汽車拖拉機學2025/4/13《汽車拖拉機學》發動機潤滑系統發動機潤滑系統第一節機油與潤滑方式第二節潤滑系統的組成與油路第三節潤滑系統的主要零部件《汽車拖拉機學》2025/4/131的教學內容潤滑系統的組成潤滑原理的重點、難點掌握機油的選用掌握發動機潤滑原理的教學要求1.機油的選用與實踐2.發動機潤滑原理與實踐的課程思政融入點實戰能力科技發展環保意識科學精神可持續發展的課程思政的育人目標的“耕讀教育”思政點映射表課程耕讀教育要點耕讀教育映射與融入點教育方法與載體途徑耕讀育人預期成效機油的選用與實踐1.汽油機油與柴油機油為何不能混用？2.合成機油為何得到廣泛應用？3.發動機為何會燒機油？有何解決方法？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT實戰能力科技發展環保意識發動機潤滑原理與實踐1.潤滑系統的核心技術是什么？2.活塞潤滑的關鍵技術是什么？是如何實現良好潤滑的？3.凸輪軸、曲軸是如何實現潤滑的？4.為何要定期更換機油和機油濾清器？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學精神科技發展創新思維可持續發展7

2025/4/13第一節機油與潤滑方式8一、潤滑系統的功用

1.作用

發動機工作時，相對運動表面之間必然有摩擦。摩擦產生的阻力和阻力矩消耗發動機的功率，使相對運動表面發熱和磨損。摩擦表面的發熱超過允許極限時將破壞零件的機械性能，使磨損加劇，摩擦阻力進一步增大，如此惡性循環，發動機很快就損壞，因此為保證發動機長期正常工作，必須設法減小摩擦阻力。

發動機的潤滑是由潤滑系來實現的。潤滑系的基本任務是將定量、潔凈、有適當溫度的機油（潤滑油）輸送至各相對運動零件的摩擦表面，使零件摩擦表面產生油膜，從而減少摩擦損失和減輕磨損。2025/4/13第一節機油與潤滑方式9

1.作用

潤滑系的主要作用有：①潤滑。活塞和氣缸之間，主軸和軸瓦之間，均存在著快速的相對滑動，要防止零件過快的磨損，則需要在兩個滑動表面間建立油膜，有足夠厚度的油膜將相對滑動的零件表面隔開，從而達到減少磨損的目的。②冷卻降溫。機油能夠將熱量帶回機油箱再散發至空氣中，幫助冷卻發動機。③清洗清潔。好的機油能夠將發動機零件上的碳化物、油泥、磨損金屬顆粒通過循環帶回機油箱，通過機油的流動，沖洗掉零件工作面上產生的臟物。2025/4/1310

④密封防漏。機油可以在活塞環與活塞之間形成一個密封圈，減少氣體的泄漏和防止外界的污染物進入。⑤防銹防蝕。機油能吸附在零件表面，防止水、空氣、酸性物質及有害氣體與零件接觸。⑥抗磨。摩擦面加入潤滑劑，能使摩擦系數降低，從而減小摩擦阻力，減少能源消耗和磨損；潤滑劑在摩擦面間可以減少磨粒磨損、表面疲勞、黏著磨損等所造成的摩擦磨損。另外，在某些柴油機上，潤滑系統還向自動調節噴油提前角機構、液壓調速器、可變壓縮比活塞裝置等處供油。目前，發動機正向高強化發展，對潤滑系統及機油的要求也隨之不斷提高。2025/4/1311二、機油

機油習慣上稱為潤滑油。1.機油的類型

根據GB/T28772—2012（內燃機油分類），我國汽車機油分為：汽油機油、柴油機油、農用柴油機油3類。①汽油機油。有SE、SF、SG、SH（GF-1）、SJ（GF-2）、SI（CF-3）、SM（CF-4）、SN（GF-5）八個級別。“S”表示汽油機機油，“GF”表示以汽油為燃料、具有燃料經濟性要求的乘用車發動機油；級號越后，使用性能越好，而且可以替代級號低的機油。2025/4/13第一節冷卻方式與冷卻液12

