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第八章 发动机润滑系

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第八章 发动机润滑系

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  1. 第八章 发动机润滑系 概述 润滑系油路 润滑系主要部件 曲轴箱通风

  2. §8.1 概 述 一、润滑系功用 润滑作用:润滑运动零件表面,减小摩擦阻力和磨损,减小 发动机的功率消耗。 清洗作用:机油在润滑系内不断循环,清洗摩擦表面,带走 磨屑和其它异物。 冷却作用:机油在润滑系内循环带走摩擦产生的热量,起到 冷却作用。 密封作用:在运动零件之间形成油膜,提高它们的密封性, 有利于防止漏气或漏油。 防锈蚀作用:在零件表面形成油膜,对零件表面起保护作用, 防止腐蚀生锈。 液压作用:润滑油可用作液压油,起液压作用,如液压挺柱。 减震缓冲作用:在运动零件表面形成油膜,吸收冲击并减小 振动,起减震缓冲作用。

  3. 二、润滑方式 压力润滑:利用机油泵,将具有一定压力的润滑油源源不断地 送往摩擦表面。例如,曲轴主轴承、连杆轴承及凸 轮轴轴承、摇臂等处形成油膜以保证润滑。 飞溅润滑:利用发动机工作时运动零件飞溅起来的油滴或油雾 来润滑摩擦表面的润滑方式称为飞溅润滑。可使裸 露在外面承受载荷较轻的气缸壁,相对滑动速度较 小的活塞销,以及配气机构的凸轮表面、挺柱等得 到润滑。 定期润滑:对于负荷较小的发动机辅助装置则只需定期、定量 加注润滑脂进行润滑。例如水泵及发电机轴承等。 它不属于润滑系的工作范畴。近年来在发动机上采 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。

  4. 三、润滑系的组成 润滑系一般由油底壳,机油泵,限压阀及旁通阀,机油滤清器,机油散热器,传感器和机油压力表、温度表等组成。

  5. 四、润滑剂的种类及选用 润滑油 润滑剂的分类 { 润滑脂 1、美国 (1)工程师协会(SAE)(粘度) 单一粘度:冬季用润滑油(SAE0W、SAE5W、、、)       非冬季用润滑油(SAE20、SAE30、、、) 号数较大----粘度越大 多粘度:如SAEW-20、SAE15W-40、、、、 (2)石油协会 S系列:汽油机润滑油(SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH) C系列:柴油机润滑油(CC、CD、CE) 越后,使用性能越好

  6. 我国润滑油的分类: (1)汽油机润滑油:SC、SD、SE、SF、SG、SH(2)柴油机润滑油:CC、CD、CD-II、CF、CF-4每一种使用级别又有若干种单一粘度等级和多粘度等级的润滑油牌号 2、润滑脂的分类:钙基润滑脂、钠基润滑脂、钙钠 基润滑。脂、复合钙基润滑脂、 通用锂基润滑脂、石墨钙基润滑 脂。

  7. §8.2 润滑系油路 现代汽车发动机润滑系油路布置方案大致相似,只是由于润滑系的工作条件和某些具体结构的不同而稍有差别。 一、轿车的润滑油路

  8. 采用复合式润滑系统的上海桑塔纳轿车JV型1.8L汽油发动机润滑油路:发动机工作时,机油经集滤器 机油泵 机油滤清器:① 主油道 主轴承 连杆轴承 活塞销 喷溅至活塞; ② 发动机前端第一条斜向油道 中间轴;③ 主油道的垂直油道 凸轮轴轴径 气缸盖回油孔 曲轴箱。 ① ② ③

  9. 警报指示灯 报警系统 装有两个报警开关:低压油压开关和高压油压开关,均装在机油滤清器支架上。 发动机在机油温度为353K,转速为800r/min时,机油压力大于或等于0.03Mpa;在200r/min时,机油压力大于或等于0.20Mpa。 打开点火开关,仪表板上的机油压力警告灯开始闪烁。发动机起动后,当机油压力大于030Mpa时,限压阀打开,警报灯熄灭;发动机低速运转时, 油压传感器 限压阀 旁通阀

  10. 警报指示灯 机油压力低于0.30Mpa,则低油压开关触电闭合,机油压力警告灯闪烁。当发动机转速超过2150r/Min时,机油压力未达到0.18Mpa,高压油压开关的触电断开,机油压力警告灯闪烁,报警蜂鸣器也同时报警。 发动机在机油压力达353K,转速为800r/Min时,机油压力大于或等于0.03Mpa;在2000r/Min时,机油压力大于或等于0.20Mpa 。 油压传感器 限压阀 旁通阀

