《汽车构造》全书教案-第八讲：发动机润滑系统

汽车构造教案课程名称授课班级课题教学目的与要求

汽车构造发动机润滑系把握润滑的方式；

课时

6讲授多媒体教学能分析典型车型的润滑油路。5了解润滑系的常用零部件的构造特点；把握机油泵的构造原理；曲轴箱通风的意义。重、难点 1.常用的润滑方式；2.典型车型的润滑油路。机油泵的构造特点；曲轴箱通风的目的。主要内o 1.作用：

备注发动机的润滑是由润滑系来实现的各零件的磨擦外表，削减零件的磨擦和磨损。流淌的机油不仅可以去除磨擦外表上的磨屑等杂质，而且还可以冷却磨擦外表。气缸壁和活塞环上的油膜还能提高气缸的密封性。此外，机油还可以防止零件生锈。润滑、密封、冷却、清洁润滑方式：压力润滑：发动机运转时，由于发动机各运动零件的工作条件不同，所要求的润滑强度也不同，因而要相应地实行不同的润滑方式。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速度较大，需要以肯定压力将机油输送至磨擦面间隙中，方能形成油膜保证润滑。这种润滑方式称为压力润滑。飞溅润滑另一种润滑方式是利用发动机工作时运动零件飞溅起来的油滴或油雾润滑摩擦外表，称为飞溅润滑。这种方式可润滑暴露在外面的载荷较轻的气缸壁、相对滑动较小的活塞销，以及配气机构的凸轮外表等。在发动机关心系统中有些零件，如水泵及发电机的轴承，则只须定期加注润滑脂〔黄油。近年来在发动机上有承受含有耐磨润滑材料〔如尼龙、二硫化钼等〕的轴承来代替加注润滑脂的轴承。组成：机油循环而建立足够油压的机油泵、贮存机油的容器〔贮油、由润滑油管以及在发动机机体上加工出的一系列润滑油道组成的循环油路。油路中还必需有限制最高油压的装置—限压阀，它可以附于机油泵中，也可以单独设置。黏度〔SAE〕1911年首次制定发动机油SAESAEJ300-198《发动机油黏度分类〔表8-。本分类标准承受含字母W和不含字母W两组黏度系列，黏度等级号的划分，前者以最大低温黏度、最高边界泵温度以及100℃时的最小运动黏度划分，后者仅以100℃时的运动黏度划分。黏度等6W的低温黏度级号〔0W、5W、10W、15W、20W、25W〕和5个不含W100℃运动黏度级号〔20、30、40、50、60〕表示。发动机油SAE黏度分类8—1SAE

