Устройство центрифуги двигатель камаз

Каталоги,запчасти,подшипники, ремни и другое…

По сравнению с автомобилями ЗИЛ и МАЗ работа центрифуги автомобиля КамАЗ не сопровождается аэродинамическим шумом, поэтому работоспособность центрифуги двигателя КамАЗ оценивают прежде всего по наличию и количеству отложений в роторе.

Если на малоизношенных двигателях (пробег автомобиля 30 — 50 тыс. км) между двумя ТО в роторе скопилось 200 — 400г отложений (толщина слоя 10 — 15 мм), то центрифуга работает. При большей изношенности двигателей соответственно увеличивается и количество отложений.

В то же время слишкос большое количество загрязнений в роторе (3/4 его объема), как правило, свидетельствует о неудовлетворительном состоянии моторного масла в процессе эксплуатации. Причинами, вызывающими интенсивное накопление загрязнений в масле (быстрое старение масла), могут быть попадание воды в масло, длительная работа двигателя на пониженном (температура охлаждающей жидкости менее 60°С) или повышенном (более 100°С) тепловых режимах, значительный износ деталей цилиндро-поршневой группы и др.

Обслуживание центробежного фильтра заключается в снятии наружного колпака и колпака ротора центрифуги и удаления из ротора загрязнений, промывке деталей в дизельном топливе. При этом необходимо соблюдать определенные правила по обслуживанию узла. Именно при обслуживании центрифуги наиболее вероятно нарушение ее работоспособности.

Чаще всего причинами нарушений являются:

Неправильная сборка колпака ротора с ротором. В результате возникает значительный дисбаланс ротора и резко снижается его частота вращения. Чтобы избежать этого, при сборке центрифуги необходимо совместить метки на роторе и колпаке ротора;

Снятие ротора с оси при обслуживании. Это приводит к повреждению подшипников скольжения ротора, а также упорного шарикоподшипника. Инструкцией по эксплуатации автомобилей КамАЗ запрещается снятие ротора с оси при ТО;

Повышенные моменты затяжки гаек крепления колпака ротора и наружного колпака вызывают деформацию деталей и даже заклинивание ротора в подшипниках. Моменты затяжки указанных гаек должны быть в пределах 2 — 3 кгс/м.

Перед установкой наружного колпака рекомендуется проверить правильность сборки центрифуги по легкости вращения ротора. Для этого надо отжать пластину стопорного устройства ротора и повернуть ротор на оси; вращение должно быть легким и без заеданий.

Особенности центрифуги камаз.

По сравнению с автомобилями ЗИЛ и МАЗ работа центрифуги автомобиля КамАЗ не сопровождается аэродинамическим шумом, поэтому работоспособность центрифуги двигателя КамАЗ оценивают прежде всего по наличию и количеству отложений в роторе.

Если на малоизношенных двигателях (пробег автомобиля 30 — 50 тыс. км) между двумя ТО в роторе скопилось 200 — 400г отложений (толщина слоя 10 — 15 мм), то центрифуга работает. При большей изношенности двигателей соответственно увеличивается и количество отложений.

В то же время слишкос большое количество загрязнений в роторе (3/4 его объема), как правило, свидетельствует о неудовлетворительном состоянии моторного масла в процессе эксплуатации. Причинами, вызывающими интенсивное накопление загрязнений в масле (быстрое старение масла), могут быть попадание воды в масло, длительная работа двигателя на пониженном (температура охлаждающей жидкости менее 60°С) или повышенном (более 100°С) тепловых режимах, значительный износ деталей цилиндро-поршневой группы и др.

Обслуживание центробежного фильтра заключается в снятии наружного колпака и колпака ротора центрифуги и удаления из ротора загрязнений, промывке деталей в дизельном топливе. При этом необходимо соблюдать определенные правила по обслуживанию узла. Именно при обслуживании центрифуги наиболее вероятно нарушение ее работоспособности.

