срок службы смазки в экранированном/герметичном шарикоподшипнике

    Срок службы смазки можно оценить по следующему уравнению, когда однорядный радиальный шарикоподшипник заполнен смазкой и герметизирован защитными шайбами ​​или уплотнениями.

    Условия для применения уравнения (12-1) следующие:

    12-1-2 Масляная смазка

    Масляная смазка

    может использоваться даже при высокой скорости вращения и несколько высокой температуре и эффективно снижает вибрацию и шум подшипника.Таким образом, смазка маслом используется во многих случаях, когда консистентная смазка не работает. В таблице 12-2 показаны основные типы и методы смазывания маслом.

    Таблица 12-2 Тип и метод смазывания маслом

    ① Масляная ванна
    • Простейший метод погружения подшипника в масло для эксплуатации.
    • Подходит для низкой/средней скорости.
    • Датчик уровня масла должен быть предусмотрен для регулировки количества масла.
      (В случае горизонтального вала)
      Около 50 % самого нижнего тела качения должно быть погружено.
      (В случае вертикального вала)
      Подшипник должен быть погружен примерно на 70–80 %.
    • Лучше использовать магнитную пробку, чтобы предотвратить рассеивание частиц железа износа в масле.
    ② Капельное масло
    • Масло капает масленкой, а внутренняя часть корпуса заполняется масляным туманом под действием вращающихся частей. Этот метод имеет охлаждающий эффект.
    • Применяется при относительно высокой скорости и до средней нагрузки.
    • Обычно используется от 5 до 6 капель масла в минуту.
      (Трудно отрегулировать капание со скоростью 1 мл/ч или меньше.)
    • Необходимо предотвратить скопление слишком большого количества масла на дне корпуса.
    ③ Брызги масла
    • В этом методе смазки используется зубчатое колесо или простое маслоотражательное кольцо, прикрепленное к валу для разбрызгивания масла. Этот метод может подавать масло для подшипников, расположенных вдали от масляного бака.
    • Можно использовать до относительно высокой скорости.
    • Необходимо поддерживать уровень масла в определенном диапазоне.
    • Лучше использовать магнитную пробку, чтобы предотвратить рассеивание частиц железа износа в масле.
      Также рекомендуется установить экран или перегородку, чтобы предотвратить попадание загрязняющих веществ в подшипник.
    ④ Принудительная циркуляция масла
    • В этом методе используется система подачи масла циркуляционного типа.
      Подаваемое масло смазывает внутреннюю часть подшипника, охлаждается и направляется обратно в бак через маслосливную трубку. Масло после фильтрации и охлаждения перекачивается обратно.
    • Широко используется при высоких скоростях и высоких температурах.
    • Лучше использовать маслоотводящую трубку примерно в два раза толще, чем трубка подачи масла, чтобы предотвратить скопление слишком большого количества смазки в корпусе.
    • Требуемое количество масла: см. примечание 1.
    ⑤ Масляная струйная смазка
    • Этот метод использует форсунку для подачи масла при постоянном давлении (от 0,1 до 0,5 МПа) и очень эффективен при охлаждении.
    • Подходит для высоких скоростей и больших нагрузок.
    • Как правило, сопло (диаметром от 0,5 до 2 мм) располагается на расстоянии 5–10 мм от стороны подшипника.
      При выработке большого количества тепла следует использовать от 2 до 4 форсунок.
    • Поскольку при струйной смазке подается большое количество масла, старое следует сливать с помощью масляного насоса, чтобы предотвратить чрезмерное остаточное масло.
    • Требуемое количество масла: см. примечание 1.
    ⑥ Смазка масляным туманом (распыление смазки)
    • В этом методе используется генератор масляного тумана для производства сухого тумана (воздух, содержащий масло в виде тумана).Сухой туман непрерывно направляется к поставщику масла, где туман превращается во влажный туман (липкие капли масла) с помощью форсунки, установленной на корпусе или подшипнике, а затем распыляется на подшипник.
    • Этот метод обеспечивает и поддерживает наименьшее количество масляной пленки, необходимой для смазки, и имеет преимущества, заключающиеся в предотвращении загрязнения масла, упрощении технического обслуживания подшипников, продлении срока службы подшипников, снижении расхода масла и т. д.
    • Требуемое количество тумана: см. примечание 2.
    ⑦ Масло/воздушная смазка
    • Дозирующий насос подает небольшое количество масла, которое смешивается со сжатым воздухом с помощью смесительного клапана. Примесь подается непрерывно и стабильно к подшипнику.
    • Этот метод позволяет проводить количественный контроль масла в очень малых количествах, всегда поставляя новое смазочное масло. Таким образом, он подходит для станков и других приложений, требующих высокой скорости.
    • Сжатый воздух и смазочное масло подаются на шпиндель, повышая внутреннее давление и предотвращая попадание грязи, смазочно-охлаждающей жидкости и т. д.от входа. Кроме того, этот метод позволяет смазочному маслу течь через питающую трубу, сводя к минимуму загрязнение атмосферы.
    Примечание 1Необходимая подача масла при принудительной циркуляции масла ; методы масляной струйной смазки
    Значения коэффициента трения
    μ
    Тип подшипника μ
    Радиальный шарикоподшипник 0,0010 — 0,0015
    Радиально-упорный шарикоподшипник 0.0012 — 0,0020
    Цилиндрический роликоподшипник 0,0008 — 0,0012
    Конический роликоподшипник 0,0017 — 0,0025
    Сферический роликоподшипник 0,0020 — 0,0025

