轎車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、轎車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)學(xué)院：機(jī)械學(xué)院 班級(jí)：車(chē)輛131班 姓名：蘇朝陽(yáng) 學(xué)號(hào)：130505117目 錄一、緒論-31、1潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)的用途及工作目的1、2潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置的工作原理1、3 本次潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)二、潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置的設(shè)計(jì)-52、1潤(rùn)滑系統(tǒng)油路的設(shè)計(jì)方案2、2潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)方案2、3潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置過(guò)濾方式選擇2、4潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置閥的選擇2、5潤(rùn)滑系統(tǒng)液壓泵的選擇三、 潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算-133、1潤(rùn)滑系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值3、2機(jī)油流量計(jì)算3、3主油道壓力計(jì)算3、4管路壓力損失3、5機(jī)油泵壓力計(jì)算3、6機(jī)油壓力隨功率變化特性四、元件的選擇-1

2、64、1濾清器的選擇4、2液壓閥的選擇 4、3液壓油的選擇五、參考文件-18一、緒論1、1潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)的用途及工作目的發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，金屬磨屑、塵土、高溫下被氧化的積碳和膠狀沉淀物、水等不斷混入潤(rùn)滑油。機(jī)油濾清器位于發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中。它的上游是機(jī)油泵，下游是發(fā)動(dòng)機(jī)中需要潤(rùn)滑的各零部件。其作用是對(duì)來(lái)自油底殼的機(jī)油中有害雜質(zhì)進(jìn)行濾除，以潔凈的機(jī)油供給曲軸、連桿、凸輪軸、增壓器、活塞環(huán)等運(yùn)動(dòng)副，起到潤(rùn)滑、冷卻、清洗作用，從而延長(zhǎng)這些零部件的壽命，并保待潤(rùn)滑油的清潔，延長(zhǎng)其使用期限。潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置應(yīng)具有濾清能力強(qiáng)，流通阻力小，使用壽命長(zhǎng)等性能。1、2潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置的工作原理機(jī)油濾清器的過(guò)

3、濾原理可以分為三類(lèi)：機(jī)械分離、離心分離和磁性吸附。 一、機(jī)械分離按其作用形式又可分為純機(jī)械分離、架空分離和吸附分離等三種。1、純機(jī)械分離常見(jiàn)的有網(wǎng)格過(guò)濾，在濾材表面上有一定尺寸的小孔，機(jī)油中的固態(tài)粒子，尺寸大于小孔的就被阻攔在濾材外表面上。2、架空分離是指導(dǎo)先有一個(gè)或數(shù)個(gè)小粒子附著于尺寸大于它們的濾材孔穴的內(nèi)壁上，使孔穴的尺寸變小，后來(lái)的粒子因?yàn)橥ú贿^(guò)去而堆積起來(lái)，形成架空現(xiàn)象，使過(guò)濾出來(lái)的粒子尺寸小于孔穴尺寸。由于機(jī)油中粒子開(kāi)頭多數(shù)是不規(guī)則的，所以架空現(xiàn)象易于形成。3、機(jī)油中還有膠性物質(zhì)，常粘附在濾材表面或孔穴內(nèi)壁，這就是吸附分離。二、離心分離是使機(jī)油通過(guò)一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子，沒(méi)中雜質(zhì)受離心力

4、作用被拋向轉(zhuǎn)子內(nèi)壁，從而從機(jī)油中分離出來(lái)。 三、磁性吸附是利用永久磁鐵將機(jī)油中的鐵質(zhì)粒子吸附過(guò)來(lái)，不讓它們?cè)跈C(jī)油中來(lái)回循環(huán)，危害機(jī)件。實(shí)際的過(guò)濾作用，不是單一原理的作用，而是上述幾種原理組合起來(lái)的，這也就說(shuō)明：為什么名義孔徑尺寸為50微米的濾網(wǎng)，能夠?qū)?0微米或更小的粒子具有一定過(guò)濾能力。1、3 本次潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)汽車(chē)對(duì)機(jī)油濾清器的要求；（1）過(guò)濾精度，濾出所有 > 30 um 的顆粒，（2）減少進(jìn)入潤(rùn)滑間隙并引起磨損的顆粒(< 3 um - 30 um)（3）機(jī)油流量符合發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油需求量。（4）更換周期長(zhǎng)，至少長(zhǎng)于機(jī)油的壽命 (公里, 時(shí)間)（5）過(guò)濾精度符合保護(hù)

