發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng) - 圖文-

1、第九章 發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)第一節(jié) 潤滑系統(tǒng)的功用和潤滑方式一、潤滑系統(tǒng)的功用發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時, 很多具有相對運(yùn)動的零件表面都是在很小的間隙下做高速相對運(yùn)動的, 如活塞、活塞環(huán)與汽缸壁面、曲軸主軸頸與主軸承、曲柄銷與連桿軸承、凸輪軸頸與凸輪 軸軸承、配氣機(jī)構(gòu)各運(yùn)動副及傳動齒輪副等。相對運(yùn)動的零件表面必然會產(chǎn)生摩擦,導(dǎo)致 發(fā)動機(jī)的有效功率下降,零件工作表面的磨損增加,而且因摩擦產(chǎn)生熱將零件工作表面燒 損,致使發(fā)動機(jī)無法運(yùn)轉(zhuǎn)。因此,為保證發(fā)動機(jī)正常工作,提高使用壽命,必須對相對運(yùn) 動零件表面進(jìn)行潤滑。潤滑系統(tǒng)(lubrication system的功用就是在發(fā)動機(jī)工作時連續(xù)不斷地將數(shù)量足夠而溫度 適當(dāng)?shù)臐崈?/p>

2、潤滑油輸送到運(yùn)動零件的摩擦表面,并在摩擦表面之間形成油膜,形成液體摩 擦,使摩擦阻力減小、功率消耗降低、機(jī)件磨損減輕,以提高發(fā)動機(jī)工作的可靠性和耐久 性。二、潤滑系統(tǒng)的潤滑方式根據(jù)發(fā)動機(jī)中各運(yùn)動副不同的工作條件,可采用以下三種不同的潤滑方式。1 壓力潤滑(pressure lubrication 是在機(jī)油泵的作用下以一定的壓力將潤滑油不斷輸 送到摩擦表面的潤滑方式。曲軸主軸承、連桿軸承及凸輪軸軸承等承受負(fù)荷較大的摩擦表 面采用壓力潤滑。2 飛濺潤滑(splash lubrication 是利用發(fā)動機(jī)工作時運(yùn)動零件擊濺起來的油滴或油霧 來潤滑摩擦表面的潤滑方式。這種潤滑方式主要用來潤滑負(fù)荷較小的

3、汽缸壁面和配氣機(jī)構(gòu) 的凸輪、挺柱、氣門桿以及搖臂等零件的工作表面。3 潤滑脂潤滑(grease lubrication 是通過潤滑脂嘴定期加注潤滑脂來潤滑零件工作表 面的潤滑方式。主要用于負(fù)荷小、摩擦力不大,露于發(fā)動機(jī)體外的一些附件的潤滑面上, 如水泵、發(fā)電機(jī)、啟動機(jī)等部件軸承的潤滑。三、潤滑系統(tǒng)的組成及油路1. 潤滑系統(tǒng)組成發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)主要由機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油散熱器、油底殼和集濾器等零部件 組成。此外潤滑系統(tǒng)還裝有起限壓、安全、回油等作用的各種壓力閥,以及潤滑油壓力表、 溫度表和潤滑油管道等。(1 機(jī)油泵提供足夠高的壓力,保證進(jìn)行壓力潤滑和潤滑油在潤滑系統(tǒng)內(nèi)能循環(huán)流動。(2 機(jī)油濾清

4、器用來濾除潤滑油中的金屬磨屑、機(jī)械雜質(zhì)和潤滑油氧化物。它包括機(jī) 油粗濾器和機(jī)油細(xì)濾器。(3 機(jī)油散熱器用來降低潤滑油的溫度。潤滑油在循環(huán)過程中由于吸熱而溫度升高。 若潤滑油溫度過高,則其黏度下降,不利于在摩擦表面形成油膜;此外,還會加速潤滑油 老化變質(zhì),縮短潤滑油使用期。(4 油底殼存儲潤滑油的容器。(5 集濾器用來濾除潤滑油中粗大的雜質(zhì),防止雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)油泵。2. 潤滑系統(tǒng)油路現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)的組成及油路布置方案大致相同。只是由于潤滑系統(tǒng)的工作 條件和具體結(jié)構(gòu)的不同而稍有差別。如圖10.1 所示為某六缸發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)示意圖。 發(fā)動機(jī)曲軸的主軸頸、連桿軸頸、凸輪軸軸頸、搖臂軸等采用壓力潤滑

