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發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)收藏

第9章發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)

內(nèi)容提要

1.潤(rùn)滑系統(tǒng)的作用與類型

2.潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成、各部件結(jié)構(gòu)與工作原理

3.發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑劑（潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂）的主要性能與選用

第9章發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)

9.1 潤(rùn)滑系統(tǒng)的作用與類型

9.1.1 潤(rùn)滑系統(tǒng)的作用

減摩（曲軸7000r/min的高速旋轉(zhuǎn)，一旦缺少潤(rùn)滑，馬上燒熔“抱軸”；活塞與活塞環(huán)在氣缸中高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其線速度高達(dá)17～23m/s，易造成發(fā)熱而“拉缸”）。降低功率消耗，減輕機(jī)件磨損。

還兼有冷卻、清潔、密封、防氧化銹蝕功能。

9.1.2 潤(rùn)滑方式

圖9-1 潤(rùn)滑系總體組成

1-搖臂軸 2-凸輪軸 3-節(jié)流孔 4-曲軸 5-機(jī)油濾清器 6-機(jī)油泵 7-限壓閥 8-機(jī)油集濾器 9-油底殼 10-曲軸主軸承

1.壓力潤(rùn)滑：以一定的壓力把潤(rùn)滑油供入摩擦表面的潤(rùn)滑方式。潤(rùn)滑可靠，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。主要用于曲軸主軸承、連桿軸承及凸輪軸承等負(fù)荷較大的摩擦表面的潤(rùn)滑。

2.飛濺潤(rùn)滑：利用發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)零件撞擊機(jī)油濺起來的油滴或油霧潤(rùn)滑摩擦表面的潤(rùn)滑方式。該方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但可靠性較差。主要用于負(fù)荷較輕的氣缸壁面和配氣機(jī)構(gòu)的凸輪、挺柱、氣門桿、搖臂等零件的工作表面。

3.潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑：通過定期加注潤(rùn)滑脂來潤(rùn)滑零件工作表面的方式。如水泵及發(fā)電機(jī)軸承等。

9.2 潤(rùn)滑系統(tǒng)的組成

9.2.1 潤(rùn)滑系總體組成

一般由油底殼、機(jī)油集濾器、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油冷卻器等組成。圖9-1為一本田轎車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)。

9.2.2 潤(rùn)滑系部件結(jié)構(gòu)原理

1. 油底殼用于存儲(chǔ)潤(rùn)滑油。它由薄鋼板沖壓而成，為防止?jié)櫥蜐B漏，其與機(jī)體結(jié)合面加墊片和密封膠密封。

2. 機(jī)油集濾器它安裝在油底殼

圖9-2 機(jī)油集濾器

a）濾網(wǎng)未堵塞 b）濾網(wǎng)堵塞

1-浮筒罩 2-濾網(wǎng) 3-浮筒 4-吸油管 5-固定油管

潤(rùn)滑油的入口，用來濾除潤(rùn)滑油中粗大的雜質(zhì)。

機(jī)油集濾器有浮式和固定式兩種。浮式集濾器（圖9-2）的浮筒3能隨著油底殼油平面高低浮動(dòng)，始終浮在油面上，以吸入上層干凈的機(jī)油。濾網(wǎng)2采用金屬絲編織，有彈性，中央有環(huán)口，一般情況下，借助濾網(wǎng)彈性，環(huán)口壓緊在浮筒罩1上。浮筒罩邊緣有缺口，浮筒罩與浮筒裝合后形成進(jìn)油狹縫。

正常工作時(shí)，機(jī)油從油底殼經(jīng)進(jìn)油狹縫、濾網(wǎng)進(jìn)入吸油管（圖9-2a），大雜質(zhì)被濾網(wǎng)濾除。當(dāng)濾網(wǎng)被雜質(zhì)堵塞時(shí)，濾網(wǎng)上方真空度提高，將濾網(wǎng)吸向上方，環(huán)口離開浮筒罩，機(jī)油經(jīng)進(jìn)油狹縫和環(huán)口直接進(jìn)入吸油管（圖9-2b），以防供油中斷。

浮式集濾器由于浮在機(jī)油面上，容易吸入油面的泡沫而使機(jī)油壓力下降，可靠性差。而固定式集濾器的浮筒淹沒在油面下，其它結(jié)構(gòu)與浮式集濾器類似。它工作可靠，但容易吸入油底殼底部雜質(zhì)。

