烧机油现象分析

1、大连汽车职业技术学院毕业论文烧机油现象分析 作者：徐业龙专业：汽车检测与维修 学号： 1101234 年级：11级2班 指导老师：于佳 成绩：摘 要随着生活水平的提高，汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户。在这同时汽车维修的工作量也越来越重了，汽车烧机油故障是非常普遍也是汽车中最常出现的故障之一。也本文主要介绍了活塞环的作用、结构、原理和类型；润滑系的组成；机油进入燃烧室的路径；汽车发动机烧机油会出现哪些现象；汽车发动机烧机油会有哪些危害；怎样判别汽车发动机烧机油的原因；烧机油的排除的具体方法和怎样预防发动机烧机油。论文最后以汽车发动机烧机油故障检修的方法，对汽车发

2、动机再深入探讨，以达到对汽车发动机润滑系系统，发动机工作原理的深入了解，并运用在实际工作中。关键词：活塞环 润滑系 路径 烧机油AbstractWith the improvement of living standards, the rapid development of auto industry and people's living standard is increasing day by day, the car began to enter homes.At the same time the car maintenance work more and more hea

3、vy, car burn the oil fault is very common in the car is also one of the most commonly occurs in the fault. Also this article mainly introduced the function of the piston ring, structure, principle and type; The composition of the lubrication system; The oil into the path of the combustion chamber; T

4、he car engine burn the oil will appear what phenomenon; The car engine burn the oil what harm; How to judge the car engine burn the oil reasons; Burn the oil out of the specific methods and how to prevent engine burn the oil.The paper to the car engine burn the oil breakdown maintenance method, of a

5、utomobile engine discussed again to the car engine lubrication system ,engine the deep understanding of the working principle, and used in the practical work.Key words: Piston rings，lubrication system，path，Burn the oil第一章 机油进入燃烧室的路径41.1 机油从缸体处进入燃烧室41.2 机油从缸盖出进入燃烧室41.3 机油进入燃烧室的危害及总结51.3.1 危害51.3.2 总结

6、5第二章 活塞环82.1 活塞环的作用92.1.1 密封92.1.2 控制润滑油92.1.3 导热92.1.4 支承导向102.2 活塞环的工作原理102.2.1 气环的密封原理102.2.2 活塞环的密封原理总结122.2.3 活塞环油环的原理122.3 活塞环的种类122.3.1 气环132.3.2 油环开口形状162.3.3 油环172.3.4各种断面形状气环主要特点192.4 活塞环的工作条件212.4.1 高温212.4.2 高压212.4.3 高速212.4.4 变负荷212.4.5 润滑困难212.5 活塞环的材料要求21第三章 润滑系的组成223.1 机油泵233.1.1 齿轮

7、式机油泵233.1.2 转子式机油泵233.2 机油滤清器243.2.1 机油滤清器的功用243.2.2 机油滤清器的结果及作用243.3 机油散热器25第四章 烧机油的现象、危害及原因274.1 烧机油的现象274.2 烧机油的危害274.3 烧机油的原因284.3.1 曲轴箱机油过量284.3.2 回油道堵塞284.3.3 活塞环失效284.3.4 活塞环错装284.3.5 气缸和活塞异常磨损284.3.6 正时齿轮或链条磨损294.3.7 摇臂轴安装颠倒294.3.8 气门油封损坏或漏装294.3.9 进气歧管密封垫损坏294.3.10 气缸盖垫漏油294.3.11 隔板或油气挡板丢失2

8、94.3.12 轴承磨损或损坏294.3.13 气缸变形294.4 机油变少的其他原因304.4.1 正常的机油消耗量304.4.2 漏机油30第五章 烧机油的排除方法及怎样预防烧机油315.1 烧机油的排除方法315.1.1 凉车烧机油315.1.2 急加速烧机油315.1.3 随时烧机油315.2 怎样预防烧机油315.2.1 选择机油有讲究315.2.2 新车磨合按要求315.2.3 燃油品质要合格325.2.4 定期保养32参 考 文 献33第一章机油进入燃烧室的路径烧机油一般来说有两大部分：一部分是缸体，一部分是缸盖。汽车发动机在工作是可能会有很多原因可以引起烧机油的故障，几乎每一台

9、发动机都会烧机油，只是程度不一样，极少量的烧机油是无大碍的。虽然引起烧机油的原因有很多，但烧机油时，机油进入燃烧室的路径却很少，烧机油的路径主要有：机油从活塞环处进入燃烧室、机油从进气门油封处进入燃烧室两条路径。1.1机油从缸体处进入燃烧室缸体烧机油也分几种情况：一种是缸筒磨损过大，一种是活塞磨损过大或活塞环失效。当缸筒磨损过大，在活塞上止点形成“台”时，还有缸筒磨损不均，行车锥型或椭圆时，被活塞环代上来的机油会存积并参与燃烧；当活塞磨损过大或活塞环长期使用后失去弹性时，密封不严，带上来过多的机油进入燃烧室参与燃烧也会形成烧机油。主要有以下原因：A缸体与活塞环磨损严重，导致活塞环与缸体之间的间

