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發(fā)動機潤滑系統(tǒng)收藏

第9章發(fā)動機潤滑系統(tǒng)

內(nèi)容提要

1.潤滑系統(tǒng)的作用與類型

2.潤滑系統(tǒng)的組成、各部件結(jié)構(gòu)與工作原理

3.發(fā)動機潤滑劑（潤滑油、潤滑脂）的主要性能與選用

第9章發(fā)動機潤滑系統(tǒng)

9.1 潤滑系統(tǒng)的作用與類型

9.1.1 潤滑系統(tǒng)的作用

減摩（曲軸7000r/min的高速旋轉(zhuǎn)，一旦缺少潤滑，馬上燒熔“抱軸”；活塞與活塞環(huán)在氣缸中高速往復(fù)運動，其線速度高達17～23m/s，易造成發(fā)熱而“拉缸”）。降低功率消耗，減輕機件磨損。

還兼有冷卻、清潔、密封、防氧化銹蝕功能。

9.1.2 潤滑方式

圖9-1 潤滑系總體組成

1-搖臂軸 2-凸輪軸 3-節(jié)流孔 4-曲軸 5-機油濾清器 6-機油泵 7-限壓閥 8-機油集濾器 9-油底殼 10-曲軸主軸承

1.壓力潤滑：以一定的壓力把潤滑油供入摩擦表面的潤滑方式。潤滑可靠，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。主要用于曲軸主軸承、連桿軸承及凸輪軸承等負荷較大的摩擦表面的潤滑。

2.飛濺潤滑：利用發(fā)動機工作時運轉(zhuǎn)零件撞擊機油濺起來的油滴或油霧潤滑摩擦表面的潤滑方式。該方式結(jié)構(gòu)簡單，但可靠性較差。主要用于負荷較輕的氣缸壁面和配氣機構(gòu)的凸輪、挺柱、氣門桿、搖臂等零件的工作表面。

3.潤滑脂潤滑：通過定期加注潤滑脂來潤滑零件工作表面的方式。如水泵及發(fā)電機軸承等。

9.2 潤滑系統(tǒng)的組成

9.2.1 潤滑系總體組成

一般由油底殼、機油集濾器、機油泵、機油濾清器、機油冷卻器等組成。圖9-1為一本田轎車發(fā)動機潤滑系統(tǒng)。

9.2.2 潤滑系部件結(jié)構(gòu)原理

1. 油底殼用于存儲潤滑油。它由薄鋼板沖壓而成，為防止?jié)櫥蜐B漏，其與機體結(jié)合面加墊片和密封膠密封。

2. 機油集濾器它安裝在油底殼

圖9-2 機油集濾器

a）濾網(wǎng)未堵塞 b）濾網(wǎng)堵塞

1-浮筒罩 2-濾網(wǎng) 3-浮筒 4-吸油管 5-固定油管

潤滑油的入口，用來濾除潤滑油中粗大的雜質(zhì)。

機油集濾器有浮式和固定式兩種。浮式集濾器（圖9-2）的浮筒3能隨著油底殼油平面高低浮動，始終浮在油面上，以吸入上層干凈的機油。濾網(wǎng)2采用金屬絲編織，有彈性，中央有環(huán)口，一般情況下，借助濾網(wǎng)彈性，環(huán)口壓緊在浮筒罩1上。浮筒罩邊緣有缺口，浮筒罩與浮筒裝合后形成進油狹縫。

正常工作時，機油從油底殼經(jīng)進油狹縫、濾網(wǎng)進入吸油管（圖9-2a），大雜質(zhì)被濾網(wǎng)濾除。當(dāng)濾網(wǎng)被雜質(zhì)堵塞時，濾網(wǎng)上方真空度提高，將濾網(wǎng)吸向上方，環(huán)口離開浮筒罩，機油經(jīng)進油狹縫和環(huán)口直接進入吸油管（圖9-2b），以防供油中斷。

