第4章 潤滑系統(tǒng)

第4章潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)概述4.1潤滑系統(tǒng)的組成和油路4.2潤滑系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造4.3曲軸箱強制通風(fēng)裝置4.44.1潤滑系統(tǒng)概述4.1.1潤滑系統(tǒng)的功用

潤滑系統(tǒng)的功用是在發(fā)動機工作時連續(xù)不斷地把數(shù)量足夠、溫度適當(dāng)?shù)臐崈魴C油輸送到全部運動件的摩擦表面，減小摩擦阻力、降低功率消耗、減輕機件磨損，以達(dá)到提高發(fā)動機工作可靠性和耐久性的目的。4.1.2發(fā)動機的潤滑方式①壓力潤滑：利用機油泵，將具有一定壓力的潤滑油源源不斷地送往摩擦表面。例如，曲軸主軸承、連桿軸承及凸輪軸軸承等處。②飛濺潤滑：利用發(fā)動機工作時運動零件飛濺起來的油滴或油霧來潤滑摩擦表面的潤滑方式稱為飛濺潤滑。如活塞銷，配氣機構(gòu)的凸輪表面、挺柱等。③潤滑脂潤滑：發(fā)動機輔助系統(tǒng)中有些零件只需定期加注潤滑脂（黃油）進(jìn)行潤滑，如水泵及發(fā)電機軸承。4.1.3機油1．機油的作用

①潤滑：機油在運動零件的所有摩擦表面之間形成油膜，以減小零件之間的摩擦阻力和磨損，減小發(fā)動機的功率損耗。②冷卻：機油在循環(huán)過程中流過零件工作表面，可以降低零件的溫度，起冷卻作用。③清洗：機油在潤滑系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)，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)及其他零件上的積炭。④密封：附著在氣缸壁、活塞及活塞環(huán)上的油膜，可起到密封作用，有利于防止漏氣。⑤防銹：機油有防止零件發(fā)生銹蝕的作用。

4.2潤滑系統(tǒng)的組成和油路4.2.1汽油機的潤滑系統(tǒng)

汽油機潤滑系統(tǒng)一般由機油泵、集濾器、機油濾清器、限壓閥、旁通閥和機油管道等組成，有些汽油機潤滑系統(tǒng)中還設(shè)有機油冷卻器。

圖4-1、圖4-2分別為典型的汽油機潤滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和油路。圖4-1汽油機潤滑系統(tǒng)圖4-2汽油發(fā)動機潤滑油路示意圖當(dāng)發(fā)動機工作時，機油泵將油底殼中的機油經(jīng)集濾器吸入。被機油泵壓出的機油經(jīng)機油濾清器過濾后流入缸體上的主油道中，并通過曲軸箱中的油道進(jìn)入曲軸主軸頸，再通過曲軸中的油道流向連桿軸頸。另有一部分機油經(jīng)缸體上的油道到達(dá)氣缸蓋，進(jìn)入凸輪軸軸承，潤滑凸輪軸軸頸。此外，潤滑油還經(jīng)過相關(guān)的油道或噴嘴到達(dá)正時鏈條和正時鏈條自動張緊器、凸輪軸的凸輪表面、液力挺柱等，執(zhí)行潤滑任務(wù)或作為液壓部件的工作介質(zhì)。4.2.2柴油機的潤滑系統(tǒng)柴油機的潤滑系統(tǒng)除了機油泵、集濾器、機油濾清器、限壓閥、旁通閥和機油管道之外，通常都設(shè)有機油冷卻器，并在氣缸壁的下邊緣處設(shè)置一個機油噴嘴，將潤滑系統(tǒng)的壓力機油噴向活塞內(nèi)壁上，以冷卻活塞。中型以上汽車柴油機還在全流式機油濾清器的基礎(chǔ)上增加一個分流式機油濾清器，以保證機油的過濾效果。圖4-3、圖4-4。圖4-3柴油機潤滑系統(tǒng)圖4-46135Q型柴油機潤滑系統(tǒng)示意圖1—油底殼2—機油集濾器3—機油溫度表4—加油口