在相应温度下的最大黏度/Pa·s(MP·s),℃

最高边界泵送温度/℃

最大稳定倾点/℃

表100℃运动黏度/〔mm2·s-1〕等级最小最大0W3.25(3250),-30-353.85W3.5(3500),-25-30-353.810W3.5(3500),-20-25-304.115W3.5(3500),-15-205.620W4.5(4500),-10-155.625W6.0(6000),-5-109.3205.6＜309.3＜4012.5＜5016.3＜6021.9＜按SAE黏度分类的发动机油，还有单黏度级和多黏度级〔稠化机油〕之分。只要满足低温或高温一种黏度级要求的润滑油为单黏度润滑油。既能满足低温时的黏度级要求，又能满足高温时的黏度级要求的润滑油叫做多黏度级润滑油。它由低温黏度级号与高温年度级号组合来表示，以5W/30为例，这是一种多黏度级SAE5W100SAE30黏度级。二、润滑系的油路现代汽车发动机的润滑油路方案大致相像，现以东风 EQ1090E型汽车的61001型发动机润滑系为例加以说〔图8—在该润滑系中曲轴的主轴颈连杆轴颈、凸轮轴止推凸缘、正时齿轮和分电器传动轴等都用压力润滑。其余部分用飞溅润滑。1114从油底壳中吸取机油，这样可以防止大的机械杂质进到机油泵内，被机油泵压出的机油分成两路：大局部的机油，经机油粗滤油器〔全流纸质滤清器〕9滤去较大的机械杂质，流入纵向的主油道，执行润滑任务；另有一小局部机油〔约10%--15，经进油限压阀15流入机油细滤器〔离心式机滤清器〕16内，滤去较细的机械杂质和胶质后流回油底壳。由此可知，机油细滤器与机油粗滤器及主油道是关联的。这是考虑到细滤油器的阻力较大，假设与主油道串联，则难以保证主油道的畅通，并使发动机耗于驱动机油泵的功率增加。实行并联的方案，虽每次经细滤器的油量少，但机油经50km左右。全部机油即能通过细滤器一次。8—1东风EQ6100—1型发动机润滑系示意图固定式集滤器；15-机油细滤器进油限压阀；16-机油细滤器；17-油底壳假设机油泵出油压力低于肯定值〔本例中为0.1Mp，则机油细滤器进油限压15不开启，以保证压力油全部进入主油道。45分别润滑主轴颈和凸轮轴轴颈。机油还通过曲轴中的斜向油道从主轴颈处流向连杆轴颈〔曲柄销。同时也从凸轮轴的其次、第四轴颈处，经两个上油道2通向摇臂支座，润滑摇臂轴、推杆球头和气门端部。第三条横向油道还通向机油泵传动轴3。可见以上这些磨擦外表都能得到压力润滑。还有一局部机油，由第一条横向油道通过喷油嘴6喷射出来，以润滑正时齿轮副。此外，在第一、二横向油道之间还有油管从主油道接出，通到空气压缩机曲轴中心的油道，润滑空压机的连杆轴颈后，由回油管流回到油底壳中〔这一支油路在图上未画出。图8-2 解放CA1091型汽车的CA6102型发动机润滑系示意图1-2-曲轴箱通风管总成；3-曲轴箱通风阀总成；4-进气管；5-横油道；6-横油道至主轴承油道；7-主油道；8-卡箍式机油粗滤器；9-旁通阀；10-机油泵出油管至粗滤器；11-放油螺塞；12-机油集滤器；13-机油泵；14-机油标尺；15-机油泵出油管至细滤器油道；16-主轴承至连杆轴承油道；17-空气压缩机润滑油接口；18-润滑气缸壁的喷油孔；19-离心式机油细滤器；20-油杯；21-连杆小头油孔；22-缸体垂直油道；23-缸盖垂直油道；24摇臂支座垂直油道；25-摇臂轴油道；26-摇臂喷油孔；27-挡油板；28-O形橡胶密封圈；29-油气分别器图8-3 BJ492Q型汽油机润滑系示意图1-机油泵传动轴；2-机油泵；3-油底壳；4-浮式集滤器；5-放油塞；6-出油管；7-连杆轴颈油道；8-喷油孔；9-复合式滤清器；10-旁通阀；11-安全阀；12-主油道；13-摇臂；14-摇臂轴支座；15-气门摇臂推杆；16气门摇臂挺柱8-46135Q型柴油机润滑系示意图1-油底壳；2-3-4-加油口；5-机油泵；6-7-限压阀；8-旁通阀；9-机油粗滤器；10-空气压缩机；11-齿轮泵；12-喷嘴；13-气门摇臂；14-气缸盖；15-气门挺柱；16-油压表润滑系主要部件机油泵机油泵的构造型式通常承受齿轮式和转子式两种。齿轮式机油泵齿轮式油泵工作原理见图8—5。在油泵壳体内装有一个主动齿轮和一个从动齿轮。齿轮与壳体内壁之间的间隙很小。壳体上有进油口。