②柴油機油。有CC、CD、CF、CF-2、CF-4、CG-4、CH-4、CI-4、CJ-4共九個級別。“C”表示柴油機油，第二字母表示質量等級，數字2或4分別表示二沖程或四沖程此油機。級號越后，使用性能越好，可以替代級號低的機油。2025/4/1313

③農用柴油機油。適用于農用柴油機及其農用汽車。每一種級別又有若干種單一黏度等級。根據國標GB/T14906—2018《內燃機油黏度分類》,采用含“W”和不含“W”兩組黏度等級系列,共14個等級。與低溫起動有關,以低溫啟動黏度、低溫泵送黏底和100℃時運動黏度劃分為0W、5W、10W、15W、20W、25W等6個等級,以100℃時的運動黏度以及150℃時高溫高剪切黏度劃分為8、12、16、20、30、40、50、60等8個等級。2025/4/1314

2.機油的選用

①汽油機選擇汽油機機油，柴油機選擇柴油機機油，通用油適用于汽油機與柴油機。

②根據氣溫選用適當黏度等級的機油，可參見圖選擇。具體機型應按使用說明書進行機油的選用與保養。2025/4/1315

3.合成機油

合成機油是利用化學合成方法制成的潤滑劑。其主要特點是良好的黏溫特性，能滿足較大溫差的使用要求；優良的熱氧化安定性，可長期使用不需更換。使用合成機油，發動機的燃油經濟性會進一步改善，同時降低發動機的冷啟動轉速。目前，合成機油的價格比石油提煉出來的機油價格高。隨著生產規模的擴大和制造工藝的改進，合成機油的成本將會越來越低，合成機油的應用將日益廣泛。2025/4/1316三、潤滑方式

對于各運動零件表面的潤滑，按潤滑油供給的方法不同。潤滑方式有壓力潤滑、飛濺油霧潤滑和潤滑脂潤滑。1.壓力潤滑

在機油泵的作用下，機油以一定的壓力輸送至摩擦表面。這種方式工作可靠，能保證潤滑部位有充足的油量，有一定的清洗、冷卻作用，同時也便于對機油進行濾清和冷卻。一般來說，承受負荷大、相對運動速度較高的零件摩擦表面，如主軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承、搖臂軸軸承等采用該潤滑方式。2025/4/13第一節冷卻方式與冷卻液17

2.飛濺油霧潤滑

這種潤滑方式是利用發動機工作時運動零件對軸承間隙處流出的機油進行擊濺，形成油滴或霧落入零件摩擦表面進行潤滑。這種方式常用于負荷較輕、工作表面外露、相對運動速度較低或不易實現壓力潤滑的零件表面，如氣缸壁、配氣凸輪、活塞銷座、連桿小頭襯套等。3.潤滑脂潤滑

對于發動機輔助系統的某些零件，如水泵及發電機的軸承，可采用定期加注潤滑油脂的方法進行潤滑。

汽車發動機采用壓力潤滑與飛濺潤滑組合的復合式潤滑系統，根據不同零件的需要采用不同的潤滑方式。2025/4/1318

2025/4/13第二節潤滑系統的組成與油路19一、潤滑系統的組成

一般綜合式潤滑系按照各部分的功能分解，主要由貯油裝置、泵油裝置、濾清裝置、檢示裝置、安全裝置和散熱裝置等組成。圖所示為4125A型柴油機采用的綜合式潤滑系統簡圖。汽油發動機的潤滑系統如圖所示。2025/4/13第二節潤滑系統的組成與油路20

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1.貯油裝置

即油底殼，其容量除了要滿足潤滑系統工作時最大循環油量的要求，還應考慮機油自然散熱的要求。容量大則機油在油底殼內停留時間長，自然散熱多，但受到結構尺寸限制，不可能做得太大。2.泵油裝置

主要有機油泵、油管和集濾器等。機油泵通過油管將油底殼中的機油吸入、加壓并送入濾清裝置，使機油在發動機內循環流動。機油泵一般布置在油底殼內，以降低吸油高度，使發動機啟動時能很快泵油。機油泵的吸油管和集濾器應保持浸沉在油面以下，以防止吸入空氣，影響潤滑系的正常工作。2025/4/1322