浮式集濾器由于浮在機油面上，容易吸入油面的泡沫而使機油壓力下降，可靠性差。而固定式集濾器的浮筒淹沒在油面下，其它結(jié)構(gòu)與浮式集濾器類似。它工作可靠，但容易吸入油底殼底部雜質(zhì)。

1-機油泵體 2-機油泵被動齒輪 3-襯套 4-卸壓槽 5-驅(qū)動軸 6-機油泵主動齒輪 A-進油腔 B-過渡油腔 C-出油腔

圖9-3 外接齒輪式機油泵

3.機油泵用于將油底殼中的機油吸出，并以一定壓力壓向各潤滑部位。按其結(jié)構(gòu)不同分為齒輪式和轉(zhuǎn)子式兩種，齒輪式又分外接齒輪式和內(nèi)接齒輪式兩種。

（1）外接齒輪式機油泵（圖9-3）

為了防止封閉在輪齒徑向間隙內(nèi)的油壓過高引起的工作阻力加大和機油泵軸襯套加快磨損，在泵蓋上加工有卸壓槽4，使輪齒徑向間隙內(nèi)的機油經(jīng)卸壓槽流入出油腔。

在機油泵齒輪與泵蓋之間加有墊片密封，同時可以通過調(diào)整墊片厚度，調(diào)整齒輪端面間隙在0.05～0.20mm，該間隙過大，機油壓力下降，泵油量減少。

（2）內(nèi)接齒輪式機油泵（圖9-4）外齒輪5為主動齒輪，套在曲軸前端，通過花鍵套8直接由曲軸驅(qū)動。內(nèi)齒輪6為從動齒輪，安裝在機油泵體內(nèi)，泵體固定在發(fā)動機機體前端。當(dāng)主動齒輪旋轉(zhuǎn)時，帶動從動齒輪齒輪旋轉(zhuǎn)，進油容積由小變大，不斷進油；出油容積不斷由大變小，油壓升高。這種齒輪泵直接由曲軸驅(qū)動，

圖9-5 轉(zhuǎn)子式機油泵

1-發(fā)動機體 2-機油泵體 3-外轉(zhuǎn)子 4-內(nèi)轉(zhuǎn)子 5-驅(qū)動軸 6-安全閥 7-出油孔 A-進油腔 B-過渡油腔 C-出油腔

無需中間傳動機構(gòu)。所以零件數(shù)少，體積小，成本低，但泵油效率較低。

圖9-4 內(nèi)接齒輪式機油泵

a)結(jié)構(gòu) b)工作原理

1-安全閥彈簧 2-安全閥柱塞 3-曲軸前油封 4-機油泵體 5-主動外齒輪 6-從動外齒輪 7-O形密封圈 8-花鍵套

（3）轉(zhuǎn)子式機油泵（圖9-5）它由內(nèi)外轉(zhuǎn)子等零件組成。內(nèi)轉(zhuǎn)子4有多個凸齒，外形為次擺線，固定在機油泵傳動軸上，由機油泵齒輪驅(qū)動。外轉(zhuǎn)子3有比內(nèi)轉(zhuǎn)子多一個的凹齒，它自由地安裝在機油泵體2內(nèi)，并與內(nèi)轉(zhuǎn)子嚙合轉(zhuǎn)動。內(nèi)外轉(zhuǎn)子有一定偏心距，它們與機油泵體和泵蓋組成了進油腔A、過渡油腔B和出油腔C。

