汽车发动机润滑系统构造与维修教案1

发动机润滑系统

任务一润滑系统的组成及作用

学习目标

(1)叙述发动机润滑系统的作用；

(2)识别发动机润滑系统的主要零部件。

一、润滑系统的作用

1.润滑系统的作用

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。摩擦是机器运转过程中不可避免的

物理现象。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。

1).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。

2).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。

3).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。

4).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。

5).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。

6).液压作用：润滑油还可用作液压油，起液压作用。

7).减震缓冲作用：在运动零件表面形成油膜，吸收冲击并减小振动，起减震缓冲作

用。

2.摩擦的本质

摩擦是两个互相接触的物体，彼此作相对运动或有相对运动趋势时，相互作用产生的一种

物理现象c摩擦产生的阻力称为摩擦力C

摩擦力：分子结合与机械啮合所产生阻力之和。

机械啮合：在两接触面上凹凸不平的谷峰之间，互相的机械啮合运动也会产生i种阻力。摩擦

生热：摩擦产生大量热量。

摩擦

,润滑机理

润滑：把一-种具有润滑性能的物质，加到两相互接触物体的摩擦面匕形成油膜，达到

降低摩擦和减少磨损的手段。常用的润滑介质，润滑油和润滑脂，发动机内多用润滑油。

完整的油膜：边界油膜和流动油膜。

边界油膜：由于润滑剂供应不充足，两摩擦表面被吸附在表面的边界膜隔开，使其处于干摩

擦和液体摩擦之间的状态。由润滑剂与金属表面发生静电吸附形成油膜，如图6-2所示，边界油

膜很薄(0.1〜0.4um),但在一定条件下能承受一定的负荷而不致破裂。发动机静置之后

润滑系统会在机件之间建立边界油膜。

边界膜

边界油膜

流动油膜：在两个边界之间的油膜。油膜可能将两个摩擦面完全隔开，使两个零件表面的机

械摩擦转化为油膜内部分子之间的摩擦，从而减少了两个零件的摩擦和磨损，达到了润滑的目

的，这也是最理想的润滑方式。

液体

液体流动油膜

珈承

油膜的对比

二、润滑方式

由于发动机传动件的工作条件不尽相同，因此，对负荷及相对运动速度不同的传动件采用

不同的润滑方式。

1.压力润滑

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、摇臂等处形成油膜以保证润滑。

2.飞溅润滑

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称为飞

溅润滑。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。

3.定期润滑

对于负荷较小的发动机辅助装置则只需定期、定量加注润滑脂进行润滑。例如水泵及发电

机轴承等。它不属于润滑系的工作范畴。近年来在发动机上采用含有耐磨润滑材料（如尼龙、

二硫化钳等）的轴承来代替加注润滑脂的轴承。

三、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。

曲轴

润滑系统的组成

任务二润滑剂

学习目标

(1)掌握润滑剂的分类及不同用途

(2)掌握润滑油的分类和使用情况

(3)了解日常保养时机油的检查

一、汽车上的润滑剂

汽车上常用的润滑剂有两种:

润滑油

润滑剂的分类｛

润滑脂

润滑油是发动机主要的润滑剂，润滑油俗称“机油”，它主要有以下作用：

1.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。

2.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。

3.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。

4.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。

5.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。

6.液压作用：润滑油还可用作液压油，起液压作用c

7.减震缓冲作用：在运动零件表面形成油膜，吸收冲击并减小振动，起减震缓冲作用，

二、机油的构成

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100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，不断氧化变质。窜入曲轴

箱内的燃油蒸气、废气以及金属磨屑和枳炭等，使机油受到严重污染并迅速变黑。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95c或更高。同时，机油还与180〜300c的高温零件接触，受到强烈的加

热。现代轿车对机油提出了越来越高的要求，以满足发动机性能要求。

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。

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具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，并产生发状沉积物。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。

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，可能使铜铅和镉银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。

6.高度的极压性在摩擦表面之间的油膜厚度小于0.3〜0.4um的润滑状态，称边界润

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叫作极压

性。

综上所述，现代车辆所使用的机油通常由基础油、粘度剂、添加剂按一定比例配比而成。

1.防磨辕剂

2.防最化制

3.金属类清净剂

4.无灰分散荆

5.防情剂

6JR1M籁剂

7流点・低剂

8.消泡期

乙♦**龊

口,不於

机油的构成

机油中的常见添加剂及作用：

1.防磨耗剂：包括摩擦改进剂和抗磨剂，减少发动机磨损减少燃油消耗。

2.防氧化剂：也叫抗氧化剂，用来保护基础油，防止氧化。

3.清净剂：是发动机内部保持清净。

4.分散剂：分散燃料燃烧生成物。

5.防锈剂：防止生锈。

6.流点降低剂：也叫降凝剂，提高低温流动性。

7.消泡剂：控制泡沫的产生。

三、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6种牌号:SAEOW、SAE5W、SAE10W.SAE15W.SAE20W和SAE25W”非