10、隙过大；B活塞环磨损、断裂，使之刮油性能下降；C活塞环的倒角装反，会使机油泵人燃烧室内燃烧；D环槽磨损过甚，活塞环开口未按规定错开180°；E曲轴箱通风不良，导致机油被吸入燃烧室；1.2 机油从缸盖处进入燃烧室缸盖烧机油是因为气门导管偏磨形成缝隙，机油漏进燃烧室和(或)气门油封老化，密封度下降导致机油延气门流入燃烧室。 主要原因是：气门杆与气门导管配合间隙过大，气门杆油封漏装、错装、装反或油封损坏失效等。当气缸内部高压气体窜入曲轴箱后，迫使机油从曲轴箱与进气岐管相连接的气管进入燃烧室；从气门油封处窜入燃烧室，而后随高压气流进入排气管。机油若从气门杆处流入，则气门室有油渍。1.3 机油

11、进入燃烧室的危害及总结1.3.1 危害机油进入燃烧室后会出现积碳现象，积碳会出现以下的危害：A.引起冷启动困难、怠速抖动、加速变缓、油缓上升等故障；B.缩短三元催化器、氧传感器、火花塞等零件的使用寿命；C.影响活塞环及进气阀的正常工作，导致烧机油现象；D.机油消耗明显增加；浪费时间和维修费用。1.3.2 总结在烧机油轻微的时候，可以通过观察排气来大致判断故障部位：如果凉车着车时烧机油，多半是气门油封，如果热车烧机油则多半是活塞或活塞环。发动机废气管(机油室通发动机进气管)堵塞造成机油室压力过高会造成部分机油窜入燃烧室燃烧。 气缸垫油道与气缸对冲也会使部分机油窜入燃烧室燃烧。当烧机油严重时，很难

12、判断是缸体还是缸盖烧机油，必须拆散发动机检查，有时候还必须将活塞从缸筒中捅出来，用内径千分尺测量缸筒的圆度、锥度来判定。第二章活塞环活塞环是内燃机关键零件之一，它与活塞、气缸套相互联系在一起，组成发动机动力源组件。随着内燃机向高强化、低排放、高寿命方向发展，对活塞环质量要求越来越高，不仅要求活塞环有很高的可靠性、经济性，而更重要的是要有最佳性能。2.1 活塞环的作用活塞环在内燃机中，其主要作用有四点：密封、控制润滑油、导热、支承导向。2.1.1 密封活塞环是所有发动机零件中唯一作三个方向运动的零件。（即轴向运动、径向运动和圆周方向的旋转运动），同时也是使用条件中最为苛刻的零件。发动机燃烧室在爆

13、炸的瞬间，燃气温度可达到20002500，其爆发压力平均达到50kg/cm平方，活塞头部的温度一般不低于200。活塞是作往复运动的，其速度和负荷都很大。因此活塞环是工作在高温、高压条件下的。尤其是第一道气环，承受的温度最高，润滑条件也最差，为了保证它具有和其它几道环相同或更高的耐用性，常常将第一道气环，的工作表面进行多孔镀铬处理。多孔镀铬层硬度高，并能贮存少量的润滑，以改善润滑条件，使环的寿命提高23倍。近年来，摩托车发动机大多采用长度短于缸径的活塞，这种活塞的头部在上行程转到下行程时会产生摆动现象，使活塞环外圆的上下边缘紧紧地与缸壁接触，导致活塞环的棱缘加载而形成刮伤。为避免这种异常现象，一

14、般将第一道气环外圆制成圆弧状，以其上、下端面的边缘角不触及缸壁，并且易于发动机的初期磨合，这种气环称为桶面环，为目前高功率高转速的内燃机所采用。尽管当今制造技术非常精细，零部件差亦控制在最小范围，但因其材料、热处理及装配后的机械变形，汽缸内的气密总有极个别泄漏点存在，这就需要发动机在使用初期进行良好的磨合及启动后适当的预热来逐渐消除摩擦副的凹凸不平点。倘若由于多种原因引起汽缸的密封不良时，会引起压缩压力下降和燃烧气体的窜漏，高压高温气体将穿过缸壁与活塞环之间的微小空隙，由此而引起的故障是破坏了活塞环与缸壁之间的所必需的油膜，以致形成了金属之间直接接触的干磨擦状态，从而导致了因干磨擦而烧伤的拉伤

15、活塞、活塞环和汽缸，使发动机产生异常磨损。泄漏的高温气体窜入曲轴箱使机油变质和产生硬质油泥，使活塞环发生粘着等故障。由此看来，确保活塞环在汽缸内的气密性关重要，来不得任何的泄漏。在往复式内燃机中，活塞环是一种运动件，亦是一种密封件。活塞环在高速往复运动状态下，在高温、高压燃气的作用下，完成对燃烧室和曲轴箱之间的密封作用，即阻阻止气缸中燃烧产生的高温高压气体窜到曲轴箱中，这是活塞环的主导功能。一般，燃气通过活塞环有三条通道：（1）活塞环与气缸内壁的周向间隙；（2）活塞环与环槽上、下侧面间隙；（3）活塞环开口间隙。 图2.1气密功能其中活塞环与气缸内壁的周向间隙是燃气漏泄的主要途径，为减少漏气量，