  11. 基本润滑油路综合演示1

  12. 点击图片播放 基本润滑油路综合演示2

  13. 二、载货车的润滑油路 斜向油道 东风EQ6100-1型发动机采用的是综合润滑方式,曲轴主轴径、连杆轴径、凸轮轴轴径、凸轮轴止推凸缘、正时齿轮、分电器传动轴等均采用压力润滑;活塞、活塞环、活塞销、气缸壁、气门、挺杆、凸轮等采用飞溅润滑。

  14. 压力润滑油路 斜向油道 发动机工作时,机油经集滤器:大部分机油经粗滤器率去较大的机械杂质,流入纵向主油道执行压力润滑任务;小部分机油(10%-15%),经机油细滤器率去较细的杂质和胶质后流回油底壳。 ①进入主油道的机油,通过七条并联的横向油道分别润滑主轴径和凸轮轴径。经主轴径机油从曲轴中的斜向油道润滑连杆轴径。

  15. ②机油从凸轮轴的第二、第四轴径处,经两个上油道通向摇臂支座,润滑摇臂轴、推杆球头和气门端部。②机油从凸轮轴的第二、第四轴径处,经两个上油道通向摇臂支座,润滑摇臂轴、推杆球头和气门端部。 ③第三横向油道通向 机油泵传动轴;第一条横向油道通过喷油嘴,喷射出去的机油用来润滑正时齿轮副。 ④在第一、第二横向油道之间接出的油管通到空气压缩机曲轴中心的油道,对其连杆润滑后的机油由回油管回到油底壳中。 斜向油道

  16. 机油压力传感器和油压过低信号器装在主油道中,通过导线分别连接于驾驶室中的机油压力表和压力过低警报灯连接。机油压力传感器和油压过低信号器装在主油道中,通过导线分别连接于驾驶室中的机油压力表和压力过低警报灯连接。 为保证发动机的正常润滑,在机油泵与主油道之间,与粗滤器并联设置了一个机油滤清器旁通阀。当机油粗滤器进油和出油道中的压力差达到0.15-0.18Mpa时,旁通阀被推开使机油支不经粗滤器而直接流入主油道。 压力过高会使发动机功率损失增加,在机油泵端盖内设置了柱塞式限压阀。当机油压力超过0.6Mpa时,限压阀打开使一部分机油流回到机油泵的进油口,在机油泵内进行小循环。 在东风EQ6100-1型发动机润滑系中,在机油细滤器下面还设置了可接机油散热器的阀门。

  17. 柴油机润滑系示意图

  18. 6135型柴油机润滑系油路的特点 机油细滤器与粗滤器并联。机油泵压出的机油绝大部分经粗滤器进入主油道,少部分惊细滤器流回油底壳;曲轴为空心的,其空腔形成润滑油道。机油经此分别润滑各个连杆轴颈;曲轴主轴承为滚动轴承,以飞溅方式润滑;润滑气门传动机构的润滑油由第二个凸轮轴轴承引出的油道,一直通道气缸盖上气门摇臂轴的中心油道中。再由此流向各个摇臂的工作面,然后顺推杆表面下流到杯形的挺柱内;凸轮工作表面由挺柱下部两个油孔流出的机油及飞溅的机油润滑。 在发动机标定转速(1800r/Min)下,机油压力应保持在0.3-0.4Mpa之间。限压阀与机油细滤器相连。

  19. §8.3 润滑系主要部件 润滑系的主要部件有机油泵、机油滤清器,各种阀,机油散热器以及检视设备。 一、机油泵 功用: 提高机油压力,保证机油在润滑系统内不断循环,目前发动机润滑系中广泛采用的是外啮合齿轮式机油泵和内啮合转子式机油泵两种。

  20. (一)齿轮式机油泵 齿轮式机油泵由主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮、壳体等组成,两个齿数相同的齿轮相互啮合,装在壳体内,齿轮与壳体的径向和端面间隙很小。主动轴与主动齿轮键连接,从动齿轮空套在从动轴上。 泵油原理

  21. 油 口 工作时,主动齿轮带动从动齿轮反向旋转。两齿轮旋转时,充满在齿轮齿槽间的机油沿油泵壳壁由进油腔带到出油腔,在进油腔一侧由于齿轮脱开啮合以及机油被不断带出而产生真空,使油底壳内的机油在大气压力作用下经集滤器进入进油腔,而在出油腔一侧由于齿轮进入啮合和机油被不断带入而产生挤压作用,机油以一定压力被泵出。 进 油 口

