（中职）汽车发动机构造与维修模块七汽车发动机概述教学课件高教版(共45张)

汽车发动机构造与维修模块七汽车发动机概述汽车发动机构造与维修模块七◎了解润滑方式、润滑剂；◎掌握润滑系统的功能和组成；◎掌握机油泵的检修。学习目标由于发动机各运动零件的工作条件不同，对润滑强度的要求也就不同，因而要相应地采取不同的润滑方式。常用的润滑方式有压力润滑、飞溅润滑和定期润滑三种形式。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，为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发动机上都必须有润滑系统。一、润滑系统概述1.润滑方式3）定期润滑发动机辅助系统中有些零件则只需定期加注润滑脂（黄油）进行润滑。例如，水泵及发电机轴承就是采用这种方式定期润滑。近年来在发动机上采用含有耐磨润滑材料（如尼龙、二硫化钼等）的轴承来代替加注润滑脂的轴承。一、润滑系统概述1）压力润滑压力润滑是利用机油泵将具有一定压力的润滑油源源不断地送往摩擦表面。例如，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，需要以一定压力将机油输送到摩擦面的间隙中，形成油膜以保证润滑。2）飞溅润滑飞溅润滑是利用发动机工作时运动零件飞溅起来的油滴或油雾来润滑摩擦表面的润滑方式。这种润滑方式可使裸露在外面承受载荷较轻的气缸壁，相对滑动速度较小的活塞销以及配气机构的凸轮表面、挺柱等得到润滑。1.润滑方式（1）机油的功用。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，以减小零件之间的摩擦；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；机油可以带走摩擦表面产生的金属磨屑及冲洗掉沉积在气缸、活塞、活塞环及其他零件上的积炭；机油附着在气缸壁、活塞及活塞环上的油膜可起到密封防漏的作用；机油有防止零件发生锈蚀的作用。一、润滑系统概述2.润滑剂发动机的润滑剂有润滑油和润滑脂。润滑油习惯上称为机油，品种很多。1）机油汽油机和柴油机使用的润滑油不同，汽油机润滑系统使用的润滑油俗称汽油机机油，柴油机润滑系统使用的润滑油俗称柴油机机油。（2）机油的使用特性。机油的工作条件十分恶劣。机油与高温的金属壁面及空气接触，不断氧化变质。窜入曲轴箱内的燃油蒸汽、废气以及金属磨屑和积炭等，使机油受到严重污染。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，在发动机正常运转时，曲轴箱中机油的平均温度可达95℃或更高。同时，机油还与180～300℃的高温零件接触，受到强烈的加热。汽车发动机机油应具有下列使用性能。一、润滑系统概述2.润滑剂①适当的黏度。机油黏度对发动机的工作有很大的影响。黏度过小，在高温、高压下容易从摩擦表面流失，不能形成足够厚度的油膜；黏度过大，冷起动困难，机油不能被泵送到摩擦表面。机油的黏度随温度而变化，温度升高，黏度减小；温度降低，黏度增大。因此，要根据季节选用不同牌号的润滑油。②优异的氧化安定性。氧化安定性是指机油抵抗氧化作用不使其性质发生永久变化的能力。当机油在使用与储存过程中与空气中的氧气接触而发生氧化作用时，机油的颜色变暗，黏度增加，酸性增大，并产生胶状沉积物。氧化变质的机油将腐蚀发动机零件，甚至破坏发动机的工作。一、润滑系统概述2.润滑剂③良好的防腐性。机油在使用过程中不可避免地被氧化而生成各种有机酸。