冬季机油有4种牌号：SAE20、SAE30,SAE40和SA李机号数较大的机油黏度较大,适于在

较高的环境温度下使用。

-30-20-100!0203040

按当地环境温度选择机油

机油粘度表

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SA、SB、SC、SD,SE、SF、SG和SH8个级别。C系列为柴油

机油，目前有CA、CB、CC、CD和CE5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。其中，SA、SB、SC和CA等级别的双油，除非汽车制造厂特别推荐，否

机油的级别

我国的机油分类法参照采用ISO分类方法。GB/T7631.3—1995规定，按机油的性能和

使用场合分为：

1.汽油机油：SC、SD、SE、SF、SG、SH等6个级别，

2.柴油机油：CC、CD-CDII、CE、CF4等5个级别。

3.二冲程汽油机油：ERA、ERB、ERC和ERD等4个级别。

四、机油的选用

1.根据汽车发动机的强化程度选用合适的机油使用级。

2.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

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一温度特性，

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。目前，合成机油的价格比从石

油提炼出来的机油贵。但是，随着生产规模的扩大和制造工艺的改进，合成机油的价格将会越

来越便宜。未来将是合成机油的时代。

六、润滑脂

润滑脂俗称“黄油”，如图6-9所示是市面上比较常见的黄油。它是将稠化剂掺入液体

润滑剂中所制成的一种检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，在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(GB/T5671—1985)。这种润滑脂具有良好的高低

温适应性，可在一30〜120℃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。它能够满足我国从哈尔滨到海南岛广大地区汽车的使用要求，与使用