1-機(jī)油泵體 2-機(jī)油泵被動(dòng)齒輪 3-襯套 4-卸壓槽 5-驅(qū)動(dòng)軸 6-機(jī)油泵主動(dòng)齒輪 A-進(jìn)油腔 B-過渡油腔 C-出油腔

圖9-3 外接齒輪式機(jī)油泵

3.機(jī)油泵用于將油底殼中的機(jī)油吸出，并以一定壓力壓向各潤(rùn)滑部位。按其結(jié)構(gòu)不同分為齒輪式和轉(zhuǎn)子式兩種，齒輪式又分外接齒輪式和內(nèi)接齒輪式兩種。

（1）外接齒輪式機(jī)油泵（圖9-3）

為了防止封閉在輪齒徑向間隙內(nèi)的油壓過高引起的工作阻力加大和機(jī)油泵軸襯套加快磨損，在泵蓋上加工有卸壓槽4，使輪齒徑向間隙內(nèi)的機(jī)油經(jīng)卸壓槽流入出油腔。

在機(jī)油泵齒輪與泵蓋之間加有墊片密封，同時(shí)可以通過調(diào)整墊片厚度，調(diào)整齒輪端面間隙在0.05～0.20mm，該間隙過大，機(jī)油壓力下降，泵油量減少。

（2）內(nèi)接齒輪式機(jī)油泵（圖9-4）外齒輪5為主動(dòng)齒輪，套在曲軸前端，通過花鍵套8直接由曲軸驅(qū)動(dòng)。內(nèi)齒輪6為從動(dòng)齒輪，安裝在機(jī)油泵體內(nèi)，泵體固定在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體前端。當(dāng)主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)從動(dòng)齒輪齒輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)油容積由小變大，不斷進(jìn)油；出油容積不斷由大變小，油壓升高。這種齒輪泵直接由曲軸驅(qū)動(dòng)，

圖9-5 轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵

1-發(fā)動(dòng)機(jī)體 2-機(jī)油泵體 3-外轉(zhuǎn)子 4-內(nèi)轉(zhuǎn)子 5-驅(qū)動(dòng)軸 6-安全閥 7-出油孔 A-進(jìn)油腔 B-過渡油腔 C-出油腔

無需中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。所以零件數(shù)少，體積小，成本低，但泵油效率較低。

圖9-4 內(nèi)接齒輪式機(jī)油泵

a)結(jié)構(gòu) b)工作原理

1-安全閥彈簧 2-安全閥柱塞 3-曲軸前油封 4-機(jī)油泵體 5-主動(dòng)外齒輪 6-從動(dòng)外齒輪 7-O形密封圈 8-花鍵套

（3）轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵（圖9-5）它由內(nèi)外轉(zhuǎn)子等零件組成。內(nèi)轉(zhuǎn)子4有多個(gè)凸齒，外形為次擺線，固定在機(jī)油泵傳動(dòng)軸上，由機(jī)油泵齒輪驅(qū)動(dòng)。外轉(zhuǎn)子3有比內(nèi)轉(zhuǎn)子多一個(gè)的凹齒，它自由地安裝在機(jī)油泵體2內(nèi)，并與內(nèi)轉(zhuǎn)子嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)外轉(zhuǎn)子有一定偏心距，它們與機(jī)油泵體和泵蓋組成了進(jìn)油腔A、過渡油腔B和出油腔C。

機(jī)油泵工作時(shí)，內(nèi)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，進(jìn)油腔容積不斷由小變大，腔內(nèi)產(chǎn)生一定真空度，潤(rùn)滑油從油底殼被吸入進(jìn)油腔。隨后經(jīng)過過渡油腔，再進(jìn)入出油腔C，出油腔容積由大變小，使?jié)櫥蛪毫ι?，再送往各?rùn)滑油道。

a) 濾清器 b) 紙濾芯總成

1-安全閥 2-紙濾芯 3-密封圈 4-來自機(jī)油泵的機(jī)油 5-過濾后的機(jī)油 6-防漏閥

圖9-6 全流式濾清器

4.安全閥機(jī)油泵由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí)，機(jī)油泵運(yùn)轉(zhuǎn)速度加快，輸油量增加，機(jī)油壓力升高。為了防止壓力過高，在潤(rùn)滑油路中（有的直接在機(jī)動(dòng)泵上或?yàn)V清器上）設(shè)置有安全閥6（圖9-5）。當(dāng)機(jī)油壓力超過規(guī)定值時(shí)，安全閥打開，多余的潤(rùn)滑油經(jīng)安全閥流回機(jī)油泵的進(jìn)油腔或流回油底殼。

