第8章 润滑系的构造与检修

学习目标：1、了解润滑系的作用、组成、润滑方式。2、理解润滑系油路。3、掌握润滑系主要零部件的结构和原理4、掌握润滑系主要零部件的检修方法。5、能对润滑系故障进行分析和排除。第8章润滑系的构造与检修1、润滑系的作用发动机润滑是由润滑系来完成的。润滑系的主要作用是：（1）减摩。润滑系将润滑油不断地输送到各零件的摩擦表面，减轻零件的摩擦和磨损。（2）冷却。循环流动的润滑油不断地从受热的零件表面吸收热量，并将热量通过机油散热装置或冷却液散发到外界空气中，使摩擦零件表面的温度不致太高。（3）清洁。利用润滑油的循环流动清洗零件工作表面，带走由于零件磨损造成的金属细末和其他杂质，使之不留在摩擦副造成磨料磨损。（4）密封。利用润滑油的粘度，使润滑油充满各运动零件之间的间隙，提高零件的密封效果，减少漏气。（5）防锈。润滑油附着于零件表面，能防止零件表面与水分、空气及燃气直接接触而发生氧化和腐蚀。8.1概述8.1.1润滑系的作用及润滑方式2、润滑方式发动机运转时，各运动零件的工作条件不同，所要求的润滑强度也不同，因而要采取不同的润滑方式。常用的润滑方式有：（1）压力润滑。通过机油泵，将一定压力和流量的润滑油连续不断地输送到各摩擦表面进行润滑。这种润滑方式是发动机中最重要的一种润滑方式，适用于工作载荷大、相对速度高的运动件表面，如曲轴主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承等。（2）飞溅润滑。利用运动零件旋转时飞溅起来的油滴或油雾润滑摩擦表面。此法适用于载荷较轻、相对速度较低的运动件表面，如活塞、气缸壁、凸轮、正时齿轮、摇臂、气门等。（3）脂润滑。采用定期加注润滑脂的方式进行润滑。如水泵轴承、发电机轴承、起动机轴承等。近年来在发动机上有采用含有耐磨润滑材料（如尼龙、二硫化钼等）的轴承来代替加注润滑脂的轴承。目前，发动机润滑系多采用压力润滑与飞溅润滑相结合的润滑方式。8.1概述8.1.1润滑系的作用及润滑方式发动机润滑系组成大体相同，一般有以下几个基本装置：（1）油底壳、机油泵、油管、油道、限压阀等。用于储存机油，建立足够的油压使之在发动机内循环流动，并限制油路中的最高压力。（2）滤清装置。如集滤器、机油滤清器等，用来清除机油中的杂质，保证润滑油清洁和润滑可靠。（3）冷却装置。如机油散热器、机油冷却器等，用来冷却机油，保持油温正常，润滑可靠。有些发动机没有专门的机油冷却装置，靠空气流过油底壳冷却润滑油。（4）仪表装置。如油温表、油压表等，用来检测润滑系工作情况。8.1概述8.1.2润滑系的组成现代汽车发动机润滑系油路布置大体相同，只是某些具体结构不同而稍有差别。机油的流动是从油底壳开始的。机油穿过机油泵滤网被吸入机油泵，加压后送至机油滤清器，过滤后的机油被送入发动机缸体中的主油道。机油从主油道被送至发动机的所有其他部件，如图8.1、8.2所示。8.1概述8.1.3润滑系油路机油从主油道被送至曲轴，润滑主轴承和连杆轴承后流回油底壳。机油从主油道还被送至缸盖，润滑凸轮轴轴承、摇臂和气门，然后通过缸体和缸盖中的孔排回油底壳。8.1概述8.1.3润滑系油路下面介绍几种典型发动机的润滑系油路。1、桑塔纳2000GLS、GLi型轿车JV型、AFE型发动机润滑系油路8.1概述8.1.3润滑系油路油底壳内的润滑油经集滤器滤掉大的机械杂质后，被机油泵压入机油滤清器后分三路送出。第一路经主油道后分为两支：一支送入曲轴主轴承分油道，润滑主轴承，经曲轴内油道润滑连杆大端轴承，再经连杆内油道润滑连杆小端轴承后回到油底壳；另一支则进入中间轴的轴承后流回油底壳。第二路从主油道进入凸轮轴的轴承后再润滑气门机构，然后流回油底壳。第三路，在主油道油压太高或流量太大的情况下，润滑油冲开安全阀，分流回油底壳。机油滤清器上设有旁通阀，起动压力为0.18MPa。当机油滤清器堵塞，润滑油通过压力开关短路进入主油道，防止发动机运动副因缺润滑油而烧坏。在气缸盖主油道末端也设置一个压力开关，该开关为最低压力报警开关。发动机点火后，该开关指示灯点亮，当油压超过0.031MPa时熄灭。发动机转速降低时，如果油压回落到0.031MPa以下时，该低压开关触点又闭合，指示灯又闪亮。