機油泵工作時，內(nèi)轉(zhuǎn)子帶動外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，進油腔容積不斷由小變大，腔內(nèi)產(chǎn)生一定真空度，潤滑油從油底殼被吸入進油腔。隨后經(jīng)過過渡油腔，再進入出油腔C，出油腔容積由大變小，使?jié)櫥蛪毫ι?，再送往各潤滑油道?/div>

a) 濾清器 b) 紙濾芯總成

1-安全閥 2-紙濾芯 3-密封圈 4-來自機油泵的機油 5-過濾后的機油 6-防漏閥

圖9-6 全流式濾清器

4.安全閥機油泵由發(fā)動機驅(qū)動，當(dāng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速升高時，機油泵運轉(zhuǎn)速度加快，輸油量增加，機油壓力升高。為了防止壓力過高，在潤滑油路中（有的直接在機動泵上或濾清器上）設(shè)置有安全閥6（圖9-5）。當(dāng)機油壓力超過規(guī)定值時，安全閥打開，多余的潤滑油經(jīng)安全閥流回機油泵的進油腔或流回油底殼。

5.機油濾清器它用來濾除潤滑油中的金屬屑、機械雜質(zhì)和潤滑油氧化物。

機油濾清器若串聯(lián)安裝在機油泵與主油道之間，所有機油經(jīng)過濾清器過濾，稱該濾清器為全流式濾清器；若濾清器與主油道并聯(lián)安裝，只有一部分機油經(jīng)過濾清器過濾，稱該濾清器為分流式濾清器；有的發(fā)動機兩種濾清器都有（如重型貨車發(fā)動機），全流式濾清器作為粗濾器，濾除機油中直徑為0.05mm以上的較大雜質(zhì)后，再進入主油道，潤滑各運動零件表面；分流式濾清器作為細濾清器,濾除機油中直徑為0.001mm以上的細小雜質(zhì)后,再返回油底殼。

全流式濾清器外殼內(nèi)安裝有紙濾芯總成(圖9-6b)，機油泵來的機油從濾芯外圍進入濾清器中心，過濾后的干凈機油經(jīng)出油口進入主油道。

1-拉桿螺母 2-安全閥彈簧 3-安全閥 4-橡膠墊 5-殼體 6-外（粗）濾芯 7-內(nèi)（細）濾芯 8-橡膠下油封 9-橡膠密封圈 10-濾芯底座彈簧 11-拉桿螺拴 12-橡膠上油封 13-密封圈 14-鎖緊螺母 15-旁通閥 16-旁通閥彈簧 17-濾清器蓋

圖9-7 復(fù)合式濾清器

濾清器使用一定時間后，濾芯外留下了較多雜質(zhì)，應(yīng)該按說明書要求及時更換新濾清器。為了防止用戶未及時更換新濾清器造成濾芯堵塞，發(fā)動機缺機油的嚴(yán)重后果，在濾清器中設(shè)置有安全閥1，當(dāng)濾芯堵塞，機油壓力升高時，能克服彈簧的壓力，頂開安全閥，直接進入主油道。

濾清器的濾芯材料有紙質(zhì)、鋸末和金屬等，以紙質(zhì)濾芯結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、體積小、濾清效果好、成本低、保養(yǎng)方便，得到廣泛應(yīng)用。

為了提高機油過濾效果，有的發(fā)動機采用雙濾芯（圖9-7），稱復(fù)合濾清器。正常情況下，從機油泵來的機油經(jīng)進油口進入外濾芯（粗濾芯）6，再進入內(nèi)濾芯（細濾芯）7，然后經(jīng)中心油道從出油口流向主油道。

當(dāng)內(nèi)濾芯堵塞時，內(nèi)濾芯前后壓差達0.09～0.1MPa時，旁通閥15打開，機油從旁通閥流向主油道；當(dāng)外濾芯堵塞時，外濾芯前后壓差達0.2～0.25MPa時，安全閥3打開，機油從安全閥流向主油道。

6.機油冷卻器機油在發(fā)動機機體內(nèi)循環(huán)，溫度高達95℃以上，尤其是熱負荷較高的發(fā)動機。過高的溫度使機油粘度下降，不利于在摩擦表面形成油膜潤滑，同時加快機油氧化變質(zhì)，失去作用，所以有些發(fā)動機帶有機油冷卻器。

