ГЛАВА XVII. СИСТЕМА СМАЗКИ

### НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ И ЕЕ АГРЕГАТЫ

Система смазки предназначена для непрерывной подачи масла к трущимся деталям двигателя во время его работы. Благодаря смазке уменьшается трение и износ деталей, отводится тепло, возникающее при трении, а также передаваемое от более нагретых сопрягаемых деталей. Детали, омываемые маслом, предохраняются от коррозии. Кроме того, масло постоянно выносит из зон трения продукты нормального износа деталей. Надежная работа масляной системы двигателя в значительной мере определяет долговечность работы подшипников, зубчатых передач, а следовательно, и надежность двигателя в целом.

Система смазки двигателя выполнена таким образом, что обеспечивает надежную смазку трущихся деталей при любых пространственных положениях самолета, в том числе и в перевернутом полете. Благодаря надежной работе уплотнений и отсутствию выгорания масла его расход не превышает 0,5 л/ч. Это позволило ограничить общее количество заливаемого в двигатель масла и отказаться от самолетной маслосистемы. Следовательно, система смазки двигателя является автономной. На двигателе М701 маслосистема выполнена таким образом, что масло не скапливается в корпусах, а откачивается непосредственно от узлов трения откачивающими насосами, что позволяет уменьшить насыщенность масла газами, а также избежать окисления масла и его разложения из-за высоких температур.

На двигателе применена циркуляционная система смазки, в которой почти все подшипники и шестерни смазываются принудительно, то есть масло под давлением непрерывно подается к специальным форсункам. При такой струйной подаче масла достигается интенсивность его прокачки через подшипники, отвод тепла и вымывание продуктов износа. Поверхности трения, не имеющие принудительной смазки, смазываются разбрызгиванием масла (барботажем), попадающего на вращающиеся детали. Отработанное масло после его очистки и отделения от него воздуха возвращается в двигатель. Благодаря этому обеспечивается многократное использование масла в отличие от нециркуляционных систем, где отработанное масло удаляется в атмосферу.

Двигатели М701 не имеют сильно нагруженных зубчатых колес, что позволяет применять для их смазки масла с пониженной вязкостью: МС-8П (МС-8) или МК-8П. Масло МС-8П отличается от масла МС-8 наличием присадок, повышающих противоизносные. свойства и термическую стабильность масла. Малая вязкость масла обеспечивает малые потери на трение при запуске двигателя даже при низких температурах воздуха.

Масляная система двигателя М701 (рис. 104) состоит из коробки маслофильтров, трехступенчатого масло-насоса, редукционного клапана, масляных форсунок, внешней и внутренней магистралей.

Коробка маслофильтров используется в качестве емкости для масла и выполняет функции маслорадиатора, в ней установлены маслофильтры и маслонасос.

Коробка отлита из магниевого сплава и имеет прямоугольную форму. Верхний фланец коробки служит для крепления ее к корпусу входного устройства. Между фланцами закреплена алюминиевая перегородка, выполняющая роль пеногасителя и не допускающая выливания масла из коробки в перевернутом полете.

В коробке имеются колодец для маслонасоса и.три колодца под маслофильтры. Внизу коробки находится краник 24 слива масла. Справа расположен прилив для крепления топливного фильтра 1 низкого давления и штуцера подвода масла в коробку. В передней части находятся фланцы для крепления трубопровода подвода масла из коробки вспомогательных приводов при перевернутом полете и фланцы крепления трубки противообледенительной системы.

Слева расположены штуцер замера давления масла, штуцер для трубки подачи масла к заднему подшипнику ротора двигателя, редукционный клапан и штуцер для датчика температуры масла. На дне коробки имеется фланец с круглыми отверстиями для двух фильтров низкого давления 26 и 27 и одного фильтра высокого давления 22.

Рис. 104. Принципиальная схема смазки двигателя:

1 — радиатор для охлаждения масла в кожухе топливного фильтра; 2 — заборник; 3 — днище с сеткой; 4 — форсунка для смазки шестерни стартера; 5 — форсунка для смазки переднего подшипника ротора и передаточного механизма; 6 — слив масла из коробки вспомогательных приводов; 7 — форсунка для смазки шестерен вспомогательных приводов; 8 — клапан отрицательных перегрузок; 9 — крышка; 10 — полость заднего подшипника; 11 — форсуночное кольцо заднего подшипника; 12 — заливная горловина; 13 — трубки вывода воздуха; 14 — система суфлирования; 15, 16 — клапаны отрицательных перегрузок; 17 — указатель давления масла; 18 — датчик температуры масла; 19 — общий выходной канал; 20 — откачивающая ступень насоса; 21 — редукционный клапан; 22 — фильтр высокого давления; 23 — нагнетающая ступень насоса; 24 — сливной краник; 25 — откачивающая ступень насоса из полости подшипника турбины; 26 — фильтр низкого давления нагнетающей магистрали; 27 — фильтр низкого давления откачивающей магистрали

Масляный насос — шестеренчатый, трехступенчатый (верхние две ступени откачивающие, нижняя — нагнетающая). Нагнетающий насос служит для подачи масла под давлением к местам смазки, а откачивающие ступени — для возврата масла из масляных полостей в коробку масляных фильтров.

