《汽车发动机维修技术 （初级）》-单元7

任务一发动机润滑系统结构组成及功能一、润滑系统功用发动机的润滑是由润滑系统来完成的。润滑系统的基本任务就是在发动机运转过程中将润滑油不断地供给到各零件的摩擦表面，减少零件表面的摩擦和磨损。润滑系统虽然不参加发动机的功能转换，却能保证发动机的正常工作，使其具有较长的使用寿命。润滑系统的功用主要有以下几个方面：（一）润滑简单地说，润滑就是使相互摩擦的表面分离。由润滑油泵向润滑部位输送润滑油即可满足这一要求。润滑油的任务是，降低相对移动表面之间的摩擦并减少或完全避免产生磨损。下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能（二）冷却部件摩擦产生的热量由发动机润滑油吸收并通过油底壳扩散到外界空气中。燃烧产生的部分热量也以同样方式通过发动机润滑油排出。功率较高的现代发动机还有一个发动机润滑油冷却器，用于防止发动机润滑油过热。（三）严密密封发动机润滑油在活塞环与气缸壁之间形成一层油膜，因此在燃烧室与曲轴箱之间起到严密密封的作用。（四）清洁冷态发动机起动时会产生一定的磨损，因为轴承、活塞、活塞环和气缸以及挺杆和摇臂的相对移动面尚未通过发动润滑油完全分离。上一页下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能此时首先产生的不是液体摩擦，而是混合摩擦，所产生的磨损颗粒必须立即通过润滑油从润滑间隙处冲刷出去，以免因这些微小的金属颗粒而产生磨蚀作用。这些磨蚀颗粒不得与燃烧产生的碳烟颗粒一起沉积在润滑油回路内。因此润滑油必须能够使这些磨蚀颗粒保持悬浮状态并将其输送至润滑油滤清器内。（五）防腐蚀空气湿度和温度不断变化会造成腐蚀（通过氧气和湿气产生腐蚀）。此外，在燃烧过程中还会产生具有腐蚀作用的物质，例如亚硫酸。发动润滑油通过形成一层覆盖层来防止这些物质的损坏作用。发动润滑油的中和能力可进一步提高这种防腐作用。润滑油可中和掉酸性成分。上一页下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能（六）传递作用力发动机润滑油还具有传递作用力的功能。例如，通过处于压力作用下的发动机润滑油来调节叶片式ＶＡＮＯＳ（可变配气相位）；液压气门间隙补偿器（ＨＶＡ）内也充有发动机润滑油，ＨＶＡ桶状挺杆内的发动机润滑油可将作用力从凸轮轴处传至气门处。二、润滑油的标号及润滑方式目前市场上供应的润滑油品牌既有国产的也有进口的，品种繁多。一般情况下，汽油机和柴油机采用不同的润滑油，汽油机使用汽油润滑油，柴油机使用柴油润滑油。我国发动机润滑油的牌号是按照润滑油的使用性能和黏度等级这两种分类方法来划分的，其是参照美国汽车工程师协会（ＳＡＥ）和美国石油协会（ＡＰＩ）的分类标准制定的。上一页下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能（一）润滑油知识１.润滑油标号的ＳＡＥ黏度等级分类１９９１年，美国汽车工程师协会（ＳＡＥ）制定了黏度分类方法，即发动机润滑油的牌号是以某一温度下的黏度来编制的。按照ＳＡＥ的黏度分类方法，润滑油可以分为０Ｗ、５Ｗ、１０Ｗ、１５Ｗ、２０Ｗ、２５Ｗ和１０、２０、３０、４０、５０、６０等级别。对于黏度而言：数值越大，黏度越大；数值越小，黏度越低。０Ｗ：表示冬季时润滑油的液流特性（Ｗ）。其第一个数值（０）越小，表示低温情况下的发动润滑油液流特性越好，润滑油经过发动机的速度越快，损耗越小。根据不同ＳＡＥ等级，基准温度为－５℃～－３０℃。上一页下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能３０：第二个数值（例如３０、４０）。表示高温范围内的润滑油液流特性，即使在高温情况下，油膜在发动机内也会保持稳定状态且不会脱落。该数值越高，表示润滑油膜承受负荷的能力越强。此时基准温度为１００℃。２.润滑油牌号的ＡＰＩ使用性能分类１９４７年，美国石油协会（ＡＰＩ）制定了质量分级法。按照质量分级法可以把汽油机润滑油分为ＳＣ、ＳＤ、ＳＥ、ＳＦ、ＳＧ、ＳＨ和ＳＬ七个等级，柴油机润滑油分为ＣＣ、ＣＤ、ＣＤ－Ⅱ、ＣＥ和ＣＦ－４共五个等级。级别越高，润滑油的品质越好。上一页下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能３.