16、要求活塞环与气缸内壁之间必须存在一条连续不断的线贴合区域，并使环的一个平面与相应活塞环槽的一个侧面处于良好接触状态，从而达到切断漏气通道的作用。同时，由于环槽底燃气压力，把活塞环紧紧压向气缸内壁，亦有利于环的密封。另外，活塞环与气缸内表面的几何形状贴合良好与否、环的截面形状以及环的数量等都对密封有很大影响。2.1.2 控制润滑油活塞环是在高负荷下和高温气氛中沿缸壁来回滑动的。为了更好地发挥其功能，既要有少量的机油润滑汽缸和活塞，又必然适当地刮掉附着在缸壁上多余的机油，防止其上窜以保持机油消耗量适中。大家知道，四冲程发动机在进气行程中，燃烧室内的压力低于曲轴箱内的压力，由于这种压差起着一种泵油作

17、用，所以机油通过活塞环、活塞和汽缸之间微小间隙而被吸入燃烧室，导致因窜机油而使机油消耗量大增。尤其在发动机怠速情况下，节气门基本处于关闭状态，汽缸内负压较大时，这种现象更趋严重。为了控制机油上窜，一般都将活塞上第二道气环外圆制成锥面。锥面环既能在活塞上行时的滑动面上布下油膜，又能在活塞环下行时有效的刮去缸壁下端多余机油，真可谓一举两得。为了更加有效地将飞溅至汽缸壁下部的机油刮净，又在活塞第二道气环的下部增加一道钢片组合式刮油环。这种环的特点仅在于其接触压力高，而且由于上下刮片能够分别动作，即使对于正圆爌较差的汽缸来说，也具有良好的适应性。更重要的是每个刮片不仅与汽缸之间的滑动成处保持密封，而且

18、也在环槽的上下两端之间，保持对机油的气密作用，因此封油效果极佳。二冲程发动机一般采用油雾润滑。机油与汽油及空气混合后的油雾，一部分润滑曲轴连杆承和汽缸活塞下部，另一部分在扫气过程中进入燃烧室的高温高压下总会有部分碳分子残留在活塞顶部和第一道气环的环槽内。为此，楔形环应运而生。它的效能在于楔形环作径向运动时，间隙变大，反之，在向内运动时，间隙变小。因此残留在环槽中的油泥被磨碎，并随机油和废气一起排出，这样就起到了自动清除积碳的作用。楔形环一般安装在第一道气环，也有少部分发动机由于机油流量较大，为增强清除积碳的功能，故两道气环均安装楔形环。活塞环控制润滑油作用就是活塞环对气缸壁润滑油膜厚度的控制和

19、调节。活塞环在气缸中阻止润滑油从曲轴箱进入燃烧室，从而降低滑油耗量。我们知道，活塞环组中滑油是无规则的，中小型机多用飞溅方式，强载机则用压力循环润滑。为了使活塞环正常滑动，必须不断地供给滑油，同时又要求活塞环能刮落气缸壁上的过多滑油，也就是既要保证活塞环润滑所需要的油膜厚度，又要保持较低的滑油耗量，以防止过多的滑油上窜到燃烧室，不仅滑油耗量增大，又会因燃烧产生的积碳影响传热性能。2.1.3 导热内燃机活塞是在每次爆发的高温高压气体的作用下工作的。因此，如果不及时地将活塞顶部的热量散发出去并冷却之，那么活塞上部就会严重过热。其结果是，由于活塞不正常膨胀而刮伤，同时由于硬度降低而使活塞早期磨损，由

20、于机油变质而引起粘环，由于活塞顶和活塞销座处强度降低而损坏等等。这些都对发动机的正常工作带来致命的危险。由此可见，活塞环的作用包含了将燃烧气体造成的活塞高温传给缸体，即对活塞起到冷却作用。据有关资料介绍，活塞顶部大气层受热量中有70%80%是通过活塞传给缸壁而散掉的。活塞环在气缸中起着传热作用。当内燃机工作时，活塞温度很高，一部分热量经活塞环传给气缸壁，再由气缸壁传至冷却水，从而降低活塞温度。一般，冷却活塞中，活塞环传导的热量为3040%；非冷却活塞中，活塞环传导的热量可达活塞顶所承受热量的7080%。活塞环的散热作用实际上与环的几何尺寸，截面形状，材料的导热性、热膨胀系数，环与环槽间的间隙以

21、及有关表面精度等都有很大关系，应慎重选取。2.1.4 支承导向活塞因受气体压力而作往复运动，这种往复运动通过曲轴变为旋转运动，所以活塞环承受着侧推分力。因此，活塞环填补了活塞与汽缸之间的间隙，并经常与缸壁接触而作滑动运动。它不仅防止了窜气，控制机油，而且还防止活塞与缸壁的强烈接触。亦高压气体达到环的背隙中，其压力把活塞环外圆压向汽缸内壁，使活塞保持浮动状态。可以认为，这时活塞环与环槽必须留有合适的侧隙和背隙。一般情况下，背隙的作用有两个：第一在于防止因活塞环和活塞的膨胀而使环粘着在不槽中；第二在于提高活塞环滑动面的接触压力。起到了防止活塞与缸壁强烈接触的作用。 图2.3支撑功能活塞在气缸内运动