5、發(fā)動(dòng)機(jī)，減少磨損的要求。（6）容灰量 大，適合惡劣環(huán)境。（7）能適應(yīng)較高的機(jī)油溫度和腐蝕環(huán)境。（8）過(guò)濾機(jī)油時(shí)壓差越低越好，以保證使機(jī)油能通過(guò)順暢。2、 潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置的設(shè)計(jì)2、1 潤(rùn)滑系統(tǒng)油路的設(shè)計(jì)方案 潤(rùn)滑系主要由機(jī)油泵、集濾器、粗濾器、細(xì)濾器、限壓閥和機(jī)油壓力表等組成，潤(rùn)滑系的作用是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所有運(yùn)動(dòng)的部件進(jìn)行潤(rùn)滑，減少零件的摩擦和磨損，流動(dòng)的機(jī)油不僅可以清除摩擦表面的磨屑等雜質(zhì)，而且還可以冷卻摩擦表面。氣缸壁與活塞環(huán)上的油膜還能提高氣缸的密封性。此外，機(jī)油還可以防止零件生銹。 海大眾桑塔納2000型轎車(chē)采用AJR型的發(fā)動(dòng)機(jī)，其潤(rùn)滑系都是壓力潤(rùn)滑與飛濺潤(rùn)滑相結(jié)合的復(fù)合潤(rùn)滑系統(tǒng)。桑塔納轎車(chē)

6、潤(rùn)滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與油路如下圖2-1所示。（圖2-1）桑塔納轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)示意圖1-旁通閥 2-機(jī)油泵 3-粗集油器 4-油底殼 5-放油塞 6-安全閥 7-機(jī)油濾清器 8-主油道 9-油道 10-曲軸 11-中間軸 12-壓力開(kāi)關(guān) 13-凸輪軸 油底殼內(nèi)的潤(rùn)滑油經(jīng)粗集濾器濾掉大的機(jī)械雜質(zhì)后，被機(jī)油泵壓入機(jī)油濾清器后分三路送出。第1路經(jīng)主油道后分為兩支：一支送入曲軸主軸承分油道，潤(rùn)滑主軸承，經(jīng)曲軸內(nèi)油道滑潤(rùn)連桿大端軸承，再經(jīng)連桿內(nèi)油道潤(rùn)滑連桿小端軸承后回到油底殼；另一支則進(jìn)入中間軸的軸承（AJR型發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)中間軸）后流回油底殼。第2路從主油道進(jìn)入凸輪軸的軸承后再潤(rùn)滑氣門(mén)機(jī)構(gòu)，然后流回油底殼。第3

7、路，在主油道油壓太高或流量太大的情況下，潤(rùn)滑油沖開(kāi)安全閥，分流回油底殼。 機(jī)油濾清器上設(shè)有旁通閥，起動(dòng)壓力為0.18MPa。當(dāng)機(jī)油濾清器堵塞，潤(rùn)滑油通過(guò)壓力開(kāi)關(guān)短路進(jìn)入主油道，防止發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)副因缺潤(rùn)滑油而燒壞。(圖2-2）桑塔納轎車(chē)潤(rùn)滑系統(tǒng)油路2、2潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置設(shè)計(jì)方案一般潤(rùn)滑系中裝用幾個(gè)不同濾清能力的濾清器集濾器、粗濾器和細(xì)濾器，分別并聯(lián)或串聯(lián)在主油道中。（與主油道串聯(lián)的叫全流式濾清器，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)潤(rùn)滑油全部經(jīng)濾清器濾清；與之并聯(lián)的叫分流式濾清器）。其中粗濾器一串聯(lián)在主油道中，為全流式；細(xì)濾器并聯(lián)在主油道中，為分流式。 現(xiàn)代轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上普遍只設(shè)有集濾器和一個(gè)全流式機(jī)油濾清器。粗濾器濾除機(jī)

8、油中粒徑為0.05mm以上的雜質(zhì)，細(xì)濾器則用來(lái)濾除粒徑為0.001mm以上的細(xì)小雜質(zhì)。（1） 集濾器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；機(jī)油集濾器安裝在機(jī)油泵進(jìn)油口前面，主要作用是防止較大的機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)人機(jī)油泵集濾器裝在機(jī)油泵前油底殼中，一般采用金屬濾網(wǎng)式。固定式集濾器裝在油面下，吸人的機(jī)油清潔程度稍差于浮式，但可防止泡沫吸人，構(gòu)造簡(jiǎn)單，采用也較廣泛。 （圖2-3）集濾器（二）全流式機(jī)油濾清器（粗濾器）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；1、濾紙：機(jī)油濾清器對(duì)濾紙的要求比空氣濾清器更高，主要因?yàn)闄C(jī)油的溫度變化從0到300度不等，在劇烈的溫度驟變下，機(jī)油的濃度也發(fā)生相應(yīng)改變，這會(huì)影響到機(jī)油的過(guò)濾流量。優(yōu)質(zhì)機(jī)油濾清器的濾紙要能夠在劇烈的溫度變化下，過(guò)