5、;活塞、活塞環(huán)、活塞 銷、汽缸壁、氣門、挺柱、推桿等采用飛濺潤滑。潤滑系統(tǒng)由機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油 冷卻器、集濾器等組成。此外,潤滑系統(tǒng)還包括機(jī)油壓力表、溫度表和機(jī)油管道等?，F(xiàn)代 汽車發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)的油路大致相同。 圖9­1 潤滑系統(tǒng)油路發(fā)動機(jī)工作時,機(jī)油泵將油底殼中的潤滑油經(jīng)集濾器過濾后吸入,并形成一定壓力后 向機(jī)油濾清器供油。如果所供機(jī)油油壓太高或流量過大,則潤滑油經(jīng)機(jī)油泵上的溢流閥返 回機(jī)油泵入口。壓力和流量正常的潤滑油經(jīng)濾清器 4 濾清之后進(jìn)入發(fā)動機(jī)主油道。機(jī)油濾 清器蓋上設(shè)有旁通閥,若機(jī)油濾清器堵塞,油壓升高,則潤滑油不經(jīng)過濾清器,而由旁通 閥直接進(jìn)入主油道。主油道的潤滑

6、油通過七條分油道,分別潤滑七個曲軸主軸頸。然后, 潤滑油經(jīng)曲軸上的斜油道,從主軸頸流向連桿軸頸潤滑曲柄銷。主油道的另四條分油道直 通凸輪軸軸承,潤滑四個凸輪軸軸頸。同時潤滑油從凸輪軸的第一軸頸處,經(jīng)上油道通入 氣門搖臂軸的空腔內(nèi), 然后從搖臂上的油道流出,滴落在配氣機(jī)構(gòu)其他零件的工作表面上。 另外,在機(jī)油濾清器上還裝有潤滑油壓力開關(guān)。潤滑油壓力若低于規(guī)定值,則潤滑油開關(guān) 觸點(diǎn)閉合,報(bào)警燈閃亮,同時蜂鳴器鳴響報(bào)警。第二節(jié) 潤滑劑1、分類:潤滑劑可以分為潤滑油和潤滑脂。潤滑油又可以按照季節(jié)分為:冬/夏季潤 滑油;按照使用機(jī)型可以分為:汽/柴油潤滑油。2、潤滑劑的要求:有適當(dāng)?shù)恼扯?、?yōu)異的氧化安定性

7、、良好的腐蝕性、較低的起泡性、 強(qiáng)烈的清凈分散性、高度的擠壓性。3、功用:(1潤滑:潤滑油在運(yùn)動零件的所有摩擦表面之間形成連續(xù)的油膜,以減小零件之間的 摩擦。(2冷卻:潤滑油在循環(huán)過程中流過零件工作表面,可以降低零件的溫度。(3清洗:潤滑油可以帶走摩擦表面產(chǎn)生的金屬碎末及沖洗掉沉積在氣缸活塞、活塞環(huán) 及其它零件上的積炭。(4密封:附著在氣缸壁、活塞及活塞環(huán)上的油膜用。(5防銹:潤滑油有防止零件發(fā)生銹蝕的作用。4、分類:國際上廣泛采用美國 SAE 粘度分類法和 API使用分類法。美國工程師學(xué)會(SAE按照 潤滑油的粘度等級,把潤滑油分為冬季用潤滑油和非冬季用潤滑油。冬季用潤滑油有 6 種牌號:S