5.機(jī)油濾清器它用來濾除潤(rùn)滑油中的金屬屑、機(jī)械雜質(zhì)和潤(rùn)滑油氧化物。

機(jī)油濾清器若串聯(lián)安裝在機(jī)油泵與主油道之間，所有機(jī)油經(jīng)過濾清器過濾，稱該濾清器為全流式濾清器；若濾清器與主油道并聯(lián)安裝，只有一部分機(jī)油經(jīng)過濾清器過濾，稱該濾清器為分流式濾清器；有的發(fā)動(dòng)機(jī)兩種濾清器都有（如重型貨車發(fā)動(dòng)機(jī)），全流式濾清器作為粗濾器，濾除機(jī)油中直徑為0.05mm以上的較大雜質(zhì)后，再進(jìn)入主油道，潤(rùn)滑各運(yùn)動(dòng)零件表面；分流式濾清器作為細(xì)濾清器,濾除機(jī)油中直徑為0.001mm以上的細(xì)小雜質(zhì)后,再返回油底殼。

全流式濾清器外殼內(nèi)安裝有紙濾芯總成(圖9-6b)，機(jī)油泵來的機(jī)油從濾芯外圍進(jìn)入濾清器中心，過濾后的干凈機(jī)油經(jīng)出油口進(jìn)入主油道。

1-拉桿螺母 2-安全閥彈簧 3-安全閥 4-橡膠墊 5-殼體 6-外（粗）濾芯 7-內(nèi)（細(xì)）濾芯 8-橡膠下油封 9-橡膠密封圈 10-濾芯底座彈簧 11-拉桿螺拴 12-橡膠上油封 13-密封圈 14-鎖緊螺母 15-旁通閥 16-旁通閥彈簧 17-濾清器蓋

圖9-7 復(fù)合式濾清器

濾清器使用一定時(shí)間后，濾芯外留下了較多雜質(zhì)，應(yīng)該按說明書要求及時(shí)更換新濾清器。為了防止用戶未及時(shí)更換新濾清器造成濾芯堵塞，發(fā)動(dòng)機(jī)缺機(jī)油的嚴(yán)重后果，在濾清器中設(shè)置有安全閥1，當(dāng)濾芯堵塞，機(jī)油壓力升高時(shí)，能克服彈簧的壓力，頂開安全閥，直接進(jìn)入主油道。

濾清器的濾芯材料有紙質(zhì)、鋸末和金屬等，以紙質(zhì)濾芯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、體積小、濾清效果好、成本低、保養(yǎng)方便，得到廣泛應(yīng)用。

為了提高機(jī)油過濾效果，有的發(fā)動(dòng)機(jī)采用雙濾芯（圖9-7），稱復(fù)合濾清器。正常情況下，從機(jī)油泵來的機(jī)油經(jīng)進(jìn)油口進(jìn)入外濾芯（粗濾芯）6，再進(jìn)入內(nèi)濾芯（細(xì)濾芯）7，然后經(jīng)中心油道從出油口流向主油道。

當(dāng)內(nèi)濾芯堵塞時(shí)，內(nèi)濾芯前后壓差達(dá)0.09～0.1MPa時(shí)，旁通閥15打開，機(jī)油從旁通閥流向主油道；當(dāng)外濾芯堵塞時(shí)，外濾芯前后壓差達(dá)0.2～0.25MPa時(shí)，安全閥3打開，機(jī)油從安全閥流向主油道。

6.機(jī)油冷卻器機(jī)油在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體內(nèi)循環(huán)，溫度高達(dá)95℃以上，尤其是熱負(fù)荷較高的發(fā)動(dòng)機(jī)。過高的溫度使機(jī)油粘度下降，不利于在摩擦表面形成油膜潤(rùn)滑，同時(shí)加快機(jī)油氧化變質(zhì)，失去作用，所以有些發(fā)動(dòng)機(jī)帶有機(jī)油冷卻器。

機(jī)油冷卻器分風(fēng)冷和水冷兩種。風(fēng)冷式機(jī)油冷卻器安放在發(fā)動(dòng)機(jī)前部，其結(jié)構(gòu)與冷卻系統(tǒng)的散熱器相似（見8.2），靠汽車行駛時(shí)迎面風(fēng)對(duì)機(jī)油進(jìn)行冷卻。