国产发动机润滑油的分类国标ＧＢ／Ｔ７６３１—１９９５将内燃机润滑油划分为汽油机润滑油（用“Ｓ”表示）和柴油机润滑油（用“Ｃ”表示），基本上与美国石油协会分类方法相似。４.润滑油的选用方法润滑油被看作是发动机的血液，选用和更换是否正确将直接影响到发动机的使用寿命。根据发动机种类、使用条件和新旧程度不同，选用的牌号也不同，不同温度环境下如何选用正确牌号的润滑油，参见图７－１。上一页下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能（二）发动机润滑方式发动机工作时，由于各运动零件的位置、相对运动速度、承受的机械负荷和热负荷等不同，对润滑强度的要求也不同。为保证各运动零件润滑可靠，并尽可能简化润滑系统的结构，在发动机润滑系统中，根据各部位的工作特点采取了不同的润滑方式。１.压力润滑利用润滑油泵将具有一定压力的润滑油输送到摩擦表面进行润滑，这种润滑方式叫作压力润滑。发动机上一些机械负荷大、相对运动速度高的零件，一般都采用此种润滑方式，如主轴颈与主轴承、连杆轴颈与连杆轴承、凸轮轴颈与凸轮轴承等。采取压力润滑比较可靠，但必须设专门的油道输送润滑油。上一页下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能２.飞溅润滑依靠运动零件飞溅起来的或从专门的油孔中喷出的润滑油滴或油雾对摩擦表面润滑，这种方式称飞溅润滑。发动机上的一些外露部位、机械负荷较小的零件或相对速度较低的零件，一般采用飞溅润滑方式，如活塞与气缸壁、凸轮与挺杆、活塞衬套等。采用飞溅润滑的可靠性较差，但结构比较简单，在活塞与气缸壁间采用飞溅润滑，还可以防止由于润滑油压力高而进入燃烧室参加燃烧，导致润滑油消耗异常、发动机工作恶化等。３.定期润滑采用定期加注润滑脂的方法对摩擦表面进行润滑，这种方式称定期润滑。发动机的一些不太重要、比较分散的部位一般采用此种润滑方式，如水泵轴承、发电机轴承等。定期润滑不属于润滑系的工作范畴。上一页下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能（三）润滑系统的润滑油路现代汽车发动机润滑系统油路布置方案大致相似，只是由于润滑系统的工作条件和某些具体结构不同而稍有差别，其基本润滑油路如图７－２所示。１.压力润滑部分压力润滑部分包括正时齿轮、曲轴主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承、分电器传动轴、摇臂轴等部件。２.飞溅润滑部分飞溅润滑部分包括缸壁、推杆、挺杆、凸轮表面、连杆小头、凸轮轴止推板等部件。上一页下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能三、润滑系统的部件组成及工作原理发动机润滑系的组成基本相同，主要由油底壳、润滑油泵、油道、滤清器、限压阀、润滑油压力传感器和油压表等组成，如图７－３所示。（一）润滑油泵润滑油泵是润滑系统的核心部件，它能产生油压使润滑油在发动机内部循环流动。润滑油泵有两种基本类型：转子式和齿轮式，两种泵都是等排量泵。此外在一些效率较高的发动机上还配有可变排量的润滑油泵。上一页下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能（二）润滑油滤清器润滑油滤清器的功用是滤去润滑油中含有的金属屑、末等杂质，保证润滑油质量，防止零件过快地磨损。其性能的好坏直接影响到发动机的大修期限和使用寿命。汽车发动机上装用的润滑油滤清器按过滤能力可分为集滤器和润滑油滤清器。（三）润滑油散热器发动机润滑油的温度不宜超过８５℃，如果超过１２５℃，润滑油会迅速丧失润滑性能。因此，在一些热负荷较大的发动机上，还专门设有润滑油散热器，以防止润滑油温度过高，造成润滑油黏度过低、摩擦表面油膜不易形成，甚至润滑油变质等情况。上一页下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能过低的润滑油温度虽有利于保持油膜，但将导致摩擦阻力增加，因此保持油温在正常范围才有利于发动机的工作。一般发动机是靠汽车行驶中的迎面空气流吹拂油底壳来冷却润滑油的。润滑油散热器进油管路中一般都设有手动开关阀和限压阀，控制润滑油散热器的主油路。当环境温度较低时，应关闭手动开关阀，使润滑油不流经散热器进行循环。限压阀可在油压较低时，自动关闭散热器油路。润滑油散热器有空冷和水冷两种。风冷式润滑油冷却器在发动机起动后需要很长的暖机时间才能使润滑油达到正常的工作温度，所以普通轿车上很少采用。