Чаще всего причинами нарушений являются:

Неправильная сборка колпака ротора с ротором. В результате возникает значительный дисбаланс ротора и резко снижается его частота вращения. Чтобы избежать этого, при сборке центрифуги необходимо совместить метки на роторе и колпаке ротора;

Снятие ротора с оси при обслуживании. Это приводит к повреждению подшипников скольжения ротора, а также упорного шарикоподшипника. Инструкцией по эксплуатации автомобилей КамАЗ запрещается снятие ротора с оси при ТО;

Повышенные моменты затяжки гаек крепления колпака ротора и наружного колпака вызывают деформацию деталей и даже заклинивание ротора в подшипниках. Моменты затяжки указанных гаек должны быть в пределах 2 — 3 кгс/м.

Перед установкой наружного колпака рекомендуется проверить правильность сборки центрифуги по легкости вращения ротора. Для этого надо отжать пластину стопорного устройства ротора и повернуть ротор на оси; вращение должно быть легким и без заеданий.

Принцип работы центрифуги камаз

Центробежный масляный фильтр двигателя КамАЗ – 740 (рис.40) с активно-реактивным приводом ротора установлен на передней крышке блока цилиндров с правой стороны двигателя. Ротор 3 в сборе с колпаком 2 приводится во вращение струей масла, вытекающей из щели-сопла в оси 11 ротора, а также реактивными силами, возникающими при выходе масла из ротора в канал оси через тангенциальные сопла.

Рис. 40 Центробежный фильтр

Состоит из: 1 – корпус; 2 – колпак ротора; 3 – ротор; 4 – колпак фильтра; 5 – гайка крепления колпака ротора; 6 – упорный шарикоподшипник; 7 – упорная шайба; 8 – гайка крепления ротора; 9 – гайка крепления колпака фильтра; 10 – верхняя втулка ротора;

11 – ось ротора; 12 – экран; 13 – нижняя втулка ротора; 14 – палец стопора; 15 – пластина стопора; 16 – пружина стопора; 17 – трубка отвода масла При работе двигателя масло из радиаторной секции насоса под давлением подается в фильтр, обеспечивая вращение его ротора.

Под действием центробежных сил механические частицы отбрасываются к стенкам колпака ротора и задерживаются, а очищенное масло через отверстие в оси ротора и трубку 17 поступает в воздушно-масляный радиатор или через сливной клапан в корпусе фильтра, отрегулированный на давление 0,5— 0,7 кгс/см2 в картер двигателя.

Перепускной клапан, установленный в корпусе фильтра и отрегулированный на давление 6,0— 6,5 кгс/см2, ограничивает максимальное давление перед центрифугой.

Во избежание нарушения балансировки при обслуживании фильтра на роторе и колпаке нанесены метки, которые необходимо совмещать при сборке. Центробежный полнопоточный фильтр очистки масла дви гателя ЗИЛ-131 (рис. 6.5) состоит из корпуса 12, кожуха 7 и центрифуги с гидрореактивным приводом.

Масло от насоса по каналу 11 подается под вставку 6 центрифуги, откуда не­большая часть масла, пройдя сетчатый фильтр 5, поступает к двум жиклерам 2, отверстия которых направлены в противо­положные стороны. Масло, выбрасываемое из жиклеров 2 (по­казано стрелками) в двух противоположных направлениях, создает крутящий момент, приводящий ротор 3, установлен­ный на упорном подшипнике 10, во вращение с частотой 5000-6000 об/мин.

При этом основная часть масла, поступающая в полость колпака 4 ротора, подвергается центробежной очист­ке. Продукты износа, нагара и смолистые отложения, находя­щиеся в масле, отбрасываются под действием центробежной силы к внутренней поверхности колпака 4 и равномерно рас­пределяются по ней в виде осадка, который удаляют при чист­ке центрифуги.

Очищенное масло через радиальные отверстия оси 8 рото­ра, трубку 9 и канал 1 поступает в распределительную камеру масляной магистрали. Канал 1 соединен с перепускным клапа­ном 13, который при изнашивании подшипников коленчатого вала или загустении масла (при пуске холодного двигателя) перепускает часть неочищенного масла в магистраль, минуя центрифугу (показано штриховыми стрелками).

