第八章 发动机润滑系
第一节 润滑系的功用及组成
一、润滑系的功用
在发动机工作时连续不断地将洁净润滑油输送
至全部运动件的摩擦表面,形成油膜, 实现液体
润滑,从而减少摩擦阻力,降低功率消耗,减轻
机件磨损,保证发动机工作可靠,提高耐久性。
需要润滑的主要运动部件有,
曲轴主轴颈与主轴承、曲柄销与连杆轴承、凸轮
轴颈与凸轮轴轴承、活塞及活塞环与气缸壁面、
配气机构各运动副及传动齿轮等。
二、润滑方式,( 1)压力润滑:是以 一定的压力
将润滑油供入摩擦表面的润滑方式。显然,压力
润滑方式形成的 油膜承载能力高,具有 缓冲及分
散应力的作用,一般在负荷较大、相对运动速度
较高的转动摩擦副的摩擦表面上应用,如曲轴主
轴颈与主轴承、曲柄销与连杆轴承、凸轮轴颈与
凸轮轴轴承等摩擦副,而活塞及活塞环与气缸壁
面这一滑动摩擦副的相对线速度虽然很高,侧压
力也很大,但无法实现压力润滑方式。
( 2)飞溅润滑:利用发动机工作时运动件溅泼
起来的油滴或油雾润滑摩擦表面的润滑方式。显
然,这种润滑方式形成的 油膜强度较低, 润滑油
容易氧化变质,用于气缸壁面、活塞销和配气机
构的凸轮、挺柱、推杆等零件的工作表面的润滑。
四冲程发动机采用压力润滑方式为主、飞溅
润滑方式为辅的连续不断的压力 循环 润滑方式 。
( 3)润滑脂润滑:通过润滑脂嘴定期加注润滑
脂来润滑摩擦表面的润滑方式。如水泵及发电机
轴承、曲轴前后端油封处等。
三、润滑系组成
( 1)机油泵 — 其功用是保证润滑油在润滑系中
循环流动,不能间断,并在发动机任何转速下
都能以 足够高的压力 供应 足够量的润滑油 。这
里,一是保证供油循环不间断,二是保证油压
在任何转速下基本稳定,前者表明机油泵应始
终能吸到油,后者表明机油泵有压力调节装置。
( 2)机油滤清器 — 用来滤除润滑油中的金属磨
屑、机械杂质和润滑油氧化物,减少磨损,防
止润滑油道堵塞。
( 3)机油冷却器 — 润滑油温度过高会导致其粘度大幅度
下降,不利于在摩擦表面形成油膜,而且加速润滑油老化
变质。机油冷却器的作用就是防止润滑油温度过高。
( 4)油底壳 — 储存润滑油的容器。
( 5)集滤器 — 用金属丝编织的滤网作为机油泵吸油口处
的机油粗滤器,防止机油中粗大的杂质进入机油泵。
此外,还有机油压力表、机油温度表、润滑油管
和润滑油道等。
四、润滑油的牌号及其选择
润滑油的牌号依据机油粘度的大小来确定 。通
常用运动粘度表示。运动粘度是根据一定量的机
油在一定的压力下,通过粘度计上一定直径与长
度的毛细管所需的时间来确定,其单位为 mm2/s。
所需时间愈长,机油的运动粘度愈大,机油的牌
号愈高 。国产机油根据 100oc情况下的机油粘度值
进行分类。汽油机机油分为四类,用 HQ打头;
柴油机机油分为三类,用 HC打头。 冬天时应选
择牌号低的机油;夏天应选择牌号高的机油 。国
外进口高档机油大多采用稠化机油,四季通用,
如 SAE10W-30表示在低温下使用时,其粘度与
SAE10W一样,而在高温下使用时,其粘度与
SAE30一样。
第二节 润滑系的油路
一、东风 EQ1090E型传统汽车 6100-1型发动机润滑系油路图
1-摇臂轴; 2-上油道;
3-机油泵传动轴; 4-主油道;
5-横向油道; 6-喷油嘴;
7-连杆小头油道;机油粗滤器;
8-机油粗滤器旁通阀;
9-机油粗滤器; 10-油管;
11-机油泵; 12-限压阀;
14-固定式集滤器;
15-机油细滤器进油阀;
16-机油细滤器; 17-油底壳。
图 8-1 东风 EQ6100-1型发动
机润滑示意图
第三节 润滑系主要部件 一、机油泵
机油泵的结构形式有两种,齿轮式机油泵和转子式机油泵 。轿车
发动机一般用转子式机油泵。
( 1)齿轮式机油泵
工作原理:齿轮的端面由机油泵盖封闭,
泵体、泵盖和齿轮的各个齿槽组成工作腔。
当主动齿轮(半圆键)带动从动齿轮旋转
时,进油腔 1的容积由于轮齿逐渐脱离啮
合而增大,腔内产生一定的真空,机油从
进油口进入,被轮齿带到出油腔,此处的