8.1概述8.1.3润滑系油路2、丰田威驰5A-FE或8A-FE发动机润滑系油路8.1概述8.1.3润滑系油路1、机油泵机油泵的作用是为压力润滑和润滑油循环流动建立一定的油压。机油泵一般安装在发动机机体的下部，由发动机驱动，其常用的结构型式有：齿轮式机油泵、转子式机油泵。8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造（1）齿轮式机油泵齿轮式机油泵的工作原理如图8.5所示。机油泵壳体上加工有进油口和出油口。在油泵壳体内装有一个主动齿轮和一个从动齿轮。齿轮与壳体内壁之间留有很小的间隙。发动机工作时，齿轮按图中所示箭头方向旋转，进油腔的容积由于轮齿脱离啮合而增大，使腔内产生一定的真空度，机油便经进油口被吸入。齿轮旋转时把齿间所存的机油带到出油腔内。由于出油腔一侧轮齿进入啮合，使出油腔容积减小、油压升高，机油便经出油口被送到发动机油道中。只要发动机在工作，机油泵就不间断工作，从而保证机油在发动机润滑油路中不断地循环输送。在泵盖上铣出一条卸压槽，使轮齿啮合时挤出的机油通过卸压槽流向出油腔，以消除轮齿进入啮合时在齿轮间产生的很大推力。8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造桑塔纳轿车JV型、AFE型发动机的机油泵为齿轮泵，由中间轴上的螺旋齿轮驱动，安装在气缸体底平面第3缸附近设计的平台上。泵的出口直接向上通向气缸体润滑油道，进入安装在气缸体侧面的机油滤清器支架内，泵的进口与集滤器相连，限压阀装在泵盖上。8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造（2）转子式机油泵主动的内转子和从动的外转子都装在油泵壳体内。内转子固定在主动轴上，外转子在油泵壳体内可自由转动，二者之间有一定的偏心距。当内转子旋转时，带动外转子旋转。转子齿形齿廓设计得使转子转到任意角度时，内外转子每个齿的齿形齿廓线上总能互相面点接触。这样，内外转子间便形成四个工作腔。某一工作腔从进图8.6桑塔纳轿车发动机机油泵油孔转过时容积增大，产生真空度，机油便经进油孔吸入。转子继续旋转，当该工作腔与出油孔相通时，腔内容积减小，油压升高，机油经出油孔压出。8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造2、机油滤清器机油滤清器的作用是将杂质从机油中清除。在发动机润滑系统中，有两种机油过滤方式：即全流式和分流式，如图8.8所示。在分流式过滤方式中，滤清器与主油道并联，只有一部分机油通过滤清器被滤清，大部分机油被直接泵入发动机主油道，这种形式多年以前的发动机上采用。在全流式过滤方式中，滤清器与主油道串联，所有机油在进入发动机主油道前都必须通过机油滤清器。如果滤清器堵塞，则机油顶开滤清器上的旁通阀直接进入主油道。现在一般都采用过滤效率高的全流型，如丰田、标致、桑塔纳、奥迪等许多发动机采用了这种方式。在润滑系统中，一般装有几个不同滤清能力的滤清器，即集滤器、粗滤器和细滤器。8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造（1）集滤器集滤器装在机油泵之前，用来防止粒度大的杂质进入机油泵。一般采用滤网式，有浮式和固定式两种结构型式，如图8.9所示。8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造浮式集滤器由浮子、滤网、罩及焊在浮子上的吸油管所组成。浮子是空心的，以便浮在油面上。固定管通往机油泵，安装后固定不动。吸油管活套在固定管中，使浮子能自由地随油面升降。浮子下面装有金属丝制成的滤网。滤网有弹性，中内有环口，平时依靠滤网本身的弹性，使环紧压在罩上。罩的边缘有缺口，与浮子装合后形成缝隙。当机油泵工作时，机油从罩与浮子之间的狭缝被吸入，经过滤网滤去粗大的杂质后，通过油管进入机油泵；滤网被淤塞时，滤网上方的真空度增大，克服滤网的弹力，滤网便上升而环口离开罩。此时机油不经滤网面直接从环口进入吸油管内，保证机油的供给不致中断。浮式集滤器能吸入油面上较清洁机油，但油面上泡沫易被吸入，使机油压力降低，润滑欠可靠。