这类酸性物质对金属零件有腐蚀作用，可能使铜铅和镉镍一类的轴承表面出现斑点、麻坑或使合金层剥落。⑥高度的极压性。在摩擦表面之间的油膜厚度小于0.3～0.4µm的润滑状态称为边界润滑。习惯上把高温、高压下的边界润滑称为极压润滑。机油在极压条件下的抗摩性为极压性。④较低的起泡性。由于机油在润滑系统中快速循环和飞溅，必然会产生泡沫。如果泡沫太多，或泡沫不能迅速消除，将造成摩擦表面供油不足。控制泡沫生成的方法是在机油中添加泡沫抑制剂。⑤强烈的清净分散性。机油的清净分散性是指机油分散、疏松和移走附着在零件表面上的积炭和污垢的能力。为使机油具有清净分散性，必须加入清净分散添加剂。一、润滑系统概述2.润滑剂02（3）机油的分类。国际上广泛采用美国SAE黏度分类法和API使用分类法，而且它们已被国际标准化组织（ISO）确认。美国工程师学会（SAE）按照机油的黏度等级，把机油分为冬季用机油和非冬季用机油。冬季用机油有六种牌号：SAE0W、SAE5W、SAE10W、SAE15W、SAE20W和SAE25W。非冬季机油有四种牌号：SAE20、SAE30、SAE40和SAE50。号数较大的机油黏度较大，适于在较高的环境温度下使用。

API使用分类法是美国石油学会（API）根据机油的性能及其最适合的使用场合，把机油分为S系列和C系列两类。S系列为汽油机油，目前有SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ和SL八个级别。C系列为柴油机油，目前有CD、CF、CF-4、CH和CH-4五个级别。级号越靠后，使用性能越好，适用的机型越新或强化程度越高。一、润滑系统概述润滑剂（4）合成机油。合成机油是利用化学合成方法制成的润滑剂。其主要特点是有良好的黏度-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，可长期使用不需更换。使用合成机油，发动机的燃油经济性会稍有改善，并可降低发动机的冷起动转速。一、润滑系统概述2.润滑剂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。因此，汽车的许多部位都使用润滑脂润滑。目前，进口汽车和国产新车普遍推荐使用汽车通用锂基润滑脂（见GB/T5671—2014）。这种润滑脂具有良好的高低温适应性，可在－30～120℃的宽阔温度范围内使用；具有良好的抗水性和防锈性能，可用于潮湿和与水接触的摩擦部位；具有良好的安定性和润滑性，在高速运转的机械部位使用，不变质、不流失，保证润滑。一、润滑系统概述2.润滑剂2）润滑脂一般综合式润滑系统按照各部分的功能分解为贮油装置、泵油装置、滤清装置、检示装置、安全装置和散热装置等。图7-1所示为奥迪100轿车发动机润滑系统的组成。润滑系统在发动机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面，并在摩擦表面之间形成油膜，实现液体摩擦，从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损，以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的。二、润滑系统的组成及润滑油路1.