水冷式润滑油冷却器外形尺寸小，布置方便，且不会使润滑油冷却过度，润滑油温度稳定，因而在轿车上使用广泛。上一页下一页返回任务一发动机润滑系统结构组成及功能（四）润滑油压力开关润滑油压力开关用于监控润滑系统压力。发动机处于静止状态且点火开关打开时，润滑油压力指示灯通过润滑油压力开关接地，指示灯亮起。起动发动机后，润滑油压力使接地触点打开，指示灯熄灭，如图７－１６所示。在一般的发动机上，润滑油压力开关的响应压力为０.２～０.５ｂａｒ。上一页返回任务二润滑系统维护及故障检修一、润滑系统常规检查与维护（一）检查润滑油液位１.检查润滑油液位（通过润滑油尺检查）（１）进行此项检查时，要把汽车停放在平坦的水平路面上。（２）在发动机停止的状态下进行检查。如果发动机已被起动，则应停止运转，并等候片刻再进行检查。（３）拔出油尺，用清洁的抹布擦掉油尺上的润滑油。（４）把油尺插入油尺导孔内。（５）慢慢地拔出油尺，检查油位是否在规定的范围内，如图７－１７所示。下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（６）若油面低于最小刻度位置，则应补充加入规定的润滑油。（７）在怠速下运转发动机使其暖机，并关闭发动机，然后等候片刻再检查润滑油液位是否在规定的范围内。（８）检查润滑油是否严重脏污、是否混有冷却液或汽油，以及黏度是否正常。注意：若润滑油补充过多超出最大刻度位置，反而会对发动机性能产生不利影响。２.检查润滑油液位（通过仪表或显示器检查）（１）将车辆置于一个水平的表面上。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（２）让暖机的发动机以较高的转速（约１１００ｒ／ｍｉｎ）运转３ｍｉｎ，使发动机达到合适的温度（７０℃以上）。（３）从组合仪表中或控制显示上可以读取润滑油油位，分别如图７－１８和图７－１９所示。如果是带有油尺的车辆，则在油尺上读取油位。（４）如有必要，则添加发动机润滑油。（二）更换发动机润滑油及滤清器１.更换发动机滤清器（１）起动发动机，预热运转直至冷却液温度达到８０℃～９０℃。（２）拆下润滑油注油口盖。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（３）拆下放油塞，排出润滑油。此时润滑油呈热态，请予以注意。（４）用润滑油滤清器扳手拆下润滑油滤清器。（５）清洁滤清器托架侧的安装面。（６）在新的润滑油滤清器的Ｏ形圈上涂少量润滑油，如图７－２０所示。（７）用手转动润滑油滤清器进行安装，并利用扭力扳手按照标准力矩旋紧。（８）润滑油完全排出后，更换一个新的排放塞垫片，并按照标准力矩装好放油塞。（９）重新注入规定数量的润滑油。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（１０）检查润滑油液位。（１１）空转发动机２～３ｍｉｎ，检查滤清器的安装部位和排放塞的位置应不渗润滑油。（１２）再次检查润滑油液位。（１３）清洁场地和车辆，整理工具。２.更换滤清器滤芯（１）检查发动机温度，发动机润滑油更换只能在暖机状态下（８０℃以上）进行。（２）用专用工具１１９２４０松开润滑油滤清器盖，如图７－２１所示，使发动机润滑油从润滑油滤清器壳中流出并流回油底壳中。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（３）使用车辆举升机，将车辆举升到合适的位置，注意车辆重心位置，确保无安全隐患。（４）松脱加强板上的润滑油保养口。（５）松开油底壳的螺旋塞并排放发动润滑油，确保将发动机内的润滑油排放干净，建议排放至少１０ｍｉｎ。（６）更换油底壳的螺旋塞垫片，并按照标准扭矩要求旋紧。（７）沿箭头方向拔出和插入润滑油滤清器滤芯１，如图７－２２所示。（８）更新润滑油滤清器滤芯１和密封环２，检查密封件３，如有必要，则进行更新。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（９）用发动机润滑油浸润密封环２和３。（１０）用专用工具１１９２４０固定润滑油滤清器盖。（１１）加注发动机润滑油。起动发动机并让发动机怠速运转，直至润滑油压力指示灯熄灭为止。（１２）关闭发动机。检查润滑油滤清器盖和油底壳螺旋塞的密封性。（１３）检查润滑油油位。（三）检查润滑油压力警告灯是否点亮和熄灭（１）保持车辆位于水平位置，将点火开关旋转至“ＯＮ”位置。