22、靠环支撑。因活塞受燃气的加热而膨胀，所以气缸与活塞之间必须留有间隙，以防活塞咬死。对热负荷高的发动机，其间隙更要大一些，由于间隙的存在，活塞就必须依赖活塞环才能在气缸内保持运动平衡，防止活塞不断撞击气缸壁。一旦减弱和破坏活塞环的支承作用，必将导致活塞组件失去运动平衡，从而产生噪声、偏磨、擦伤等故障，甚至出现融着、折损和拉缸等严重故障。因此，活塞环基体材料的选择，活塞环断面形状，以及必要的结构力学计算，强度、应力计算，刚性、共振频率计算以及各种变形计算尤为重要。值得人们注意的是，当发动机在寒冷的冬季作低温和断续运转时，活塞的窜气量将增多，由燃烧产生的水蒸汽凝结在曲轴箱内壁上。另外，在低温运转时亦

23、易于产生碳烟。因此润滑油和水相混合后，在碳烟中形成低温胶质。这不仅使曲轴箱中的机油呈油泥状而且易粘结在活塞环上。高温胶质是在超负荷高速运转等情况下，发动机处于高温状态时产生的，胶质中几乎无水分，而氧化物却很多。所以说为了预防低温和高温胶质带来粘环现象，必须使用优质内燃机机油。为防止机油老化变质，使用添加了抗氧化和促进分散剂的纯原装优质机油为最佳的选择。综上所述，在构成发动机各种零件中，以活塞环的作用最为微妙，稍有不良就会影响发动机的性能。即使是设计制造精良的活塞环，如使用不当也会引起各种故障，从而不能充分发挥活塞环的工作效能。2.2 活塞环的工作原理2.2.1 气环的密封原理 图2.4 气环（

24、1）第一密封面的建立：环在自由状态下，环外径大于缸径，装缸后在其弹力P0作用下与缸壁压紧，形成第一密封面。（2）第二密封面的建立：活塞环在运动时产生惯性力Pj，与缸壁间产生摩擦力F，以及侧隙有气体压力P1，在这三个力的共同作用下，使环靠在环槽的上侧或下侧，形成第二密封面。 （a）第一密封面 (b)第二密封面图2.5 气环密封（3） 第一密封面的加强：窜入背隙的气体，使环对缸壁进一步压紧，加强了第一密封面的密封。 （a）第一密封面 （b）第二密封面 图2.6 气环的密封面 图2.7 气环的密封原理2.2.2 活塞环的密封原理总结气环的密封原理：活塞环在自由状态下不是正圆形，其外廓尺寸比气缸直径大

25、。当活塞环装入气缸后，在其自身的弹力作用下环的外圆面与气缸壁贴紧形成第一密封面，气缸内的高压气体不可能通过第一密封面泄漏。高压气体可能通过活塞顶岸与气缸壁之间的间隙进入活塞环的侧隙和径向间隙中。进入侧隙中的高压气体使环的下侧面与环槽的下侧面贴紧形成第二密封面，高压气体也不可能通过第二密封面泄漏。进入径向间隙中的高压气体只能环的外圆面与气缸壁更加贴紧。这时漏气的惟一通道就是活塞环的开口端隙。如果几道活塞环的开口相互错开，那么就形成了迷宫式漏气通道。由于侧隙、径向间隙和端隙都很小，气体在通道内的流动阻力很大，致使气体压力迅速下降，最后漏入曲轴箱内的气体就很少了，一般仅为进气量的0.21.0。2.2

26、.3 活塞环油环的原理油环：油环顾名思义，主要用来刮油，刮走钢壁上多余的润滑油，保持适度润滑，减少机油消耗。 （1）布油：向气缸壁上分布润滑油；（2）刮油：将气缸壁上多余的润滑油刮下来。2.3 活塞环的种类 活塞环按功能分类，可以分为以气密功能为主导的气环和以控油功能为主导的油环。（见图2.9） 图2.9 活塞环类型2.3.1 气环气环以安装位置分，有第一道压缩环、第二道压缩环和第三道压缩环。气环以结构形状分，有矩形环、桶面环、锥面环、梯形环和扭曲环。其中扭曲环又包括内倒角环、内台阶环、外台阶环、鼻形环和楔形环等。（1） 矩形环剖面是矩形的气环。几何形状简单，在正常工作条件下具有足够的密封性，

27、便于加工，曾为中小功率柴油机经常采用，但随着发动机的日益强化，活塞热负荷增加，热变形加大，活塞头摇摆加剧等原因，致使矩形环在工作中失去与气缸壁的良好贴合，其上缘与气缸壁接触，而下缘离开缸壁，就起不到刮油作用，反而向上泵油，增大滑油耗量，因此矩形环的使用受到限制，在低速十字 图2.10 矩形环头发动机中还广泛采用。（2） 桶面环 桶面环的表面形状多呈凸圆弧形。一般取公称 直径的一半作桶形面的半径（即桶面半径等于气缸 半径）。它主要用作第一道气环（通常经镀铬处理），常与锥面环串联使用。其优点如下：a 因桶面环的两面均是楔形，机油的入口间隙大，则机油以楔形进入并产生一个使环浮起的油压形成 液体润滑，