润滑系统的组成图7-1奥迪100轿车发动机润滑系统的组成1—机油标尺；2—密封圈；3—0.03MPa油压开关；4—0.18MPa油压开关；5—机油滤清器支架；6—紧固螺栓；7—机油滤清器；8—机油滤清器盖密封垫；9—机油泵齿轮；10—机油泵盖；11—螺栓；12—油底壳密封垫；13—油底壳；14—放油螺栓；15—隔板；16—吸油管；17—O形环；18—密封垫；19—机油加油口盖二、润滑系统的组成及润滑油路1）贮油装置贮油装置即油底壳，其容量除了要满足润滑系统工作时最大循环油量的要求，还应考虑机油自然散热的要求。容量大则机油在油底壳内停留时间长，自然散热多，但受到结构尺寸限制，不可能做得太大。4）检示装置检示装置包括机油压力表和机油温度表、机油标尺等，用来指示润滑系统的工作状况。2）泵油装置泵油装置主要有机油泵、油管和集滤器等。机油泵通过油管将油底壳中的机油吸入、加压并送入滤清装置，使机油在发动机内循环流动。机油泵一般布置在油底壳内，以降低吸油高度，使发动机起动时能很快泵油。机油泵的吸油管和集滤器应保持沉浸在油面以下，以防止吸入空气，影响润滑系统的正常工作。3）滤清装置滤清装置包括集滤器和机油滤清器（常分为粗滤器和细滤器两种），用来滤除机油中的各种杂质，保证润滑油的清洁。二、润滑系统的组成及润滑油路015）安全装置安全装置包括限压阀、回油阀（亦称调压阀）和旁通阀（亦称安全阀）。限压阀安装在机油泵的出油道上，用来限制系统的最高压力，保证机油泵压力既要克服滤清器及管路、油道的阻力，满足机体主油道内机油压力的要求，又防止系统压力过高而使油管破裂、密封件损坏以及机油泵过载。当机油泵出口压力过高时，限压阀开启，使部分机油流回油底壳。润滑系统的组成二、润滑系统的组成及润滑油路回油阀安装在主油道中，防止主油道压力过高。当主油道压力超过规定值时，回油阀开启，使多余的机油流回油底壳。旁通阀安装在机油滤清器上并与滤芯并联。当机油滤清器被杂质堵塞、油路不畅通时，在滤清器的前后油路间产生压力差。当此压力差达到一定数值时，旁通阀开启，使机油不经过滤清器而直接流入主油道，以保证对发动机各部分的正常润滑。6）散热装置散热装置包括机油散热器及油管、转换开关等。用于对机油进行强制冷却，以保持机油在适宜的温度范围工作。有些发动机由于功率较小或负荷不大而没有设置机油散热装置。二、润滑系统的组成及润滑油路1.润滑系统的组成③良好的防腐性。机油在使用过程中不可避免地被氧化而生成各种有机酸。这类酸性物质对金属零件有腐蚀作用，可能使铜铅和镉镍一类的轴承表面出现斑点、麻坑或使合金层剥落。④较低的起泡性。由于机油在润滑系统中快速循环和飞溅，必然会产生泡沫。如果泡沫太多，或泡沫不能迅速消除，将造成摩擦表面供油不足。控制泡沫生成的方法是在机油中添加泡沫抑制剂。2.润滑剂1）机油二、润滑系统的组成及润滑油路现代汽车发动机润滑系统的油路大致相同，图7-2所示为奥迪100轿车发动机润滑系统油路。2.润滑系统的润滑油路1—旁通阀；2—机油泵；3—机油集滤器；4—油底壳；5—放油螺栓；6—限压阀；7—机油滤清器；8—主油道；9—分油道；10—曲轴；11—中间轴；12—回油阀；13—凸轮轴二、润滑系统的组成及润滑油路02当发动机工作时，机油从油底壳经集滤器被机油泵送入机油滤清器。如果油压太高，则机油经机油泵上的限压阀返回机油泵入口。全部机油经滤清器滤清之后进入发动机主油道。滤清器盖上设有旁通阀，当滤清器堵塞时，机油不经过滤清器滤清由旁通阀直接进入主油道。机油经主油道进入五条分油道，分别润滑五个主轴承。然后，机油经曲轴上的斜油道，从主轴承流向连杆轴承润滑连杆轴颈。润滑系统的润滑油路二、润滑系统的组成及润滑油路主油道中的部分机油经第六条分油道供入中间轴的后轴承。中间轴的前轴承由机油滤清器出油口的一条油道供油润滑。主油道的另一条分油道直通凸轮轴轴承润滑油道，此油道也有五个分油道，分别向五个凸轮轴轴承供油。