Каждая ступень насоса имеет свой корпус. Все три корпуса стянуты четырьмя болтами. Нижний корпус насоса имеет по окружности фланец, с помощью которого насос крепится к фланцу в нижней части коробки. Этим обеспечивается повышение давления масла на входе в нагнетающий насос и исключается возможность образования «воздушных пробок» в системе при замене масла.

Для обеспечения высотности системы смазки производительность нагнетающей ступени насоса выбрана больше потребной прокачки масла через двигатель. Производительность откачивающих ступеней больше, чем нагнетающей ступени, поскольку к ним подходит вспененное масло.

Каждая ступень насоса 20, 23, 25 (см, рис. 104) состоит из пары цилиндрических шестерен, размещенных в отдельном корпусе. Ведущий валик насоса, выполненный заодно с ведущей шестерней нагнетающей ступени, получает вращение от шестерни внутреннего зацепления. Ведущие шестерни откачивающих ступеней закреплены на ведущем валике с помощью штифтов. Ведомые шестерни всех ступеней устанавливаются со скользящей посадкой на общей неподвижной бронзовой оси.

Принцип работы шестеренчатого насоса (рис. 105) заключается в следующем: масло, поступающее в полость всасывания корпуса насоса, захватывается зубьями вращающихся шестерен и между зубьями и стенками корпуса переносится в полость нагнетания, где шестерни входят в зацепление друг с другом и зубья одной шестерни выдавливают масло из впадин между зубьями другой шестерни. Наличие малых зазоров в зацеплении зубчатых колес исключает возможность быстрого перетекания масла из полости высокого давления в полость низкого давления. Так как масло поступает к трущимся поверхностям через небольшие проходные сечения форсунок и жиклеров, в системе создается давление. Чем больше частота вращения шестерен масляного насоса, тем больше его производительность и тем больше должно быть давление масла. Для обеспечения постоянного заданного давления масла в нагнетающей магистрали имеется редукционный клапан 4.

Рис. 105. Принципиальная схема работы шестеренчатого насоса:

1 — полость всасывания; 2 — шестерни; 3 — полость нагнетания; 4 — клапан редукционный; 5 — пружина клапана

При давлении, меньшем, чем то, на которое отрегулирован клапан, масло, минуя клапан, поступает в систему. Если давление масла возрастает более заданного, тарельчатый клапан, сжимая пружину, открывается и масло через образовавшийся канал перепускается в полость коробки маслофильтров. Редукционный клапан устанавливается за фильтром высокого давления.

Необходимое давление (2,5 кгс/см2) в маслосистеме регулируется путем изменения затяжки пружины с помощью регулировочного винта.

Масляные фильтры установлены как в нагнетающей, так и в откачивающей магистралях. В нагнетающей магистрали фильтры установлены до насоса — фильтр низкого давления 26 и после насоса — фильтр высокого давления 22 (см. рис. 104). В магистрали, откачивающем масло от заднего подшипника ротора двигателя, фильтр установлен до насоса, чтобы продукты износа и коксования масла не загрязняли насос.

Маслофильтры — наборные из составных сетчатых элементов. Полезная площадь наборного фильтра примерно в семь раз больше площади цилиндрического фильтра тех же габаритов.

Фильтрующие элементы наборных фильтров представляют собой латунную сетку, которая опирается на поддерживающую сетку с крупными ячейками, изготовленную из более толстой проволоки. Внутри сеток находится каркас.

Фильтры низкого давления набираются из 11 элементов, а фильтр высокого давления состоит из девяти элементов, которые взаимозаменяемы. Уплотнение между элементами осуществляется резиновыми кольцами. Собранный из элементов фильтр надевается на стяжной болт.

Прижатие торцевого диска фильтра к седлу производится крышкой через тарелку. Неочищенное масло подходит к наружной части фильтра, проходит через сетки, где очищается, и через внутреннюю полость поступает в магистраль.

