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1、大連汽車職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文燒機(jī)油現(xiàn)象分析 作者:徐業(yè)龍專業(yè):汽車檢測(cè)與維修 學(xué)號(hào): 1101234 年級(jí):11級(jí)2班 指導(dǎo)老師:于佳 成績(jī):摘 要隨著生活水平的提高,汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展和人民生活水平的日益提高,汽車開始走進(jìn)千家萬戶。在這同時(shí)汽車維修的工作量也越來越重了,汽車燒機(jī)油故障是非常普遍也是汽車中最常出現(xiàn)的故障之一。也本文主要介紹了活塞環(huán)的作用、結(jié)構(gòu)、原理和類型;潤滑系的組成;機(jī)油進(jìn)入燃燒室的路徑;汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燒機(jī)油會(huì)出現(xiàn)哪些現(xiàn)象;汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燒機(jī)油會(huì)有哪些危害;怎樣判別汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燒機(jī)油的原因;燒機(jī)油的排除的具體方法和怎樣預(yù)防發(fā)動(dòng)機(jī)燒機(jī)油。論文最后以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燒機(jī)油故障檢修的方法,對(duì)汽車發(fā)
2、動(dòng)機(jī)再深入探討,以達(dá)到對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系系統(tǒng),發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理的深入了解,并運(yùn)用在實(shí)際工作中。關(guān)鍵詞:活塞環(huán) 潤滑系 路徑 燒機(jī)油AbstractWith the improvement of living standards, the rapid development of auto industry and people's living standard is increasing day by day, the car began to enter homes.At the same time the car maintenance work more and more hea
3、vy, car burn the oil fault is very common in the car is also one of the most commonly occurs in the fault. Also this article mainly introduced the function of the piston ring, structure, principle and type; The composition of the lubrication system; The oil into the path of the combustion chamber; T
4、he car engine burn the oil will appear what phenomenon; The car engine burn the oil what harm; How to judge the car engine burn the oil reasons; Burn the oil out of the specific methods and how to prevent engine burn the oil.The paper to the car engine burn the oil breakdown maintenance method, of a
5、utomobile engine discussed again to the car engine lubrication system ,engine the deep understanding of the working principle, and used in the practical work.Key words: Piston rings,lubrication system,path,Burn the oil第一章 機(jī)油進(jìn)入燃燒室的路徑41.1 機(jī)油從缸體處進(jìn)入燃燒室41.2 機(jī)油從缸蓋出進(jìn)入燃燒室41.3 機(jī)油進(jìn)入燃燒室的危害及總結(jié)51.3.1 危害51.3.2 總結(jié)
6、5第二章 活塞環(huán)82.1 活塞環(huán)的作用92.1.1 密封92.1.2 控制潤滑油92.1.3 導(dǎo)熱92.1.4 支承導(dǎo)向102.2 活塞環(huán)的工作原理102.2.1 氣環(huán)的密封原理102.2.2 活塞環(huán)的密封原理總結(jié)122.2.3 活塞環(huán)油環(huán)的原理122.3 活塞環(huán)的種類122.3.1 氣環(huán)132.3.2 油環(huán)開口形狀162.3.3 油環(huán)172.3.4各種斷面形狀氣環(huán)主要特點(diǎn)192.4 活塞環(huán)的工作條件212.4.1 高溫212.4.2 高壓212.4.3 高速212.4.4 變負(fù)荷212.4.5 潤滑困難212.5 活塞環(huán)的材料要求21第三章 潤滑系的組成223.1 機(jī)油泵233.1.1 齒輪
7、式機(jī)油泵233.1.2 轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵233.2 機(jī)油濾清器243.2.1 機(jī)油濾清器的功用243.2.2 機(jī)油濾清器的結(jié)果及作用243.3 機(jī)油散熱器25第四章 燒機(jī)油的現(xiàn)象、危害及原因274.1 燒機(jī)油的現(xiàn)象274.2 燒機(jī)油的危害274.3 燒機(jī)油的原因284.3.1 曲軸箱機(jī)油過量284.3.2 回油道堵塞284.3.3 活塞環(huán)失效284.3.4 活塞環(huán)錯(cuò)裝284.3.5 氣缸和活塞異常磨損284.3.6 正時(shí)齒輪或鏈條磨損294.3.7 搖臂軸安裝顛倒294.3.8 氣門油封損壞或漏裝294.3.9 進(jìn)氣歧管密封墊損壞294.3.10 氣缸蓋墊漏油294.3.11 隔板或油氣擋板丟失2
8、94.3.12 軸承磨損或損壞294.3.13 氣缸變形294.4 機(jī)油變少的其他原因304.4.1 正常的機(jī)油消耗量304.4.2 漏機(jī)油30第五章 燒機(jī)油的排除方法及怎樣預(yù)防燒機(jī)油315.1 燒機(jī)油的排除方法315.1.1 涼車燒機(jī)油315.1.2 急加速燒機(jī)油315.1.3 隨時(shí)燒機(jī)油315.2 怎樣預(yù)防燒機(jī)油315.2.1 選擇機(jī)油有講究315.2.2 新車磨合按要求315.2.3 燃油品質(zhì)要合格325.2.4 定期保養(yǎng)32參 考 文 獻(xiàn)33第一章機(jī)油進(jìn)入燃燒室的路徑燒機(jī)油一般來說有兩大部分:一部分是缸體,一部分是缸蓋。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在工作是可能會(huì)有很多原因可以引起燒機(jī)油的故障,幾乎每一臺(tái)