发动机工作时，齿轮按图中所示箭头方向旋转，进油腔1的容积由于轮齿向脱离啮合方向运动而增大，腔内产生肯定的真空度，机油便从进油口被吸入并布满进油腔。齿轮旋转时把齿间所存的机油带至出油腔2内。由于出油腔一侧轮齿进入啮合，出油腔容积减小，油压上升，机油便经出油口被送到发动机油道中。机油泵通常由凸轮轴上的斜齿或曲轴前端齿轮驱动。在发动机工作时，机油泵不断工作，从而保证机油在润滑油路中不断循环。8-5齿轮式机油泵工作原理1-进油腔；2-出油腔；3-卸压槽当齿轮进入啮合时，啮合间的机油，由于容积变小在齿轮间产生很大的推力，3，使轮齿啮合时齿间挤出的机油可以通过卸压槽流向出油腔。齿轮式机油泵由于构造简洁，制造较简洁，并且工作牢靠，所以应用最广泛。在机油泵盖上装有限压阀，它可将主油道的油压掌握在正常范围内〔0.15~0.9MPa〕.,可增加或减小垫片7的厚度,8的预紧力,从而保证主油道内的肯定油压范围。在限压阀的柱塞端头开有一个径向环槽12，用来贮存进入协作外表的磨屑和杂质，以保证柱塞运动敏捷。转子式机油泵8—72341上，外转子在油泵壳体内可自由转动，二者之间有肯定偏心距。当内转子旋转时，带动外转子旋转。转子齿形齿廓设计得使转子转到达任何角度时，内外转子每个齿的齿形齿廓线上总能相互成点接触。这样，内外转子间便形成四个工作腔。某一工作腔从进油孔5转过时容6相通时，腔内容积减小，油压上升，机油经出油孔压出。8—7转子式机油泵工作原理1-主动轴；2-内转子；3-外转子；4-油泵壳体；5-进油孔；6-出油孔8—86135系列柴油机上装用的转子式机油泵。主动轴通过轴套、卡环安装在油泵壳体和盖板上，内转子用半圆键固装在主动轴上。外转子装在油泵壳体内，可以自由转动。图8—8 6135系列柴油机转子式机油泵1- 止推轴承；2、11-轴套；3-传动齿轮；4-盖板；5、6-调整垫片；2- 7-外转子；8-内转子；9-外壳；10-主动轴；11-卡环；12-定位销内、外转子均由粉末冶金压制。为保证内、外转子之间、外转子与油泵壳体之间有正确的相对位置，油泵壳体与盖板之间用两个定位销定位，并用螺钉连接。为保证内、外转子与壳体端面间隙0.05~0.115m，在盖板与壳体之间有耐油纸的调整垫片，在主动轴前端用半圆键固装着传动齿轮，由曲轴经由中间齿轮驱动。在使用中，当调换内外转子后重装配时，用手转动主动轴不得有卡住现象。必要时定位销与销孔应重配铰。转子式机油泵构造紧凑，吸油真空度较高，泵油量较大，且供油均匀。当机油泵安装在曲轴箱外且位置较高时，用此种油泵较为适宜。目前国产的490QA型6G80型汽车发动机都有装用转子式机油泵。机油滤清器机油在流到磨擦面之前，所经过的滤清器滤芯愈细密，滤清次数愈多，将使机油流淌阻力愈增大，为此在润滑系中一般装用几个不同滤清力量的滤清器—集滤器，粗滤器和细滤器，分别并联和串联在主油道中〔与主油道串联的滤清器称为全流式滤清器，与主油道并联的则称为分流式滤清器好的滤清，而又不至于造成很大的流淌阻力。集滤器集滤器一般是滤网式的，装在机油泵之前，防止粒度大的杂质进入机油泵。目前汽车发动机所用的集滤器分为浮式集滤器和固定式集滤器两种。浮式集滤器的构造8-9321及焊在浮子上的吸油管45通往机油泵，安4活套在管5中，使浮子能自由地随油面升降。浮子下面装有金属丝制成的滤网2。滤网有弹性，中内有环口，寻常依靠滤网本身的弹性，11的边缘有缺口，与浮子装合后便形成狭缝。8-9浮式集滤器的构造及工作状况1-罩；2-滤网；3-浮子；4-油管；5-固定管当机油泵工作时，机油从罩与浮子之间的狭缝被吸入，经过滤网滤去粗大的杂质后，通过油管进入机油泵图〔8-9a〕,滤网被淤塞时，滤网上方的真空度增大，1。此时机油不经滤网面直接从环口进入吸油管内〔8-9b〕,保证机油的供给不致中断。浮式集滤器能吸入油面上较清洁机油，但油面上泡沫易被吸入，使机油压力降低，润滑欠牢靠。固定式集滤器装在油面下面，吸入的机油清洁度稍逊于浮式，但可防止泡沫吸入，润滑牢靠，构造简洁，故根本取代了浮式集滤器。例如，解放牌CA1091型汽车、东风EQ1090E100型轿车的发动机都承受了固定式集滤器。粗滤器粗滤器用以滤去机油中粒度较大〔直径为0.05~0.1mm〕以上的杂质.它对机油的流淌阻力较小,故可串联于机油泵与主油道之间,即属于全流式滤清器.