### ЦИРКУЛЯЦИЯ МАСЛА В ДВИГАТЕЛЕ

Из коробки масляных фильтров охлажденное и очищенное от пузырьков воздуха масло через заборник маятникового типа 2 (см. рис. 104) и фильтр низкого давления 26 поступает на вход в откачивающую ступень маслонасоса 23. Нагнетающая ступень маслонасоса через фильтр высокого давления подает масло под давлением в полость редукционного клапана 21, где давление редуцируется до 2,5 кгс/см2. В этой же полости расположен датчик давления масла. Из полости редукционного клапана масло отводится по двум направлениям:

к форсункам 5 подшипника передней опоры ротора двигателя и коробки приводов 7;

к форсунке 11 подшипника задней опоры ротора двигателя.

К форсункам переднего подшипника и коробки приводов масло из полости редукционного клапана по внутреннему каналу, расположенному в вертикальной стойке входного корпуса, поступает через каналы в корпусе коробки приводов, где оно разделяется на три направления:

первое — по горизонтальному каналу через форсунку 5 диаметром 0,8 мм — к подшипнику передней опоры ротора двигателя;

второе — по тому же горизонтальному каналу (в противоположном направлении) через форсунку диаметром 0,8 мм — к подшипнику муфты свободного хода и сателлитов планетарной передачи 4 (см. рис. 103);

третье — по внутреннему каналу через форсунку диаметром 1,6 мм масло подается для смазки конических шестерен внутри коробки приводов.

Далее поток масла поднимается вверх по каналу в верхней вертикальной стойке входного корпуса в крышку коробки вспомогательных приводов и попадает в две форсунки, имеющие по два сопла. Передняя форсунка через жиклер диаметром 0,5 мм направляет струю масла на цилиндрические шестерни вала генератора и промежуточную шестерню. Через жиклер диаметром 0,7 мм этой же форсунки масло подается для смазки конических шестерен вала генератора и его привода. Вторая форсунка через два жиклера диаметром по 0,5 мм направляет масло к подшипникам конической шестерни гидронасоса и под шинникам редуктора привода тахометра. Кроме того, масло поступает в полый валик промежуточной шестерни и смазывает игольчатый подшипник.

Из коробки вспомогательных приводов масло сливается по верхней вертикальной полой стойке входного корпуса в коробку приводов, а оттуда через полую вертикальную нижнюю стопку входного корпуса откачивается верхней ступенью 20 насоса. Из маслонасоса по трубке масло выливается на перегородку маслофильтров.

К трем форсункам диаметром по 1,1 мм заднего подшипника ротора двигателя масло из полости редукционного клапана подается по трубке, крепящейся к штуцеру на коробке масляных фильтров. Через форсунки масло подается к боковой поверхности подшипника, смазывает трущиеся поверхности и охлаждает подшипник, а затем сливается в нижнюю часть масляной полости 10. Из полости подшипника задней опоры масляная эмульсия по наружному трубопроводу через полость топливного фильтра низкого давления и масляный фильтр низкого давления 27 откачивается средней ступенью масляного насоса к воздухоотделителю. При прокачке масла через полость, образованную двойными стенками топливного фильтра, происходит его охлаждение. Тепло от внутренней стенки отбирается топливом, а от наружной — воздухом набегающего потока.

Необходимость охлаждения заднего подшипника ротора двигателя обусловлена тем, что этот подшипник нагревается от деталей, непосредственно соприкасающихся с диском турбины.

### РАБОТА МАСЛОСИСТЕМЫ В ПЕРЕВЕРНУТОМ ПОЛЕТЕ

При выполнении учебных полетов, а особенно фигур высшего пилотажа, перегрузки на самолете резко меняют свое значение от положительных до отрицательных. Возникновение отрицательных и околонулевых перегрузок в масляной системе приводит к временному прекращению подачи масла к трущимся парам двигателя. Возникшее частичное масляное голодание может привести к перегреву, разупрочнению материала и, как следствие, к началу разрушения. Особенно это опасно для высоконагруженных подшипников, работающих в условиях высоких температур и нуждающихся в непрерывном охлаждении и смазке.

Для обеспечения нормальной работы маслосистемы (рис. 106) при любых эволюциях самолета на двигателях М701 предусмотрены: специальный заборник 7 маятникового типа; система откачки масла в перевернутом полете и клапан отрицательных перегрузок бачка суфлирования.