    Значения, полученные по приведенному выше уравнению, показывают количество масла, необходимое для отвода всего вырабатываемого тепла, без учета выделения тепла.
    В действительности подаваемое масло обычно составляет от половины до двух третей расчетного значения.
    Тепловыделение широко варьируется в зависимости от области применения и условий эксплуатации.
    Для определения оптимальной подачи масла рекомендуется начинать работу с двумя третями расчетного значения, а затем постепенно снижать подачу масла, измеряя рабочую температуру подшипника, а также подаваемое и выпускаемое масло.

    Примечание 2Примечания по смазыванию масляным туманом
    1) Требуемое количество тумана (давление тумана: 5 кПа)

    В случае высокой скорости( d m n ≧40≥40)необходимо увеличить количество масла и давление тумана.

    2) Диаметр трубопровода и форма смазочного отверстия/канавки

    Когда скорость потока тумана в трубопроводе превышает 5 м/с, масляный туман внезапно конденсируется в масляную жидкость.
    Следовательно, диаметр трубопровода и размеры смазочного отверстия/канавки в корпусе должны быть рассчитаны таким образом, чтобы скорость потока тумана, полученная по следующему уравнению, не превышала 5 м/с.

    3) Масляный туман
    Масло

    , используемое для смазки масляным туманом, должно соответствовать следующим требованиям.

    • способность превращаться в туман
    • обладает высокой устойчивостью к экстремальному давлению
    • хорошая тепло/окислительная стабильность
    • устойчивый к ржавчине
    • маловероятно образование шлама
    • улучшенный деэмульгатор

    (Смазка масляным туманом имеет ряд преимуществ для высокоскоростных подшипников вращения. Однако на его характеристики в значительной степени влияют окружающие конструкции и условия эксплуатации подшипников.
    Если вы планируете использовать этот метод, обратитесь в JTEKT за консультацией, основанной на многолетнем опыте JTEKT в области смазывания масляным туманом.)

    Масляные насосы — Сердцебиение двигателя (Часть 1)

    Широкий ассортимент масляных насосов FAI охватывает все распространенные конструкции насосов и типы приводов. FAI может предложить более 130 масляных насосов для более чем 1300 применений.

    Масляные насосы

    Основной задачей масляных насосов является циркуляция моторного масла под давлением к подшипникам, поршням и распределительному валу. Это смазывает эти системы, позволяет использовать жидкостные подшипники большей мощности, а также способствует охлаждению двигателя.

    Помимо смазки, масло под давлением все чаще используется в качестве гидравлической жидкости для приведения в действие небольших приводов. Одним из первых заметных применений таким образом были гидравлические толкатели в распределительных валах и приводах клапанов. В последнее время все более распространенное использование может включать натяжитель цепи привода ГРМ или ступицы VVT для систем изменения фаз газораспределения.

    Система смазки

    Трение — враг движущихся деталей, поскольку оно снижает производительность и сокращает срок службы изделия.Система циркуляции масла, используемая в двигателях внутреннего сгорания, выполняет две основные функции: во-первых, для уменьшения трения и, во-вторых, для отвода тепла от поршней, подшипников и валов. Недостаточная или неправильная смазка двигателя приведет к катастрофическому отказу. Блок двигателя и головка выполнены в виде сот с каналами для отвода смазочных и охлаждающих жидкостей. Масляные насосы нагнетают масло через эти каналы для смазки всей системы. Обычно масло перекачивается из поддона через сетчатый фильтр для удаления более крупных частиц мусора вокруг двигателя.Масло обычно проходит через фильтр и, возможно, масляный радиатор перед тем, как прокачивается через двигатель к движущимся компонентам, например. поршни, кольца, клапана и т.д…

    Системы с мокрым и сухим картером

    Система с мокрым картером имеет один масляный насос, обычно расположенный рядом с коленчатым валом или рядом с ним в нижней части двигателя. Двигатели с сухим картером имеют два масляных насоса. Один стандартный масляный насос для создания давления и распределения масла по двигателю, а также вспомогательный масляный насос или откачивающий насос.Продувочный насос обычно располагается внутри поддона и имеет более высокую производительность, чем первичный масляный насос.