9、發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)燒機(jī)油,只是程度不一樣,極少量的燒機(jī)油是無大礙的。雖然引起燒機(jī)油的原因有很多,但燒機(jī)油時(shí),機(jī)油進(jìn)入燃燒室的路徑卻很少,燒機(jī)油的路徑主要有:機(jī)油從活塞環(huán)處進(jìn)入燃燒室、機(jī)油從進(jìn)氣門油封處進(jìn)入燃燒室兩條路徑。1.1機(jī)油從缸體處進(jìn)入燃燒室缸體燒機(jī)油也分幾種情況:一種是缸筒磨損過大,一種是活塞磨損過大或活塞環(huán)失效。當(dāng)缸筒磨損過大,在活塞上止點(diǎn)形成“臺(tái)”時(shí),還有缸筒磨損不均,行車錐型或橢圓時(shí),被活塞環(huán)代上來的機(jī)油會(huì)存積并參與燃燒;當(dāng)活塞磨損過大或活塞環(huán)長期使用后失去彈性時(shí),密封不嚴(yán),帶上來過多的機(jī)油進(jìn)入燃燒室參與燃燒也會(huì)形成燒機(jī)油。主要有以下原因:A缸體與活塞環(huán)磨損嚴(yán)重,導(dǎo)致活塞環(huán)與缸體之間的間
10、隙過大;B活塞環(huán)磨損、斷裂,使之刮油性能下降;C活塞環(huán)的倒角裝反,會(huì)使機(jī)油泵人燃燒室內(nèi)燃燒;D環(huán)槽磨損過甚,活塞環(huán)開口未按規(guī)定錯(cuò)開180°;E曲軸箱通風(fēng)不良,導(dǎo)致機(jī)油被吸入燃燒室;1.2 機(jī)油從缸蓋處進(jìn)入燃燒室缸蓋燒機(jī)油是因?yàn)闅忾T導(dǎo)管偏磨形成縫隙,機(jī)油漏進(jìn)燃燒室和(或)氣門油封老化,密封度下降導(dǎo)致機(jī)油延氣門流入燃燒室。 主要原因是:氣門桿與氣門導(dǎo)管配合間隙過大,氣門桿油封漏裝、錯(cuò)裝、裝反或油封損壞失效等。當(dāng)氣缸內(nèi)部高壓氣體竄入曲軸箱后,迫使機(jī)油從曲軸箱與進(jìn)氣岐管相連接的氣管進(jìn)入燃燒室;從氣門油封處竄入燃燒室,而后隨高壓氣流進(jìn)入排氣管。機(jī)油若從氣門桿處流入,則氣門室有油漬。1.3 機(jī)油
11、進(jìn)入燃燒室的危害及總結(jié)1.3.1 危害機(jī)油進(jìn)入燃燒室后會(huì)出現(xiàn)積碳現(xiàn)象,積碳會(huì)出現(xiàn)以下的危害:A.引起冷啟動(dòng)困難、怠速抖動(dòng)、加速變緩、油緩上升等故障;B.縮短三元催化器、氧傳感器、火花塞等零件的使用壽命;C.影響活塞環(huán)及進(jìn)氣閥的正常工作,導(dǎo)致燒機(jī)油現(xiàn)象;D.機(jī)油消耗明顯增加;浪費(fèi)時(shí)間和維修費(fèi)用。1.3.2 總結(jié)在燒機(jī)油輕微的時(shí)候,可以通過觀察排氣來大致判斷故障部位:如果涼車著車時(shí)燒機(jī)油,多半是氣門油封,如果熱車燒機(jī)油則多半是活塞或活塞環(huán)。發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣管(機(jī)油室通發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管)堵塞造成機(jī)油室壓力過高會(huì)造成部分機(jī)油竄入燃燒室燃燒。 氣缸墊油道與氣缸對(duì)沖也會(huì)使部分機(jī)油竄入燃燒室燃燒。當(dāng)燒機(jī)油嚴(yán)重時(shí),很難
12、判斷是缸體還是缸蓋燒機(jī)油,必須拆散發(fā)動(dòng)機(jī)檢查,有時(shí)候還必須將活塞從缸筒中捅出來,用內(nèi)徑千分尺測(cè)量缸筒的圓度、錐度來判定。第二章活塞環(huán)活塞環(huán)是內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵零件之一,它與活塞、氣缸套相互聯(lián)系在一起,組成發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力源組件。隨著內(nèi)燃機(jī)向高強(qiáng)化、低排放、高壽命方向發(fā)展,對(duì)活塞環(huán)質(zhì)量要求越來越高,不僅要求活塞環(huán)有很高的可靠性、經(jīng)濟(jì)性,而更重要的是要有最佳性能。2.1 活塞環(huán)的作用活塞環(huán)在內(nèi)燃機(jī)中,其主要作用有四點(diǎn):密封、控制潤滑油、導(dǎo)熱、支承導(dǎo)向。2.1.1 密封活塞環(huán)是所有發(fā)動(dòng)機(jī)零件中唯一作三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的零件。(即軸向運(yùn)動(dòng)、徑向運(yùn)動(dòng)和圓周方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)),同時(shí)也是使用條件中最為苛刻的零件。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室在爆
13、炸的瞬間,燃?xì)鉁囟瓤蛇_(dá)到20002500,其爆發(fā)壓力平均達(dá)到50kg/cm平方,活塞頭部的溫度一般不低于200?;钊亲魍鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的,其速度和負(fù)荷都很大。因此活塞環(huán)是工作在高溫、高壓條件下的。尤其是第一道氣環(huán),承受的溫度最高,潤滑條件也最差,為了保證它具有和其它幾道環(huán)相同或更高的耐用性,常常將第一道氣環(huán),的工作表面進(jìn)行多孔鍍鉻處理。多孔鍍鉻層硬度高,并能貯存少量的潤滑,以改善潤滑條件,使環(huán)的壽命提高23倍。近年來,摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)大多采用長度短于缸徑的活塞,這種活塞的頭部在上行程轉(zhuǎn)到下行程時(shí)會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)現(xiàn)象,使活塞環(huán)外圓的上下邊緣緊緊地與缸壁接觸,導(dǎo)致活塞環(huán)的棱緣加載而形成刮傷。為避免這種異?,F(xiàn)象,一
14、般將第一道氣環(huán)外圓制成圓弧狀,以其上、下端面的邊緣角不觸及缸壁,并且易于發(fā)動(dòng)機(jī)的初期磨合,這種氣環(huán)稱為桶面環(huán),為目前高功率高轉(zhuǎn)速的內(nèi)燃機(jī)所采用。盡管當(dāng)今制造技術(shù)非常精細(xì),零部件差亦控制在最小范圍,但因其材料、熱處理及裝配后的機(jī)械變形,汽缸內(nèi)的氣密總有極個(gè)別泄漏點(diǎn)存在,這就需要發(fā)動(dòng)機(jī)在使用初期進(jìn)行良好的磨合及啟動(dòng)后適當(dāng)?shù)念A(yù)熱來逐漸消除摩擦副的凹凸不平點(diǎn)。倘若由于多種原因引起汽缸的密封不良時(shí),會(huì)引起壓縮壓力下降和燃燒氣體的竄漏,高壓高溫氣體將穿過缸壁與活塞環(huán)之間的微小空隙,由此而引起的故障是破壞了活塞環(huán)與缸壁之間的所必需的油膜,以致形成了金屬之間直接接觸的干磨擦狀態(tài),從而導(dǎo)致了因干磨擦而燒傷的拉傷