Заборник масла представляет собой трубу, закрепленную на полой полуоси. При эволюциях самолета заборник свободно поворачивается вокруг полуоси на угол около 100° от упора в днище коробки масляных фильтров до упора на нижней части входного корпуса компрессора. На конце заборника закреплен кольцевой груз, благодаря которому входная часть заборника всегда находится в нижнем положении, т.е. там, где есть масло.

Система откачки масла в перевернутом полете состоит из внешней магистрали и двух клапанов отрицательной перегрузки. Магистраль откачки масла включает две трубки — короткую (верхнюю) и длинную. Между этими трубками расположен верхний шариковый клапан 3 перевернутого полета. Нижний клапан 5 отрицательных перегрузок (конусный) расположен в корпусе верхней откачивающей ступени маслонасоса.

Клапан отрицательных перегрузок бачка суфлирования расположен в корпусе масляных фильтров и своей верхней частью через прилив во входном корпусе компрессора соединяется с бачком суфлирования. Практически это двойной клапан. В нормальном положении перекрыт нижний клапан, а в перевернутом — верхний.

Бачок суфлирования 9 при нормальном положении двигателя предназначен для конденсации паров масла, попавших в него вместе с выходящим воздухом, и таким образом уменьшает расход масла двигателем. Воздух из него выходит через трубу суфлирования, а масло стекает в коробку масляных фильтров.

Рис. 106. Схема работы системы смазки при нормальном А и при перевернутом Б полете самолета:

1 — заливная горловина; 2 — полость корпуса вспомогательных агрегатов; 3 — верхний шариковый клапан и 5 — нижний клапан отрицательных перегрузок; 4 — полость коробки приводов; 6 — крышка бака; 7 — заборник; 8 — подвод масла из полости заднего подшипника; 9 — бачок суфлирования

На земле и в полете при положительных перегрузках верхний шариковый клапан 3 закрыт и не допускает прохода воздуха в масляный насос. Нижний конусный клапан 5 открыт и обеспечивает поступление отработавшего масла из подшипника передней опоры и коробки приводов в откачивающую магистраль. Входная часть заборника масла находится на нижнем упоре. Клапан отрицательных перегрузок у бачка суфлирования перекрывает нижнее уплотнение и обеспечивает свободный выход воздуха и газов, выделившихся из масла, через щель между верхним конусом сердечника клапана и седлом.

При перевернутом полете и отрицательных перегрузках клапан уплотняется по наружному конусу и предотвращает вытекание масла через бачок и трубку суфлирования. Одновременно открывается нижнее уплотнение этого клапана (в перевернутом положении оно становится верхним) и через внутреннюю полость его стержня, бачок и трубку происходит суфлирование пространства, образовавшегося над поверхностью масла.

При промежуточных положениях (околонулевые перегрузки) клапана, когда он не уплотнился по внешнему конусу, масло выбрасывается в бачок суфлирования, а при возвращении двигателя в нормальное положение стекает обратно в корпус масляных фильтров. При длительных полетах с околонулевыми перегрузками уровень масла в бачке суфлирования может превысить допустимую величину и масло будет выбрасываться через трубку суфлирования наружу. Чтобы этого не происходило, необходимо выполнять установленные ограничения на полеты с околонулевыми перегрузками, а также не допускать перезаливки масла при заправке.

В перевернутом полете нижний клапан отрицательных перегрузок закрывает отверстие, по которому масло может перетекать в коробку приводов. Верхний шариковый клапан 3 открывается, и масло из полости коробки вспомогательных агрегатов откачивается верхним масляным насосом. Следует заметить, что из масляной полости подшипника задней опоры в перевернутом полете начнется откачивание масла только тогда, когда вся полость заполнится масляной эмульсией.

Заборник масла в перевернутом полете перемещается на противоположный упор (за диафрагму) вместе с маслом, и масло бесперебойно поступает в систему нагнетания. Бесперебойная подача масла при перевернутом полете самолета обеспечивается в течение 15...20 с.

### НЕИСПРАВНОСТИ СИСТЕМЫ СМАЗКИ В ЭКСПЛУАТАЦИИ,
ПРИЧИНЫ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
И СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

Опыт эксплуатации двигателей М701 показывает, что их система смазки работает надежно и ее отказы происходят весьма редко. Такая высокая надежность системы смазки объясняется простотой схемы и конструкции агрегатов, их хорошей доведенностью, небольшим количеством соединяющих трубопроводов и достаточно эффективным воздушным охлаждением подшипника турбины, что практически исключает коксование масла.