5—機油泵6—機油細(xì)濾器7—限壓閥8—旁通閥

9—機油粗濾器10—空氣壓縮機11—齒輪泵12—噴嘴13—氣門搖臂14—氣缸蓋15—氣門挺柱16—油壓表4.3潤滑系統(tǒng)主要部件的構(gòu)造4.3.1機油泵

機油泵的功用是保證機油在潤滑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動，并在發(fā)動機任何轉(zhuǎn)速下都能以足夠高的壓力向潤滑部位輸送足夠數(shù)量的機油。

常見的發(fā)動機機油泵有外嚙合齒輪式、內(nèi)嚙合齒輪式和轉(zhuǎn)子式等幾種。（1）外嚙合齒輪式機油泵

外嚙合齒輪式機油泵泵殼內(nèi)裝有一個主動齒輪和一個從動齒輪（見圖4-5）。發(fā)動機工作時，齒輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)油腔1的容積由于輪齒向脫離嚙合方向運動而增大，腔內(nèi)產(chǎn)生一定的真空度，機油便從進(jìn)油口被吸入并充滿進(jìn)油腔。齒輪旋轉(zhuǎn)時把齒間所存的機油帶至出油腔2內(nèi)。由于出油腔一側(cè)輪齒進(jìn)入嚙合，出油腔容積減小，油壓升高，機油便經(jīng)出油口被送到發(fā)動機油道中。圖4-5外嚙合齒輪式機油泵工作原理1—進(jìn)油腔2—出油腔3—卸壓槽（2）內(nèi)嚙合齒輪式機油泵

內(nèi)嚙合齒輪式機油泵主要由主動齒輪、從動齒圈、泵殼、泵蓋等組成（見圖4-6）。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，曲軸帶動主動齒輪和從動齒圈一起朝圖中逆時針方向旋轉(zhuǎn)。圖4-6內(nèi)嚙合齒輪式機油泵結(jié)構(gòu)圖此時，在吸油腔，由于主動齒輪和從動齒圈不斷退出嚙合，容積不斷增加，以致形成局部真空，將機油從進(jìn)油口吸入，且隨著齒輪的旋轉(zhuǎn)，齒間的機油被帶到壓油腔；在壓油腔，由于主動齒輪和從動齒圈不斷進(jìn)入嚙合，容積不斷減少，將機油從出油口排出。（3）轉(zhuǎn)子式機油泵

轉(zhuǎn)子式機油泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子固定在主動軸上，外轉(zhuǎn)子在油泵殼體內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動，二者之間有一定偏心距（見圖4-7）。當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，帶動外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子的齒廓設(shè)計保證轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到任何角度時，內(nèi)外轉(zhuǎn)子每個齒的齒廓線上總能互相成點接觸。這樣，內(nèi)外轉(zhuǎn)子間便形成四個工作腔。某一工作腔從進(jìn)油孔轉(zhuǎn)過時容積增大，產(chǎn)生真空，機油便經(jīng)進(jìn)油孔吸入。轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)該工作腔與出油孔相通時，腔內(nèi)容積減小，油壓升高，機油經(jīng)出油孔壓出。圖4-7轉(zhuǎn)子式機油泵4.3.2安全閥為了防止油壓過高，在潤滑油路中設(shè)置安全閥或限壓閥（見圖4-6、圖4-7）。當(dāng)油壓升高到規(guī)定值時，安全閥開啟，多余的機油返回機油泵進(jìn)口（見圖4-8），或直接流回油底殼。圖4-8機油安全閥4.3.3機油濾清器1．集濾器