15、活塞、活塞環(huán)和汽缸,使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生異常磨損。泄漏的高溫氣體竄入曲軸箱使機(jī)油變質(zhì)和產(chǎn)生硬質(zhì)油泥,使活塞環(huán)發(fā)生粘著等故障。由此看來,確?;钊h(huán)在汽缸內(nèi)的氣密性關(guān)重要,來不得任何的泄漏。在往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)中,活塞環(huán)是一種運(yùn)動(dòng)件,亦是一種密封件?;钊h(huán)在高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,在高溫、高壓燃?xì)獾淖饔孟?,完成?duì)燃燒室和曲軸箱之間的密封作用,即阻阻止氣缸中燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體竄到曲軸箱中,這是活塞環(huán)的主導(dǎo)功能。一般,燃?xì)馔ㄟ^活塞環(huán)有三條通道:(1)活塞環(huán)與氣缸內(nèi)壁的周向間隙;(2)活塞環(huán)與環(huán)槽上、下側(cè)面間隙;(3)活塞環(huán)開口間隙。 圖2.1氣密功能其中活塞環(huán)與氣缸內(nèi)壁的周向間隙是燃?xì)饴┬沟闹饕緩?,為減少漏氣量,
16、要求活塞環(huán)與氣缸內(nèi)壁之間必須存在一條連續(xù)不斷的線貼合區(qū)域,并使環(huán)的一個(gè)平面與相應(yīng)活塞環(huán)槽的一個(gè)側(cè)面處于良好接觸狀態(tài),從而達(dá)到切斷漏氣通道的作用。同時(shí),由于環(huán)槽底燃?xì)鈮毫Γ鸦钊h(huán)緊緊壓向氣缸內(nèi)壁,亦有利于環(huán)的密封。另外,活塞環(huán)與氣缸內(nèi)表面的幾何形狀貼合良好與否、環(huán)的截面形狀以及環(huán)的數(shù)量等都對(duì)密封有很大影響。2.1.2 控制潤滑油活塞環(huán)是在高負(fù)荷下和高溫氣氛中沿缸壁來回滑動(dòng)的。為了更好地發(fā)揮其功能,既要有少量的機(jī)油潤滑汽缸和活塞,又必然適當(dāng)?shù)毓蔚舾街诟妆谏隙嘤嗟臋C(jī)油,防止其上竄以保持機(jī)油消耗量適中。大家知道,四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣行程中,燃燒室內(nèi)的壓力低于曲軸箱內(nèi)的壓力,由于這種壓差起著一種泵油作
17、用,所以機(jī)油通過活塞環(huán)、活塞和汽缸之間微小間隙而被吸入燃燒室,導(dǎo)致因竄機(jī)油而使機(jī)油消耗量大增。尤其在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速情況下,節(jié)氣門基本處于關(guān)閉狀態(tài),汽缸內(nèi)負(fù)壓較大時(shí),這種現(xiàn)象更趨嚴(yán)重。為了控制機(jī)油上竄,一般都將活塞上第二道氣環(huán)外圓制成錐面。錐面環(huán)既能在活塞上行時(shí)的滑動(dòng)面上布下油膜,又能在活塞環(huán)下行時(shí)有效的刮去缸壁下端多余機(jī)油,真可謂一舉兩得。為了更加有效地將飛濺至汽缸壁下部的機(jī)油刮凈,又在活塞第二道氣環(huán)的下部增加一道鋼片組合式刮油環(huán)。這種環(huán)的特點(diǎn)僅在于其接觸壓力高,而且由于上下刮片能夠分別動(dòng)作,即使對(duì)于正圓爌較差的汽缸來說,也具有良好的適應(yīng)性。更重要的是每個(gè)刮片不僅與汽缸之間的滑動(dòng)成處保持密封,而且
18、也在環(huán)槽的上下兩端之間,保持對(duì)機(jī)油的氣密作用,因此封油效果極佳。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用油霧潤滑。機(jī)油與汽油及空氣混合后的油霧,一部分潤滑曲軸連桿承和汽缸活塞下部,另一部分在掃氣過程中進(jìn)入燃燒室的高溫高壓下總會(huì)有部分碳分子殘留在活塞頂部和第一道氣環(huán)的環(huán)槽內(nèi)。為此,楔形環(huán)應(yīng)運(yùn)而生。它的效能在于楔形環(huán)作徑向運(yùn)動(dòng)時(shí),間隙變大,反之,在向內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),間隙變小。因此殘留在環(huán)槽中的油泥被磨碎,并隨機(jī)油和廢氣一起排出,這樣就起到了自動(dòng)清除積碳的作用。楔形環(huán)一般安裝在第一道氣環(huán),也有少部分發(fā)動(dòng)機(jī)由于機(jī)油流量較大,為增強(qiáng)清除積碳的功能,故兩道氣環(huán)均安裝楔形環(huán)?;钊h(huán)控制潤滑油作用就是活塞環(huán)對(duì)氣缸壁潤滑油膜厚度的控制和
19、調(diào)節(jié)?;钊h(huán)在氣缸中阻止?jié)櫥蛷那S箱進(jìn)入燃燒室,從而降低滑油耗量。我們知道,活塞環(huán)組中滑油是無規(guī)則的,中小型機(jī)多用飛濺方式,強(qiáng)載機(jī)則用壓力循環(huán)潤滑。為了使活塞環(huán)正?;瑒?dòng),必須不斷地供給滑油,同時(shí)又要求活塞環(huán)能刮落氣缸壁上的過多滑油,也就是既要保證活塞環(huán)潤滑所需要的油膜厚度,又要保持較低的滑油耗量,以防止過多的滑油上竄到燃燒室,不僅滑油耗量增大,又會(huì)因燃燒產(chǎn)生的積碳影響傳熱性能。2.1.3 導(dǎo)熱內(nèi)燃機(jī)活塞是在每次爆發(fā)的高溫高壓氣體的作用下工作的。因此,如果不及時(shí)地將活塞頂部的熱量散發(fā)出去并冷卻之,那么活塞上部就會(huì)嚴(yán)重過熱。其結(jié)果是,由于活塞不正常膨脹而刮傷,同時(shí)由于硬度降低而使活塞早期磨損,由
20、于機(jī)油變質(zhì)而引起粘環(huán),由于活塞頂和活塞銷座處強(qiáng)度降低而損壞等等。這些都對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作帶來致命的危險(xiǎn)。由此可見,活塞環(huán)的作用包含了將燃燒氣體造成的活塞高溫傳給缸體,即對(duì)活塞起到冷卻作用。據(jù)有關(guān)資料介紹,活塞頂部大氣層受熱量中有70%80%是通過活塞傳給缸壁而散掉的?;钊h(huán)在氣缸中起著傳熱作用。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí),活塞溫度很高,一部分熱量經(jīng)活塞環(huán)傳給氣缸壁,再由氣缸壁傳至冷卻水,從而降低活塞溫度。一般,冷卻活塞中,活塞環(huán)傳導(dǎo)的熱量為3040%;非冷卻活塞中,活塞環(huán)傳導(dǎo)的熱量可達(dá)活塞頂所承受熱量的7080%?;钊h(huán)的散熱作用實(shí)際上與環(huán)的幾何尺寸,截面形狀,材料的導(dǎo)熱性、熱膨脹系數(shù),環(huán)與環(huán)槽間的間隙以
21、及有關(guān)表面精度等都有很大關(guān)系,應(yīng)慎重選取。2.1.4 支承導(dǎo)向活塞因受氣體壓力而作往復(fù)運(yùn)動(dòng),這種往復(fù)運(yùn)動(dòng)通過曲軸變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),所以活塞環(huán)承受著側(cè)推分力。因此,活塞環(huán)填補(bǔ)了活塞與汽缸之間的間隙,并經(jīng)常與缸壁接觸而作滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。它不僅防止了竄氣,控制機(jī)油,而且還防止活塞與缸壁的強(qiáng)烈接觸。亦高壓氣體達(dá)到環(huán)的背隙中,其壓力把活塞環(huán)外圓壓向汽缸內(nèi)壁,使活塞保持浮動(dòng)狀態(tài)??梢哉J(rèn)為,這時(shí)活塞環(huán)與環(huán)槽必須留有合適的側(cè)隙和背隙。一般情況下,背隙的作用有兩個(gè):第一在于防止因活塞環(huán)和活塞的膨脹而使環(huán)粘著在不槽中;第二在于提高活塞環(huán)滑動(dòng)面的接觸壓力。起到了防止活塞與缸壁強(qiáng)烈接觸的作用。 圖2.3支撐功能活塞在氣缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)