固定式集滤器装在油面下面，它的滤网相对油底壳位置不变，吸入中或中下层润滑油，吸入的机油清洁度稍逊于浮式，但可防止泡沫吸入，润滑可靠，结构简单，故基本取代了浮式集滤器。例如，解放牌CA1091型汽车、东风EQ1090E型汽车、依维柯轻型车以及奥迪100型轿车的发动机都采用了固定式集滤器。8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造（2）粗滤器粗滤器用以滤去机油中粒度较大（直径为0.05-0.lmm）以上的杂质，它对机油的流动阻力较小，故可串联于机油泵与主油道之间，属于全流式滤清器。粗滤器根据滤清元件（滤芯）的不同，可以有各种不同的结构形式。汽车发动机常用的有金属片缝隙式和纸质式粗滤器。金属片缝隙式粗滤器由于质量大，结构复杂，制造成本高等缺点已基本被淘汰，目前许多汽车发动机都采用纸质式粗滤器。图8.10机油粗滤器粗滤器由纸质滤芯、安全阀（或旁通阀）等组成，如图8.10所示。8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造（3）细滤器细滤器用以滤除直径在0.001mm以上的细小杂质。由于这种滤清器对润滑油的流动阻力较大，故多做成分流式，与主油道并联，将经粗滤器过滤的润滑油的一小部分引入细滤器，使此部分润滑油得到充分过滤。经过一段时间运转后，所有润滑油都将通过一次细滤器，从而保证了润滑油的清洁度。细滤器分为过滤式和离心式两种类型，现代发动机一般采用离心式细滤器，图8.11为EQ6100-1型发动机离心式机油细滤器结构。8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造（4）复合式滤清器桑塔纳2000型轿车发动机机油滤清器采用粗（褶纸滤芯）、细（尼龙滤芯）机油滤清器合为一体的过滤式滤清器，其结构如图8.12所示。粗滤器能滤去直径为0.05-0.1mm的机械杂质，细滤器能滤去直径为0.001mm以上的机械杂质。两种滤芯串联连接。滤清器上还装有旁通阀和止回阀，防止滤芯被堵或发动机停止工作时，润滑油道内缺油。8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造3、机油散热装置一些热负荷较大的发动机，如大功率柴油机等，除利用油底壳对机油进行散热外，还设有专门的机油散热装置。这些装置分为机油散热器和机油冷却器。（1）机油散热器机油散热器和冷却液散热器结构基本相同，布置在冷却液散热器前面，利用风扇风力使机油冷却，如图8.13所示。机油散热器油路与主油道并联，在气温低的季节或润滑油压力低时不使用机油散热器，故在机油散热器前面常串联有手动开关和限压阀。8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造（2）机油冷却器机油冷却器是利用发动机冷却液对机油进行冷却。冷却器油路与主油道串联，由于冷却液温能自动控制，所以润滑油温度也能得到一定的控制。机油冷却器的结构如图8.14所示，主要由芯子和壳体组成。芯子由铜制的圆形或椭圆形管与散热片组成，与两端的进出水腔相通。冷却液在芯子管内流动，润滑油在管外流动。冷却器上装有旁通阀，当机油温度过低、粘度过大时，旁通阀打开，机油不经冷却直接进入主油道内。8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造本田NSX型轿车发动机采用的机油冷却器如图8.15所示。利用发动机冷却系统的冷却液流经散热片间的缝隙，带走机油与散热片间交换的热量。从机油滤清器出来的机油，通过冷却后再进入主油道。图8.15本田NSX型轿车发动机机油冷却器8.2润滑系的构造与检修8.2.1润滑系主要部件的构造4、曲轴箱通风装置发动机工作中，气缸内的可燃混合气和燃烧以后的废气有一部分会经活塞、活塞环与缸壁之间的间隙漏入曲轴箱内。这些气体中含有的未燃烧燃油会将机油稀释。废气中的水蒸气凝结后，会使机油中的含水量和泡沫增加，从而影响润滑。废气中的酸性物质，使机油的酸质增加，导致发动机零件腐蚀。同时，进入曲轴箱的气体还会使曲轴箱内压力增大，造成接合面、油封等处漏油。曲轴箱通风装置就是将外界空气经过滤后送入曲轴箱内，再将曲轴箱内的气体排出，以保证润滑系工作正常，延长机油