在凸轮轴轴承润滑油道的后端，也就是整个压力润滑油路的终端装有最低机油压力报警开关。当发动机起动之后，机油压力较低，最低油压报警开关触点闭合，油压指示灯亮。当机油压力超过31kPa时，最低油压报警开关触点断开，指示灯熄灭。另外，在机油滤清器上也装有机油压力开关，当发动机转速超过2150r/min时，机油压力若低于180kPa，这时开关触点闭合，报警灯闪亮，同时蜂鸣器鸣响报警。机油泵的功用是保证机油在润滑系统内循环流动，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量的机油。目前发动机润滑系统中广泛采用的是外啮合齿轮式机油泵（也有内啮合形式的）和内啮合转子式机油泵两种。三、润滑系统的主要部件1.机油泵（1）结构。外啮合齿轮式机油泵结构如图7-3所示，由主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮和泵壳等组成。两个齿数相同的齿轮相互啮合，装在壳体内，齿轮与泵壳的径向和端面间隙很小。主动轴与主动齿轮用键联接，从动齿轮空套在从动轴上。机油泵上常设有限压阀，用来保持油道内油压，使其稳定在规定的范围。在泵盖上对应啮合齿处铣出一条卸压槽与出油腔相连，以降低啮合齿间的机油压力。三、润滑系统的主要部件1.机油泵1）外啮合齿轮式机油泵（2）工作原理。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，如图7-4所示。外啮合齿轮式机油泵的工作性能主要取决于油泵齿轮与壳体间的配合间隙（端面间隙和径向间隙）。当间隙过大时，机油泄漏严重，机油压力降低，油量减少，甚至使油泵不能供油；间隙过小时，使齿轮与泵体接触，产生严重磨损。泵盖与泵体间装有很薄的密封垫，既可以防止漏油，又可用来调整泵盖与主、从动齿轮间的间隙。外啮合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。三、润滑系统的主要部件1.机油泵1）外啮合齿轮式机油泵当主动齿轮转动时，带动从动齿轮（内齿圈）在泵体内旋，如图7-5（b）所示。在进油腔处主动齿轮与从动齿轮脱开啮合，形成真空状态，将机油吸入进油腔；在出油腔处主动齿轮与从动齿轮进入啮合，形成挤压状态，将机油挤入出油腔。内啮合齿轮泵相对外啮合齿轮泵具有结构紧凑、尺寸小、重量轻、运转平稳、噪声低等优点。内啮合齿轮泵的缺点是齿形复杂，加工困难。三、润滑系统的主要部件1.机油泵2）内啮合齿轮式机油泵内啮合齿轮式机油泵结构如图7-5（a）所示，主要由主动齿轮、从动齿轮、月牙板、壳体等组成。主动齿轮为外齿轮，从动齿轮为内齿轮，在壳体上有一个月牙板，把主、从动齿轮不啮合的部分隔开，并形成两个工作腔，分别为进油腔和出油腔。三、润滑系统的主要部件1.机油泵3）内啮合转子式机油泵（2）工作原理。由于内外转子的齿数不同，转速也不等。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齿廓线上总能互相成点接触，在内、外转子间形成四个工作腔，随着转子的转动，这四个工作腔的容积是不断变化的，如图7-6（b）所示。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。内啮合转子式机油泵结构紧凑，外形尺寸小，质量轻，吸油真空度较大，泵油量大，供油均匀度好，成本低，在中、小型发动机上应用广泛。（1）结构。内啮合转子式机油泵由内转子、外转子和泵盖等组成，如图7-6（a）所示。