В дизеле КАМАЗ-740 работа фильтров центробежной очис­тки масла основана на том же принципе, однако, они являются неполнопоточными, и масло, очищенное в них, направляется не в магистраль, а стекает в поддон картера. Установлена цен­трифуга на передней крышке блока цилиндров с правой сторо­ны двигателя (рис. 6.6).

Центробежный масляный фильтр (рис. 1.) прикреплен болтами к передней крышке блок-картера справа через прокладку так, что подводящий А и отводящие Б к В каналы совмещаются с соответствующими каналами в крышке.

На оси 12 вращается ротор 4, закрытый колпа­ком 3, который гайкой 6 притянут к корпусу ротора.

Чтобы при сборке не нарушить ба­лансировку ротора, необходимо совместить метки на корпусе ротора и внешней стороне колпака.

Вместе с ротором вращается и масло, находящееся в нем.

Взвешенные механиче­ские примеси под действием центробежных сил отбрасываются от оси вращения и осаждаются плотным слоем на внутренних стенках ротора.

Способ привода ротора по характеру его вращающих сил активно-реактивный.

Вращение ротору сообщается следующим образом.

Масло, нагнетаемое радиаторной секцией масляного насоса в кольцевой ка­нал оси 12, проходит через каналы Г.

Выхо­дя с большой скоростью из этих каналов, направленных касательно к окружности, поток масла приобретает вращательное движение и, воздействуя на внутреннюю поверхность ротора, увлекает его во вра­щение.

Такой принцип передачи энергии потоку ротора называют активным. Крутя­щий момент Ма — активный крутящий мо­мент.

Маслоотражатель 13 отклоняет поток масла вниз и предотвращает размыв от­ложений в роторе, особенно в момент его разгона, струей масла, выходящего из ка­налов Г со скоростью более 25 м/с.

Пройдя под экраном, масло движется вверх, подвергаясь по пути центробежной очистке, а затем нагнетается в каналы Д (также расположенные касательно к ок­ружности), из которых оно с большой ско­ростью выбрасывается во внутренний коль­цевой канал колонки ротора.

Направление этого потока противоположно движению масла в каналах Г, поэтому возникающие здесь реактивные силы создают реактив­ный момент М р, по направлению совпа­дающий с активным.

Эти моменты, сла­гаясь, дают суммарный крутящий момент Мк, под действием которого ротор вра­щается с частотой около 5000 об/мин.

Частота вращения ротора, а следова­тельно, и интенсивность очистки зависят от давления и температуры масла, а также от трения в подшипниках.

Уменьшение трения достигается тем, что ротор при работе сме­щается вверх и вращается при упоре в под­шипник 10.

Подъем ротора ограничен упор­ной шайбой 9 в пределах зазора.

Далее масло поступает во внутренний канал оси 12 ротора и по трубке 1 в канал корпуса центрифуги, откуда при открытом кране подается в радиатор или, минуя его, через сливной клапан в поддон, если кран закрыт.

В корпусе фильтра кроме сливного клапана помещен перепускной клапан 16. Оба клапана регулируются подбором регу­лировочных шайб.

Следует знать основные отличия в рабо­те активно-реактивной центрифуги от реак­тивной.

Если в реактивной масло вращает ротор, сливаясь из него через форсунки, то в активно-реактивной центрифуге форсу­нок нет, поэтому масло не насыщается воз­духом и меньше окисляется.

Нельзя определить работоспособность активно-реактивной центрифуги по харак­терному шуму, который слышен у реактив­ных в течение 1,5. 2 мин после остановки двигателя, поскольку ротор активно-реак­тивной центрифуги в этот момент не вра­щается.

Ее работоспособность определяют по количеству отложений на стенках кол­пака ротора.

За время работы между ТО-2 в колпаке должно накопиться около 200 г отложений, их толщина примерно 10 мм.