28、因此磨损可以减小； 图2.11 桶面环b 桶面环与气缸之间是线接触，能适应活塞的晃动，因改善接触情况，减少粘着磨损的发生；c 磨合性能好，桶面环实质上是双向微锥面环，所以易于磨合；d 密封性能好。环与气缸线接触，即使表面发生变形时仍能保持良好的接触。（3） 锥面环锥面环的外圆呈锥形，锥度一般为8.726.2m(0.5º1.5º)采用镀层或非镀层结构。锥面环是在活塞环外圆面上加工一个很小的斜角，由于减少了环与气缸壁接触面，从而提高表面接触压力，有利于磨合和气密，同时，活塞下行时，易于刮油；活塞上行时，由于斜角的“油楔”作用，能在油膜上“飘浮”过去，不会引起熔着磨损。锥面环斜角

29、选取必须恰当，一般在2060范 围内。安装时注意斜面角不能倒装，否则会引起很大的窜油现象。一般用于中间环。图2.12 锥面环（4） 梯形环两侧面倾斜的气环。由于梯形剖面，环在径向运动时，侧隙将不断变化，因而能使燃烧室积碳减到最低程度。（a）直角梯形 （b）等腰梯形图2.13 梯形环为了提高气环的抗结胶能力，梯形环结构应运而生了。当活塞受侧压力的作用而改变位置时，环的侧隙发生变化，能将环槽中的结焦挤出，从而使活塞环槽处的许用工作温度比矩形环高20左右，能使活塞环在240250 下长期工作而不结焦。梯形环的夹角一般为15º，也有用10º，20º的。梯形环又分直角梯形环

30、（环截面为直角梯形）和等腰梯形环（环截面为等腰梯形）。梯形环在第一道环中使用最广，也可以用于第二、第三道环。梯度可以是一边或两边都有，环槽也有相应的梯度。选择一定的环槽和环的锥角和公差，使内外底面匹配良好，以优化窜气和机油控制。环和环槽间的相对运动可避免积碳形成，以防止环在环槽中卡死现象。直角梯形环适合于烧重油柴油机或航空发动机，等腰梯形环多用于烧重油强载柴油机，近年来，小功率柴油机和二冲程汽油机也开始采用。（5） 扭曲环（a）、（b）反扭曲环； （c）、（d）正扭曲环；（e）反扭曲锥面环； （f）锥面环； （g）倒角环； (h)鼻形环图2.14 扭曲环扭曲环的形式多种，主要的如图2.14所示

31、。扭曲环都是在矩形断面的适当部位上切除一部分金属而形成的。其工作原理是通过环的不对称截面产生扭曲。当把它们装入气缸后，环的断面能产生一些扭曲，这是因为环的断面是不对称的，产生的一个力矩使截面扭转，因此，扭曲环与气缸、活塞环槽之间的接触是线接触。密封性能得到改善，并且环的上下端面和环槽的间隙变小，也减轻了相互间的冲击。环扭曲成碟形称为正扭曲环图2.14（d）、（c），向下刮油作用较好，但含有少量机油进入环槽； 环扭曲成盖子形称反扭曲环图2.14（a）、（b），当环下行时，可能引起窜油。近年来，将反扭曲环和锥面环相结合，而在反扭曲环的外圆工作面上做出锥度图2.14（e），这样既能有效地向下刮油，又

32、能防止机油流入环槽。扭曲环的扭转角度一般为径向厚度上的扭曲量为环径向厚度的0.51.5% ，而扭曲的斜角为1530。但倒角环图2.14（g）和锥面环图2.14（f）的斜角度比较大，倒角环可达 10º20º；锥面环为2.5º5º。2.3.2 油环开口形状环的开口常用的有平口、阶梯形开口、斜开口三种形式。 气环开口形状 开口形状对漏气量有一定影响。 （a） （b） （c）图2.15 油环的开口形状 （1） 平口（直开口）(图a)工艺性好，但密封性差； （2）阶梯形开口(图b)密封性好，工艺性差； （3）斜开口(图c)的密封性和工艺性介于前两种之间。2.3.3

33、 油环油环具有回油孔或等效结构，能从缸壁上刮下机油的活塞环。主要用来调节（或控制）气缸壁上润滑油并带有回油通道的活塞环。图2.16 油环的刮油作用油环又分外阶梯倒角环、鼻形环、开槽油环，弹簧胀圈油环、钢片组合环等。（见图1-7）外阶梯倒角环 鼻形环 开槽油环 弹簧胀圈油环图2.17 油环种类（a）、（b）钢片组合环图2.18 油环种类（1） 外阶梯倒角油环广泛应用于大缸径发动机，作为向下刮油和布油环。（2） 鼻形环切台呈鼻形外切扭曲环。作为中速发动机的向下刮油环。钩形切口保证了刮油边尖角的竖实性和不变形侧面接触宽度。（3） 开槽油环侧面平行，具有两个接触环岸，并有回油孔的油环。由于环岸狭窄，可