内转子用键或销固定在转子轴上，内转子和外转子偏心安装。发动机工作时，金属磨屑和大气中的尘埃以及燃料燃烧不完全所产生的炭粒会渗入机油中，机油本身也因受热氧化而产生胶状沉淀物，机油中含有这些杂质。如果把这样的脏机油直接送到运动零件表面，机油中的机械杂质就会成为磨料，加速零件的磨损，并且引起油道堵塞及活塞环、气门等零件胶结。因此必须在润滑系统中设有机油滤清器，使循环流动的机油在送往运动零件表面之前得到净化处理。保证摩擦表面的良好润滑，延长其使用寿命。机油滤清方式按滤清器在油路中所处的位置不同分为全流式和分流式两种。2.机油滤清器三、润滑系统的主要部件三、润滑系统的主要部件全流式滤清器串联在润滑系统的主油路中，如图7-7（a）所示。送往各摩擦表面的循环机油均通过它被滤清后才进入主油道，采用这种方法机油流动阻力不能太大，因此滤清度只能达到10～30μm。全流式滤清器在轿车上应用较多。分流式滤清器与主油道并联，如图7-7（b）所示。一般只通过机油总循环量的10%～30%，为此在这种滤清器的油路中设有节流孔或进油限压阀以限制通过的油量。由于通过油量少，允许有较大的阻力，所以这种滤清器滤清度可达5～10μm。分流式滤清器在货车特别是在重型货车上普遍采用。2.机油滤清器机油滤清器按滤清杂质的大小分为粗滤清器和细滤清器。一般能滤去直径为20μm以下杂质的为细滤清器。分流式滤清器都是细滤清器。全流式滤清器为减少阻力，一般都是粗滤清器。按滤清方法和结构特点不同，机油滤清器又可分为过滤式和离心式两类。三、润滑系统的主要部件2.机油滤清器三、润滑系统的主要部件1）集滤器机油集滤器是一个金属网式滤清器，安装于油底壳内机油泵进油管上，它的作用是过滤掉较大的机械杂质，防止较大的机械杂质进入机油泵。常见的有浮筒式和淹没式两种。（1）浮筒式集滤器。浮筒式集滤器浮筒是空心密封的，固定油管装在机油管上，吸油管一端与浮筒焊接，另一端与固定油管连接，以使浮子能自由地随液面升降。滤网为金属丝纺织的，中央有一圆孔，装配时在滤网弹力作用下圆孔压在罩上，浮筒罩边缘有缺口，机油从此口进入滤网内，如图7-8（a）所示。当机油泵工作时，机油从罩与滤网的狭缝内被吸入，经过滤网滤掉较大杂质后进入油泵，如图7-8（b）所示；当滤网被堵塞时，机油泵的吸力迫使滤网向上，使滤网的圆孔离开罩，如图7-8（c）所示，此时，机油不经过滤网，直接进入油泵，以免机油中断。2.机油滤清器三、润滑系统的主要部件1）集滤器2.机油滤清器三、润滑系统的主要部件1）集滤器（2）淹没式集滤器。淹没式集滤器如图7-9所示，固装在油面下，吸入的机油清洁程度稍差于浮筒式，但可防止泡沫吸入，润滑可靠，构造简单，应用渐多，被很多高速发动机采用。2.机油滤清器三、润滑系统的主要部件2）纸质滤芯式粗滤清器

机油粗滤清器用于滤去机油中粒度较大的杂质。因为它对机油流动阻力较小，所以一般串联在机油泵与主油道之间，属于全流式滤清器。传统的粗滤器多采用缝隙式和绕线式金属片，现多采用纸质式。纸质滤芯式粗滤清器构造如图7-10所示。滤清器壳体由滤清器座和外壳组成，壳体内装有纸质滤芯。机油经滤清器座的进油口进入滤清器壳体内，通过滤芯过滤后进入芯筒内，然后经滤清器座的出油口进入机体主油道。滤芯两端都装有密封圈，以防止未滤清的机油通过。滤清器座中也设有旁通阀。2.机油滤清器三、润滑系统的主要部件2）纸质滤芯式粗滤清器

