第八章发动机润滑系统

1、2022-6-26汽车发动机构造88.1 8.1 概述概述 发动机工作时，各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上，并且发生高速的发动机工作时，各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上，并且发生高速的相对运动，有了相对运动，零件表面必然要产生摩擦，加速磨损。因此，为了减轻磨相对运动，有了相对运动，零件表面必然要产生摩擦，加速磨损。因此，为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发动机上都必须有润滑系。损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发动机上都必须有润滑系。视频演示视频演示一、功用功用 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；润滑作用：润滑运动零件表面，减小摩擦阻力

2、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；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还可带走摩擦产生的热量，起冷却作用；冷却作用：机油在润滑系内循环还可带走摩擦产生的热量，起冷却作用；2022-6-26汽车发动机构造8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；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；锈蚀作用：在零件表面形成油膜，对零件表面起保护作用

3、，防止腐蚀生锈； 液压作用：润滑油还可用作液压油，如液压作用：润滑油还可用作液压油，如 液压液压挺柱，起液压作用；挺柱，起液压作用； 减震缓冲作用：在运动零件表面形成油减震缓冲作用：在运动零件表面形成油 膜膜，吸收冲击并减小振动，起减震缓，吸收冲击并减小振动，起减震缓 冲冲作用。作用。2022-6-26汽车发动机构造8二、润滑的作用机理二、润滑的作用机理润滑油润滑油轴承轴承轴轴2022-6-26汽车发动机构造8三三、发动机润滑方式、发动机润滑方式如如:曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承等处承受的载荷及相对运动速度较大，需要以一定压力等处承受的载荷及相对运动速度较大

4、，需要以一定压力将机油输送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润将机油输送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润滑。滑。 2022-6-26汽车发动机构造8四、润滑系的组成四、润滑系的组成 润滑润滑系一般由机油泵系一般由机油泵 (oil pump)(oil pump)、机油盘、机油盘 (oil pan)(oil pan)、润滑油管、润滑油管 (oil pipe)(oil pipe)、润滑油道、润滑油道 （oil gallery)oil gallery)、机油滤清器、机油滤清器 (oil filter)(oil filter)、机油散热器、机油散热器 (oil radiator)(oil rad

5、iator)、各种阀、各种阀 (valve)(valve)、传感器、传感器(sensor(sensor） 和机油压力表（和机油压力表（oil gauge)oil gauge)、 温度表温度表(temperature gauge)(temperature gauge) 等组成。等组成。放油螺栓放油螺栓油底壳油底壳机油滤清器机油滤清器油路油路集滤器集滤器2022-6-26汽车发动机构造82022-6-26汽车发动机构造82022-6-26汽车发动机构造8润润滑滑油油路路2022-6-26汽车发动机构造8汽车发动机润滑剂包括机油和润滑脂两种汽车发动机润滑剂包括机油和润滑脂两种。一一、机油的功用、机油

6、的功用1.1.润滑润滑机油在运动零件的所有摩擦表面之间形成连续的油膜，以减小零件之间的机油在运动零件的所有摩擦表面之间形成连续的油膜，以减小零件之间的摩擦。摩擦。2.2.冷却冷却机油在循环过程中流过零件工作表面，可以降低零件的温度。机油在循环过程中流过零件工作表面，可以降低零件的温度。 3.3.清洗清洗机油可以带走摩擦表面产生的金属碎末及冲洗掉沉积在气缸、活塞、活塞机油可以带走摩擦表面产生的金属碎末及冲洗掉沉积在气缸、活塞、活塞环及其他零件上的积炭。环及其他零件上的积炭。4.4.密封密封附着在气缸壁、活塞及活塞环上的油膜，可起到密封防漏的作用。附着在气缸壁、活塞及活塞环上的油膜，可起到密封防漏