钙基或复:合钙基润滑脂比较，可以延长换油期2倍，使润滑和维护费下降40%以上。

任务三润滑系统构造

学习目标

(1)学习油底壳的分类；

(2)学习机油泵的结构原理；

(3)学习安全阀的结构原理；

(4)学习过滤器的原理；

—•、油底壳

油底先是曲轴箱的下半部，又称为下曲轴箱C作用是封闭曲轴箱作为贮油槽的外壳，防止

杂质进入，并收集和储存由柴油机各摩擦表面流回的润山油一散去部分热量-防止润猾油氧

化，油底壳与发动机机体之间使用密封圈密封，油底壳底部最低处还装有放油螺塞。

油底壳多由薄钢板冲压而成，近年来也有很多中高档车辆使用铝合金铸造而成。油底壳内

部一般装有稳油挡板，以避免发动机机颠簸时造成的右面震荡激溅，有利于机油泵在复杂工况

下稳定的抽取足够的机油输入系统油路。

♦

a)铁质油底壳b)铝制油底壳

油底壳的材质

密封垫圈多使用具有弹性的橡胶制成，特别注意的是这种密封圈多是一次性的，每一次分

解之后在安装时都应予以更换，防止发生泄露。

油底壳的密封垫

侧面装有油尺，平时用来检查机油油量。

油尺

二、机油泵

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数量的机油。

机油泵结构形式可分为齿轮式和转子式两类。齿轮式机油泵又分内啮齿轮式和外啮齿轮

式，一般把后者称为齿轮式机油泵。

1.齿轮式机油泵

齿轮式机油泵的优点是效率高，功率损失小，工作可靠；缺点是需要中间传动机构，制

造成本相应较高。国产桑塔细诩"却的，山结也比期也田条松年

齿轮式机油泵

齿轮式机油泵结构

工作时，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

机油油不断带入而产牛格乐作用..机油以•宗压力祐泵出。一

齿轮式机油泵原理图

2.内啮齿轮式机油泵

内啮齿轮式机油泵

内啮合齿轮式机油泵由泵体（气缸体前端）、外齿轮（曲轴直接驱动）、内接齿轮、月

牙板组成。其外齿轮是主动齿轮，套在曲轴前端，通过花健由曲轴宜接驱动。内啮齿轮是从动

齿轮，装在机油泵体内，泵体固定在机体前端。

内啮齿轮式机油泵

因为内啮齿轮泵由曲轴直接驱动，无需中间传动机构，所以零件数量少，制造成本低，

占用空间小，使用范围广。但是这种机油泵在内、外齿轮之间有一处无用的空间，使机油泵的

泵油效率降低。另外，如果曲轴前端轴颈太粗，机油泵外形尺寸随之增大，发动机驱动机油泵

的功率损失也相应有所增加。

优点：由曲轴直接驱动,无需中间传动机构，故零件数量少，制造成本低，占用空间小。缺

点：这种机油泵在内、外齿轮之间有一处无用的空间，使机油泵的泵油效率降低。

3.转子式机油泵

转子式机油泵主要由内、外转子，机油泵体及机油泵盖等零件组成。内转子固定在机油泵

传动轴上，外转子自由地安装在泵体内，并与内转子啮合转动。内、外转子之间有一定的偏心

距。转子式机油泵的优点是结构紧凑，供油量大，供油均匀，噪声小，吸油真空度较高。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个工作腔的容枳是不断

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.

机油泵空间增大

机油泵吸入机油

转子继续旋转，机油被带到出油道的•侧，这时，转子正好进入啮合，使这•空腔容积

减小，油压升高，机油从齿间挤山并经出油道压送出去。

泵油完成

这样，随着转子的不断旋转，机油就不断地被吸入和压出。

4.安全阀

在润滑系中都设会有一个以上的限压阀和旁通阀，以确保润滑系正常工作。

(1)限压阀：限压阀用以限制润滑系中机油的最高压力，防止压力过高。

机油泵必须在发动机各种转速下都能供给足够数量的机油，以维持足够的机油压力，保证

发动机的润滑。机油泵的供油量与其转速有关，而机油泵的转速又与发动机转速成正比,因

此，在设计机油泵时，都是使其在低速时有足够大的供油量。但是，在高速时机油泵的供油量

明显偏大，机油压力也显著偏高。另外，在发动机冷起动时，机油黏度大，流动性差，机油

压力也会大幅度升高。为了防止油压过高，在润滑油路中设置安全阀或限压阀。如果油压达到

规定值约为0.6MPa时该阀打开泄压，使机油保持正常压力0.18MPa-0.35MPa之间。安全阀

一般由柱塞(钢球)、弹簧、螺塞和捌体等组成，一般安全阀装在机油泵或机体的主油道

上.

安装位置：

如果安装在机油泵上，当机油泵输出油压过高时(约为o.6MPa),该网打开，部分机油回

流至机油泵进油口，在机油泵内形成4,循环,使输出油压降低.

如果安装在主油道上,当油压达到规定值时，多余的机油经过安全阀流回油底壳。

(2)旁通阀：用以保证润滑系内油路畅通，它一般与滤清器并联，一旦滤清器发生杂质

淤塞，进油与出油道中的压力差达到0.15^0.18MPa时，该司打开，机油不经滤清器直接进入主油

道，保证对各部件的润滑。其结构与限压阀基本相同。

5.机油集滤器

它装在机油泵之前，作用是滤除润滑油中粗大的杂质.防止较大的机械杂质进入机油泵o有

固定式和浮动式两种。

1)集滤器的分类

(D浮式集滤器：飘浮于机油表面吸油，能吸入油面上较清洁的机油，但油面上的泡沫

易被吸入，使机油压力降低，润滑欠可靠，目前应用不多。

(2)固定式集滤器：淹没在油面之下，吸入的机油清洁度较差,但可防止泡沫吸入，润

滑可靠，结构简空

固定式集滤器

2)集滤器的结构：它由收集器、滤网、底盖三部分组成。

集滤器的结构

三、机油漉清器

机油滤清器的功用是滤除机油中的金属磨屑、机械杂质和机油氧化物.如果这些杂质

随同机油进入润滑系统，将加剧发动机零件的磨损，还可能堵塞油管或油道。

1.机油滤清器的分类及原理

1)按滤清器与主油道的连接方式分：全流式滤清器司分流式滤清器两种。

(1)全流式滤清器主油道串联的滤清器，主油道的机油全部流经它，称全流式滤清

器。它的特点是系统结构简单，只是用一个滤清器。目前在轿车上普遍采用全流式机油滤

全流式机油滤清器活路

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。滤芯通常由经过树脂处理的多孔滤纸折密而成。滤芯内有金属网或带有网眼的薄铁皮作为滤