9、濾雜質(zhì)，同時(shí)又保證足夠流量。2、橡膠密封圈：優(yōu)質(zhì)機(jī)油的濾清器密封圈是用特殊橡膠合成的，保證100%不漏油。3、回流抑制閥：只有優(yōu)質(zhì)機(jī)油濾清器中才具備。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)，它能防止機(jī)油濾清器變干；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)重新點(diǎn)火時(shí)，它立即產(chǎn)生壓力，供給機(jī)油潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)。（也稱(chēng)為止回閥）。4、溢流閥：只有優(yōu)質(zhì)機(jī)油濾清器中才具備。當(dāng)外部溫度降低到某一特定值或當(dāng)機(jī)油濾清器超出正常使用期限時(shí)，溢流閥會(huì)在特殊壓力作用下打開(kāi)，讓未經(jīng)過(guò)濾的機(jī)油直接流進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)。盡管如此一來(lái)，機(jī)油中的雜質(zhì)會(huì)一同進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，但比起發(fā)動(dòng)機(jī)中沒(méi)有機(jī)油而造成的損傷而言，這樣的損傷要小得多。因此溢流閥是在緊急情況下保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵。（也稱(chēng)為旁通閥）。（圖2-4

10、）粗濾器結(jié)構(gòu)2、3潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置過(guò)濾方式選擇機(jī)油集濾器安裝在機(jī)油泵進(jìn)油口前面，主要作用是防止較大的機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)人機(jī)油泵集濾器裝在機(jī)油泵前油底殼中，一般采用金屬濾網(wǎng)式。 全流式機(jī)油濾清器（粗濾器）是用來(lái)過(guò)濾機(jī)油中顆粒較大的雜質(zhì)。由于它對(duì)機(jī)油流動(dòng)阻力較小，所以一般是串聯(lián)在機(jī)油泵與主油道之間，屬于全流式濾清器。目前大多采用紙質(zhì)濾芯式粗濾器。粗濾器由上蓋、外殼、紙抽濾芯及旁通閥等組成。上蓋上有進(jìn)出油口，并與固定拉桿、外殼裝合在一起，由密封圈密封，拉桿上套有紙質(zhì)濾芯，濾芯分內(nèi)外兩層，外濾芯是由波折的微孔紙組成，內(nèi)芯用金屬絲編的濾網(wǎng)。工作時(shí)機(jī)油經(jīng)內(nèi)外兩層濾芯過(guò)濾后進(jìn)入主油道。濾芯靠彈簧的彈力頂在上蓋上，并

11、由密封圈保持濾芯內(nèi)外外端的密封。旁通閥的進(jìn)油口一側(cè)，當(dāng)濾芯堵塞而阻力過(guò)大時(shí)（進(jìn)出油口的壓力超過(guò)150-180Kpa），機(jī)油頂開(kāi)球閥直接進(jìn)入主油道。2、4潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置閥的選擇限壓閥和旁通閥裝在機(jī)油濾清器（見(jiàn)圖2-4）底座上，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如（圖2-4）所示。限壓閥由調(diào)整螺釘、限壓彈簧和閥門(mén)組成，其作用是保證機(jī)油壓力符合規(guī)定要求，防止因機(jī)油壓力過(guò)高而破壞柴油機(jī)零件的正常潤(rùn)滑和損壞機(jī)油管接頭等。一般情況下，機(jī)油壓力過(guò)高或過(guò)低均可通過(guò)調(diào)節(jié)限壓閥來(lái)達(dá)到規(guī)定要求。旁通閥由鋼球、彈簧和鎖緊螺母組成，其作用是當(dāng)機(jī)油粗濾器阻塞時(shí)，機(jī)油不經(jīng)過(guò)機(jī)油粗濾器而直接從旁通閥流到主油道中，保證柴油機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2、5潤(rùn)滑系統(tǒng)

12、液壓泵的選擇AFE型發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油泵為齒輪泵，由中間軸上的螺旋齒輪驅(qū)動(dòng)，安裝在氣缸體底平面第3缸附近設(shè)計(jì)的平臺(tái)上。泵的出口直接向上通向氣缸體潤(rùn)滑油道，進(jìn)入安裝在氣缸體側(cè)面的機(jī)油濾清器支架內(nèi)。機(jī)油泵的進(jìn)口與粗集濾器相連。機(jī)油泵的結(jié)構(gòu)與分解見(jiàn)（圖2-5）所示，機(jī)油泵所用油為SAE20號(hào)潤(rùn)滑油，在溫度為80、轉(zhuǎn)速為1000r/min，進(jìn)口壓力為0.01Mpa，出口壓力為0.6MPa的條件下，最小流量應(yīng)為8.3L/min，實(shí)測(cè)可達(dá)到10L/min。低壓壓力開(kāi)關(guān)報(bào)警壓力為30kPa；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2150rmin時(shí)報(bào)警壓力為0.18MPa。（圖2-5） AFE型發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油泵1-密封墊片（0.1mm） 2-