8、AE0W、SAE5W、SAE10W、SAE15W、SAE20W 和 SAE25W。非冬季潤滑油有 4 種牌號: SAE 20、SAE30、 SAE 40 和 SAE50。號數(shù)較大的潤滑油粘度較大,適于在較 高的環(huán)境溫度下使用。目前使用的潤滑油大多數(shù)具有多粘度等級,其牌號有 SAE 5W/20、 SAE10W /30、SAEl5W/40、SAE20W/40等;美國石油學(xué)會(API根據(jù)潤滑油的性能及最適 合的使用場合,把潤滑油分為 S 系列和 C系列兩類。S 系列為汽油機(jī)油,目前有 SA、SB、 SC、SD 、SE、SF、SG 和 SH 8 個級別。C系列為柴油機(jī)油,目前有 CA、CB、CC、CD

9、 和 CE 5 個級別;我國的潤滑油分類法參照采用 ISO分類方法。GB/17631.31995規(guī)定, 按潤滑油的性能和使用場合分為:(1汽油機(jī)油:SC、SD、SE、SF、SG、SH 等 6 個級別。(2柴油機(jī)油:CC、CD、CD2、CE、CF4 等 5個級別。(3二沖程汽油機(jī)油:ERA、ERB、ERC 和ERD 等 4個級別。5、潤滑油的選用1 根據(jù)汽車發(fā)動機(jī)的強(qiáng)化程度選用合適的潤滑油使用級。2 根據(jù)地區(qū)的季節(jié)氣溫選用適當(dāng)粘度等級的潤滑油。6、合成機(jī)油合成機(jī)油是利用化學(xué)合成方法制成的潤滑劑。 其主要特點(diǎn)是有良好的黏度溫度特性, 可以滿足大溫差的使用要求;有優(yōu)良的熱氧化安定性,可長期使用不需更

10、換。使用合成機(jī) 油,發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性會稍有改善,并可降低發(fā)動機(jī)的冷起動轉(zhuǎn)速。目前,合成機(jī)油的 價(jià)格比從石油提煉出來的機(jī)油貴。但是,隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和制造工藝的改進(jìn),合成機(jī) 油的價(jià)格將會越來越便宜。未來將是合成機(jī)油的時代。7、潤滑脂潤滑脂是將稠化劑摻入液體潤滑劑中所制成的一種穩(wěn)定的固體或半固體產(chǎn)品,其中可 以加入旨在改善潤滑脂某種特性的添加劑。潤滑脂在常溫下可附著于垂直表面而不流淌, 并能在敞開或密封不良的摩擦部位工作,具有其他潤滑劑所不能代替的特點(diǎn)。因此,在汽 車的許多部位都使用潤滑脂潤滑。目前,進(jìn)口汽車和國產(chǎn)新車普遍推薦使用汽車通用鋰 基潤滑脂(GB/T 56711985。這種潤滑脂具有

11、良好的高低溫適應(yīng)性,可在-30120的 寬闊溫度范圍內(nèi)使用; 具有良好的抗水性和防銹性能,可用于潮濕和與水接觸的摩擦部位; 具有良好的安定性和潤滑性,在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械部位使用,不變質(zhì)、不流失,保證潤滑。 它能夠滿足我國從哈爾濱到海南島廣大地區(qū)汽車的使用要求,與使用鈣基或復(fù)合鈣基潤滑 脂比較,可以延長換油期 2 倍,使?jié)櫥途S護(hù)費(fèi)下降40%以上。第三節(jié) 潤滑系主要部件的構(gòu)造一、機(jī)油泵現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)所使用的機(jī)油泵可分為齒輪式和轉(zhuǎn)子式兩種。1. 齒輪式機(jī)油泵(gear type oil pump齒輪式機(jī)油泵的工作原理如圖 9­2 所示。它主要由主動軸、主動齒輪、從動軸、從動 齒、輪