粗滤器依据滤清元件(滤芯)的不同,用的有金属片缝隙式和纸质式粗滤器。金属片缝隙式粗滤器由于质量大，构造复杂，制造本钱高等缺点，已根本被淘汰，目前国产汽车发动机都承受纸质式粗滤器。组成：8-10纸质滤芯机油粗滤器1- 滤芯压紧弹簧；压紧弹簧垫圈；10-拉杆密封圈；11-外壳密封圈；12-球阀；13-旁通阀弹簧；14-密封垫圈；15-阀座；16-密封垫圈；17-螺母为纸质滤芯的构造。芯筒是滤芯的骨架，用薄铁皮制成，其上加工出很多圆孔。微孔滤纸一般都折叠成折扇形和波浪形,以保证在最小体积内有最大的过滤面积，并提高滤芯刚度。滤芯用塑胶与上、下端正盖和粘合在一起。微孔滤纸经过酚醛树脂处理，具有较高的强度、搞腐蚀力量和抗水湿性能。因此，纸质滤清器具有质量小，体积小，构造简洁，滤清效果好，过滤阴力小,本钱低和保养便利等到优点，目前在国内外得至了日益广泛地应用。折扇形 (b)波浪形1-上端盖；2-芯筒；3-微孔滤纸；4-下端盖；细滤器细滤器用以去除直径在0.001mm以上的细小杂质。由于这种滤清器对机油的流淌阻力较大，故多做成分流式，即与主油道并联，只有少量机油通过细滤器。因此，细滤器属于分流式滤清器。细滤器按去除杂质的方法来分，分为过滤式机油细滤器和离心式机油细滤器两种类型。承受了离心式机油细发动机工作时，从油泵来的机油进入滤清器进油孔B。假设油压低于0.1MPa进油限压阀19不开启，机油则不进入滤清器而全部供入主油道，以保证发动机牢靠润滑。当油压高于此值时则进油限压阀被顶开，机油沿壳体中的转子轴内的中心油道，经出油孔C进入转子内腔，然后经进油孔D、油道E从两喷嘴喷出。于是转子内腔的机油随着转子高速旋转。当油压为 0.3MPa时，转子转速成高达5000~6000r/min。由于转子内腔的机油随着转子高速旋转，机油中的机械杂质在离心力的作用下被甩向转子壁。因此，干净的机油由孔D进入，再经喷嘴喷出。喷出的机油经滤清器出口F流回油底壳。在发动机工作中如机油温度过高，可旋松调整螺钉17，机油通过球阀，经管200.4MPa18翻开，机油流回油底壳。离心式滤清器滤清力量高，通过力量好，且不受沉淀物影响，不须更换滤芯，只须定期清洗即可；但对胶质滤清效果较差。这种滤清器由于出油无压力，一般只用作分流式细滤器，在有些小功率发动机上也有用它作为全流式离心细滤器的。复合式滤清器BJ492QA汽车发动机承受细滤芯与粗滤芯串联，而且设置在同一壳体内的复8—135为线绕式，带有凸起的扁铜5a5b0.04~0.09mm4为纸4a用粘合剂固定在滤芯端盖上。由机油泵来的机油从孔D进入，经过粗滤芯铜丝缝隙，再经细滤芯滤纸进入中心腔，然后沿中心腔上流，经孔E813的螺纹孔H与油孔E油管接头旋于螺丝纹孔H0.12MPa时，20G和孔E进入主油道。当粗滤芯堵塞，进D和出油口E0.2Mpa时,9翻开,机油则不经滤芯直接供入主油道。保持机油散热器在有些发动机上，为了使机油保持在最有利的温度范围内工作，除靠机油在油底壳内自然冷却外，还另装有机油散热器。机油散热器一般是装在发动机冷却〔如6120型柴油机〕将机油散热器装在冷却水路中，当油温较高时靠边冷却水降温；而在起动暖车期间油温较低时，则从冷却水吸热快速提高机油温度。图8—14EQ6100—1型发动机的机油散热器外形图。它是管片式构造，和一般的冷却水散热器类似。图8—14 EQ6100—1型发动机的机油散热器曲轴箱通风危害：发动机工作时，有一局部可燃混合气和废气经活塞环漏到曲轴箱内。漏到曲轴箱内的汽油蒸汽分散后将使机油变稀,水蒸汽分散在机油中形成泡沫，破坏机油的供给，这种现象在冬季尤为严峻。二氧化硫遇水生成亚硫酸，亚硫酸遇到空气在的氧生成硫酸。这些酸性物质消灭在润滑系中，即使是少量的也会使零件受到腐蚀。此外，由于混合气和废气进入曲轴箱内，曲轴箱内的压力便增大，机油将从油封、衬垫等处渗出而流失。为了延长机油的使用期限，削减摩擦零件的磨损和腐蚀，防止发动机漏油，必需使发动机曲轴箱保持通风，将混合气和废气自曲轴箱内抽出。方法：自曲轴箱内抽出的气体可以直接导入大气中去，这种通风方式称为自然通风，也可以导入发动机的进气管内，这种通风方式称为强制通风。现代汽车发动机曲轴箱一般都是承受强制通风。这样，可以将窜入曲轴箱内的混合气回收使用，这有利于提高发动机经济性。8-15为北京BJ492QA1上部装有5425，气门室罩补