     

    Система смазки разбрызгиванием, Система смазки под давлением [PDF]

    Типы смазочных систем : Смазка представляет собой допуск масла, совершающего относительное движение между двумя поверхностями, а также уменьшает износ между частями, движущимися относительно друг друга.

    Назначение смазки может быть одним или несколькими из следующих.

    • Охлаждение поверхностей за счет отвода тепла за счет трения.
    • Герметизируйте пространство, примыкающее к таким поверхностям, как поршневые кольца и гильза цилиндра.
    • Поглощают удары между подшипниками и другими деталями и, следовательно, снижают шум.
    • Очистка поверхностей путем удаления частиц углерода и металла, образовавшихся в результате износа.

    Прежде чем обсуждать типы систем смазки, нам необходимо обсудить свойства смазки.

    Свойства смазки:

    • Температура воспламенения : Это самая низкая температура, при которой масло непрерывно горит.
    • Точка помутнения : Когда масло подвергается воздействию низкой температуры, происходит изменение состояния от жидкого до пластичного или твердого, так что оно выглядит как облако, называемое точкой помутнения.
    • Температура застывания : Это самая низкая температура, при которой смазочное масло может разлиться. Это свидетельствует о его способности двигаться при низких температурах.
    • Маслянистость :Свойство, которое позволяет маслу распространяться, называется маслянистостью.
    • Коррозия : Не должен вызывать коррозию рабочих частей
    • Физическая и химическая стабильность : Физически и химически стабилен в диапазоне рабочих температур
    • Адгезивность : Частицы масла прилипают к металлической поверхности.
    • Удельный вес : Это мера плотности нефти.

    Типы систем смазки:

    Существует два типа систем смазки, которые представлены ниже :

    1. Система смазки разбрызгиванием
    2. Система смазки под давлением

    Ниже приводится подробное объяснение…

    Система смазки разбрызгиванием:

    Смазка разбрызгиванием

    обычно используется в двигателях ранних мотоциклов.

    Этот метод используется в газонокосилках и моторах или подвесных лодочных двигателях, в корыте которых должно быть достаточное количество масла для полной смазки машины.

    брызги смазки syatem
    Компоненты системы смазки разбрызгиванием:

    Компоненты системы смазки разбрызгиванием:

    1. CrankCase
    2. CRANKCASE
    3. Масляный насос
    4. Масляный насос
    5. Crankshaл
    6. SCOOP
    7. Piston
    8. Cam Cam
    9. Манометр для давления масла

    6 Объяснение для частей системы смазки:

    Картер:

    Используется для хранения масла, проходящего через масляные каналы для надлежащей смазки.

    Масляный фильтр:

    Используется для фильтрации примесей, присутствующих в масле, чтобы ни одна часть не забивалась.

    Масляный насос:

    Это основная часть системы смазки, поскольку она используется для транспортировки жидкости из картера ко всем частям двигателя.

    Маслосборники:

    Они располагаются непосредственно под ковшом поршня, так что, когда поршень совершает возвратно-поступательное движение, ковш поршня поднимает масло из масляных желобов, так что масло достигает всех частей поршня для смазки.

    Коленчатый вал:

    Возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала в цилиндре двигателя. Мощность, полученная от коленчатого вала, будет передаваться на все части автомобиля.

    Совок:

    Он присоединен к концу поршня, и черпак поршня поднимает масло из масляных желобов таким образом, что масло достигает всех частей поршня для надлежащей смазки.

    Поршень:

    Играет важную роль в двигателях внутреннего сгорания.Он присутствует в цилиндре двигателя и преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное движение коленчатого вала.

    Распределительный вал:

    Этот распределительный вал состоит из кулачков, которые используются для управления клапанами в двигателях внутреннего сгорания.

    Датчик давления масла:

    Используется для измерения давления масла в цилиндре двигателя.

    Работа системы смазки разбрызгиванием:

    Сначала масло заливается в картер.Масляный фильтр удалит любые примеси, присутствующие в масле, а масляный насос подаст его ко всем частям, включая масляные поддоны.