12、殼等組成。兩齒輪外嚙合,裝在殼體內(nèi),齒輪與殼體的徑向和端面間隙都很小。當(dāng) 齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時,進(jìn)油腔 1 處由于嚙合著的齒輪逐漸脫開,密封工作腔容積逐漸增 大,腔內(nèi)形成一定的真空,油底殼中的潤滑油便被吸入到進(jìn)油腔來。隨后又被輪齒帶到出 油腔 3。出油腔的容積由于輪齒逐漸進(jìn)入嚙合而減小,使?jié)櫥蛪毫ι?潤滑油便經(jīng)出 油口被壓入發(fā)動機(jī)機(jī)體上的潤滑油道。在發(fā)動機(jī)工作時,機(jī)油泵齒輪不停地旋轉(zhuǎn),潤滑油 便連續(xù)不斷地流入潤滑油道,經(jīng)過濾清之后被送到各潤滑部位。當(dāng)輪齒進(jìn)入嚙合時,封閉 在輪齒徑向間隙內(nèi)的潤滑油,由于容積減小,壓力急劇升高,使齒輪受到很大的推力,并使機(jī)油泵軸襯套的磨損加劇和功率消耗增大。為

13、此在泵蓋上加工一道卸壓槽 4,使輪齒徑 向間隙內(nèi)被擠壓的潤滑油通過卸壓槽流入出油腔。 圖9­2齒輪式機(jī)油泵工作原理1進(jìn)油腔 2機(jī)油泵主動齒輪 3出油腔4卸壓槽 5機(jī)油泵從動齒輪 6機(jī)油泵體2.內(nèi)接齒輪式機(jī)油泵內(nèi)嚙合齒輪式機(jī)油泵也稱內(nèi)接齒輪泵,其工作原理與外嚙合齒輪式機(jī)油泵或齒輪式機(jī) 油泵相同。內(nèi)接齒輪泵的結(jié)構(gòu)。其外齒輪是主動齒輪,套在曲軸前端,通過花鍵由曲軸直 接驅(qū)動。內(nèi)接齒輪是從動齒輪,裝在機(jī)油泵體內(nèi),泵體固定在機(jī)體前端。因?yàn)閮?nèi)接齒輪泵由曲軸直接驅(qū)動,無需中間傳動機(jī)構(gòu),所以零件數(shù)量少,制造成本低, 占用空間小,使用范圍廣。但是這種機(jī)油泵在內(nèi)、外齒輪之間有一處無用的空間,使機(jī)油 泵的

14、泵油效率降低。另外,如果曲軸前端軸頸太粗,機(jī)油泵外形尺寸隨之增大,發(fā)動機(jī)驅(qū) 動機(jī)油泵的功率損失也相應(yīng)有所增加。3.轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵主要由內(nèi)、外轉(zhuǎn)子,機(jī)油泵體及機(jī)油泵蓋等零件組成。內(nèi)轉(zhuǎn)子固定在機(jī) 油泵傳動軸上,外轉(zhuǎn)子自由地安裝在泵體內(nèi),并與內(nèi)轉(zhuǎn)子嚙合轉(zhuǎn)動。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子之間有一 定的偏心距。轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊,供油量大,供油均勻,噪聲小,吸油真空 度較高。 圖9­3 轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵二、機(jī)油濾清器機(jī)油濾清器是用來濾清潤滑油中的金屬屑、機(jī)械雜質(zhì)及機(jī)油本身氧化的產(chǎn)物,如各種 有機(jī)酸、瀝青質(zhì)以及碳化物等,防止它們進(jìn)入零件的摩擦表面而將零件拉毛、刮傷,使磨損加劇,以及防止?jié)櫥到y(tǒng)通道

