Втулки цилиндров нуждаются в непрерывной и достаточной смазке для уменьшения потерь на трение и износа поршневых колец и зеркала цилиндра. Масляная пленка уплотняет зазор между кольцами и втулкой, а также выполняет функцию ингибитора коррозии. Некоторое количество масла попадает в канавку, уменьшая износ поверхностей канавки и кольца, и обеспечивая свободное перемещение кольца в канавке при его следовании за профилем втулки при движении поршня.
Внутренняя полость цилиндра мощных крейцкопфных дизелей полностью изолирована от картера, и каждая втулка имеет собственную отдельную систему смазки, обеспечивающую дозированную подачу смазочного масла. Для двигателей, работающих на тяжелом топливе, применяют специальные цилиндровые масла. Они имеют повышенную щелочность (обычно с числом нейтрализации 70) для нейтрализации кислот, образующихся при сгорании серы, присутствующей в топливе. Цилиндровое масло должно сохранять вязкость при высоких температурах, быть стойким к окислению и коксованию, хорошо распыляться и удерживаться в виде пленки на рабочих поверхностях. Для предохранения от задиров зеркала цилиндра и уменьшения износа колец из-за нагарообразования требуется высокая термоокислительная стабильность масел.
В процессе эксплуатации щелочные присадки срабатываются, происходит «старение» масла. Поэтому повторное использование отработавшего масла не допускается.
Масло подается в цилиндр через несколько сверлений во втулке (обычно 6-8), расположенных равномерно по окружности в определенных положениях по высоте, в соответствии с положениями поршня. Впрыск масла осуществляется импульсами давления от механических лубрикаторов с приводом от распределительного вала, которые могут индивидуально регулироваться на заданный расход масла. Связь масляных насосов с главным машинным регулятором позволяет одновременно с изменением подачи топлива (изменением мощности двигателя) изменять количество смазки, подаваемой в цилиндры. Лубрикаторы присоединяются к смазочным отверстиям втулки через невозвратные клапаны, предотвращающие прорыв горячих газов в систему смазки.
Идеальный лубрикатор должен быть отрегулирован так, чтобы впрыскивать масло точно между поршневыми кольцами в момент прохождения ими смазочного отверстия. На практике, вследствие люфтов и эластичности системы, достичь такой точности не удается, вследствие чего масло просто впрыскивается в полость цилиндра под кольцами при ходе поршня вверх. Аккумулятор, соединенный с каждым лубрикатором, способен накапливать некоторое количество масла, превышающее однократную подачу, задерживая впрыск масла до тех пор, пока давление в цилиндре не снизится до предела срабатывания невозвратного клапана. Вследствие этого в область горячих газов с повышенным давлением масло вообще не подается.
Расположение точек смазки по вертикали зависит от конструкции машины. Они должны быть удалены от камеры сгорания, с ее высокими температурами и давлением, а также от окон, через которые может выбрасываться излишек смазочного масла. Распределение подачи по окружности втулки осуществляется канавками для стока масла, расположенными под углом, по которым масло растекается под действием гравитации, снижая эффект соскабливания его кольцами. Распределение масла по длине цилиндра осуществляется кольцами при их возвратно-поступательном движении.
Механические лубрикаторы должны быть включены в работу перед запуском двигателя, чтобы обеспечить подготовку трущихся поверхностей к движению и началу подачи масла при первых же оборотах.
Подача масла должна быть временно увеличена в периоды приработки после замены цилиндровых втулок или поршневых колец. На двигателях с противоположно движущимися поршнями каждая втулка снабжена двумя комплектами смазочных отверстий, каждый из которых обеспечивает смазку одного поршня. Вследствие более высоких рабочих температур подача смазочного масла к верхнему (выхлопному) поршню должна быть выше.
В двигателях тронкового типа могут устанавливаться такие же цилиндровые лубрикаторы, как и в крейцкопфных. Однако, вследствие меньших диаметров цилиндров обычно используют меньшее количество смазочных точек по окружности втулки. Так как большинство таких двигателей четырехтактные, они не имеют окон в цилиндровой втулке, через которые возможен унос масла. Средняя температура цилиндра понижена за счет охлаждения за время тактов выхлопа-всасывания. Поэтому к системе смазки для таких дизелей предъявляются менее жесткие требования, чем для двухтактных. Часто смазка цилиндров осуществляется простым разбрызгиванием масла из картера, которое попадает в виде капель или тумана на открытую нижнюю поверхность зеркала цилиндра. Это может вызвать даже избыточное количество смазочного масла, которое при больших оборотах удаляется маслосъемными кольцами и возвращается обратно в картер. Отработанное масло из цилиндра также стекает в картер, и смешивается с общим объемом, циркулирующим в системе смазки цилиндров и подшипников. Таким образом, смазочное масло должно быть единым, пригодным для смазки как цилиндров, так и подшипников. Для двигателей с тронковыми поршнями, работающими на тяжелых топливах, необходимо использовать щелочные присадки, с повышением числа нейтрализации до 30-40. Активные вещества этих добавок расходуются при контакте с продуктами сгорания, поэтому необходим постоянный контроль качества картерного масла. Стабильность смазочных характеристик обеспечивается постоянной подпиткой системы свежим маслом.
Работа двигателя в условиях недостаточной смазки цилиндров приводит к повышенному износу цилиндровых втулок и поршневых колец. При использовании тяжелых топлив усиливается их коррозия. Ухудшение уплотнения поршневых колец вызывает прорыв горячих газов в пространство под поршнем, приводя к перегреву деталей движения, быстрому износу трущихся поверхностей и возможному заклиниванию. В тронковых двигателях возникает также опасность взрыва в картере. Избыточная смазка может вызывать повышенное нагарообразование, залипание поршневых колец с последующей их поломкой и вероятностью прорыва газов в картер. В двигателях с турбонаддувом это вызывает также занос твердыми продуктами турбонагнетателя и каналов системы выхлопа и продувки.