22、靠環(huán)支撐。因活塞受燃?xì)獾募訜岫蛎洠詺飧着c活塞之間必須留有間隙,以防活塞咬死。對(duì)熱負(fù)荷高的發(fā)動(dòng)機(jī),其間隙更要大一些,由于間隙的存在,活塞就必須依賴活塞環(huán)才能在氣缸內(nèi)保持運(yùn)動(dòng)平衡,防止活塞不斷撞擊氣缸壁。一旦減弱和破壞活塞環(huán)的支承作用,必將導(dǎo)致活塞組件失去運(yùn)動(dòng)平衡,從而產(chǎn)生噪聲、偏磨、擦傷等故障,甚至出現(xiàn)融著、折損和拉缸等嚴(yán)重故障。因此,活塞環(huán)基體材料的選擇,活塞環(huán)斷面形狀,以及必要的結(jié)構(gòu)力學(xué)計(jì)算,強(qiáng)度、應(yīng)力計(jì)算,剛性、共振頻率計(jì)算以及各種變形計(jì)算尤為重要。值得人們注意的是,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在寒冷的冬季作低溫和斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),活塞的竄氣量將增多,由燃燒產(chǎn)生的水蒸汽凝結(jié)在曲軸箱內(nèi)壁上。另外,在低溫運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)亦
23、易于產(chǎn)生碳煙。因此潤滑油和水相混合后,在碳煙中形成低溫膠質(zhì)。這不僅使曲軸箱中的機(jī)油呈油泥狀而且易粘結(jié)在活塞環(huán)上。高溫膠質(zhì)是在超負(fù)荷高速運(yùn)轉(zhuǎn)等情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)處于高溫狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的,膠質(zhì)中幾乎無水分,而氧化物卻很多。所以說為了預(yù)防低溫和高溫膠質(zhì)帶來粘環(huán)現(xiàn)象,必須使用優(yōu)質(zhì)內(nèi)燃機(jī)機(jī)油。為防止機(jī)油老化變質(zhì),使用添加了抗氧化和促進(jìn)分散劑的純?cè)b優(yōu)質(zhì)機(jī)油為最佳的選擇。綜上所述,在構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)各種零件中,以活塞環(huán)的作用最為微妙,稍有不良就會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。即使是設(shè)計(jì)制造精良的活塞環(huán),如使用不當(dāng)也會(huì)引起各種故障,從而不能充分發(fā)揮活塞環(huán)的工作效能。2.2 活塞環(huán)的工作原理2.2.1 氣環(huán)的密封原理 圖2.4 氣環(huán)(
24、1)第一密封面的建立:環(huán)在自由狀態(tài)下,環(huán)外徑大于缸徑,裝缸后在其彈力P0作用下與缸壁壓緊,形成第一密封面。(2)第二密封面的建立:活塞環(huán)在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生慣性力Pj,與缸壁間產(chǎn)生摩擦力F,以及側(cè)隙有氣體壓力P1,在這三個(gè)力的共同作用下,使環(huán)靠在環(huán)槽的上側(cè)或下側(cè),形成第二密封面。 (a)第一密封面 (b)第二密封面圖2.5 氣環(huán)密封(3) 第一密封面的加強(qiáng):竄入背隙的氣體,使環(huán)對(duì)缸壁進(jìn)一步壓緊,加強(qiáng)了第一密封面的密封。 (a)第一密封面 (b)第二密封面 圖2.6 氣環(huán)的密封面 圖2.7 氣環(huán)的密封原理2.2.2 活塞環(huán)的密封原理總結(jié)氣環(huán)的密封原理:活塞環(huán)在自由狀態(tài)下不是正圓形,其外廓尺寸比氣缸直徑大
25、。當(dāng)活塞環(huán)裝入氣缸后,在其自身的彈力作用下環(huán)的外圓面與氣缸壁貼緊形成第一密封面,氣缸內(nèi)的高壓氣體不可能通過第一密封面泄漏。高壓氣體可能通過活塞頂岸與氣缸壁之間的間隙進(jìn)入活塞環(huán)的側(cè)隙和徑向間隙中。進(jìn)入側(cè)隙中的高壓氣體使環(huán)的下側(cè)面與環(huán)槽的下側(cè)面貼緊形成第二密封面,高壓氣體也不可能通過第二密封面泄漏。進(jìn)入徑向間隙中的高壓氣體只能環(huán)的外圓面與氣缸壁更加貼緊。這時(shí)漏氣的惟一通道就是活塞環(huán)的開口端隙。如果幾道活塞環(huán)的開口相互錯(cuò)開,那么就形成了迷宮式漏氣通道。由于側(cè)隙、徑向間隙和端隙都很小,氣體在通道內(nèi)的流動(dòng)阻力很大,致使氣體壓力迅速下降,最后漏入曲軸箱內(nèi)的氣體就很少了,一般僅為進(jìn)氣量的0.21.0。2.2
26、.3 活塞環(huán)油環(huán)的原理油環(huán):油環(huán)顧名思義,主要用來刮油,刮走鋼壁上多余的潤滑油,保持適度潤滑,減少機(jī)油消耗。 (1)布油:向氣缸壁上分布潤滑油;(2)刮油:將氣缸壁上多余的潤滑油刮下來。2.3 活塞環(huán)的種類 活塞環(huán)按功能分類,可以分為以氣密功能為主導(dǎo)的氣環(huán)和以控油功能為主導(dǎo)的油環(huán)。(見圖2.9) 圖2.9 活塞環(huán)類型2.3.1 氣環(huán)氣環(huán)以安裝位置分,有第一道壓縮環(huán)、第二道壓縮環(huán)和第三道壓縮環(huán)。氣環(huán)以結(jié)構(gòu)形狀分,有矩形環(huán)、桶面環(huán)、錐面環(huán)、梯形環(huán)和扭曲環(huán)。其中扭曲環(huán)又包括內(nèi)倒角環(huán)、內(nèi)臺(tái)階環(huán)、外臺(tái)階環(huán)、鼻形環(huán)和楔形環(huán)等。(1) 矩形環(huán)剖面是矩形的氣環(huán)。幾何形狀簡(jiǎn)單,在正常工作條件下具有足夠的密封性,
27、便于加工,曾為中小功率柴油機(jī)經(jīng)常采用,但隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的日益強(qiáng)化,活塞熱負(fù)荷增加,熱變形加大,活塞頭搖擺加劇等原因,致使矩形環(huán)在工作中失去與氣缸壁的良好貼合,其上緣與氣缸壁接觸,而下緣離開缸壁,就起不到刮油作用,反而向上泵油,增大滑油耗量,因此矩形環(huán)的使用受到限制,在低速十字 圖2.10 矩形環(huán)頭發(fā)動(dòng)機(jī)中還廣泛采用。(2) 桶面環(huán) 桶面環(huán)的表面形狀多呈凸圓弧形。一般取公稱 直徑的一半作桶形面的半徑(即桶面半徑等于氣缸 半徑)。它主要用作第一道氣環(huán)(通常經(jīng)鍍鉻處理),常與錐面環(huán)串聯(lián)使用。其優(yōu)點(diǎn)如下:a 因桶面環(huán)的兩面均是楔形,機(jī)油的入口間隙大,則機(jī)油以楔形進(jìn)入并產(chǎn)生一個(gè)使環(huán)浮起的油壓形成 液體潤滑,
28、因此磨損可以減小; 圖2.11 桶面環(huán)b 桶面環(huán)與氣缸之間是線接觸,能適應(yīng)活塞的晃動(dòng),因改善接觸情況,減少粘著磨損的發(fā)生;c 磨合性能好,桶面環(huán)實(shí)質(zhì)上是雙向微錐面環(huán),所以易于磨合;d 密封性能好。環(huán)與氣缸線接觸,即使表面發(fā)生變形時(shí)仍能保持良好的接觸。(3) 錐面環(huán)錐面環(huán)的外圓呈錐形,錐度一般為8.726.2m(0.5º1.5º)采用鍍層或非鍍層結(jié)構(gòu)。錐面環(huán)是在活塞環(huán)外圓面上加工一個(gè)很小的斜角,由于減少了環(huán)與氣缸壁接觸面,從而提高表面接觸壓力,有利于磨合和氣密,同時(shí),活塞下行時(shí),易于刮油;活塞上行時(shí),由于斜角的“油楔”作用,能在油膜上“飄浮”過去,不會(huì)引起熔著磨損。錐面環(huán)斜角