機油冷卻器分風(fēng)冷和水冷兩種。風(fēng)冷式機油冷卻器安放在發(fā)動機前部，其結(jié)構(gòu)與冷卻系統(tǒng)的散熱器相似（見8.2），靠汽車行駛時迎面風(fēng)對機油進行冷卻。

1-冷卻器殼體 2-冷卻器芯 3-安全閥 4-機油濾清器

圖9-8 水冷式機油冷卻器

水冷式機油冷卻器靠冷卻液冷卻。如圖9-8所示，在全流式機油濾清器4上帶有水冷式機油冷卻器，從冷卻系統(tǒng)散熱器出水管引來的冷卻液在冷卻器芯2的外面流過，而從機油泵來的機油經(jīng)冷卻器芯進入機油濾清器過濾，再經(jīng)冷卻器芯流出，在冷卻器內(nèi)進行熱交換。

9.2.3 潤滑油路

油底殼

集濾器

主油道

機油泵

安全閥

機油濾清器

旁通閥

各主軸承

各連桿軸承

各凸輪軸

軸承

氣缸壁

活塞環(huán)

活塞銷

搖臂軸

正時鏈

氣門頂

圖9-9 發(fā)動機潤滑油路示意圖

油壓表

9.3 潤滑劑

汽車發(fā)動機潤滑劑有潤滑油（機油）和潤滑脂（黃油）兩類。

9.3.1 潤滑油

1. 潤滑油的主要性能

（1）粘度是指潤滑油受外力作用移動時，分子間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力大小。它是潤滑油分級和選用的主要依據(jù)。粘度過小，在高溫、高壓下容易從摩擦表面流失，不能形成足夠厚度的油膜；粘度過大，冷起動阻力增加，起動困難，潤滑油不能及時被泵送到摩擦表面，導(dǎo)致起動磨損嚴(yán)重。

（2）粘溫性是指潤滑油粘度隨溫度而變化的特性。發(fā)動機從起動到滿負荷工作，溫度變化范圍大，導(dǎo)致潤滑油溫度變化大于100℃。若潤滑油的粘度隨溫度變化太大，就會使高溫時粘度太低，而低溫時粘度太高，影響正常潤滑。

（3）氧化安定性是指潤滑油抵抗氧化作用不使其性質(zhì)發(fā)生永久變化的能力。潤滑油工作溫度高達95℃，產(chǎn)生氧化后，顏色變暗，粘度增加，酸性增大，并產(chǎn)生膠狀沉積物。氧化變質(zhì)的潤滑油將腐蝕發(fā)動機零件，甚至破壞發(fā)動機的正常工作。

（4）其它性能如極壓性、防腐性、起泡性、清凈分散性等，它們對發(fā)動機的潤滑都產(chǎn)生一定的影響，需要加入各種添加劑，保證潤滑油的性能。

2. 潤滑油的分類我國潤滑油分以下3類（GB/T7631.3-1995）

（1）汽油機油 SC、SD、SF、SG、SH六個級別；

（2）柴油機油 CC、CD、CD-Ⅱ、CE、CF-4五個級別；

（3）二沖程汽油機油 ERA、ERB、ERC、ERD四個級別。

級號越后，使用性能越好，適用于新機型或強化程度高的發(fā)動機。

每一種級別又有若干種單一粘度等級和多粘度等級的潤滑油牌號。例如，CC級潤滑油有三個單一粘度等級（30、40和50 號）和六個多粘度等級（5W/30、5W/40、10W/30、10W/40、15W/40和20W/40）的潤滑油牌號。