图7-11所示为纸质滤芯的构造，芯筒是滤芯的骨架，用薄铁皮制成，上面加工出许多圆孔。芯筒周围是经过酚醛树脂处理的微孔滤纸。为了增大滤芯面积，将滤纸折叠成扇形和波纹筒形。滤芯用塑胶与上、下端盖黏合在一起。纸质滤清器具有体积小、质量轻、结构简单、滤清效果好、过滤阻力小、成本低和保养方便等优点，因此在拖拉机和汽车上得到广泛应用。2.机油滤清器三、润滑系统的主要部件3）离心式细滤器机油细滤器用以清除细小的杂质，这种滤清器对机油的流动阻力较大，故多做成分流式，它与主油道并联，只有少量的机油通过它滤清后又回到油底壳。细滤器有过滤式和离心式两种，过滤式机油细滤器存在着滤清能力与通过能力的矛盾，因此多数发动机采用离心式细滤器。（1）结构。FL100型离心式机油细滤器的构造如图7-12所示。在滤清器和滤清器罩内装有转子总成，转子由转子体和转子罩组成，转子体的上、下中心压入青铜衬套作为轴承，安装在转子轴上。转子内设有上、下两个导流罩。上导流罩使转子轴出油孔与转子内腔相通，下导流罩使转子内腔与转子下端两个水平喷孔（图中只画了一个）相通，两个喷孔方向相反。滤清器底座进油口处装有进油限压阀。2.机油滤清器（2）工作原理。发动机工作时，当主油道机油压力高于147～196kPa，进油限压阀开启，从机油泵来的部分机油进入转子轴中心油道，又从出油孔流出后经上导流罩进入转子内腔，再经下导流罩从喷孔高速喷出。由于高速喷出的机油对转子的反作用力，使转子高速旋转。当转子内机油压力为294～343kPa时，转速可达6000r/min以上。于是转子内腔机油中的杂质在离心力的作用下被甩向四周，并沉积在转子内壁上。由于机油是经过上下导流罩和转子内腔后才从喷孔喷出的，因此喷出的机油已经是杂质很少的干净机油了。这部分机油通过底座中的回油通道流回油底壳。离心式机油滤清器的滤清能力强，通过能力好，转子中沉积的杂质不影响其通过能力和滤清效果，不需要更换滤芯，只要定期清洗即可，但其对胶状物质的滤清效果较差。这种滤清器由于喷孔喷出的机油没有压力，因此只能与主油道并联，即作为分流式滤清器使用。三、润滑系统的主要部件2.机油滤清器发动机运转时，由于机油黏度随温度的升高而变小，降低了润滑能力。因此，有些发动机装用了机油散热器或机油冷却器，其作用是降低机油温度，保持润滑油一定的黏度。1）机油散热器机油散热器一般安装在冷却水散热器的前面，与主油道并联。机油泵工作时，一方面将机油供给主油道，另一方面经限压阀、机油散热器开关从进油管进入机油散热器内，冷却后从出油管流回机油盘，如此循环流动，如图7-13所示。风冷式机油散热器散热能力强，多用于热负荷大的增压汽车。三、润滑系统的主要部件3.机油散热器和机油冷却器2）机油冷却器

风冷式机油冷却器在发动机起动后需要很长的暖机时间才能使机油达到正常的工作温度，因此普通轿车上很少采用。水冷式机油冷却器外形尺寸小，布置方便，且不会使机油冷却过度，机油温度稳定，在轿车上应用广泛。如图7-14所示，将水冷式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迅速提高温度。三、润滑系统的主要部件3.机油散热器和机油冷却器实训汽车发动机构造与维修润滑系统01020304二、实训目的（1）掌握发动机润滑系统机油泵的拆装方法。（2）掌握发动机润滑系统机油泵的检测方法。四、注意事项（1）正确使用工具、仪表。（2）遵守操作规范，注意安全。三、设备器材（1）发动机润滑系统机油泵一套。（2）120件套筒组合工具一套。（3）游标卡尺和厚薄规、百分表。一、实训内容发动机机油泵的检修。3）齿顶间隙和啮合间隙的检修（1）用厚薄规插在齿顶与泵体内壁间测量齿顶间隙，应不大于0.20mm。（2）用厚薄规在互成120°的三个位置测量主、从动齿轮啮合间隙，应不超过0.25mm，各测点的间隙差应不超过0.10mm