Центрифугу убрать нельзя оставить

Одними из зарекомендовавших себя во многих отраслях народного хозяйства являются автомобили КамАЗ с мощными дизелями, работающими на маслах М8(10)Г2К. Теория и практика многолетней их эксплуатации показали достаточно высокую эффективность комбинированной системы очистки масла, включающую полнопоточный фильтр тонкой очистки с бумажными фильтроэлементами и центрифугу на ответвлении.

В настоящее время для дизелей КамАЗ с учетом их экологических Евро-классов разработан целый ряд моторных масел, загущенных высокоэффективными присадками. Присадки обладают необходимыми функциями для сохранения в работающем масле первоначальных свойств и состояний даже без центрифуги, принцип действия которой основан на центробежной очистке масла от механических примесей.

Отказываясь от масляной центрифуги в дизелях «Евро», моторостроители исходили, в том числе, и из технологических и экономических соображений, что вполне справедливо, не сбрасывая со счетов долговечность дизеля.

Однако в реальных условиях эксплуатации среди автомобилей с дизелями классов «Евро» в массовом порядке работают КамАЗы с «первородными» двигателями до «Евро». Перемешка дизелей в одном и том же автопредприятии вызывает ряд негативных явлений, нарушающих положительные замыслы создателей.

Не секрет, что превалирующее большинство наших водителей и лиц, причастных к обслуживанию автомобилей (да и что скрывать – иных руководителей), технически неграмотно, поскольку они не знакомы на должном уровне с основами химмотологии – науки об эксплуатационных свойствах, качестве и рациональном применении в технике топлив, масел, смазок и спецжидкостей. А именно эти свойства и проявляются в условиях эксплуатации машин и в значительной мере определяют их работоспособность, надежность, экологичность и экономичность.

Незнание всего этого приводит тех и других к действию по принципу: «какая разница – масло да масло». И одни покупают масла что подешевле, другие допускают пересортицу, что категорически запрещается НТД.

Особенно опасно с точки зрения надежности дизеля смешивание масел по ГОСТам с классами SAE, минеральных с синтетическими, если это не оговорено в паспорте качества. Да и кто их читает?!

Видимо все это и порождает непрекращающуюся полемику в интернете: нужна ли центрифуга дизельному двигателю?

Специалисты кафедры «Автомобили и тракторы» ТГАСУ выполнили научную работу по оценке состояния системы смазки дизелей КамАЗ с центрифугой и без нее, в реальных условиях эксплуатации десяти автомобилей УМП «Спецавтохозяйство» г. Томска. Необходимые физико-химические и спектральный анализы проб картерного масла и отложений на масляных фильтрах проводились в аккредитованной лаборатории ГСМ кафедры.

В качестве показателей, характеризующих свойства и состояние масла и двигателя, приняты: вязкость кинематическая (η); щелочность (ЩЧ); механические примеси – общие нерастворимые в бензине (ОП) и негорючие (НП); диспергирующая способность (ДС) по масляному пятну; температура вспышки в открытом тигле (ТВ), а также элементы- индикаторы присадки, загрязнения масла и износа деталей двигателя: Ca, Ba, Mo, Sn, Cu, Pb, Al, Si, Fe, Cr.

Двигатели работали в зимний период на моторных маслах М8Г2К и SAE 5W40.

Средние    значения    показателей     физико-химического    анализа     проб    масел представлены в таблице.

Таблица – Физико-химические показатели моторного масла дизелей УМП (средние значения)

Показатели

Наличие масляной центрифуги

и марка масла в дизеле

Без центрифуги

С центрифугой М8Г2К

SAE 5W40

М8Г2К

1. Наработка масла до замены, км

13885

13255

8735

2. Нерастворимые механические примеси, %

2,7

3,5

3,3

3. Негорючие механические примеси, %

0,056

0,073

0,12

4. Диспергирующая способность, у.е.

0,495

0,446

0,25

5. Кинематическая вязкость при 100°С, сСт

11,65

12,57

9,17

6. Щелочное число, мг КОН/1г

5,37

4,98

1,14

7. Температура вспышки в открытом тигле, °С

185

190

190

Исследования показали, что периодичность замены масла в дизелях класса «Евро» варьируется от 10 до 15 тыс. км, тогда как до «Евро» – 7–10 тыс. км, что для достаточно сложных, в основном, городских условий эксплуатации вполне приемлемо.