單一粘度等級的潤滑油粘溫性較差，只適應(yīng)某一溫度范圍使用。多粘度等級的潤滑油粘溫性好，適應(yīng)溫度范圍寬。

3.潤滑油的選用

（1）汽油機選擇汽油機機油，柴油機選擇柴油機機油，二沖程汽油機選擇相應(yīng)機油。這是因為不同發(fā)動機工作原理、工作條件不同所致。

（2）根據(jù)發(fā)動機的強化程度選用合適的潤滑油使用等級。

柴油機的強化程度用系數(shù)K表示，按下式計算

K=P_meC_m

式中 P_me—氣缸內(nèi)氣體平均有效壓力（MPa）；

C_m--活塞平均速度（m/s）；

--沖程系數(shù)（四沖程 =0.5，二沖程 =1）。

當(dāng)K≤50時，選用CC級潤滑油；K>50時，應(yīng)選用CD級潤滑油。

圖9-10 發(fā)動機潤滑油選用

（3）根據(jù)氣溫選用適當(dāng)粘度等級的潤滑油，可參見圖9-10選擇。具體機型應(yīng)按使用說明書進行機油選用與保養(yǎng)。

9.3.2 潤滑脂

潤滑脂具有良好的粘附性，在常溫下可附著于垂直表面而不流淌，可以在敞開或密封不良及受壓較大的摩擦部位工作，并有防水、防塵、密封作用。

汽車發(fā)動機主要在水泵軸承及發(fā)電機軸承使用潤滑脂。目前普遍推薦使用的是通用鋰基潤滑脂，它具有良好的高低溫適應(yīng)性，可在-30～120℃的溫度范圍內(nèi)使用，具有良好的抗水性、防銹性、安定性和潤滑性，在高速運轉(zhuǎn)的水泵及發(fā)電機軸承使用，不變質(zhì)，不流失，保證潤滑。

本章小結(jié)

1.潤滑系統(tǒng)具有的減輕機件磨損、減小摩擦損失、降低功率消耗的作用，還具有密封、冷卻、清潔和防氧化銹蝕功能。

2.汽車發(fā)動機潤滑有壓力潤滑、飛濺潤滑和潤滑脂潤滑三種方式。曲軸主軸承、連桿軸承及凸輪軸承等負荷較大的摩擦表面采用壓力潤滑；負荷較輕的氣缸壁面和配氣機構(gòu)的凸輪、挺柱、氣門桿、搖臂等采用飛濺潤滑；水泵及發(fā)電機軸承采用潤滑脂潤滑。

3.發(fā)動機潤滑系統(tǒng)一般由油底殼、機油集濾器、機油泵、機油濾清器和機油冷卻器等組成。為了保證可靠潤滑，在機油泵和機油濾清器等部件上安裝有相應(yīng)的安全閥門和旁通閥門。

4. 汽車發(fā)動機潤滑劑有潤滑油和潤滑脂兩類。潤滑油的粘度、粘溫性、氧化安定性等對使用性能影響較大。我國潤滑油分汽油機機油、柴油機機油和二沖程汽油機機油3大類，每類又分若干級別和牌號。潤滑油的選用應(yīng)根據(jù)發(fā)動機類型、強化程度及氣溫等條件確定。潤滑脂主要應(yīng)用于水泵軸承及發(fā)電機軸承，一般推薦使用通用鋰基潤滑脂。

【復(fù)習(xí)思考題】

1.名詞解譯：壓力潤滑、飛濺潤滑、全流式濾清器、分流式濾清器、潤滑油的粘度、粘溫性、氧化安定性。

2. 潤滑系統(tǒng)作用有哪些？車用發(fā)動機有哪幾種潤滑方式？

3. 潤滑系統(tǒng)一般由哪些零部件組成？各有何功用？

4. 轉(zhuǎn)子式和齒輪式機油泵結(jié)構(gòu)與工作原理各有什么特點？

5. 復(fù)合濾清器中的安全閥和旁通閥各起什么作用？

6. 采用雙機油濾清器時，它們是并聯(lián)還是串聯(lián)于潤滑油路中？為什么？

7.畫出所拆發(fā)動機的潤滑油路示意圖。

8.我們應(yīng)該如何合理選用發(fā)動機潤滑劑？

發(fā)表于 @ 2008年06月05日 10:37:00 |點擊數(shù)（）