29、選取必須恰當(dāng),一般在2060范 圍內(nèi)。安裝時(shí)注意斜面角不能倒裝,否則會(huì)引起很大的竄油現(xiàn)象。一般用于中間環(huán)。圖2.12 錐面環(huán)(4) 梯形環(huán)兩側(cè)面傾斜的氣環(huán)。由于梯形剖面,環(huán)在徑向運(yùn)動(dòng)時(shí),側(cè)隙將不斷變化,因而能使燃燒室積碳減到最低程度。(a)直角梯形 (b)等腰梯形圖2.13 梯形環(huán)為了提高氣環(huán)的抗結(jié)膠能力,梯形環(huán)結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生了。當(dāng)活塞受側(cè)壓力的作用而改變位置時(shí),環(huán)的側(cè)隙發(fā)生變化,能將環(huán)槽中的結(jié)焦擠出,從而使活塞環(huán)槽處的許用工作溫度比矩形環(huán)高20左右,能使活塞環(huán)在240250 下長期工作而不結(jié)焦。梯形環(huán)的夾角一般為15º,也有用10º,20º的。梯形環(huán)又分直角梯形環(huán)
30、(環(huán)截面為直角梯形)和等腰梯形環(huán)(環(huán)截面為等腰梯形)。梯形環(huán)在第一道環(huán)中使用最廣,也可以用于第二、第三道環(huán)。梯度可以是一邊或兩邊都有,環(huán)槽也有相應(yīng)的梯度。選擇一定的環(huán)槽和環(huán)的錐角和公差,使內(nèi)外底面匹配良好,以優(yōu)化竄氣和機(jī)油控制。環(huán)和環(huán)槽間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)可避免積碳形成,以防止環(huán)在環(huán)槽中卡死現(xiàn)象。直角梯形環(huán)適合于燒重油柴油機(jī)或航空發(fā)動(dòng)機(jī),等腰梯形環(huán)多用于燒重油強(qiáng)載柴油機(jī),近年來,小功率柴油機(jī)和二沖程汽油機(jī)也開始采用。(5) 扭曲環(huán)(a)、(b)反扭曲環(huán); (c)、(d)正扭曲環(huán);(e)反扭曲錐面環(huán); (f)錐面環(huán); (g)倒角環(huán); (h)鼻形環(huán)圖2.14 扭曲環(huán)扭曲環(huán)的形式多種,主要的如圖2.14所示
31、。扭曲環(huán)都是在矩形斷面的適當(dāng)部位上切除一部分金屬而形成的。其工作原理是通過環(huán)的不對(duì)稱截面產(chǎn)生扭曲。當(dāng)把它們裝入氣缸后,環(huán)的斷面能產(chǎn)生一些扭曲,這是因?yàn)榄h(huán)的斷面是不對(duì)稱的,產(chǎn)生的一個(gè)力矩使截面扭轉(zhuǎn),因此,扭曲環(huán)與氣缸、活塞環(huán)槽之間的接觸是線接觸。密封性能得到改善,并且環(huán)的上下端面和環(huán)槽的間隙變小,也減輕了相互間的沖擊。環(huán)扭曲成碟形稱為正扭曲環(huán)圖2.14(d)、(c),向下刮油作用較好,但含有少量機(jī)油進(jìn)入環(huán)槽; 環(huán)扭曲成蓋子形稱反扭曲環(huán)圖2.14(a)、(b),當(dāng)環(huán)下行時(shí),可能引起竄油。近年來,將反扭曲環(huán)和錐面環(huán)相結(jié)合,而在反扭曲環(huán)的外圓工作面上做出錐度圖2.14(e),這樣既能有效地向下刮油,又
32、能防止機(jī)油流入環(huán)槽。扭曲環(huán)的扭轉(zhuǎn)角度一般為徑向厚度上的扭曲量為環(huán)徑向厚度的0.51.5% ,而扭曲的斜角為1530。但倒角環(huán)圖2.14(g)和錐面環(huán)圖2.14(f)的斜角度比較大,倒角環(huán)可達(dá) 10º20º;錐面環(huán)為2.5º5º。2.3.2 油環(huán)開口形狀環(huán)的開口常用的有平口、階梯形開口、斜開口三種形式。 氣環(huán)開口形狀 開口形狀對(duì)漏氣量有一定影響。 (a) (b) (c)圖2.15 油環(huán)的開口形狀 (1) 平口(直開口)(圖a)工藝性好,但密封性差; (2)階梯形開口(圖b)密封性好,工藝性差; (3)斜開口(圖c)的密封性和工藝性介于前兩種之間。2.3.3
33、 油環(huán)油環(huán)具有回油孔或等效結(jié)構(gòu),能從缸壁上刮下機(jī)油的活塞環(huán)。主要用來調(diào)節(jié)(或控制)氣缸壁上潤滑油并帶有回油通道的活塞環(huán)。圖2.16 油環(huán)的刮油作用油環(huán)又分外階梯倒角環(huán)、鼻形環(huán)、開槽油環(huán),彈簧脹圈油環(huán)、鋼片組合環(huán)等。(見圖1-7)外階梯倒角環(huán) 鼻形環(huán) 開槽油環(huán) 彈簧脹圈油環(huán)圖2.17 油環(huán)種類(a)、(b)鋼片組合環(huán)圖2.18 油環(huán)種類(1) 外階梯倒角油環(huán)廣泛應(yīng)用于大缸徑發(fā)動(dòng)機(jī),作為向下刮油和布油環(huán)。(2) 鼻形環(huán)切臺(tái)呈鼻形外切扭曲環(huán)。作為中速發(fā)動(dòng)機(jī)的向下刮油環(huán)。鉤形切口保證了刮油邊尖角的豎實(shí)性和不變形側(cè)面接觸寬度。(3) 開槽油環(huán)側(cè)面平行,具有兩個(gè)接觸環(huán)岸,并有回油孔的油環(huán)。由于環(huán)岸狹窄,可
34、得到高的比壓是最常見的一種油環(huán)。它通過回油槽或油孔把刮油帶一分為二,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要,通過控制刮油帶的寬度,來改變油環(huán)表面接觸壓力和刮油效率。(4) 彈簧脹圈油環(huán)在油環(huán)背面加有各種形式的襯簧,稱作彈簧脹圈油環(huán),其結(jié)構(gòu)型式很多。螺旋彈簧由方形或圓形截面的鋼絲制作,環(huán)的接觸壓力通過彈簧擴(kuò)脹作用而獲得。襯簧可以使環(huán)的壓力增高,環(huán)壓均勻和彈性穩(wěn)定,從而使油膜均勻、磨損下降,機(jī)油消耗下降。為了減小油環(huán)背面與螺旋脹圈接觸表面的磨損,可以將襯簧與環(huán)背面設(shè)計(jì)成面接觸并鍍鉻抗磨。該環(huán)廣泛用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。(5) 鋼帶組合油環(huán)鋼帶組合油環(huán)是一種較新的結(jié)構(gòu)形式,在發(fā)動(dòng)機(jī)上已得到廣泛運(yùn)用。這種環(huán)有二種結(jié)構(gòu)型式:組合式刮
35、片和脹圈以及分離式刮片和脹圈。它與缸套變形有良好的適應(yīng)性和較高的接觸壓力。主要優(yōu)點(diǎn):A 接觸壓力高,壓力分布均勻,普通鑄鐵油環(huán)比壓為0.150.3MPa,組合油環(huán)為1.01.5MPa;B 刮油能力好,有效防止竄油。由于鋼片具有柔軟性,各個(gè)刮片獨(dú)立工作,能很好地適應(yīng)氣缸的不均勻磨損和活塞晃動(dòng)及變形的影響,達(dá)到良好地密封;C 回油通路大。通路開口的比率:鑄鐵油環(huán)為1015%,組合油環(huán)為3050%,不但降低機(jī)油消耗,而且有效防止結(jié)膠積渣;d 質(zhì)量小。比鑄鐵油環(huán)減輕一半以上,因?yàn)槎嗣嬷g沒有撞擊,環(huán)槽磨損大為減少;E 制造工藝簡(jiǎn)單,適合于大量生產(chǎn)。當(dāng)然,組合油環(huán)需使用高級(jí)鋼材(如65Mn鋼),而且需要