1-冷卻器殼體 2-冷卻器芯 3-安全閥 4-機(jī)油濾清器

圖9-8 水冷式機(jī)油冷卻器

水冷式機(jī)油冷卻器靠冷卻液冷卻。如圖9-8所示，在全流式機(jī)油濾清器4上帶有水冷式機(jī)油冷卻器，從冷卻系統(tǒng)散熱器出水管引來的冷卻液在冷卻器芯2的外面流過，而從機(jī)油泵來的機(jī)油經(jīng)冷卻器芯進(jìn)入機(jī)油濾清器過濾，再經(jīng)冷卻器芯流出，在冷卻器內(nèi)進(jìn)行熱交換。

9.2.3 潤(rùn)滑油路

油底殼

集濾器

主油道

機(jī)油泵

安全閥

機(jī)油濾清器

旁通閥

各主軸承

各連桿軸承

各凸輪軸

軸承

氣缸壁

活塞環(huán)

活塞銷

搖臂軸

正時(shí)鏈

氣門頂

圖9-9 發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油路示意圖

油壓表

9.3 潤(rùn)滑劑

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑劑有潤(rùn)滑油（機(jī)油）和潤(rùn)滑脂（黃油）兩類。

9.3.1 潤(rùn)滑油

1. 潤(rùn)滑油的主要性能

（1）粘度是指潤(rùn)滑油受外力作用移動(dòng)時(shí)，分子間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力大小。它是潤(rùn)滑油分級(jí)和選用的主要依據(jù)。粘度過小，在高溫、高壓下容易從摩擦表面流失，不能形成足夠厚度的油膜；粘度過大，冷起動(dòng)阻力增加，起動(dòng)困難，潤(rùn)滑油不能及時(shí)被泵送到摩擦表面，導(dǎo)致起動(dòng)磨損嚴(yán)重。

（2）粘溫性是指潤(rùn)滑油粘度隨溫度而變化的特性。發(fā)動(dòng)機(jī)從起動(dòng)到滿負(fù)荷工作，溫度變化范圍大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油溫度變化大于100℃。若潤(rùn)滑油的粘度隨溫度變化太大，就會(huì)使高溫時(shí)粘度太低，而低溫時(shí)粘度太高，影響正常潤(rùn)滑。

（3）氧化安定性是指潤(rùn)滑油抵抗氧化作用不使其性質(zhì)發(fā)生永久變化的能力。潤(rùn)滑油工作溫度高達(dá)95℃，產(chǎn)生氧化后，顏色變暗，粘度增加，酸性增大，并產(chǎn)生膠狀沉積物。氧化變質(zhì)的潤(rùn)滑油將腐蝕發(fā)動(dòng)機(jī)零件，甚至破壞發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。

（4）其它性能如極壓性、防腐性、起泡性、清凈分散性等，它們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑都產(chǎn)生一定的影響，需要加入各種添加劑，保證潤(rùn)滑油的性能。

2. 潤(rùn)滑油的分類我國(guó)潤(rùn)滑油分以下3類（GB/T7631.3-1995）

（1）汽油機(jī)油 SC、SD、SF、SG、SH六個(gè)級(jí)別；

（2）柴油機(jī)油 CC、CD、CD-Ⅱ、CE、CF-4五個(gè)級(jí)別；

（3）二沖程汽油機(jī)油 ERA、ERB、ERC、ERD四個(gè)級(jí)別。

級(jí)號(hào)越后，使用性能越好，適用于新機(jī)型或強(qiáng)化程度高的發(fā)動(dòng)機(jī)。

每一種級(jí)別又有若干種單一粘度等級(jí)和多粘度等級(jí)的潤(rùn)滑油牌號(hào)。例如，CC級(jí)潤(rùn)滑油有三個(gè)單一粘度等級(jí)（30、40和50 號(hào)）和六個(gè)多粘度等級(jí)（5W/30、5W/40、10W/30、10W/40、15W/40和20W/40）的潤(rùn)滑油牌號(hào)。

單一粘度等級(jí)的潤(rùn)滑油粘溫性較差，只適應(yīng)某一溫度范圍使用。多粘度等級(jí)的潤(rùn)滑油粘溫性好，適應(yīng)溫度范圍寬。

3.潤(rùn)滑油的選用

（1）汽油機(jī)選擇汽油機(jī)機(jī)油，柴油機(jī)選擇柴油機(jī)機(jī)油，二沖程汽油機(jī)選擇相應(yīng)機(jī)油。這是因?yàn)椴煌l(fā)動(dòng)機(jī)工作原理、工作條件不同所致。