芯的骨架。滤芯的两端由环形密封圈密封。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。

送入主油道

像胶密封圈

全流式机油滤清器结构原理

机油滤清器机滤底座

(2)分流式浓清器：与主油道并联的滤清器，主油道的机油不流经它，称分流式'滤

清器。它的特点是系统中同时使用两个机油滤清器，分别为粗滤器和细滤器。

分流式机油细滤器油路

①粗滤器：

作用：用来过滤润滑油中颗粒较大（直径0.04mm以上）的杂质。

与主油道的连接关系：串联于机油泵与主油道之间，与全流式滤清器结构相似，因其

对润滑油的流动阻力较小。

②细滤器

作用：用来清除微小杂质（直径在0.001mm以上）、胶质和水分。

属于分流式滤清器，因其对润滑油的流动阻力较大，一般与主油道并联。

按照清楚杂质的方法分：

过滤式机油细滤器和离心式机油细滤器。

过滤式细滤器比较常见，就如上述的纸质滤清器一样，离心式机油细滤器在小型车辆上没

有使用。

四、机油冷却器

在高性能大功率的强化发动机上，由于热负荷大，必须装设机油冷却器。机油冷却器布置

在润滑油路中，其工作原理与散热器相同。

发动机机油冷却都分为风冷式和水冷式两类。风冷式机油冷却器很像一个小型散热器，

利用汽车行驶时的迎面风对机油进行冷却°这种机油冷却器散热能力大，多用于赛车及热负荷

大的增乐汽车上。但是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，所以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，因而

水冷式机冷却器

任务四系统油路原理

学习目标

(1)叙述发动机润滑系统的油路走向

(2)了解不同车型的油路

一、系统油路的特点：

现代汽车发动机润滑系油路布置方案大致相似，只是由于润滑系的工作条件和某些具体结

构的不同而梢有差别。汽车发动机主要采用综合润滑，也被称为复合式润滑系统。曲轴各轴颈

与轴承、凸轮轴颈与轴承、摇臂轴与摇臂等均采用压力涧滑的方式，活塞、活塞环、活塞

销、气缸壁、气门、挺杆、凸轮等采用飞溅润滑的方式。

现代汽车润滑系统特点：

⑴配气机构多采用液力挺柱，有油道向液力挺柱供油。

⑵在主油道与机油泵之间多用单级全流式滤清器，以简化滤清系统。

⑶集滤器为固定淹没式，避免机油泵吸入表面泡沫，保证润滑系工作可靠。

上海桑塔纳轿车JV型1.8L汽油发动机润滑油路：发动机工作时，机油经集滤器一机油

泵一机油滤清器:①一曲轴连杆主油道―主轴承一连杆轴承一活塞销~喷溅至活塞；②一发

动机前端第一条斜向油道f平衡轴；③一主油道的垂直油道一凸轮轴轴径一气缸盖回油孔一曲

机油压

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处理压力

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曲轴上的润滑油道。

曲轴油道

向活塞销、活塞环、缸筒喷溅润滑油的喷管。

活塞和缸筒的润滑

发动机缸体上给曲和他汕如汕汨.

缸体油道

主油道口

主油道口的位置

任务五润滑系统的常见故障

学习目标

(1)掌握机油好坏的检查方法：

(2)掌握常见故障的检测方法。

一、机油的检查及更换

1.液位检查

为保证机油对发动机有良好的润滑效果，机油的液位必须在机油尺的规定刻度内。如发

现机油液位偏低，需及时补充机油至标准液位，并找出原因；如机油液位偏高，也是不正确

的，需适当减少至标准液位。

下限

上限

油尺标准

2.品质检查

从发动机中取出少量机油，观察机油颜色。

1).无乳白色、无明显的沉淀物；

2).用手指捏机油，应无细小颗粒物，没有明显的固体杂质，说明机油的清洁度较高。

反之，则机油已经变质，需要及时更换；

3).川鼻子闻应无烧焦味；

4).机油需定期更换，如车辆长时间在恶劣环境或较大负荷条件下工作，需缩短更换机

油的周期；如发现机油已经明显变质，也需及时更换。

二、润滑系统的常见故障检测

润滑系统常见的故障芍机油损耗过多、机油变质、机油压力过高或过低等。

1.系统压力过低的诊断与维修

1)现象：

发动机起动后，机油压力迅速降至零；发动机在运转中机油压力始终过低，机油压力警告

灯亮；机油有外漏现象。

2).原囚：

油底壳油量不足；机油粘度过小；限压阀弹簧弹力不足或调整不当；润滑系统管路严重漏

油；机油细滤器破损漏油；机油泉磨损过甚或有故障；机油压力表或传感器失效；主轴承、连杆轴

承、凸轮轴衬套等配合部位间隙过大。

3).检查步骤：

①检查油底壳油面高度和机油粘度。抽出机油尺检查，油面过低时应补足机油。机油

过稀时，说明粘度过小或机油的粘温性过差，应重新加注符合标准的机油。机油有乳化现象或

有水珠，机油液面有升高趋势时，说明冷却液漏入油底壳。此时，应杳明漏水部位并予以排

除。

②检查、维护润滑系统主要部件。将机油