36、有一系列加工設(shè)備,刮片表面要鍍鉻等,對(duì)于大規(guī)模推廣使用,尚需努力。2.3.4 各種斷面形狀氣環(huán)主要特點(diǎn) 表1.1 各氣環(huán)的主要特點(diǎn)形狀特點(diǎn)示意圖矩形環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、易于生產(chǎn)、應(yīng)用面廣扭曲環(huán)斷面不對(duì)稱,受力不平衡,使活塞環(huán)扭曲錐面環(huán)減少了環(huán)與氣缸壁的接觸面,提高了表面接觸壓力,有利于磨合和密封。梯形環(huán)加工困難,精度要求高桶面環(huán)外圓為凸圓弧形2.4 活塞環(huán)的工作條件活塞環(huán)在發(fā)動(dòng)機(jī)中處于極其惡劣條件下工作的,具體是:2.4.1 高溫內(nèi)燃機(jī)氣缸中燃?xì)鉁囟群芨撸?jīng)散熱和冷卻后,活塞環(huán)特別是第一道氣環(huán)的工作溫度始終保持在300左右。2.4.2 高壓 柴油機(jī)能產(chǎn)生80150/2的壓力,汽油機(jī)能產(chǎn)生30
37、40/2的壓力,活塞環(huán)必須在這樣的高壓條件下保持密封工作。2.4.3 高速 現(xiàn)代汽油機(jī)最高轉(zhuǎn)速為11000轉(zhuǎn)/分,活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)線速度為1116米/秒,柴油機(jī)的最高轉(zhuǎn)速為4500轉(zhuǎn)/分,活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)線速度為1014米/秒。2.4.4 變負(fù)荷 活塞環(huán)在發(fā)動(dòng)機(jī)中受燃?xì)獗l(fā)力的沖擊,活塞環(huán)在環(huán)槽中上下運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生徑向振動(dòng)和扭曲等交變應(yīng)力。2.4.5 潤滑困難 活塞環(huán)運(yùn)動(dòng)時(shí)處在高溫、高壓條件下,潤滑油膜難于保持完整,不能完全潤滑而經(jīng)常處于臨界潤滑狀態(tài)下工作。2.5 活塞環(huán)的材料要求活塞環(huán)對(duì)材料性能有以下要求:A 強(qiáng)度;B 硬度;C 彈性;D 耐磨性(包括貯油性);E 耐蝕性;F 熱穩(wěn)定性;G 表面處理性。以上
38、所談為活塞環(huán)的一些基本知識(shí),在使用過程中還有很多注意事項(xiàng),看上去很微不足道,但如違反它的客觀規(guī)律而隨意處置,將會(huì)給發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行帶來不良影響。實(shí)踐證明,只有充分理解活塞環(huán)的固有特性,才能更好地知道如何正確使用,以便充分發(fā)揮活塞環(huán)的工作效能。第3章 潤滑系的組成潤滑系一般由油底殼、機(jī)油泵、限壓閥及旁通閥、機(jī)油濾清器、機(jī)油散熱器、傳感器和機(jī)油壓力表、溫度表等組成。 1.加機(jī)油口蓋 2.凸輪軸軸頸 3.機(jī)油壓力傳感器 4.氣缸蓋主油道 5.液壓挺柱 6.氣缸休一氣缸蓋主油道 7.活塞銷 8.連桿油道 9.曲軸油道 10.單向閥 11.機(jī)油濾清器 12.旁通安全閥(當(dāng)濾芯堵塞時(shí)) 13.齒輪油泵 1
39、4.集濾器 15.限壓閥 16.氣缸體主油道 17.曲軸 18.凸輪軸 圖3.1 潤滑系的組成發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑是由潤滑系來完成的。潤滑系的主要作用是:A潤滑作用:潤滑運(yùn)動(dòng)零件表面,減小摩擦阻力和磨損,減小發(fā)動(dòng)機(jī)的功率消耗。B清洗作用:機(jī)油在潤滑系內(nèi)不斷循環(huán),清洗摩擦表面,帶走磨屑和其它異物。C冷卻作用:機(jī)油在潤滑系內(nèi)循環(huán)帶走摩擦產(chǎn)生的熱量,起到冷卻作用。D密封作用:在運(yùn)動(dòng)零件之間形成油膜,提高它們的密封性,有利于防止漏氣或漏油。E防銹蝕作用:在零件表面形成油膜,對(duì)零件表面起保護(hù)作用,防止腐蝕生銹。F液壓作用:潤滑油可用作液壓油,起液壓作用,如液壓挺柱。G減震緩沖作用:在運(yùn)動(dòng)零件表面形成油膜,吸收沖擊
40、并減小振動(dòng),起減震緩沖作用。3.1 機(jī)油泵機(jī)油泵的功用是保證潤滑油在潤滑系內(nèi)循環(huán)流動(dòng),并在發(fā)動(dòng)機(jī)任何轉(zhuǎn)速下都能以足夠高的壓力向潤滑部位輸送足夠數(shù)量的潤滑油。目前發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系中廣泛采用的是外嚙合齒輪式機(jī)油泵和內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵兩種。3.1.1 齒輪式機(jī)油泵齒輪式機(jī)油泵由主動(dòng)軸、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)軸、從動(dòng)齒輪、泵蓋、殼體及釋放閥等組成,泵體裝在曲軸皮帶輪側(cè)。兩個(gè)齒數(shù)相同的齒輪相互嚙合,裝在殼體內(nèi),齒輪與殼體的徑向和端面間隙很小。主動(dòng)軸與主動(dòng)齒輪鍵連接,從動(dòng)齒輪空套在從動(dòng)軸上。此式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但體積及噪聲較大。1.主動(dòng)齒輪 2.出油口 3.從動(dòng)齒輪 4.泵體 5.進(jìn)油口圖3.2 齒輪泵組成工作時(shí),主動(dòng)齒輪
41、帶動(dòng)從動(dòng)齒輪反向旋轉(zhuǎn)。兩齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí),充滿在齒輪齒槽間的機(jī)油沿油泵殼壁由進(jìn)油腔帶到出油腔,在進(jìn)油腔一側(cè)由于齒輪脫開嚙合以及機(jī)油被不斷帶出而產(chǎn)生真空,使油底殼內(nèi)的機(jī)油在大氣壓力作用下經(jīng)集濾器進(jìn)入進(jìn)油腔,而在出油腔一側(cè)由于齒輪進(jìn)入嚙合和機(jī)油被不斷帶入而產(chǎn)生擠壓作用,機(jī)油以一定壓力被泵出。3.1.2 轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵由殼體、內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子和泵蓋等組成。內(nèi)轉(zhuǎn)子用鍵或銷子固定在轉(zhuǎn)子軸上,由曲軸齒輪直接或間接驅(qū)動(dòng),內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子中心的偏心距為e,內(nèi)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子一起沿同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)轉(zhuǎn)子有4個(gè)凸齒,外轉(zhuǎn)子有5個(gè)凹齒,這樣內(nèi)、外轉(zhuǎn)子同向不同步的旋轉(zhuǎn)。1.內(nèi)轉(zhuǎn)子 2.外轉(zhuǎn)子 3.出油口 4.進(jìn)油口圖3.