13、分電器軸 3-中間軸驅(qū)動(dòng)齒輪 4-分電器從動(dòng)齒輪 5-定位銷(xiāo) 6-機(jī)油泵軸上支承座 7-定位螺孔 8-機(jī)油泵軸 9-機(jī)油泵軸下支承及定位套 10-機(jī)油泵殼體 11-機(jī)油泵從動(dòng)齒輪 12-機(jī)油泵的主動(dòng)齒輪 13-從動(dòng)齒輪軸 14-襯墊（0.2mm） 15-吸油管 16-吸油管支承套 17-集濾器 18-形密封圈 19-機(jī)油泵蓋 20-短螺栓 21-墊片（圖2-6）機(jī)油泵分解圖l-機(jī)油泵殼體 2-主動(dòng)軸 3-從動(dòng)軸 4-從動(dòng)齒輪5-機(jī)油泵泵蓋 6、7、8-螺栓 9-機(jī)油集濾器 10-密封墊 11-閥彈簧3、 潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算3、1潤(rùn)滑系統(tǒng)主要參數(shù)數(shù)值 缸數(shù)排量最大轉(zhuǎn)速最大功率四缸1.8L

14、5200r/min66kw連桿油孔直徑缸蓋油孔直徑1.4mm1mm參數(shù)主軸系徑向間隙/mm0.03軸直徑/mm50軸承承載寬度/mm19機(jī)油比熱容2000密度875機(jī)油動(dòng)力粘度0.008753、2機(jī)油流量計(jì)算為機(jī)油動(dòng)力粘度，c為潤(rùn)滑油比熱容，為相對(duì)間隙，為潤(rùn)滑油密度，b為軸承承載寬度，d是軸的直徑，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為4000r/min時(shí)以最高功率工作時(shí)，帶入表格中數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果約為10.5L/min。3、3主油道壓力計(jì)算為軸承與軸徑的間隙，b為軸承寬度，d為軸承直徑，E為曲軸偏心取0.05mm，帶入表格數(shù)據(jù)計(jì)算得P大約為117.2kpa。3、4管路壓力損失管路壓力損失與機(jī)油濾清器中的壓力損失相比較小

15、不予考慮。3、5機(jī)油泵壓力計(jì)算考慮到到壓力在機(jī)油濾清器中的損失，機(jī)油泵的壓力應(yīng)該比主油道的壓力大。下圖為機(jī)油濾清器壓力損失：綜合流量及溫度考慮，機(jī)油泵的出油壓力大致為129.2kpa。3、6機(jī)油壓力隨功率變化特性四、元件的選擇4、1濾清器的選擇博世(BOSCH)機(jī)油濾清器0986AF0051商品名稱(chēng)：博世0986AF0051 商品編號(hào)：274890商品毛重：400.00g 商品產(chǎn)地：中國(guó)大陸類(lèi)別：機(jī)油濾清器外徑內(nèi)徑高度馬力功率80641251601184、2溢流閥設(shè)計(jì) 溢流閥的安全壓力設(shè)定應(yīng)考慮多種因素。 流量阻力特性，在額定的流量下濾清器前后產(chǎn)生的壓差，也是壓力損失值，它的數(shù)值越小表示濾清器通過(guò)性越好。額定流量一般這樣?。喝绻脩?hù)提供機(jī)油泵設(shè)計(jì)流量或新機(jī)油泵實(shí)測(cè)流量，則濾清器流量可取機(jī)油泵流量值的50-60%；也有用戶(hù)向?yàn)V清器設(shè)計(jì)者提供內(nèi)燃機(jī)主油道的設(shè)計(jì)流量。在這種情況下，濾清器的流量值應(yīng)定在主油道設(shè)計(jì)流量的1.5-2.0倍。這是因?yàn)殡S著內(nèi)燃機(jī)能的正常磨損，主油道流量會(huì)相應(yīng)增大以維持正常機(jī)油壓力。一般要求全流式濾清器在通過(guò)額定流量時(shí)的原始阻力不應(yīng)大于0.025MPa。1) 溢流閥打開(kāi)壓力機(jī)油濾清器堵塞0.35-0.45MPa安全閥彈簧老化0.28-0.32MPa2）基本參數(shù)設(shè)定開(kāi)啟壓力油孔直徑閥片直徑