Механические примеси в масле представляют собой сложные комплексы, состоящие как из твердых полидисперсных частиц продуктов загрязнения и износа, так и продуктов окисления масла, сажи и прочих составляющих органического происхождения. При содержании общих механических примесей в свежих моторных маслах не более 0,015%, а допустимых – в пределах от 1 до 3%, в анализируемых отработавших маслах их содержание несколько выше. На одну тысячу километров пробега наименьшее их количество (0,19%) содержится в масле SAE 5W40, 0,26% – в масле М8Г2К дизелей, даже имеющих масляную центрифугу.

Из механических примесей наиопасную роль с точки зрения надежности двигателей играет негорючая составляющая. Известно [1, 2], что абразивный износ железосодержащих деталей (в основном ЦПГ) значительно возрастает при содержании негорючих механических примесей более 0,08%–0,1%.

Установлено, что между негорючими примесями и химическими элементами – индикаторами износа существует тесная корреляционная связь, например, зависимость Fe = f (НП) представлена на рисунке.

Рис. Взаимосвязь между негорючими примесями и железом в моторном масле автомобильных дизелей

Лабораторные анализы показали, что рост негорючих примесей до 0,04% существенного влияния на концентрацию железа не оказывает. Наблюдается стабильный
уровень в пределах 22–25 г/т. Последующее нарастание примесей до 0,08% увеличивает
концентрацию железа до 62 г/т и более. Проб масел с такой концентрацией насчитывалось 30%, из которых бóльшая часть (~75%) имела концентрацию
железа 128–130 г/т
при 0,12% НП.

В целом же при работе дизелей «Евро» без центрифуг на масле 5W40 среднее
содержание железа составляет 47,0 г/т масла, на масле М8Г2К – 52,2 г/т, тогда как на
дизелях КамАЗ-740 с центрифугой – 86,5 г/т масла. Соответственно хрома: в первых двух
случаях 1,25 г/т и 1,56 г/т, тогда как в третьем – 2,4 г/т. То есть скорость поступления в картерное масло дизелей «Евро» железа составляет 3,38 г/т на 1000 км и 3,94 г/т на 1000
км,
тогда как дизелей КамАЗ-740 – 11,04 г/т на 1000 км, что в два раза больше.
Соответственно и хрома: 0,09 г/т, 0,08 г/т и 0,274 г/т.

Подобная картина наблюдается
и по другим элементам: Al, Cu, Pb.

 Обращает на себя внимание изменение кинематической вязкости масла. При
исходной вязкости масла 5W40 в пределах 15 сСт она снижена на 22,3% при допускаемом
значении не более 20%, что вполне объяснимо, поскольку и температура вспышки также снижена по сравнению с изначальной (230°С) на 45°С при норме в 20°С [3]. Причиной снижения температуры вспышки
является, вероятнее
всего,
некачественное дизельное топливо, тяжелая фракция которого,
не сгорая, разжижает моторное масло,
если считать, что
топливная
аппаратура была работоспособна.

При работе дизелей «Евро» на масле М8Г2К
наблюдается рост кинематической
вязкости. Так, если исходная вязкость его составляет 8 ± 0,5 сСт, то при пробеге более 13000 км она возросла на 37%, что несколько
выше предельного.
Этот рост объясняется
повышенным содержанием общих механических
примесей в масле с более слабой композицией присадок. В
дизелях с центрифугой этот параметр
в пределах допустимого.