42、3 轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵轉(zhuǎn)子齒形齒廓設(shè)計(jì)得使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到任何角度時(shí),內(nèi)、外轉(zhuǎn)子每個(gè)齒的齒形廓線上總能互相成點(diǎn)接觸。這樣內(nèi)、外轉(zhuǎn)子間形成4個(gè)工作腔,隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng),這4個(gè)工作腔的容積是不斷變化的。在進(jìn)油道的一側(cè)空腔,由于轉(zhuǎn)子脫開嚙合,容積逐漸增大,產(chǎn)生真空,機(jī)油被吸入,轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn),機(jī)油被帶到出油道的一側(cè),這時(shí),轉(zhuǎn)子正好進(jìn)入嚙合,使這一空腔容積減小,油壓升高,機(jī)油從齒間擠出并經(jīng)出油道壓送出去。這樣,隨著轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn),機(jī)油就不斷地被吸入和壓出。3.2 機(jī)油濾清器為了保證濾清效果,一般使用多級(jí)濾清器:集濾器、粗濾器和細(xì)濾器。與主油道串聯(lián)的濾清器一般為粗濾器;與主油道并聯(lián)的濾清器一般為細(xì)濾器,過油量約為1030
43、。3.2.1 機(jī)油濾清器的功用機(jī)油濾清器的功用為過濾因機(jī)件摩擦產(chǎn)生的金屬粉,及汽油、機(jī)油燃燒后混入機(jī)油中的炭粒、油泥等,以減少機(jī)件的磨損,延長發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。3.2.2 機(jī)油濾清器的結(jié)果及作用機(jī)油濾清器的結(jié)構(gòu),由外殼、濾芯、旁通閥及止回閥等組成。1.止回閥 2.機(jī)油出口 3.機(jī)油入口 4.O形環(huán) 5.外殼 6.旁通閥 7.濾芯圖3.4 機(jī)油濾清器機(jī)油從濾芯的外圍進(jìn)入,經(jīng)濾芯過濾后,從濾清器的中央送出,如圖的實(shí)線所示;當(dāng)濾芯堵塞時(shí),油壓將旁通閥推開,機(jī)油經(jīng)旁通閥直接送出,如圖的虛線所示。3.3 機(jī)油散熱器熱負(fù)荷較大的發(fā)動(dòng)機(jī),除了可以依靠油底殼和外露的管道自然散熱外,也可以加專門的機(jī)油散熱器或機(jī)
44、油冷卻器。為使?jié)櫥蜏囟缺3衷谧罴褷顟B(tài)范圍內(nèi)工作,保持潤滑油具有一定的粘度,裝置有機(jī)油散熱器以便對(duì)潤滑油進(jìn)行強(qiáng)制性冷卻。特別是用機(jī)油冷卻強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞時(shí),更應(yīng)該采取冷卻措施,使機(jī)油保持在最有利的溫度范圍內(nèi)工作。圖3.5 機(jī)油散熱器機(jī)油散熱器有風(fēng)冷式和水冷式兩種形式。風(fēng)冷式一般安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系散熱器的前面,利用冷卻風(fēng)扇的風(fēng)力使機(jī)油冷卻。水冷式機(jī)油散熱器(機(jī)油冷卻器)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水路中,當(dāng)油溫較高時(shí)靠冷卻液降溫,而起動(dòng)期間油溫較低時(shí),則從冷卻液吸熱迅速提高機(jī)油溫度。第4章 燒機(jī)油的現(xiàn)象、危害及原因根據(jù)一項(xiàng)調(diào)查顯示,機(jī)油耗損大,已經(jīng)成為時(shí)下車主們投訴量最大的問題之一。燒機(jī)油,這一在我們印象當(dāng)中
45、似乎只有老舊車輛才會(huì)出現(xiàn)的問題,已經(jīng)逐漸蔓延到很多新車和準(zhǔn)新車當(dāng)中。雖然關(guān)于機(jī)油的消耗問題,遠(yuǎn)沒有燃油消耗量那么讓人關(guān)注,但一來機(jī)油價(jià)格較為昂貴,二來機(jī)油的過度消耗總會(huì)讓人產(chǎn)生有故障的聯(lián)想。所以關(guān)于燒機(jī)油的問題,該是到了了解一下的時(shí)候。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒機(jī)油是汽車的一種常見故障,而故障通常由活塞連桿組、配氣機(jī)構(gòu)、汽缸體等部件的密封配合不良,或機(jī)油加注過量等造成的。但在修理過程中,如沒有注意零件材料質(zhì)量的優(yōu)劣,或者維修加工工藝不規(guī)范、不標(biāo)準(zhǔn),技術(shù)精度達(dá)不到要求,同樣會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)竄油的故障。有些燒機(jī)油是設(shè)計(jì)上就造成的,這其實(shí)才是目前車主們投訴的主要部分:明明車輛沒有任何故障,機(jī)油的消耗量卻特別大。一般來說
46、最常見的燒機(jī)油因素還是串機(jī)油。機(jī)油從活塞環(huán)串上來,這是最主要的一個(gè)問題。而這個(gè)原因最主要的應(yīng)該是活塞和汽缸壁之間的間隙調(diào)整問題。關(guān)于這個(gè)間隙,并不是越小越好,這與發(fā)動(dòng)機(jī)的材質(zhì)與工況有關(guān),如果間隙過小,由于發(fā)動(dòng)機(jī)各部件材質(zhì)熱脹冷縮系數(shù)的不同,可能發(fā)生卡死。而如果間隙過大,就會(huì)出現(xiàn)串機(jī)油的問題。一般來說,發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)候強(qiáng)化的程度越高,發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速越高,發(fā)動(dòng)機(jī)的最大的功率越高,或者是動(dòng)力學(xué)水平越高的發(fā)動(dòng)機(jī),這個(gè)間隙就得留得越大,所以燒機(jī)油理論上來講就應(yīng)該多一些。另外,目前的交通狀況非常不好,車輛走走停停,車輛剛發(fā)動(dòng)又熄火了,活塞的溫度老上不來,活塞溫度上不來的話,等于是一個(gè)小活塞裝在一個(gè)大的汽