3.濾清裝置

包括集濾器和機油濾清器（常分為粗濾器和細濾器兩種）。用來濾除機油中的各種雜質，保證機油的清潔。4.檢示裝置

包括機油壓力表和機油溫度表、機油標尺等，用來指示潤滑系的工作狀況。5.安全裝置

包括限壓閥、回油閥（亦稱調壓閥）和旁通閥（亦稱安全閥）。限壓閥安裝在機油泵的出油道上，用來限制系統的最高壓力，保證機油泵壓力既要克服濾清器及管路、油道的阻力，滿足機體主油道內機油壓力的要求，又防止系統壓力過高而使油管破裂、密封件損壞，以及機油泵過載。當機油泵出口壓力過高時，限壓閥開啟，使部分機油流回油底殼。2025/4/1323

回油閥安裝在主油道中，防止主油道壓力過高。當主油道壓力超過規定值時，回油閥開啟，使多余的機油流回油底殼。

旁通閥安裝在機油濾清器上并與濾芯并聯。當機油濾清器被雜質堵塞、油路不暢通時，在濾清器的前后油路間產生壓力差。當此壓力差達到一定數值時，旁通閥開啟，使機油不經過濾清器而直接流入主油道，以保證對發動機各部分的正常潤滑。6.散熱裝置

包括機油散熱器及油管、轉換開關等。用于對機油進行強制冷卻，以保持機油在適宜的溫度范圍內工作。有些發動機由于功率較小或負荷不大而沒有機油散熱裝置。2025/4/1324二、潤滑系統的油器

1.4125A系列柴油機潤滑系統

發動機工作時，機油泵通過集濾器，油管將機油從油底殼吸入，增壓后沿油道送入濾清器，并在這里分成兩路，約1/3的機油流向離心式細濾器，經濾清后直接流回有底殼。約2/3的機油流入粗濾器，過濾后至轉換開關，當機油溫度高（夏季）需要散熱時，轉換開關處于圖示位置，機油經散熱器散熱后進入主油道。當機油溫度低（冬季）不需要散熱時，改變轉換開關的位置，機油便不經過散熱器而直接流入主油道。

主油道的機油經分油道進入曲軸各主軸承和配氣凸輪軸軸承。主軸承的機油經曲軸中的斜孔進入連桿軸承，一部分再經連桿桿身中的油道流至連桿小頭，以潤滑活塞銷與襯套。從各主軸承、連桿軸承、連桿小頭襯套流出的機油飛濺到氣缸壁、配氣凸輪及挺柱，以潤滑這些機件。2025/4/1325

進入凸輪軸前軸承的部分機油經機體和氣缸蓋中的垂直油道，再通過前搖臂軸座被送至配氣機構的搖臂軸中心孔內，再沿徑向孔進入各搖臂襯套，在實現搖臂潤滑后又流出滴落在配氣機構其他一些零件工作表面上。主油道中還有一部分機油流到正時齒輪室，潤滑各齒輪。

為了限制和調節機油壓力，保持系統的正常工作，在油路中分別裝有限壓閥、旁通閥和回油閥。限壓閥的開啟壓力為640～680kPa；旁通閥調整到粗濾器中油壓為340～440kPa時開啟；回油閥調整到柴油機處于標定轉速時（1500r/min），主油道的壓力為190～240kPa。

4125A柴油機潤滑系還設有機油溫度表和機油壓力表，分別指示機油溫度和主油道機油壓力。2025/4/1326

2.X4115型柴油機潤滑系統

圖為X4115型柴油機的潤滑系統，它與4115A型柴油機潤滑系統基本相同，主要區別是它只有一個全流式濾清器，工作時，曲軸齒輪驅動油泵的齒輪，機油自油底殼通過集濾器吸入，經增壓后沿油道進入全流式離心濾清器，機油全部濾清后分兩路流出，其中1/3油量流回油底殼，2/3油量進入主油道。是否需通過機油散熱器，可由濾清器上的冬、夏轉換開關控制，一般冬季不通過散熱器而直接進入主油道。2025/4/1327