集濾器一般是濾網(wǎng)式的，裝在機油泵之前，防止粒度大的雜質(zhì)進(jìn)入機油泵。（見圖4-9）。圖4-9集濾器2．全流式機油濾清器

全流式機油濾清器串聯(lián)于機油泵和主油道之間，因此全部機油都經(jīng)過它濾清（見圖4-10（a））。目前在轎車發(fā)動機上普遍采用全流式機油濾清器。圖4-10機油濾清器的布置方式全流式機油濾清器的濾芯有多種形式，目前大部分汽車發(fā)動機都采用紙質(zhì)濾芯。有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是可分解式（見圖4-11），更換時只要把紙濾芯換掉即可；另一種是整體式（見圖4-12），更換時要整個更換。圖4-11可分解式機油濾清器全流式機油濾清器有一定的使用期限，到期應(yīng)更換。當(dāng)機油濾清器在使用期限內(nèi)濾芯被雜質(zhì)嚴(yán)重堵塞時，濾清器進(jìn)油口處的機油壓力會升高，當(dāng)壓力達(dá)到規(guī)定值時，會打開機油濾清器中的旁通閥（見圖4-12），此時機油不通過濾芯的過濾而直接進(jìn)入主油道（見圖4-13）。圖4-12整體式機油濾清器圖4-13機油濾清器的旁通閥3．分流式機油濾清器分流式濾清器也稱為細(xì)濾器，用來濾除粒徑為0.001mm以上的細(xì)小雜質(zhì)，而且只過濾機油泵供油量5%～10%的機油。分流式細(xì)濾器有過濾式和離心式兩種類型。目前離心式機油細(xì)濾器應(yīng)用較多，這種濾清器內(nèi)有一個轉(zhuǎn)子，通過滾動軸承支撐在一根軸上（見圖4-14）。圖4-14離心式機油濾清器1—外殼2—轉(zhuǎn)子3—軸4—底座5—噴嘴6—軸承轉(zhuǎn)子內(nèi)有兩個噴射方向相反的噴嘴，它是利用潤滑系統(tǒng)本身的壓力能，當(dāng)機油進(jìn)入轉(zhuǎn)子從噴嘴上噴出時，產(chǎn)生一個反作用力矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子飛快地轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子內(nèi)的油在離心力作用下，分離出固態(tài)雜質(zhì)，積聚在轉(zhuǎn)子內(nèi)壁上。轉(zhuǎn)子中心部分油變得清潔，從噴嘴流回油底殼。4.3.4機油冷卻器在增壓發(fā)動機等高性能大功率的強化發(fā)動機上，由于熱負(fù)荷大，必須裝設(shè)機油冷卻器。機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)動機機油冷卻器分為風(fēng)冷式和水冷式兩類。風(fēng)冷式機油冷卻器利用汽車行駛時的迎面風(fēng)對機油進(jìn)行冷卻。（見圖4-15）。圖4-15風(fēng)冷式機油冷卻器水冷式機油冷卻器多數(shù)安裝在機油濾清器的上方（見圖4-16），通過冷卻系統(tǒng)中流過的冷卻液進(jìn)行冷卻。水冷式機油冷卻器不需要太大的散熱面積，體積較小。在起動、暖車期間油溫較低時，可從冷卻液吸熱迅速提高機油溫度。圖4-16水冷式機油冷卻器1—機油濾清器2—密封圈3—機油冷卻器4—機油壓力開關(guān)

5—底座6—緊固螺母

A、B—接冷卻系統(tǒng)4.4曲軸箱強制通風(fēng)裝置曲軸箱強制通風(fēng)裝置又稱PCV裝置，其作用是將發(fā)動機氣缸中竄入油底殼的部分可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物吸入進(jìn)氣道，使之進(jìn)入氣缸參加燃燒，以防止其漏入大氣而產(chǎn)生污染，或聚集在油底殼中加速機油的變質(zhì)并使機件受到腐蝕或銹蝕。圖4-17強制式曲軸箱通風(fēng)裝置PCV裝置由PCV閥和相關(guān)的管道組成（見圖4-17）。它利用發(fā)動機工作時節(jié)氣門后方進(jìn)氣管內(nèi)的真空吸力，將空氣濾清器過濾后的干凈空氣吸入氣門室罩，再由氣缸蓋和機體上的孔道進(jìn)入曲軸箱，與曲軸箱內(nèi)的氣體混合后，經(jīng)氣門室罩上的PCV閥和軟管進(jìn)入進(jìn)氣管，最后進(jìn)入燃燒室燃燒。PCV閥的作用是可以根據(jù)進(jìn)氣管內(nèi)真空度的大小，自動調(diào)整進(jìn)入進(jìn)氣管的曲軸箱氣體。其工作特點是：進(jìn)氣管的真空度越大，閥門的開度越小。因此，PCV閥可以使通風(fēng)氣體隨節(jié)氣門開度的增大而增大，隨節(jié)氣門的開度減小而減小。從而防止了發(fā)動機怠速時，過大的進(jìn)氣管真空度使通氣量過大，影