  22. 点此观看齿轮式机油泵录像

  23. (二) 转子式机油泵 转子式机油泵由壳体、内转子、外转子和泵盖等组成。内转子用键或销子固定在转子轴上,由曲轴齿轮直接或间接驱动,内转子和外转子中心的偏心距为e,内转子带动外转子一起沿同一方向转动。内转子有4个凸齿,外转子有5个凹齿,这样内、外转子同向不同步的旋转。

  24. 转子齿形齿廓设计得使转子转到任何角度时,内、外转子每个齿的齿形廓线上总能互相成点接触。这样内、外转子间形成4个工作腔,随着转子的转动,这4个工作腔的容积是不断变化的。在进油道的一侧空腔,由于转子脱开啮合,容积逐渐增大,产生真空,机油被吸入,转子继续旋转,机油被带到出油道的一侧,这时,转子正好进入啮合,使这一空腔容积减小,油压升高,机油从齿间挤出并经出油道压送出去。这样,随着转子的不断旋转,机油就不断地被吸入和压出。转子齿形齿廓设计得使转子转到任何角度时,内、外转子每个齿的齿形廓线上总能互相成点接触。这样内、外转子间形成4个工作腔,随着转子的转动,这4个工作腔的容积是不断变化的。在进油道的一侧空腔,由于转子脱开啮合,容积逐渐增大,产生真空,机油被吸入,转子继续旋转,机油被带到出油道的一侧,这时,转子正好进入啮合,使这一空腔容积减小,油压升高,机油从齿间挤出并经出油道压送出去。这样,随着转子的不断旋转,机油就不断地被吸入和压出。 外转子 进油腔 内转子 出油腔 机油 泵壳

  25. 二、滤清器 为了保证滤清效果,一般使用多级滤清器:集滤器、粗滤器和细滤器。与主油道串联的滤清器一般为粗滤器;与主油道并联的滤清器一般为细滤器,过油量约为10~30%。 (一)集滤器 集滤器是装在机油泵之前的吸油口端,多采用滤网式。其作用是防止较大的机械杂质进入机油泵。汽车发动机使用的集滤器目前分为浮式集滤器和固定式集滤器两种。

  26. 浮式集滤器飘浮于机油表面,保证油泵吸入最上层较清洁的机油,但油面上的泡沫易被吸入,使机油压力降低,润滑欠可靠。固定式集滤器淹没在油面之下,吸入的机油清洁度较差,但可防止泡沫吸入,润滑可靠,结构简单。浮式集滤器飘浮于机油表面,保证油泵吸入最上层较清洁的机油,但油面上的泡沫易被吸入,使机油压力降低,润滑欠可靠。固定式集滤器淹没在油面之下,吸入的机油清洁度较差,但可防止泡沫吸入,润滑可靠,结构简单。 (二)机油粗滤器 旁通阀 串联于机油泵与主油道之间,属于全流式滤清器,多用缝隙式滤清方法。 滤 芯 金属片式 纸 筒 式 锯 末 式 形式 壳 体

  27. 国产汽车发动机一般采用纸质或 锯末作为粗滤器的滤芯。 金属片式

  28. 纸质滤芯式机油粗滤清器 滤芯是用微孔滤纸制成的,为增大过滤面积,微孔滤纸一般都折叠成扇形和波纹形。微孔滤纸经过酚醛树脂处理,具有较高的强度,抗腐蚀能力和抗水湿性能,具有质量小、体积小、结构简单、滤清效果好、过滤阻力小、成本低、保养方便的特点。

  29. 锯末滤芯式机油粗滤清器 锯末滤芯式粗滤器滤芯为酚醛树脂粘结的锯末滤芯,它阻力小,滤清效果好,使用寿命长。 特 点

  30. 金属片式粗滤器 由于质量大、结构复杂、制造成本高等缺点,已基本被淘汰。 特 点

  31. 转子体 (三)机油细滤器 油道 机油细滤器用以清除细小的杂质,它对机油的流动阻力较大,多数做成分流式,与主油道并联,只有少量的机油通过它滤清后又回到油底壳。细滤器有过滤式和离心式两种,过滤式机油细滤器存在着滤清能力与通过能力的矛盾。为此多数发动机采用离心式细滤器。 喷嘴 进油限压阀 离心式细滤器工作原理 利用离心力清除机油中杂质。