7、的作用。5.5.防锈防锈机油有防止零件发生锈蚀的作用。机油有防止零件发生锈蚀的作用。2022-6-26汽车发动机构造8二、机油的使用特性及机油添加剂二、机油的使用特性及机油添加剂 汽车汽车发动机机油在润滑系统内循环流动，循环次数每小时可达发动机机油在润滑系统内循环流动，循环次数每小时可达100100次。机油的工次。机油的工作条件十分恶劣，在循环过程中，机油与高温的金属壁面及空气频频接触，不断氧作条件十分恶劣，在循环过程中，机油与高温的金属壁面及空气频频接触，不断氧化变质。窜入曲轴箱内的燃油蒸气、废气以及金属磨屑和积炭等，使机油受到严重化变质。窜入曲轴箱内的燃油蒸气、废气以及金属磨屑和积炭等，使

8、机油受到严重污染。另外，机油的工作温度变化范围很大：在发动机起动时为环境温度；在发动污染。另外，机油的工作温度变化范围很大：在发动机起动时为环境温度；在发动机正常运转时，曲轴箱中机油的平均温度可达机正常运转时，曲轴箱中机油的平均温度可达9595或更高。同时，机油还与或更高。同时，机油还与180180300300的高温零件接触，受到强烈的加热。的高温零件接触，受到强烈的加热。应具有下列应具有下列使用性能使用性能: : 1.1.适当的黏度适当的黏度 ；2.2.优异的氧化安定性优异的氧化安定性 ；3.3.良好的防腐性良好的防腐性 ；4.4.较低的起泡性较低的起泡性 ；5.5.强烈的清净分散性强烈的清

9、净分散性 ；6.6.高度的极压性高度的极压性 2022-6-26汽车发动机构造8三、机油的分类三、机油的分类 国际国际上广泛采用美国上广泛采用美国SAESAE黏度分类法和黏度分类法和APIAPI使用分类法，而且它们已被国际标准使用分类法，而且它们已被国际标准化组织化组织(ISO)(ISO)确认。确认。 我国的机油分类法参照采用我国的机油分类法参照采用ISOISO分类方法。分类方法。GB/T 7631GB/T 76313 319951995规定，按机油规定，按机油的性能和使用场合分为：的性能和使用场合分为：1.1.汽油机油：汽油机油：SCSC、SDSD、SESE、SFSF、SGSG、SHSH等等

10、6 6个级别。个级别。2.2.柴油机油：柴油机油：CCCC、CDCD、CDCDIIII、CECE、CFCF4 4等等5 5个级别。个级别。3.3.二冲程汽油机油：二冲程汽油机油：ERAERA、ERBERB、ERCERC和和ERDERD等等4 4个级别。个级别。 2022-6-26汽车发动机构造8四、机油的选用四、机油的选用 1 1. .根据汽车发动机的强化程度选用合适的机油使用级。根据汽车发动机的强化程度选用合适的机油使用级。 2.2.根据地区的季节气温选用适当黏度等级的机油。根据地区的季节气温选用适当黏度等级的机油。五、合成机油五、合成机油 合成机油是利用化学合成方法制成的润滑剂。其主要特点

11、是有良好的黏度合成机油是利用化学合成方法制成的润滑剂。其主要特点是有良好的黏度温温度特性，可以满足大温差的使用要求；有优良的热氧化安定性，可长期使用不需更度特性，可以满足大温差的使用要求；有优良的热氧化安定性，可长期使用不需更换。换。六、润滑脂六、润滑脂 润滑脂是将稠化剂掺入液体润滑剂中所制成的一种稳定的固体或半固体产品，润滑脂是将稠化剂掺入液体润滑剂中所制成的一种稳定的固体或半固体产品，其中可以加入旨在改善润滑脂某种特性的添加剂。润滑脂在常温下可附着于垂直表其中可以加入旨在改善润滑脂某种特性的添加剂。润滑脂在常温下可附着于垂直表面而不流淌，并能在敞开或密封不良的摩擦部位工作，具有其他润滑剂所