（２）检查驾驶内仪表板上的润滑油压力警告灯是否点亮，此时压力警告灯应点亮，如图７－２３所示。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（３）起动发动机，使发动机怠速运转，观察发动机润滑油压力警告灯是否熄灭，此时应该熄灭。（４）如果没有熄灭，则意味着润滑系统压力异常或警告灯及传感器损坏，需要立即停机进行进一步检测与维修。注意：仅凭压力警告灯是否点亮和熄灭，仍不能保证在发动机高速运转时，有正确的润滑油压力。正是这个原因，有些发动机还采用润滑油压力表来显示具体的润滑油压力。（四）检测发动机润滑油系统压力（１）用专用工具１１９２４０松开润滑油滤清器盖。（２）检查密封环１～３的状态，如有必要，应进行更新。将润滑油滤清器滤芯４装入专用工具１１９２５０中，如图７－２４所示。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（３）将专用工具１１４３１０固定在专用工具１１９２５０上，并与１００ｂａｒ的传感器连接。使用连接专用工具１３３０６１和１３３０６３，如图７－２５所示。（４）起动发动机并检测发动机润滑油压力。（５）根据测量的发动机润滑油压力值与标准值比较，分析润滑系统压力状态。提示：常见一般四气缸汽油发动机暖机状态下怠速转速运行时的润滑油最小压力值为１.５ｂａｒ。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修二、润滑系统组成部件检查维修（一）润滑油泵检修１.齿轮式润滑油泵检修齿轮式润滑油泵在使用过程中，主动齿轮与从动齿轮、轴与轴孔、齿轮顶与泵壳、齿轮端面与泵盖均会产生磨损，造成润滑油泵供油量减少和供油压力降低等。（二）润滑油散热器检查从汽车上将润滑油散热器拆卸后，散热器芯和散热器体要用专用的溶剂浸泡和清洗，并进行下列项目检查：上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（１）要检查散热器体、盖、支架有无裂纹、损坏和腐蚀，如有应更换。（２）检查散热器芯有无损坏或渗漏，如管子变形或损坏不超过５％则可以修理，超过５％则更换散热器芯。（３）润滑油散热器维修时可用肥皂水清洗，用压缩空气吹干。（４）将润滑油散热器泡在水中，用压缩空气试压（４８３ｋＰａ），如果没有渗漏，则这个润滑油散热器可继续使用；如发现油水混合现象，应及时更换。三、润滑系统常见故障诊断分析发动机润滑系统常见故障有发动机润滑油消耗过多、发动机润滑油变稀、发动机润滑油压力过高或过低等现象，下面介绍故障现象的具体表现以及故障原因和工作的诊断排除基本流程。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（一）发动机润滑油消耗过多１.故障现象润滑油的消耗量超过常规损耗量，发动机运转时，排气管冒蓝烟，火花塞积炭增多。２.故障原因油封漏油，油底壳放油螺塞垫片损坏，活塞环安装不当，气缸壁和活塞的配合间隙过大，气门导管与气门杆配合间隙过大和发动机过热。３.故障诊断与排除（１）检查曲轴前后油封、凸轮轴油封和气门杆油封，若油封损坏，造成润滑油渗漏，应更换损坏的油封。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（２）检查油底壳与气缸体结合面、放油螺塞有无润滑油渗漏，若油底壳密封垫损坏、放油螺塞松动而漏油，应更换密封垫并按规定力矩紧固放油螺塞。（３）检查活塞环是否装反，活塞环开口是否按要求安装，若活塞环方向装反，各开口未按规定错开装配，将导致活塞环泵油，引起发动机烧润滑油，应重新装配活塞环，将有字样的环面向上，“ＲＮ”为第一环，“Ｒ”为第二环，各环开口应错开９０°。（４）检查活塞环与气缸壁、气门杆与气门油封的配合间隙，若活塞环与气缸壁磨损严重，配合间隙过大，应镗磨气缸，更换活塞和活塞环；若气门杆油封损坏，应更换气门杆及油封。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（５）检查冷却水温度，如发动机过热，使润滑油的蒸发量增大，应检修冷却系统。（二）发动机润滑油变稀１.故障现象发动机运行一定时间后，油底壳内的油平面自动上升，发动机的润滑油压力下降。２.故障原因气缸垫损坏或气缸体有裂纹，使冷却水进入燃烧室并流入油底壳而稀释润滑油；燃油泵的膜片损坏，使燃油流入油底壳而稀释润滑油；燃油含有水分，燃烧时进入油底壳；混合气过浓，使燃烧不完全，燃油渗入油底壳而稀释润滑油。