  32. 离心式机油细滤器工作演示

  33. 点此观看离心式机油细滤器录像

  34. (四)复合式机油滤清器 是粗滤芯5装在纸质细滤芯4外面,形成粗、细滤芯串联的复合式结构。与主油道串联,粗、细滤芯有各自的安全阀与旁通阀,一旦粗、细滤芯堵塞,它们就分别打开各自的安全阀与旁通阀,机油绕过滤芯,直接进入主油道。 5 4

  35. (五)机油散热器 热负荷较大的发动机,为使润滑油保持在最有利的范围内工作,保持润滑油具有一定的粘度,装置有机油散热器以便对润滑油进行强制性冷却。使机油保持在最有利的温度范围内工作。 机油散热器有风冷式和水冷式两种形式。风冷式一般安装在发动机冷却系散热器的前面,利用冷却风扇的风力使机油冷却。水冷式机油散热器(机油冷却器)装在发动机冷却水路中,当油温较高时靠冷却液降温,而起动期间油温较低时,则从冷却液吸热迅速提高机油温度。

  36. §8.4 曲轴箱通风 一、曲轴箱通风原因 发动机工作时漏到曲轴箱内的汽油,一部分泄漏到曲轴箱内的汽油蒸汽凝结后,将使润滑油粘度变小;废气的高温和酸性物质及水蒸汽将侵蚀零件,使润滑油性能变坏。另外,由于混合气和废气进入曲轴箱,使曲轴箱内的压力增大,温度升高,易使机油从油封、衬垫等处向外渗漏。因此,曲轴箱必须设有通风装置,使漏入的气体排出并加以利用,同时使新鲜气体进入曲轴箱,形成不断地对流。 二、通风方式 一种是自然通风,另一种是强制通风。

  37. 1. 自然通风(图6-14) 从曲轴箱抽出的气体直接导入大气中的通风方式称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。在曲轴箱连通的气门室盖或润滑油加注口接出一根下垂的出气管,管口处切成斜口,切口的方向与汽车行驶的方向相反。利用汽车行驶和冷却风扇的气流,在出气口处形成一定真空度,将气体从曲轴箱抽出。 1. 自然通风(图6-14) 从曲轴箱抽出的气体直接导入大气中的通风方式称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。在曲轴箱连通的气门室盖或润滑油加注口接出一根下垂的出气管,管口处切成斜口,切口的方向与汽车行驶的方向相反。利用汽车行驶和冷却风扇的气流,在出气口处形成一定真空度,将气体从曲轴箱抽出。 1. 自然通风 从曲轴箱抽出的气体直接导入大气中的通风方式称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。在曲轴箱连通的气门室盖或润滑油加注口接出一根下垂的出气管,管口处切成斜口,切口的方向与汽车行驶的方向相反。利用汽车行驶和冷却风扇的气流,在出气口处形成一定真空度,将气体从曲轴箱抽出。

  38. 2. 强制通风(图6-15) 从曲轴箱抽出的气体导入发动机的进气管,吸入气缸再燃烧。这种通风方式称为强制通风,汽油机一般都采用这种曲轴箱强制通风方式,这样,可以将窜入曲轴箱内的混合气回收使用,有利于提高发动机的经济性。 2. 强制通风 从曲轴箱抽出的气体导入发动机的进气管,吸入气缸再燃烧。这种通风方式称为强制通风,汽油机一般都采用这种曲轴箱强制通风方式,这样,可以将窜入曲轴箱内的混合气回收使用,有利于提高发动机的经济性。

  39. 一汽奥迪100轿车所采用的负压通风方式 工作机理: 发动机工作时,在进气管内真空度作用下,窜入曲轴箱内的可燃混合气将经通气道连接软管送入空气滤清器,最后由进气管吸入气缸燃烧。

  40. V型 发动 机曲 轴箱 强制 通风 示意 图

  41. 三、单向阀(PVC阀) 1、功用: 为了防止在发动机低速、小负荷使进气管的真空度太大而将机油从曲轴箱内吸出。 2、构造及工作原理 见右图所示

  42. 四、曲轴箱通风演示

  43. 小 结 具体的作用 压力润滑 飞溅润滑 定期润滑 润滑、清洗、冷却 密封、防锈蚀、液压 减震缓冲 润 滑 方 式 油底壳,机油泵,限压阀及旁通阀,机油滤清器,机油散热器,传感器和机油压力表、温度表 组 成 润 滑 系 重点掌握机油泵、离心式机油细滤器 区别轿车和载货车油路 润 滑 系 油 路 主要零部件 掌握通风的原因和通风方式 曲轴箱通风