34、得到高的比压是最常见的一种油环。它通过回油槽或油孔把刮油带一分为二，根据实际应用需要，通过控制刮油带的宽度，来改变油环表面接触压力和刮油效率。（4） 弹簧胀圈油环在油环背面加有各种形式的衬簧，称作弹簧胀圈油环，其结构型式很多。螺旋弹簧由方形或圆形截面的钢丝制作，环的接触压力通过弹簧扩胀作用而获得。衬簧可以使环的压力增高，环压均匀和弹性稳定，从而使油膜均匀、磨损下降，机油消耗下降。为了减小油环背面与螺旋胀圈接触表面的磨损，可以将衬簧与环背面设计成面接触并镀铬抗磨。该环广泛用于高速发动机。（5） 钢带组合油环钢带组合油环是一种较新的结构形式，在发动机上已得到广泛运用。这种环有二种结构型式：组合式刮

35、片和胀圈以及分离式刮片和胀圈。它与缸套变形有良好的适应性和较高的接触压力。主要优点：A 接触压力高，压力分布均匀，普通铸铁油环比压为0.150.3MPa，组合油环为1.01.5MPa；B 刮油能力好，有效防止窜油。由于钢片具有柔软性，各个刮片独立工作，能很好地适应气缸的不均匀磨损和活塞晃动及变形的影响，达到良好地密封；C 回油通路大。通路开口的比率：铸铁油环为1015%，组合油环为3050%，不但降低机油消耗，而且有效防止结胶积渣；d 质量小。比铸铁油环减轻一半以上，因为端面之间没有撞击，环槽磨损大为减少；E 制造工艺简单，适合于大量生产。当然，组合油环需使用高级钢材（如65Mn钢），而且需要

36、有一系列加工设备，刮片表面要镀铬等，对于大规模推广使用，尚需努力。2.3.4 各种断面形状气环主要特点 表1.1 各气环的主要特点形状特点示意图矩形环结构简单、制造方便、易于生产、应用面广扭曲环断面不对称，受力不平衡，使活塞环扭曲锥面环减少了环与气缸壁的接触面，提高了表面接触压力，有利于磨合和密封。梯形环加工困难，精度要求高桶面环外圆为凸圆弧形2.4 活塞环的工作条件活塞环在发动机中处于极其恶劣条件下工作的，具体是：2.4.1 高温内燃机气缸中燃气温度很高，经散热和冷却后，活塞环特别是第一道气环的工作温度始终保持在300左右。2.4.2 高压 柴油机能产生80150/2的压力，汽油机能产生30

37、40/2的压力，活塞环必须在这样的高压条件下保持密封工作。2.4.3 高速 现代汽油机最高转速为11000转/分，活塞环运动线速度为1116米/秒，柴油机的最高转速为4500转/分，活塞环运动线速度为1014米/秒。2.4.4 变负荷 活塞环在发动机中受燃气爆发力的冲击，活塞环在环槽中上下运动，产生径向振动和扭曲等交变应力。2.4.5 润滑困难 活塞环运动时处在高温、高压条件下，润滑油膜难于保持完整，不能完全润滑而经常处于临界润滑状态下工作。2.5 活塞环的材料要求活塞环对材料性能有以下要求：A 强度；B 硬度；C 弹性；D 耐磨性（包括贮油性）；E 耐蚀性；F 热稳定性；G 表面处理性。以上

38、所谈为活塞环的一些基本知识，在使用过程中还有很多注意事项，看上去很微不足道，但如违反它的客观规律而随意处置，将会给发动机的正常运行带来不良影响。实践证明，只有充分理解活塞环的固有特性，才能更好地知道如何正确使用，以便充分发挥活塞环的工作效能。第3章 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。 1.加机油口盖 2.凸轮轴轴颈 3.机油压力传感器 4.气缸盖主油道 5.液压挺柱 6.气缸休一气缸盖主油道 7.活塞销 8.连杆油道 9.曲轴油道 10.单向阀 11.机油滤清器 12.旁通安全阀(当滤芯堵塞时) 13.齿轮油泵 1

39、4.集滤器 15.限压阀 16.气缸体主油道 17.曲轴 18.凸轮轴 图3.1 润滑系的组成发动机润滑是由润滑系来完成的。润滑系的主要作用是：A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。B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。C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。D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。E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。F液压作用：润滑油可用作液压油，起液压作用，如液压挺柱。G减震缓冲作用：在运动零件表面形成油膜，吸收冲击

40、并减小振动，起减震缓冲作用。3.1 机油泵机油泵的功用是保证润滑油在润滑系内循环流动，并在发动机任何转速下都能以足够高的压力向润滑部位输送足够数量的润滑油。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。3.1.1 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、泵盖、壳体及释放阀等组成，泵体装在曲轴皮带轮侧。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。此式结构简单，但体积及噪声较大。1.主动齿轮 2.出油口 3.从动齿轮 4.泵体 5.进油口图3.2 齿轮泵组成工作时，主动齿轮

41、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。3.1.2 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。1.内转子 2.外转子 3.出油口 4.进油口图3.