容积由于轮齿逐渐进入啮合而减小,压力
增大,机油经出油口压入润滑油道。主动、
从动齿轮完全处于啮合时,工作腔容积最
小,压力极高,使齿轮轴极易损坏,因此
在泵盖一侧开有卸压槽 3,使接近完全啮合的齿轮副之间的容积与
出油腔相通。
齿轮式机油泵的典型结构如图所示。
来自集滤器
通向全流式滤清器
通向离心式
滤清器
齿轮式机油泵齿轮与泵体的径向间隙一般不超过
0.20mm,齿轮端面间隙不超过 0.05~0.20mm。间隙过大,
润滑油压力降低,泵油量减少。
在泵体与泵盖之间有衬垫,既可以防止漏油,又可以
用来调整齿轮的端面间隙。
在机油泵盖上装有限压阀,它可将主油道的油压控制
在正常范围内( 0.15~0.6兆帕)。若油压超出上述范围,
可增加或减小垫片 7的厚度,以调整弹簧 8的预紧力,从而
保证主油道内的油压在正常范围内。
齿轮式机油泵由曲轴或凸轮轴经中间传动机构驱动,
汽油机的齿轮式机油泵典型的传动方式是机油泵与分电器
由凸轮轴或中间轴上的曲线齿齿轮经同一个传动轴驱动 。
齿轮式机油泵的优点是效率
高,功率损失小,结构简单,工
作可靠,制造较容易 ;缺点是需
要中间传动机构,体积大,制造
成本较高,供油不均匀等。国产
普通桑塔纳、捷达和奥迪等轿车
都采用齿轮泵。
( 2)转子式机油泵
转子式机油泵主要由内、外转子,机油泵体及机油泵盖
等零件组成。内转子固定在机油泵传动轴上,外转子自由
地安装在泵体内,并与内转子啮合转动。内、外转子之间
有一定的偏心距。内转子一般有四个或以上的凸齿,外转
子的凹齿数比内转子的凸齿数多一个,内、外转子的齿形
轮廓为次摆线。
工作原理:机油泵传动轴通过半圆键带动内转子转动,内转子通
过与外转子共扼曲线齿形轮廓的啮合,同方向带动外转子转动
(外转子与机油泵体内孔间隙配合)。注意到内转子将外转子内
腔分割成四个工作腔,由于内外转子中心偏置,这四个工作腔容
积随着转子的转动发生了变化,容积增大的区域形成了一定真空,
进油口设在这里;容积减小的区域压力提高,出油口设在这里。
转子式机油泵的优点是结构紧凑,供油量大
而且油压均匀,噪声小,吸油真空度较高。而且,
当机油泵安装在曲轴箱外或安装位置较高时,采
用转子式机油泵比较合适 。其缺点是内、外转子
的啮合表面滑动阻力较大,发动机功率消耗增多,
而且由于转速较高,容易产生气泡,影响正常供
油。
二、机油滤清器
机油滤清器滤芯的过滤能力与通过能力成反比。
在润滑系油路中一般装用几个不同滤清能力的滤清
器 —— 集滤器、粗滤器和细滤器。
主油道中不允许断油,因此,不同滤清能力的滤清器
分别串联和并联在主油道中。
与主油道串联的滤清器称为全流式滤清器;与主油道
并联的滤清器称为分流式滤清器。显然,粗滤清器是全
流式滤清器,细滤清器是分流式滤清器。
细滤器的作用只是在一定时间内将全部机油过滤一遍,
起洁净机油的作用,过滤后的机油重新流回油底壳,并
不参加摩擦表面的润滑。当机油主油道内压力过低时机
油不通过细滤器(单向阀)。
( 1)集滤器
( 2)全流式滤清器(纸质树脂处理)
( 3)分流式滤清器(离心式,现已不用)
三、机油冷却器
轿车发动机一般采
用水冷式机油冷却
器。
出水管
进水管
第四节 曲轴箱通风
发动机润滑油消耗率剧增的主要原因有以
下几个原因,
1、连杆弯曲偏磨,机油上窜;
2、活塞环磨损,密封失效,机油上窜;
3、气门导管橡胶密封圈损坏,机油下窜;
4、曲轴箱通风系统失效,机油上窜。
发动机工作时,总有一部分可燃混合气和废
气经活塞环漏到曲轴箱。漏到曲轴箱内的汽油蒸
汽凝结后造成机油变稀,性能变坏;废气促使机
油氧化变质,更使曲轴箱内压力升高,促使机油
上窜到燃烧室内烧掉,也从曲轴油封、衬垫等处
渗出而流失。因此,必须在发动机高、低负荷工
况下都能使曲轴箱内压力稳定(低负荷时漏气量
少,高负荷时漏气量大),这就需要曲轴箱强制
通风系统。曲轴箱强制通风系统将漏到曲轴箱内
的汽油蒸汽和废气引导到发动机的进气系统,吸
入气缸内烧掉,大大减少了发动机的废气排放量。