12、不能代替面而不流淌，并能在敞开或密封不良的摩擦部位工作，具有其他润滑剂所不能代替的特点。的特点。2022-6-26汽车发动机构造8 润滑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。及检视设备。 一、机油泵一、机油泵 功用功用：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：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。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。1 1、齿轮式机油泵、齿轮式机油泵视频演示视频演示 齿轮

13、式机油泵由主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮、壳体等组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。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。2022-6-26汽车发动机构造8 齿轮式机油泵结构简单，机械加工方便，工作可靠，使用寿命长，应用较广泛。齿轮式机油泵结构简单，机械加工方便，工作可靠，使用寿命长，应用较广泛。出油腔出油腔进油腔进油腔主动齿轮主动齿轮从动齿轮从动齿轮壳体壳体

14、2022-6-26汽车发动机构造8齿轮式机油泵的工作演示齿轮式机油泵的工作演示 工作工作时，主动齿轮带动从动齿轮反向时，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，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侧由于齿轮进入啮合和机

15、油被不断带 入而产生挤压作用，机油以一定压力入而产生挤压作用，机油以一定压力 被泵出。被泵出。 2022-6-26汽车发动机构造8 2 2、转子式机油泵、转子式机油泵 视频演示视频演示 转子式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 e，内，内转子带动外转子一起沿同一方向转动。内转子有转子带动外转子一起沿同一方向转动。内转子有4 4个凸齿，外转子有个凸齿，外转子有5 5个凹

16、齿，这样个凹齿，这样内、外转子同向不同步的旋转。内、外转子同向不同步的旋转。 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、外转子间形成总能互相成点接触。这样内、外转子间形成4 4个工作腔，随着转子的转动，这个工作腔，随着转子的转动，这4 4个工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，转大，产生真空，机油

17、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。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。2022-6-26汽车发动机构造8 转子式机油泵结构转子式机油泵结构紧凑，外形尺寸小，重紧凑，外形尺寸小，重量轻，吸油真空度较大，量轻，吸油真空度较大，泵油量大，供油均匀性泵油量大，供油均匀性好，成本低，在中、小好，成本低，在中、小型发动机上应用广泛。型发动机上应用广泛。视频演示视

18、频演示泵壳泵壳外转子外转子内转子内转子机油机油进油腔进油腔出油腔出油腔2022-6-26汽车发动机构造8二、机油滤清器二、机油滤清器 作用：作用： 使循环流动的机油在送往运动使循环流动的机油在送往运动零件表面之前，滤去机油中的金属零件表面之前，滤去机油中的金属屑和大气中的尘埃及燃料燃烧不完屑和大气中的尘埃及燃料燃烧不完全所产生的炭粒。全所产生的炭粒。 分类分类： 全流式机油滤清器全流式机油滤清器 、 分流式机油滤清器分流式机油滤清器 连接方式：连接方式： 串联串联全流式全流式 并联并联分流式分流式2022-6-26汽车发动机构造8 1. 1.全流式机油滤清器全流式机油滤清器 视频演示视频演示

19、现代汽车发动机所采用的全流式滤清器多为过滤式现代汽车发动机所采用的全流式滤清器多为过滤式。 机油机油从纸滤芯的外围进入滤清器中心，然后经出油口流进机体主油道。机油流过从纸滤芯的外围进入滤清器中心，然后经出油口流进机体主油道。机油流过滤芯时杂质被截留在滤芯上。如果滤清器使用时间达到了更换周期，就把整个滤清器滤芯时杂质被截留在滤芯上。如果滤清器使用时间达到了更换周期，就把整个滤清器拆下扔掉换上新滤清器拆下扔掉换上新滤清器。 纸纸滤芯由经过酚醛树脂处理的微孔滤纸制造，这种滤纸具有较高的强度，较好的滤芯由经过酚醛树脂处理的微孔滤纸制造，这种滤纸具有较高的强度，较好的抗腐蚀性和抗湿性。纸滤芯则具有质量轻