42、3 转子式机油泵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。3.2 机油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1030

43、。3.2.1 机油滤清器的功用机油滤清器的功用为过滤因机件摩擦产生的金属粉，及汽油、机油燃烧后混入机油中的炭粒、油泥等，以减少机件的磨损，延长发动机的使用寿命。3.2.2 机油滤清器的结果及作用机油滤清器的结构，由外壳、滤芯、旁通阀及止回阀等组成。1.止回阀 2.机油出口 3.机油入口 4.O形环 5.外壳 6.旁通阀 7.滤芯图3.4 机油滤清器机油从滤芯的外围进入，经滤芯过滤后，从滤清器的中央送出，如图的实线所示；当滤芯堵塞时，油压将旁通阀推开，机油经旁通阀直接送出，如图的虚线所示。3.3 机油散热器热负荷较大的发动机，除了可以依靠油底壳和外露的管道自然散热外，也可以加专门的机油散热器或机

44、油冷却器。为使润滑油温度保持在最佳状态范围内工作，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。特别是用机油冷却强化发动机的活塞时，更应该采取冷却措施，使机油保持在最有利的温度范围内工作。图3.5 机油散热器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。第4章 烧机油的现象、危害及原因根据一项调查显示，机油耗损大，已经成为时下车主们投诉量最大的问题之一。烧机油，这一在我们印象当中

45、似乎只有老旧车辆才会出现的问题，已经逐渐蔓延到很多新车和准新车当中。虽然关于机油的消耗问题，远没有燃油消耗量那么让人关注，但一来机油价格较为昂贵，二来机油的过度消耗总会让人产生有故障的联想。所以关于烧机油的问题，该是到了了解一下的时候。发动机燃烧机油是汽车的一种常见故障，而故障通常由活塞连杆组、配气机构、汽缸体等部件的密封配合不良，或机油加注过量等造成的。但在修理过程中，如没有注意零件材料质量的优劣，或者维修加工工艺不规范、不标准，技术精度达不到要求，同样会引起发动机窜油的故障。有些烧机油是设计上就造成的，这其实才是目前车主们投诉的主要部分：明明车辆没有任何故障，机油的消耗量却特别大。一般来说

46、最常见的烧机油因素还是串机油。机油从活塞环串上来，这是最主要的一个问题。而这个原因最主要的应该是活塞和汽缸壁之间的间隙调整问题。关于这个间隙，并不是越小越好，这与发动机的材质与工况有关，如果间隙过小，由于发动机各部件材质热胀冷缩系数的不同，可能发生卡死。而如果间隙过大，就会出现串机油的问题。一般来说，发动机设计的时候强化的程度越高，发动机的最大转速越高，发动机的最大的功率越高，或者是动力学水平越高的发动机，这个间隙就得留得越大，所以烧机油理论上来讲就应该多一些。另外，目前的交通状况非常不好，车辆走走停停，车辆刚发动又熄火了，活塞的温度老上不来，活塞温度上不来的话，等于是一个小活塞装在一个大的汽

47、缸里晃，所以烧机油的现象变得普遍。4.1 烧机油的现象汽车发动机烧机油会带来气缸内积碳增多，加剧气缸与活塞的摩擦，减低发动机的有效功率。发动机窜烧机油的故障现象：汽车行驶时，低、中、高速都有蓝烟、且机油压力低，起动困难，行驶乏力。动力性能和经济性能大大下降，燃油和机油损耗增加，机油约几天时间补加一次，废气排放超标。打开机油加注口察看，有一定的脉动烟雾冒出；检查曲轴和进气口，有刺激气味烟雾窜出；看排气管口，有油湿现象，检查火嘴，积炭明显。怠速状态发动机会出现抖动。以上特征表明发动机窜油现象突出。汽车发动机常见的烧机油现象一般有以下三种：A启动时排气管冒蓝烟，但在发动机工作一段时间之后又恢复正常。

48、这种烧机油现象最大可能是机油在车辆熄火后进入燃烧室内所致。（气门导管与导管轴承密封不严，造成机油漏出）。B发动机正常工作时排气管冒蓝烟，而观察机油加注口并无脉冲蓝烟。这种烧机油现象可能是活塞与气缸壁密封良好，但气门挺杆油封由于过度磨损而失败，致使气门室内的机油被吸入燃烧室所致。C排气管冒蓝烟，同时机油口有脉动蓝烟冒出。这种烧机油现象可能是由于活塞与气缸壁的间隙过大、活塞环弹力小、抱死或对口、活塞环磨损使端隙过大或边隙过大，使机油燃烧后的废气进入曲轴箱而引起的。4.2 烧机油的危害发动机如果存在烧机油故障危害绝不仅仅是消耗更多的机油而已，由于过量机油参与燃烧，燃烧室不完全燃烧的可能也随之增多，更

49、容易导致燃烧室的积碳增加，使尾气排放超标。除此之外，发动机的动力、噪音、油耗上升等多方面也会受到影响，在行车过程中，会出现怠速不稳、加速乏力等多种不良后果，还会引起氧传感器的过早损坏，导致三元催化转化器的堵塞，发动机因缺机油而润滑不良。由烧机油导致的积碳，会积聚于活塞环槽处，时间一长，容易导致活塞环卡死，使活塞环失去刮油的作用，增加机油进入燃烧室的几率。另外，卡死的活塞环还可能导致活塞与气缸壁加快磨损，从而导致活塞密封不严，为烧机油埋下伏笔，陷入恶性循环，严重者甚至会出现拉缸，发动机报废等结果。所以，对于烧机油问题不可小视。4.3 烧机油的原因在正常情况下，发动机工作时会烧掉一部分来自对缸体、