    В системе смазки разбрызгиванием масло выплескивается из масляного желоба или масляных поддонов в нижней части картера при каждом обороте коленчатого вала, что приводит к разбрызгиванию масла.

    Масло выбрасывается вверх в виде капель или мелкодисперсного тумана и обеспечивает достаточную смазку поршневых пальцев, поршневых колец, механизмов клапанов, стенок цилиндров и т. д.Масло течет через отверстия, просверленные внутри коленчатого вала и коренного подшипника, смазывая их.

    система смазки разбрызгиванием-ковш

    Эта система слишком ненадежна для автомобильных приложений.

    Убедиться, что картер должен быть полностью заполнен маслом , чтобы поддерживать уровень масла в поддонах.

    Полный уровень масла в поддоне приводит к расходу масла и избыточной смазке, в то время как небольшой низкий уровень масла приводит к недостаточной смазке и отказу двигателя.

    Преимущества системы смазки разбрызгиванием:

    Вот некоторые преимущества системы смазки разбрызгиванием:

    В некоторых автомобилях также используется система смазки разбрызгиванием, где машина не требует больших усилий по сравнению с двигателями внутреннего сгорания.

    Недостатки системы смазки разбрызгиванием:

    Также есть некоторые недостатки системы смазки разбрызгиванием, а именно:

    • Из-за наличия ковша на конце поршня он не обеспечивает надлежащей смазки всего цилиндра двигателя.Это просто прольет смазку на детали поршня.
    • Из-за этого происходит износ компонентов.
    • Чтобы избежать неполной смазки, появилась система смазки под давлением.

    Примечание:

    Из-за ограничений системы смазки разбрызгиванием появилась система смазки под давлением.

    Система смазки под давлением:

    Система смазки под давлением повсеместно используется в двигателях современных автомобилей.

    Система смазки под давлением стала популярной, потому что система смазки разбрызгиванием не подходит для автомобильных двигателей из-за отсутствия принудительной смазки .

    Компоненты системы смазки под давлением:
    1. картер (для хранения нефти)
    2. нефтестроитель
    3. масляный насос
    4. маслом насос
    5. коленчатый вал
    6. нефтяных галерей
    7. Piston
    8. CAM вал
    9. Манометр для давления масла

    все компоненты, упомянутые выше, также являются компоненты системы смазки разбрызгиванием.Поэтому они не объясняются здесь снова. Единственным компонентом, который отличается от системы брызг, являются Нефтяные галереи.

    Нефтяные галереи:

    Имеют форму трубок, обеспечивающих наилучшую смазку по сравнению с системой смазки разбрызгиванием, потому что здесь нет утечки и масло будет проходить ко всем частям двигателя для лучшей смазки.

    Работа системы смазки под давлением:

    В этой системе масло забирается насосом из мокрого картера через сетчатый фильтр и подается под давлением от 200 до 400 кПа в главную масляную галерею.

    Давление масла поддерживается с помощью предохранительного клапана, расположенного в блоке фильтра/корпусе насоса. Регулятор давления масла гарантирует, что уровень давления масла поддерживается должным образом.

    Система смазки под давлением

    Для рядных двигателей используется одна главная галерея, тогда как для V-образных двигателей используются одна/две главные галереи.

    Масляный фильтр удаляет все частицы пыли, присутствующие в масле, и подает чистое масло во все маслопроводы.Масло под давлением течет по маслопроводам и галереям, чтобы смазывать движущиеся части двигателя.

    Масло из главной галереи течет через отверстия, просверленные внутри коленчатого вала и коренного подшипника, для их смазки. Масляная трубка, соединенная с галереей, заставляет масло подниматься вверх для смазывания поршня и всех его частей изнутри.

    Масло проходит через маслосъемные кольца, смазывая и образуя тонкую пленку вокруг стенок цилиндра. После того, как все детали в первом канале смазаны, масло перекачивается во второй канал, который может смазывать все детали, связанные с распределительным валом.

    Штуцеры, соединенные с галереей, помогают смазывать распределительный вал, клапаны и пружины клапанов. После смазки деталей двигателя масло начинает поступать вниз по отдельному каналу в картер. Манометр рассчитывает давление масла в системе и отображает его на циферблате.

    Преимущества системы смазки под давлением:

    Благодаря наличию масляных каналов масло будет проходить по ним, чтобы достичь всех компонентов цилиндра двигателя, и, таким образом, не будет происходить износ сопрягаемых деталей.

    Недостатки системы смазки под давлением:

    В этой системе также, если масло не заливалось должным образом в двигатель при каждом обслуживании, то, несмотря на давление в системе, детали будут изнашиваться.

  • Разное

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.