Неисправности системы смазки являются в основном следствием нарушений правил технического обслуживания двигателей. Основными из этих нарушений являются:

неплотное закрытие крышки маслозаливной горловины или выпуск самолета в полет с незакрытой крышкой;

неправильная контровка и неплотная затяжка различных соединений маслосистемы;

повреждение уплотнительных прокладок, резьбы, ниппелей при монтаже;

некачественная затяжка отбортовочных хомутов трубопроводов, что приводит к их вибрации и последующему разрушению;

неправильная сборка маслофильтров;

попадание песка, пыли или воды в масло при заправке;

неполная расконсервация вновь устанавливаемых узлов н гаек, что может приводить к закупорке консервационной смазкой масляных жиклеров и нарушению работы системы смазки.

Признаками нарушения нормальной работы системы смазки являются обычно повышение или понижение давления пли температуры масла, а также увеличение его расхода.

Падение давления масла происходит из-за уменьшения количества масла, разрушения деталей маслонасоса, засорения маслофильтров, отказа редукционного клапана или заклинивания заборника масла.

Одной из причин падения давления масла является уменьшение его количества вследствие либо недостаточной заправки, либо выбивания через незакрытую или плохо закрытую заливную горловину. Для предупреждения подобного необходимо каждый раз при проведении заправочных работ проверять надежность закрытия крышек фавочных горловин и следить за соответствием давления масла нормам ТУ.

Для исключения засорения масляных фильтров необходимо их промывать в строгом соответствии с требованиями регламента технической эксплуатации.

В случае нарушения регулировки редукционного клапана необходимо отрегулировать давление масла с помощью регулировочного винта.

Во всех случаях прежде, чем искать причину падения давления масла (или увеличения), следует убедиться в исправности манометра. Падение давления масла при эволюциях самолета возможно из-за заклинивания заборника или отказа клапанов отрицательных перегрузок. В этих случаях нужна замена двигателя.

Увеличение давления масла возможно вследствие нарушения регулировки редукционного клапана, нарушения суфлирования масляной системы или заправки маслосистемы маслом с повышенной вязкостью. Устранение этой неисправности также надо начинать с проверки приборов и, если необходимо, их замены или к ректировки. Если показания приборов правильные, то необходимо отрегулировать редукционный клапан.

Незначительное (на 0,2...0,3 кгс/см2) увеличение давления масла возможно из-за закупорки резиновой трубки бачка суфлирования вследствие ее расслоения по внутренней поверхности.

При небрежной постановке трубки кусочки резины перекрывают внутреннюю ее полость и прекращается суфлирование масляной системы. Этот дефект сопровождается увеличением расхода масла.

Повышение температуры масла больше допустимой величины может происходить из-за уменьшения циркуляции масла вследствие недостаточного количества масла или закупорки жиклеров (форсунок), из-за прорыва горячих газов в масляную систему или же из-за разрушения подшипников трансмиссии. Во всех этих случаях двигатель подлежит замене.

Понижение температуры масла возможно только в случае попадания в масляную систему топлива или АМГ-10 вследствие негерметичности уплотнений рессор агрегатов или негерметичности топливно-масляного радиатора в кожухе топливного фильтра. Понижение температуры масла всегда сопровождается повышением (переполнением) уровня масла в баке, при этом масла может выбивать через трубку суфлирования подшипника турбины, что обнаруживается по появлению белого дыма на выходе из реактивного сопла.

Повышенный расход масла может происходить вследствие утечки масла из системы из-за негерметичности соединений, нарушения работы уплотнений подшипников трансмиссии, а также из-за повышенного выброса масла в атмосферу через систему суфлирования.

Утечка масла из-за негерметичности соединений обнаруживается обычно по обмасливанию деталей и устраняется путем затяжки этих соединений или замены уплотнений. В отдельных случаях негерметичность может быть следствием перезатяжки соединения и разрушения уплотнительиой прокладки (например, кран слива масла). В этом случае необходимо заменить прокладку. В случае утечки масла в соединениях внутренних маслопроводов или износа масляных лабиринтов, что выявляется по белому дыму на выходе из сопла двигателя, дефект устраняется заменой двигателя. Из-за износа лабиринтного уплотнения переднего подшипника масло попадает в компрессор, а оттуда вместе с воздухом в кабину летчика. Если в кабине появились пары масла (дым) и будет установлено, что масло проникает через лабиринтное уплотнение, то необходимо увеличить диаметр воздушного жиклера, подающего воздух в лабиринтное уплотнение. Следует, однако, учитывать, что при значительном увеличении диаметра повышается давление воздуха в коробке агрегатов и возможно выбрасывание масла через жиклер. При невозможности отрегулировать нормальную работу уплотнения переднего подшипника двигатель необходимо направить в ремонт.