第8章

發動機潤滑系統2024/10/8第8章

發動機潤滑系統8.1概述8.2潤滑劑8.3潤滑系統的主要零部件8.4可調節式潤滑系統的工作原理2024/10/828.1概述一、潤滑系統的功用和潤滑方式1.潤滑系的功用將清潔的壓力和溫度適宜的發動機潤滑油（機油）不斷地供給到各運動件的磨擦表面，并在摩擦表面形成油膜，實現液體摩擦，從而減小摩擦阻力、降低功率消耗、減輕部件磨損，達到提高發動機工作可靠性和耐久性的目的。2.潤滑方式壓力潤滑：主軸承、連桿軸承及凸輪軸承等；飛濺潤滑：氣缸壁、凸輪、挺柱、氣門桿以及搖臂；潤滑脂潤滑：水泵和發電機軸承。8.1概述二、潤滑系統組成和潤滑油路1.潤滑系統組成1)油底殼2)集濾器3)機油泵4)機油濾清器5)機油散熱器6)限壓閥及旁通閥7)機油壓力開關和油壓表油壓過低報警燈8.1概述二、潤滑系統組成和潤滑油路2.潤滑系統油路油壓過低報警燈油底殼→集濾器→機油泵（溢流閥）→機油濾清器（旁通閥）→主油道→分油道油壓低時，報警燈點亮。8.2潤滑劑發動機潤滑劑一般有潤滑油和潤滑脂。一、潤滑油1.潤滑油的功用1）潤滑作用：潤滑運動零件表面，減小摩擦阻力和磨損，減小發動機的功率消耗；2）清洗作用：機油在潤滑系內不斷循環，清洗摩擦表面，帶走磨屑和其它異物；3）冷卻作用：機油在潤滑系內循環還可帶走摩擦產生的熱量，起冷卻作用；4）密封作用：在運動零件之間形成油膜，提高它們的密封性，有利于防止漏氣或漏油；5）防銹作用：在零件表面形成油膜，對零件表面起保護作用，防止腐蝕生銹；6）減震緩沖作用：在運動零件表面形成油膜，吸收沖擊并減小振動，起減震緩沖作用。8.2潤滑劑一、潤滑油2.發動機潤滑油的工作條件潤滑油的工作條件十分惡劣。1）汽車發動機潤滑油在潤滑系統內循環流動，循環次數每小時可達100次。2）在循環過程中，潤滑油與高溫的金屬壁面及空氣頻頻接觸，不斷氧化變質。3）竄入曲軸箱內的燃油蒸氣、廢氣以及金屆磨屑和積炭等，使潤滑油受到嚴重污染。4）潤滑油的工作溫度變化范圍很大，在發動機起動時，為環境溫度；在發動機正常運轉時，曲軸箱中潤滑油的平均溫度可達

95℃

或更高；同時，潤滑油還與

180~300℃的高溫零件接觸，受到強烈的加熱。8.2潤滑劑二、潤滑油使用特性及分類1.潤滑油使用特性1）適當粘度：粘度過小，高溫、高壓下易從摩擦表面流失，不能形成足夠厚度的油膜；粘度過大，冷起動困難，機油不能被泵送到摩擦表面。溫度升高，粘度減小；溫度降低，粘度增大。2）優異的氧化安定性:指機油抵抗氧化作用不使其性質發生永久變化的能力；3）良好的防腐性：添加防腐添加劑；4）較低的起泡性：如多或泡沫不能迅速消除，將造成摩擦表面供油不足。添加泡沫抑制劑；5）強烈的清凈分散性：指機油分散、疏松和移走附著在零件表面的積炭和污垢的能力。為使機油具有清凈分散性，必須加入清凈分散添加劑；6）高度的極壓性：在摩擦表面之間的油膜厚度小于0.3—0.4μm的潤滑狀態，稱邊界潤滑。習慣上把高溫、高壓下的邊界潤滑，稱為極壓潤滑。機油在極壓條件下的抗摩性叫極壓性。需在機油內加入極壓添加劑。8.2潤滑劑二、潤滑油使用特性及分類2.潤滑油分類我國的機油分類法參照采用ISO分類方法。GB／T28772－2012規定，按機油性能和使用場合分為：1)汽油機油：SE、SF、SG、SH（GF-1）SJ（GF-2）SL（GF-3）SM（GF-4）SN（GF-5）等8個級別。2)柴油機油：CC、CD、CF、CF-2、CF-4、CG-4、CH-4、CI-4、CJ-4等9個級別。每一種使用級別又有若于種單一粒度等級和多粘度等級的潤滑油牌號。例如，CC級潤滑油有3個單一粘度等級和6個多粘度等級的潤滑油牌號，它們分別是30、40和50號及5W-30、5W-40、10W-30、10W-40、15W-40和20W-40。8.2潤滑劑三、潤滑油的選用及更換1.質量等級選擇發動機潤滑油質量等級又稱為使用性能等級，是正確選用潤滑油的重要依據（1）汽油機潤滑油選擇一般來講，高質量等級可代替低的質量等級的油，但絕不能用低質量級別的油去代替高質量級別的油。8.2潤滑劑