2.X4115型柴油機潤滑系統

進入主油道的機油經五條分油道分別進入各主軸承和凸輪軸軸承.進入主軸承后部分機油經曲軸上的斜油道進入四個連桿軸承。凸輪軸二、四軸承與氣缸體、缸蓋垂直油道相通，進入軸承的部分機油沿垂直油道及油管進入搖臂軸空腔內，潤滑搖臂襯套等。

由于軸系高速旋轉，各軸承處泄出的機油被濺灑成細小油滴，使氣缸壁、連桿小頭襯套、活塞銷座和凸輪表面等得到飛濺潤滑。最后各路機油均回油底殼，構成機油的流動循環。

另外，還有部分機油沿主油道至齒輪室油道，潤滑正時齒輪軸系。2025/4/1328

2.X4115型柴油機潤滑系統

該潤滑系設有限壓閥、安全閥和調壓閥。限壓閥位于機油泵殼體上，其開啟壓力為0.7～0.75MPa，可在試驗臺上檢查調整。安全閥和調壓閥均位于濾清器殼體內，是不可調的。

冬夏轉換開關位于濾清器底殼右側，其調節盤（圖中未畫）通過兩個螺釘固定于殼體上，調節盤上有“D”（冬）和“X”（夏）二字，調節盤左側有一橫箭頭，當“D”字與箭頭相對時，濾清后的機油不通過散熱器而直接進入主油道。在環境溫度大于278K時，松開螺釘轉動調節盤，使“X”字對準箭頭，以使機油經散熱器冷卻。2025/4/1329

3.轎車汽油發動機的潤滑油路

下圖所示為某轎車1.8L汽油發動機的潤滑系統油路，它采用復合式潤滑系統。發動機工作時，機油由集濾器初步過濾后進入機油泵，經機油泵提高壓力后泵入機油濾清器，從濾清器出來后進入主油道。進入主油道的機油經曲軸箱上的五條并聯橫向斜油道引導流至曲軸主軸承、潤滑主軸頸，再經曲軸內的油道流入四個連桿軸承，潤滑連桿軸頸。機油再經過連桿桿身的油道潤滑活塞銷，并對活塞進行噴油冷卻。中間軸的機油由發動機前邊第一條橫向斜油道供給。與主油道垂直的油道將機油送到氣缸蓋縱向油道，再通過五道并聯的橫向斜油道將機油送到凸輪軸，潤滑凸輪軸軸頸。在氣缸蓋和氣缸體右側（由前向后看）布置有回油孔，使氣缸蓋上的機油流回曲軸箱。2025/4/1330

3.轎車汽油發動機的潤滑油路2025/4/1331

潤滑系統的報警系統裝有兩個油壓開關，低壓油壓開關為褐色絕緣體，高壓油壓開關為白色絕緣體，均位于機油濾清器支架上。當打開點火開關時，位于儀表板中的機油壓力警告燈開始閃爍，啟動發動機。當機油壓力大于0.03MPa時，低壓油壓開關斷開，警告燈自動熄滅。當發動機低速運轉時，如果機油壓力低于0.03MPa，則低壓油壓開關觸點閉合，機油壓力警告燈閃爍。當發動機轉速超過2150r/min時，如果機油壓力達不到0.18MPa，高壓油壓開關的觸點斷開，機油壓力警告燈閃爍，警報蜂鳴器也同時報警。

由于轎車發動機轉速高、功率大、凸輪軸多為頂置，機油泵一般由中間軸驅動；配氣機構多多采用液力挺柱；在主油道與機油泵之間多用單級全流式濾清器，以簡化濾清系統。集濾器為固定淹沒式，以保證潤滑系統工作可靠。2025/4/1332