15、堵塞而出現(xiàn)燒壞軸瓦等嚴(yán)重事故。潤滑油流到摩擦表面之 前,經(jīng)過濾清器濾清的次數(shù)越多,則潤滑油越清潔。但濾清次數(shù)越多,潤滑油流動阻力也 越大。為解決濾清與油路通暢的矛盾,在潤滑系統(tǒng)中裝有幾個不同濾清能力的濾清器:集 濾器、粗濾器、細(xì)濾器。它們分別串聯(lián)和并聯(lián)在主油道中。與主油道串聯(lián)的濾清器稱為全 流式濾清器;與主油道并聯(lián)的濾清器,稱為分流式濾清器。1. 集濾器(suction filter集濾器采用濾網(wǎng)式結(jié)構(gòu),安裝與機(jī)油泵進(jìn)油管上。大多數(shù)汽車都采用固定式集濾器, 位于油面下面吸油,這樣可防止吸入泡沫,且結(jié)構(gòu)較簡單。浮筒式集濾器結(jié)構(gòu)如圖 9­4 所 示。 圖9­4 浮筒式集濾器1-

16、浮筒罩 2-濾網(wǎng) 3-浮筒 4-吸油管 5-固定管2.粗濾器機(jī)油粗濾器用以濾去潤滑油中粒度較大(直徑為 0.050.1mm 以上的雜質(zhì)。它對潤滑 油的流動阻力較小,通常串聯(lián)在機(jī)油泵與主油道之間,屬于全流式濾清器(Full­flow oilfilter。粗濾器根據(jù)濾芯的不同,有各種不同的結(jié)構(gòu)型式。傳統(tǒng)的粗濾器多采用金屬片縫 隙式,由于質(zhì)量大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造成本高等缺點(diǎn),金屬片縫隙式粗濾器已基本被淘汰; 現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)普遍采用紙質(zhì)式粗濾器。 圖9­5 機(jī)油粗濾器3. 機(jī)油細(xì)濾器(secondary oil filter機(jī)油細(xì)濾器用以濾去潤滑油中粒度較小(直徑為 0.001mm

17、以上的雜質(zhì)。由于它對潤滑 油的流動阻力較大,故多做成分流式,與主油道并聯(lián),屬于分流式濾清器。分流式濾清器 有過濾式和離心式兩種類型。過濾式存在著濾清與通過能力之間的矛盾,而離心式具有濾 清能力高、通過能力大且不受沉淀物影響等優(yōu)點(diǎn)。如圖 9­6 所示為 EQ6100­1 型發(fā)動機(jī)的離心式機(jī)油細(xì)濾器。 圖 9­6 EQ6100­1 型發(fā)動機(jī)的離心式機(jī)油細(xì)濾器  1殼體  2鎖片  3轉(zhuǎn)子軸  4止推軸承  5噴嘴  6轉(zhuǎn)子體端套  7濾清器蓋  8轉(zhuǎn)子蓋  9

18、支承墊  10彈簧  11壓緊螺套  12壓緊螺母  13襯套  14轉(zhuǎn)子體  15擋板  16螺塞  17調(diào)整螺釘  18旁通閥  19進(jìn)油限壓閥  20管接頭  B濾清器進(jìn)油孔  C出油孔  D進(jìn)油孔  E通噴嘴油道  F濾清器出油口  4.  機(jī)油散熱器 在高性能大功率的強(qiáng)化發(fā)動機(jī)上，由于熱負(fù)荷大，必須裝設(shè)機(jī)油冷卻器。機(jī)油冷卻器 布置在潤滑油路中，其工作原理與散熱器相同。發(fā)動機(jī)機(jī)油冷卻器分為風(fēng)冷式和水冷式兩 類。風(fēng)冷式機(jī)油冷卻器很像一個小型散熱器，利用汽車行駛時的迎面風(fēng)對機(jī)油進(jìn)行冷卻。 這種機(jī)油冷卻器散熱能力大，多用于賽車及熱負(fù)荷大的增壓汽車上。但是風(fēng)冷式機(jī)油冷卻 器在發(fā)動機(jī)起動后需要很長的暖機(jī)時間才能使機(jī)油達(dá)到正常的工作溫度，所以普通轎車上 很少采用