8.2潤滑劑三、潤滑油的選用及更換2.環境溫度選擇根據地區的季節氣溫選用適當粘度等級的機油。冬季寒冷地區，應選用黏度小，凝點低的油或多級油；全年氣溫較高的地區，可選用粘度較高的油；還可以根據發動機的磨損情況選油。潤滑油選用注意：原則上同一個廠出產的礦油型同一使用性能的可混用，但不同使用性能的不允許混用。8.2潤滑劑三、潤滑油的選用及更換3.潤滑油更換為了避免故障的發生，應結合使用條件，如氣候的變化、超載、超長使用等，應定時定期更換潤滑油，并使油量適中。曲軸箱中油面高低，通過油標尺上的刻線進行檢查（各機都有規定的油面高度）。8.2潤滑劑合成潤滑油是利用化學合成方法制成的潤滑劑。其主要特點是有良好的粘度一溫度特性，可滿足大溫差的使用需要；有良好的熱氧化安定性，可長期使用。燃油經濟性有所改善，可降低冷起動轉速。目前，合成機油的價格比從石油提煉出來的機油貴。隨生產規模擴大和制造工藝的改進，合成機油的價格將會越來越便宜。未來將是合成機油的時代。8.2潤滑劑四、潤滑脂潤滑脂是將稠化劑摻人液體潤滑劑中所制成的一種穩定的固體或半固體產品，其中可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。進口或國產新車普遍推薦使用汽車通用鋰基潤滑脂。鋰基潤滑脂具有良好的高低溫適應性，可在－30~120℃的寬闊溫度范圍工作；具有良好抗水性和防銹性能，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，在高速運轉的機械部位使用，不變質、不流失，保證潤滑。它能夠滿足我國廣大地區的使用要求，與使用鈣基或復合鈣基潤滑脂比較，可以延長換油期2倍，使潤滑和維護費下降40%以上。

8.3潤滑系統主要部件一、機油泵功用：是保證機油在潤滑系統內循環流動，并在發動機任何轉速下都能以足夠高的壓力向潤滑部位輸送足夠數量的機油。8.3潤滑系統主要部件一、機油泵分類：按結構形式可分為齒輪式和轉子式兩類。a)齒輪式

b)轉子式齒輪式機油泵又分內接齒輪式和外接齒輪式，一般把后者稱為齒輪式機油泵。8.3潤滑系統主要部件一、機油泵1.齒輪式機油泵組成：工作原理：當齒輪按圖示方向旋轉時，進油腔的容積由于輪齒逐漸脫離嚙合而增大，腔內產生一定的真空，機油從油底殼經進油口被吸入進油腔，隨后又被輪齒帶到出油腔。出油腔的容積由于輪齒逐漸進入嚙合而減小，使機油壓力升高，機油經出油口被壓入發動機機體上的機油道。在發動機工作時，機油泵齒輪不停地旋轉，機油便連續不斷地流入機油道，經過濾清之后被送到各潤滑部位。8.3潤滑系統主要部件一、機油泵1.齒輪式機油泵卸壓槽：能使輪齒徑向間隙內被擠壓的潤滑油通過卸壓槽流入出油腔，減小機油泵軸襯套的磨損。機油泵的使用性能取決于齒輪與泵體的配合間隙。驅動方式：由曲軸或凸輪軸經中間傳動機構驅動。優點：效率高，功率損耗小，工作可靠。缺點：需要中間傳動機構，制造成本較高。桑塔納、奧迪均采用。8.3潤滑系統主要部件一、機油泵2.內接齒輪式機油泵也稱內嚙合齒輪式機油泵。結構：主動外齒輪，套在曲軸前端，通過花鍵由曲軸直接驅動。從動內齒輪，裝在機油泵體內，泵體固定在機體前端。內嚙合齒輪泵由曲軸直接驅動，無需中間傳動機構，所以零件數量少，制造成本低，占用空間小，使用范圍廣。但這種機油泵在內、外齒輪之間有一處無用的空間，使機油泵的泵油效率降低。另外，如果曲軸前端軸頸太粗，機油泵外形尺寸隨之增大，發動機驅動機油泵的功率損失也相應增加。8.3潤滑系統主要部件一、機油泵3.轉子式機油泵結構：主要由內、外轉子，油泵殼體及機油泵蓋等零件組成。內轉子固定在機油泵傳動軸上，外轉子自由地安裝在泵體內，并與內轉子嚙合轉動。內、外轉子之間有一定的偏心距。工作原理：優點：結構緊湊，供油量大，供油均勻，噪聲小，吸油真空度較高。缺點：內外轉子嚙合表面的滑動阻力比齒輪泵大，因此功率消耗較大。8.3潤滑系統主要部件一、機油泵4.溢流閥（限壓閥）機油泵必須在發動機各種轉速下都能供給足夠數量的機油，以維持足夠的機油壓力，保證發動機的潤滑。機油泵的供油量與其轉速有關，而機油泵的轉速又與發動機轉速成正比。但是，在高速時供油量明顯偏大，機油壓力也顯著偏高。另外，在發動機冷起動時，機油粘度大，流動性差，機油壓力也會大幅度升高。為了防止油壓過高，在潤滑油路中設置安全閥或限壓閥，一般安在機油泵或機體的主油道上。當安全閥安裝在機油泵上時，如果油壓達到規定值，安全閥開啟，多余的機油返回機油泵進口。如果安全閥安裝在主油道上，則當油壓達到規定值時，多余的機油經過安全閥流回油底殼。8.3潤滑系統主要部件二、機油濾清器功用：濾除機油中的金屬磨屑、機械雜質和機油氧化物。如果這些雜質隨同機油進入潤滑系統，將加劇發動機零件的磨損，還可能堵塞油管或油道。根據機油濾清器在潤滑系中的布置，可分為：全流式和分流式。a)全流式b)分流式8.3潤滑系統主要部件二、機油濾清器全流式機油濾清器串聯于機油泵和主油道之間，因此全部機油都經過它濾清。目前在轎車上普遍采用全流式機油濾清器。機油從紙濾芯的外圍進入濾清器中心，然后經出油口流進機體主油道，機油流過濾芯時雜質被截留在濾芯上。a)全流式b)分流式8.3潤滑系統主要部件二、機油濾清器分流式機油細濾器則與主油道并聯，經過粗濾器的機油進入主油道，而流過細濾器的機油直接返回油底殼。粗濾器濾除機油中粒徑為0.05mm以上的雜質，細濾器則用來濾除粒徑為0.001mm以上的細小雜質。a)全流式b)分流式8.3潤滑系統主要部件二、機油濾清器1.集濾器一般為濾網式，裝在機油泵前。浮筒式集濾器結構及工作原理8.3潤滑系統主要部件二、機油濾清器2.機油粗濾器機油粗濾器主要由濾芯與殼體兩大部分組成，還有密封圈、彈簧、旁通閥等輔助部件1-上蓋2、6、10、11、14、16-密封圈3-外殼4-濾芯5-托板7-拉桿