50、活塞和气门润滑用的机油，但消耗量应当很少，如消耗量超出正常范围，就算是我们常说的“烧机油”故障了。如果汽车排气管冒蓝烟，或者在一个保养周期内机油油位低于油尺的最低限（MIN），车主就要注意检查发动机是否存在机油渗漏或烧机油了。4.3.1 曲轴箱机油过量曲轴箱内油面过高，曲轴的连杆端将过量的机油激溅到气缸壁上，这些机油在发动机工作时进入燃烧室燃烧，使机油消耗量增加，且发动机性能会因火花塞积碳而下降。检查油面时，应特别注意油尺规格要与原车要求相符。4.3.2 回油道堵塞使用添加剂含量过低的润滑油，或发动机的运转温度低，或因不经常换油或疏忽了。机油滤清器的适当保养，使润滑油变脏等，都会将活塞环及环槽

51、的回油孔道堵塞，使缸壁上多余的机油不能返回到曲轴箱，而会进入燃烧室被烧掉。另外，脏污的机油还会使位于缸盖两端的回油排泄孔堵塞，此时，机油将溢入气门导管而使机油消耗量增加。如怀疑发动机由于回油道堵塞而引起机油耗量高，可以将一种浓缩的化学清洗剂倒入曲轴箱，该清洗剂与机油混合并很快地将沉积物和胶质溶解。但要注意，许多浓缩清洗剂内含有丙酮，当丙酮溶解胶质和沉淀后，胶状物便沉积到曲轴箱的底部，从而会堵塞机油聚滤器。因此，对沉积物较多的发动机，建议使用无丙酮清洗剂。4.3.3 活塞环失效任何使活塞在高于正常温度下工作的情况，均将造成活塞环在环槽内卡死，从而使缸壁上的机油无法控制。当活塞环磨损过甚或断裂时，

52、其张力减弱甚至失去张力。这样，机油就会在进气行程中被送入燃烧室，而炽热的燃气将在作功行程中经由活塞吹入气缸下部，这两种作用将使气缸、活塞和活塞环上的机油燃烧而形成积碳。活塞环失效后应及时更换。换环时，应选用与气缸同一修理级别的新环，且活塞环的端隙、侧隙及背隙，活塞环的张力及漏光度等都应符合本车型的规定。4.3.4 活塞环错装目前，发动机使用的气环种类较多，就其断面形状来分，常用的有平气环、锥面环、扭曲环、扭曲锥面环、反扭曲锥面环、扭曲刮油环、桶面环及大力岸环等。安装新环时，除平环和桶面环外，都有装配方向要求，如锥面环标有“0”或“顶”记号的一面朝上，扭曲环外圆切口一面朝下、内圆切口一面朝上等。

53、安装使用过的平环或桶面环时，应按原装配方向装回。保修过程中如不按规定装环，会使气环的泵油作用加强，导致烧机油现象严重。现代发动机多使用组合式油环，它一般由油环和衬簧组成。安装时，衬簧应小心地对接。一些修理工为图安装方便，将衬簧剪去一些，甚至有时干脆不装衬簧，衬簧张力降低后，就不能使活塞环以足够的压力压到气缸上，机油也得不到满意地控制。4.3.5 气缸和活塞异常磨损气缸中存有过多或过大的磨粒时，会引起气缸严重的磨料磨损；发动机由于长期处于高温高负荷运转，气缸和活塞环之间会发生异常的粘着磨损；发动机经常低温运转，又会导致气缸异常的腐蚀磨损；气缸和活塞中心线不重合时，会导致活塞偏缸，使气缸和活塞偏磨

54、。这些都会使窜入燃烧室而被燃烧的机油量大大增加。通过检查发动机气缸压力，可判断气缸的密封性。若气缸压力不足，而在向活塞周围加入机油后，缸压有明显升高，即可断定气缸漏气，这可能是气缸和活塞异常磨损引起。此时应打开缸盖视情处理。如确实为气缸和活塞异常磨损，在对气缸进行镗削、磨削或更换缸套后，还应找出引起异常磨损的原因。4.3.6 正时齿轮或链条磨损正时齿轮或链条磨损后，会使气门与曲轴的工作不协调，并造成气门的动作时间迟后。进气门延迟关闭使气缸内的真空度增高。这样会促使机油通过活塞、活塞环和气门导管被抽入气缸上部并造成在该处燃烧的趋势。遇此情况应更换正时齿轮或链条。4.3.7 摇臂轴安装颠倒除个别机型外，一般摇臂轴机油孔是朝着摇臂的底部方向，在此位置时，由气门弹簧加给摇臂的向上力有助于阻止来自摇臂轴的机油流。如果此轴安装颠倒，就会有过多的机油流过摇臂，并通过气门导管进入燃烧室。4.3.