Щелочное число является условным показателем нейтрализации кислых продуктов, постоянно пополняющих загрязняющую составляющую моторного масла
вследствие сгорания топлива и окисления основы масла. Запас щелочной
присадки различных масел значительно
отличается. Так, если масла группы SAE 5W40 имеют 10–
15 мг КОН/1г, то М8Г2К – лишь 6–7 мг КОН/1г при предельном значении в процессе
работы не менее 1–3 мг КОН/1г. И по этому показателю наиболее выигрышным является
вариант дизелей «Евро» без центрифуги. Остаточный запас щелочи в масле 5W40 в 4–5 раз больше, чем в масле М8Г2К первородных дизелей КамАЗ. Но это не свидетельствует о
том,
что центрифуга «поглощает» присадку в явном ее проявлении. Если она и «исчезает» в масле, то только потому, что продуктивно «убивает» кислые соединения. Все это подтверждается
и диспергирующей способностью
(см.
таблицу).

Следует отметить, что ни одно смазывающее масло не выпускается без комплекта специальных присадок. Однако их элементарное и количественное содержание зависит от назначения и применения. Так, в состав основных
присадок масла М8Г2К входят Са
(0,19%), Zn (0,05%), Р (0,05%), тогда как в
SAE 5W40 – Ca (0,10%),
Zn (0,11%), P (0,10%),

Mg (0,05%) и Мо (0,003%). Очевидно, что благодаря более активному содержанию
присадок в масле SAE и улучшаются его физико-химические показатели, снижаются
продукты износа деталей дизелей, что оказывает положительное влияние на ресурс и
масла, и двигателей. В то же время в 55% проб масла как с низким, так и высоким
содержанием негорючих примесей в маслах с концентрацией Мо > 30 г/т наблюдаются
осадки от серо-коричневого до черного цветов, чего по сути не должно было быть в маслах SAE 5W40 с высокоэффективной присадкой. На наш взгляд, к такому негативному
явлению приводит пересортица моторных масел при обслуживании системы смазки, тем
более изготовленных на разной основе. В отличие от минерального
масла М8Г2К масло SAE 5W40 изготовлено на синтетической основе путем реакции синтеза, происходящей в результате взаимодействия различных молекул веществ животного или растительного
происхождения. Такие масла в принципе не должны смешиваться, превращаясь в единую химмотологическую структуру. В настоящее время иные производители работают над созданием соответствующей технологии абсолютного смешивания
масел. Но дело даже
не столько в разновидности основы, сколько в модификациях присадок, которые при
смешивании образуют целые конгломераты, забивающие масляные каналы, фильтры,
способствуя тем самым масляному голоданию и, как следствие, повышенному износу
деталей двигателя.

У авторов статьи имеются определенные свидетельства того, как руководство АТА (г. Нерюнгри Саха-Якутии), столкнувшись с подобным явлением, после огромных
технических усилий и экономических затрат, ушедших на восстановление работоспособности системы смазки дизелей большегрузных автосамосвалов БелАЗ, М- 200 и недопущения выхода их из строя, приняло решение нанести на бамперы красочные обозначения марок масел, исключающие даже
случайное подмешивание другой марки. Но
там в
составе технической службы работала служба диагностики и надежности,
своевременно
контролирующая эти процессы [3].

Таким образом, подтверждена целесообразность и эффективность работы дизелей
класса «Евро», не требующих масляной центрифуги, если использовать только предназначенные
марки масел, не допуская пересортицы при организации контроля
качества работающих масел, топлив и спецжидкостей.

Список литературы

1.                 
Соколов, А.И. Изменение качества масла и
долговечность автомобильных двигателей / А.И. Соколов. –
Томск : Изд-во ТГУ, 1976. – 122 с.

2.                 
Исаенко,
В.Д.
Анализ надежности защиты автомобильных дизелей от абразивного изнашивания
и
разработка
мер, направленных на ее
повышение
:
дис…
канд. техн. наук / В.Д. Исаенко.
– Л. – 1983. – 220 с.

3.                 
Гатченко, И.И.
Автомобильные масла, смазки,
присадки / И.И. Гатченко, В.А.
Бородин, В.Р. Репников.
– Спб. : Изд-во «Полигон» АСТ,
2000. – 358 с.

4.                 
Исаенко,
В.Д. Ресурс дизеля
в руках эксплуатационников
/ В.Д. Исаенко, Н.В. Вечерин // Автомобильная промышленность. – М. – №
11. – 1988. – С. 30–31.

Оцените статью
Камаз