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修３.故障诊断与排除（１）观察冷却水的消耗量，若冷却水消耗得过快，应检查发动机气缸垫及气缸体。若气缸垫损坏或气缸盖安装螺栓未拧紧，应更换气缸垫；若气缸体有气孔或裂纹，应修补气缸体。（２）检查燃油泵的泵油量，若泵油量减少，则燃油泵的膜片损坏使燃油漏入油底壳，应更换燃油泵膜片，必要时更换燃油泵总成。（３）检查燃油品质，若燃油含有水分，应更换。（４）检查燃烧室内的积炭情况，若气门和火花塞积炭严重，表明混合气过浓。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（三）发动机润滑油压力过高１.故障现象起动发动机时，润滑油压力指示灯熄灭，同时润滑油消耗量过大；发动机工作过程中，发动机温度过高，并存在异响。２.故障原因使用的润滑油牌号不合适或黏度过大；润滑油泵限压阀弹簧张力调得过大；缸体或缸盖油道存在堵塞；曲轴轴颈与轴瓦之间的配合间隙过小；凸轮轴轴颈与轴孔的配合间隙过小。３.故障诊断与排除（１）检查润滑油的黏度及油质，若润滑油黏度过大或油质过脏，应更换规定牌号、规格的润滑油。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（２）检查润滑油泵的限压阀和旁通阀，若润滑油泵限压阀柱塞黏结或弹簧过硬，旁通阀不能打开，应更换限压阀弹簧或限压阀总成，并更换旁通阀。（３）检查润滑油滤清器，若润滑油滤清器使用时间过长，滤芯严重堵塞，应更换润滑油滤清器总成。（４）检查曲轴轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承的配合间隙，若轴承配合间隙过小，应重新选配轴承。（５）检查发动机气缸盖、气缸体的润滑油道，若润滑油道存在堵塞，应拆解发动机，清洗润滑油道。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（四）发动机润滑油压力过低１.故障现象发动机起动后，润滑油压力指示灯仍不熄灭；在车辆的使用过程中油底壳油量增多，润滑油变稀并带有汽油味或起泡沫。２.故障原因润滑油变质，润滑油中混入了汽油或冷却水，润滑油规格型号不符合要求；润滑油泵严重磨损、配合间隙过大；润滑油滤清器滤网堵塞；润滑油泵上限压阀压力调得过低或工作不正常；发动机曲轴轴颈与轴瓦之间配合间隙过大；润滑油压力传感器搭铁；油底壳中润滑油油面过低。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修３.故障诊断与排除（１）检查油底壳内润滑油量，若过少，应按规定添加。若是由于油封损坏或放油螺塞松动而漏油，应更换油封，并按规定力矩紧固放油螺塞。（２）检查油底壳内润滑油的质量，若油量明显增多并有汽油味，则表明活塞环严重磨损，汽油沿气缸壁流入油底壳，使润滑油变质，应更换活塞环或修磨气缸；若润滑油变稀并有气泡，则表明冷却水套损坏，有冷却水混入而稀释润滑油，应更换气缸垫并修理冷却水套。（３）检查润滑油的黏度。若黏度过低，说明选用的润滑油牌号、规格不正确，应更换规定牌号、规格的润滑油。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（４）检查润滑油泵的泵油量和泵油压力。若泵油量正常而泵油压力偏低，则说明润滑油泵内部的零件磨损严重，使配合间隙过大，应更换润滑油泵内部组件或润滑油泵总成；或润滑油泵限压阀的压力调得过低或限压阀弹簧过软，应重新调整限压阀，必要时更换限压阀弹簧；若润滑油泵泵油量和泵油压力均不足，则润滑油滤清器的旁通阀损坏、润滑油滤清器的滤网堵塞或连接管与润滑油泵体连接处的密封圈损坏，使润滑油滤清器的吸油量减少，应更换旁通阀、损坏的密封圈和滤清器滤网。（５）检查润滑油路有无渗漏，若主轴承、连杆轴承和凸轮轴轴颈等处存在严重磨损，将使其配合间隙过大，不能建立油压，应修磨曲轴主轴颈、连杆轴颈、凸轮轴轴颈，并更换相应的轴承。上一页下一页返回任务二润滑系统维护及故障检修（６）若上述故障都已排除，但润滑油压力指示灯仍不熄灭，则说明润滑油压力传感器搭铁或存在故障，应修理或更换传感器。（五）发动机润滑油早期变质１.故障现象发动机润滑油未到更换期限，便出现颜色污浊、黏度变稀，并产生沉淀物质及胶黏性物质，