8-彈簧9-墊圈12-旁通閥13-彈簧15-閥座16-螺母圖8-11紙質濾芯1-上端蓋2-芯筒3-微孔濾紙4-下端蓋8.3潤滑系統主要部件二、機油濾清器3.機油細濾器離心式機油細濾器構造。1-殼體2-鎖片3-轉子軸4-止推軸承5-噴嘴6-轉子體端套7-濾清器蓋8-轉子蓋9-支承墊10-彈簧11-壓緊螺套12-壓緊螺母13-襯套14-轉子體15-擋板16-螺塞17-調整螺釘18-旁通閥19-進油限壓閥20-管接頭B-濾清器進油孔C-出油孔D-進油孔E-通噴嘴油道F-濾清器出油口8.3潤滑系統主要部件二、機油濾清器4.復合式機油濾清器8.3潤滑系統主要部件三、機油冷卻器在高性能大功率的強化發動機上，由于熱負荷大，必須裝設機油冷卻器。機油冷卻器布置在潤滑油路中。分為風冷式和水冷式兩類。風冷式機油冷卻器很像一個小型散熱器，利用汽車行駛時的迎面風對機油進行冷卻，散熱能力大，多用于賽車及熱負荷大的增壓汽車。但是在發動機起動后需要很長的暖機時間才能使機油達到正常的工作溫度，所以普通轎車上很少采用。水冷式機油冷卻器外形尺寸小，布置方便，且不會使機油冷卻過度，機油溫度穩定，因而在轎車上使用廣泛。8.4可調節式潤滑系統的工作原理可調節式潤滑系統是指潤滑系統可以根據發動機轉速和工況自動調節潤滑系統的機油供給量，低速低負荷工況下機油泵以低功率運行，降低消耗，高速高負荷工況機油泵以高功率運行提高供油量，保證發動機潤滑良好。從而實現兩級式機油壓力調節。由于機油泵僅泵送所需的機油量，因此機油泵的功率消耗較低。由于循環流動的機油較少，因此機油損失較少。8.4可調節式潤滑系統的工作原理一、可調節式潤滑系統組成兩級式機油壓力調節系統由機油壓力控制閥、齒輪泵、機油泵驅動輪、殼體、殼蓋和幾個用于調節機油壓力的控制通道、滑動裝置、控制活塞、控制彈簧等組成圖8-16兩級式機油壓力調節系統8.4可調節式潤滑系統的工作原理一、可調節式潤滑系統組成1.控制活塞和滑動裝置機油被泵送至兩個相互嚙合的齒輪（泵輪）。一個泵輪位于驅動軸上，由曲軸通過鏈條驅動，可縱向移動的泵輪位于另一根軸上，泵輪和軸一起構成滑動裝置。

圖8-17滑動裝置位置變化情況a）最大排量位置b）最小排量位置1-控制通道2