（2）根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)化程度選用合適的潤(rùn)滑油使用等級(jí)。

柴油機(jī)的強(qiáng)化程度用系數(shù)K表示，按下式計(jì)算

K=P_meC_m

式中 P_me—?dú)飧變?nèi)氣體平均有效壓力（MPa）；

C_m--活塞平均速度（m/s）；

--沖程系數(shù)（四沖程 =0.5，二沖程 =1）。

當(dāng)K≤50時(shí)，選用CC級(jí)潤(rùn)滑油；K>50時(shí)，應(yīng)選用CD級(jí)潤(rùn)滑油。

圖9-10 發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油選用

（3）根據(jù)氣溫選用適當(dāng)粘度等級(jí)的潤(rùn)滑油，可參見圖9-10選擇。具體機(jī)型應(yīng)按使用說明書進(jìn)行機(jī)油選用與保養(yǎng)。

9.3.2 潤(rùn)滑脂

潤(rùn)滑脂具有良好的粘附性，在常溫下可附著于垂直表面而不流淌，可以在敞開或密封不良及受壓較大的摩擦部位工作，并有防水、防塵、密封作用。

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)主要在水泵軸承及發(fā)電機(jī)軸承使用潤(rùn)滑脂。目前普遍推薦使用的是通用鋰基潤(rùn)滑脂，它具有良好的高低溫適應(yīng)性，可在-30～120℃的溫度范圍內(nèi)使用，具有良好的抗水性、防銹性、安定性和潤(rùn)滑性，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的水泵及發(fā)電機(jī)軸承使用，不變質(zhì)，不流失，保證潤(rùn)滑。

本章小結(jié)

1.潤(rùn)滑系統(tǒng)具有的減輕機(jī)件磨損、減小摩擦損失、降低功率消耗的作用，還具有密封、冷卻、清潔和防氧化銹蝕功能。

2.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑有壓力潤(rùn)滑、飛濺潤(rùn)滑和潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑三種方式。曲軸主軸承、連桿軸承及凸輪軸承等負(fù)荷較大的摩擦表面采用壓力潤(rùn)滑；負(fù)荷較輕的氣缸壁面和配氣機(jī)構(gòu)的凸輪、挺柱、氣門桿、搖臂等采用飛濺潤(rùn)滑；水泵及發(fā)電機(jī)軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。

3.發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)一般由油底殼、機(jī)油集濾器、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器和機(jī)油冷卻器等組成。為了保證可靠潤(rùn)滑，在機(jī)油泵和機(jī)油濾清器等部件上安裝有相應(yīng)的安全閥門和旁通閥門。

4. 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑劑有潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂兩類。潤(rùn)滑油的粘度、粘溫性、氧化安定性等對(duì)使用性能影響較大。我國(guó)潤(rùn)滑油分汽油機(jī)機(jī)油、柴油機(jī)機(jī)油和二沖程汽油機(jī)機(jī)油3大類，每類又分若干級(jí)別和牌號(hào)。潤(rùn)滑油的選用應(yīng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)類型、強(qiáng)化程度及氣溫等條件確定。潤(rùn)滑脂主要應(yīng)用于水泵軸承及發(fā)電機(jī)軸承，一般推薦使用通用鋰基潤(rùn)滑脂。

【復(fù)習(xí)思考題】

1.名詞解譯：壓力潤(rùn)滑、飛濺潤(rùn)滑、全流式濾清器、分流式濾清器、潤(rùn)滑油的粘度、粘溫性、氧化安定性。

2. 潤(rùn)滑系統(tǒng)作用有哪些？車用發(fā)動(dòng)機(jī)有哪幾種潤(rùn)滑方式？

3. 潤(rùn)滑系統(tǒng)一般由哪些零部件組成？各有何功用？

4. 轉(zhuǎn)子式和齒輪式機(jī)油泵結(jié)構(gòu)與工作原理各有什么特點(diǎn)？

5. 復(fù)合濾清器中的安全閥和旁通閥各起什么作用？

6. 采用雙機(jī)油濾清器時(shí)，它們是并聯(lián)還是串聯(lián)于潤(rùn)滑油路中？為什么？

7.畫出所拆發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油路示意圖。

8.我們應(yīng)該如何合理選用發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑劑？

發(fā)表于 @ 2008年06月05日 10:37:00 |點(diǎn)擊數(shù)（）