20、、体积小、结构简单、滤清效果好、阻力小抗腐蚀性和抗湿性。纸滤芯则具有质量轻、体积小、结构简单、滤清效果好、阻力小和成本低等优点，因而得到了广泛的应用。机油滤清器的滤芯还可以采用其他纤维滤和成本低等优点，因而得到了广泛的应用。机油滤清器的滤芯还可以采用其他纤维滤清材料制作。清材料制作。2022-6-26汽车发动机构造8 2.2.分流式机油细滤器分流式机油细滤器 分流分流式机油细滤器有过滤式和离心式式机油细滤器有过滤式和离心式 两种类型两种类型。 过滤过滤式存在着滤清能力与通过式存在着滤清能力与通过 能力的矛盾，而离心式则有滤清能力高，能力的矛盾，而离心式则有滤清能力高， 通过能力大，且不受沉淀物

21、影响等优点。通过能力大，且不受沉淀物影响等优点。 因此，车用发动机多以离心式机油滤清器因此，车用发动机多以离心式机油滤清器 作为分流式机油细滤器。作为分流式机油细滤器。2022-6-26汽车发动机构造82022-6-26汽车发动机构造8三、机油冷却器三、机油冷却器 将机油冷却器置于冷却水路中，利用冷却水的温度来控制润滑油的温度。当将机油冷却器置于冷却水路中，利用冷却水的温度来控制润滑油的温度。当润滑油温度高时，靠冷却水降温，发动机起动时，则从冷却水吸收热量使润滑油润滑油温度高时，靠冷却水降温，发动机起动时，则从冷却水吸收热量使润滑油迅速提高温度。机油冷却器由铝合金铸成的壳体、前盖、后盖和铜芯管

22、组成，如迅速提高温度。机油冷却器由铝合金铸成的壳体、前盖、后盖和铜芯管组成，如图所图所示。为了加强冷却，管外又套装了散热片。冷却水在管外流动，润滑油示。为了加强冷却，管外又套装了散热片。冷却水在管外流动，润滑油 在管内流动，两者进在管内流动，两者进 行热量交换。也有使行热量交换。也有使 油在管外流动，而水油在管外流动，而水 在管内流动的结构。在管内流动的结构。 视频演示视频演示2022-6-26汽车发动机构造8四、阀门四、阀门 在润滑系中都设有几个限压阀和旁通阀，以确保润滑系正常工作。在润滑系中都设有几个限压阀和旁通阀，以确保润滑系正常工作。 1 1、旁通阀、旁通阀 旁通阀用以保证润滑系内油路

23、畅通，当机油滤清器堵塞时，机油通过并联在其旁通阀用以保证润滑系内油路畅通，当机油滤清器堵塞时，机油通过并联在其上的旁通阀直接进入润滑系的主油道，防止主油道断油。旁通阀与限压阀的结构基上的旁通阀直接进入润滑系的主油道，防止主油道断油。旁通阀与限压阀的结构基本相同，只是其安装位置、控制压力，溢流方向不同，通常旁通阀弹簧刚度要比限本相同，只是其安装位置、控制压力，溢流方向不同，通常旁通阀弹簧刚度要比限压阀弹簧刚度小得多。压阀弹簧刚度小得多。2022-6-26汽车发动机构造8 2 2、限压阀、限压阀 限压阀限压阀用以限制润滑系中机油的最高压力。发动机工作时，机油泵用以限制润滑系中机油的最高压力。发动机工作时，机油泵的泵油压力是随发动机转速增加而增高的，并且当润滑系中油路淤塞、的泵油压力是随发动机转速增加而增高的，并且当润滑系中油路淤塞、轴承间隙过小或使用的机油粘度过大时，也将使供油压力增高。因此，轴承间隙过小或使用的机油粘度过大时，也将使供油压力增高。因此，在润滑系机油泵和主油道中设有限压阀，限制机油最高压力，以