2025/4/13第三節潤滑系統的主要零部件33一、機油泵

潤滑系統的主要零部件有：機油泵、機油濾清器、機油冷卻裝置等。

機油泵的功用是提高機油壓力和保證一定的流量，向各摩擦表面強制供油，使發動機潤滑部位得到可靠的潤滑。機油泵一般有齒輪式和轉子式兩種。1.齒輪式機油泵

分為外嚙合式和內嚙合式兩種（1）外接齒輪式機油泵

其工作原理如圖所示。在泵體內裝有一個主動齒輪和一個從動齒輪，泵體上有進出油腔。2025/4/13第三節潤滑系統的主要零部件34

工作時，主動齒輪、從動齒輪按圖示箭頭方向旋轉，進油腔處的容積因齒輪脫開嚙合而增大，腔內產生一定真空度，機油被吸入并充滿進油腔，隨著齒輪旋轉，充滿齒間的機油被帶到出油腔，而出油腔容積因齒輪進入嚙合而減小，油壓上升，使機油從出油腔壓送出去。

當齒輪進入嚙合時，嚙合齒間封閉的機油，由于容積變小在齒輪間產生很大的推力，導致軸承磨損，并消耗功率。為此在泵蓋上銑出一條卸壓槽，使齒根間受擠壓的機油通過卸壓槽進入出油腔。

外嚙合齒輪式機油泵具有結構簡單、加工方便、工作可靠、能產生較高壓力等優點，因而廣泛用于各種柴油潤滑系。2025/4/1335

（2）內嚙合齒輪式機油泵。

外齒輪為主動齒輪，套在曲軸前端，通過花鍵套直接由曲軸驅動。內齒輪為從動齒輪，安裝在機油泵體內，泵體固定在發動機機體前端。當主動齒輪旋轉時，帶動從動齒輪旋轉，進油容積由小變大，不斷進油；出油容積不斷由大變小，油壓升高。這種齒輪泵直接由曲軸驅動，無需中間傳動機構，所以零件數少，體積小，成本低，但泵油效率較低。2025/4/1336

2.轉子式的機油泵

如圖所示，轉子式機油泵主要由外轉子、內轉子、殼體、泵軸等組成。殼體內有裝有不同心的外轉子和內轉子，即有一偏心距e。外轉子松套在殼體內，它的內圈有五個齒。內轉子固定在泵軸上，它的外緣有四個齒。工作時，內轉子帶動外轉子轉動，它們的轉動方向相同但轉速不同，因此內、外轉子之間有相對運動，且無論轉到任何位置，內轉子的四個齒都與外轉子齒廓接觸，而形成四個容積不斷變化的工作腔。進油孔一側的工作腔容積由小變大，機油被吸入，出油孔一側的工作容積由大變小，將機油壓送出去。

轉子式機油泵結構緊湊，供油均勻，噪聲小，吸油真空度高，適于安裝在曲軸箱外且位置較高的發動機上。2025/4/1337

2025/4/1338二、機油濾清器

1.功用

機油濾清器用來濾除機油中的金屬屑、機械雜質和機油的氧化物。2.類型

濾清器的分類方法較多。①按過濾細度分。可分為粗濾器和細濾器，粗濾器一般能過濾0.05～0.1mm及以上粒度的雜質。②按濾清器在機油路中的位置分。可分為全流式和分流式濾清器。全流式濾清器與主油道串聯，全部循環機油都要流過它；分流式濾清器與主油道并聯，一般只有總循環量的10％～30％流過它。③按濾清方式分。可分為過濾式和離心式兩類。2025/4/13第三節潤滑系統的主要零部件39

過濾式濾清器是使機油通過具有一定縫隙或孔隙的濾芯，把大于間隙的雜質阻在濾芯之外，達到濾清目的，目前廣泛使用的是紙質濾清器，其濾芯結構形式與燃油紙質濾芯相同，這里不再介紹。

離心式濾清器是利用旋轉離心力的原理，將機油中混入的密度大的雜質分離出來。它可分為全流式與分流式離心濾清器。2025/4/1340三、機油冷卻裝置

1.功用

機油冷卻裝置的作用是降低機油溫度，保持機油一定的黏度。2.冷卻方式

機油的冷卻方式分自然冷卻、強制冷卻和復合冷卻。常用的冷卻介質有空氣和水。

自然冷卻是利用油底殼外露表面，通過空氣散