47、缸里晃,所以燒機(jī)油的現(xiàn)象變得普遍。4.1 燒機(jī)油的現(xiàn)象汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燒機(jī)油會(huì)帶來氣缸內(nèi)積碳增多,加劇氣缸與活塞的摩擦,減低發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率。發(fā)動(dòng)機(jī)竄燒機(jī)油的故障現(xiàn)象:汽車行駛時(shí),低、中、高速都有藍(lán)煙、且機(jī)油壓力低,起動(dòng)困難,行駛乏力。動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能大大下降,燃油和機(jī)油損耗增加,機(jī)油約幾天時(shí)間補(bǔ)加一次,廢氣排放超標(biāo)。打開機(jī)油加注口察看,有一定的脈動(dòng)煙霧冒出;檢查曲軸和進(jìn)氣口,有刺激氣味煙霧竄出;看排氣管口,有油濕現(xiàn)象,檢查火嘴,積炭明顯。怠速狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。以上特征表明發(fā)動(dòng)機(jī)竄油現(xiàn)象突出。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常見的燒機(jī)油現(xiàn)象一般有以下三種:A啟動(dòng)時(shí)排氣管冒藍(lán)煙,但在發(fā)動(dòng)機(jī)工作一段時(shí)間之后又恢復(fù)正常。
48、這種燒機(jī)油現(xiàn)象最大可能是機(jī)油在車輛熄火后進(jìn)入燃燒室內(nèi)所致。(氣門導(dǎo)管與導(dǎo)管軸承密封不嚴(yán),造成機(jī)油漏出)。B發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)排氣管冒藍(lán)煙,而觀察機(jī)油加注口并無脈沖藍(lán)煙。這種燒機(jī)油現(xiàn)象可能是活塞與氣缸壁密封良好,但氣門挺桿油封由于過度磨損而失敗,致使氣門室內(nèi)的機(jī)油被吸入燃燒室所致。C排氣管冒藍(lán)煙,同時(shí)機(jī)油口有脈動(dòng)藍(lán)煙冒出。這種燒機(jī)油現(xiàn)象可能是由于活塞與氣缸壁的間隙過大、活塞環(huán)彈力小、抱死或?qū)?、活塞環(huán)磨損使端隙過大或邊隙過大,使機(jī)油燃燒后的廢氣進(jìn)入曲軸箱而引起的。4.2 燒機(jī)油的危害發(fā)動(dòng)機(jī)如果存在燒機(jī)油故障危害絕不僅僅是消耗更多的機(jī)油而已,由于過量機(jī)油參與燃燒,燃燒室不完全燃燒的可能也隨之增多,更
49、容易導(dǎo)致燃燒室的積碳增加,使尾氣排放超標(biāo)。除此之外,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力、噪音、油耗上升等多方面也會(huì)受到影響,在行車過程中,會(huì)出現(xiàn)怠速不穩(wěn)、加速乏力等多種不良后果,還會(huì)引起氧傳感器的過早損壞,導(dǎo)致三元催化轉(zhuǎn)化器的堵塞,發(fā)動(dòng)機(jī)因缺機(jī)油而潤滑不良。由燒機(jī)油導(dǎo)致的積碳,會(huì)積聚于活塞環(huán)槽處,時(shí)間一長,容易導(dǎo)致活塞環(huán)卡死,使活塞環(huán)失去刮油的作用,增加機(jī)油進(jìn)入燃燒室的幾率。另外,卡死的活塞環(huán)還可能導(dǎo)致活塞與氣缸壁加快磨損,從而導(dǎo)致活塞密封不嚴(yán),為燒機(jī)油埋下伏筆,陷入惡性循環(huán),嚴(yán)重者甚至?xí)霈F(xiàn)拉缸,發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢等結(jié)果。所以,對(duì)于燒機(jī)油問題不可小視。4.3 燒機(jī)油的原因在正常情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)燒掉一部分來自對(duì)缸體、
50、活塞和氣門潤滑用的機(jī)油,但消耗量應(yīng)當(dāng)很少,如消耗量超出正常范圍,就算是我們常說的“燒機(jī)油”故障了。如果汽車排氣管冒藍(lán)煙,或者在一個(gè)保養(yǎng)周期內(nèi)機(jī)油油位低于油尺的最低限(MIN),車主就要注意檢查發(fā)動(dòng)機(jī)是否存在機(jī)油滲漏或燒機(jī)油了。4.3.1 曲軸箱機(jī)油過量曲軸箱內(nèi)油面過高,曲軸的連桿端將過量的機(jī)油激濺到氣缸壁上,這些機(jī)油在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)進(jìn)入燃燒室燃燒,使機(jī)油消耗量增加,且發(fā)動(dòng)機(jī)性能會(huì)因火花塞積碳而下降。檢查油面時(shí),應(yīng)特別注意油尺規(guī)格要與原車要求相符。4.3.2 回油道堵塞使用添加劑含量過低的潤滑油,或發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度低,或因不經(jīng)常換油或疏忽了。機(jī)油濾清器的適當(dāng)保養(yǎng),使?jié)櫥妥兣K等,都會(huì)將活塞環(huán)及環(huán)槽
51、的回油孔道堵塞,使缸壁上多余的機(jī)油不能返回到曲軸箱,而會(huì)進(jìn)入燃燒室被燒掉。另外,臟污的機(jī)油還會(huì)使位于缸蓋兩端的回油排泄孔堵塞,此時(shí),機(jī)油將溢入氣門導(dǎo)管而使機(jī)油消耗量增加。如懷疑發(fā)動(dòng)機(jī)由于回油道堵塞而引起機(jī)油耗量高,可以將一種濃縮的化學(xué)清洗劑倒入曲軸箱,該清洗劑與機(jī)油混合并很快地將沉積物和膠質(zhì)溶解。但要注意,許多濃縮清洗劑內(nèi)含有丙酮,當(dāng)丙酮溶解膠質(zhì)和沉淀后,膠狀物便沉積到曲軸箱的底部,從而會(huì)堵塞機(jī)油聚濾器。因此,對(duì)沉積物較多的發(fā)動(dòng)機(jī),建議使用無丙酮清洗劑。4.3.3 活塞環(huán)失效任何使活塞在高于正常溫度下工作的情況,均將造成活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)卡死,從而使缸壁上的機(jī)油無法控制。當(dāng)活塞環(huán)磨損過甚或斷裂時(shí),
52、其張力減弱甚至失去張力。這樣,機(jī)油就會(huì)在進(jìn)氣行程中被送入燃燒室,而熾熱的燃?xì)鈱⒃谧鞴π谐讨薪?jīng)由活塞吹入氣缸下部,這兩種作用將使氣缸、活塞和活塞環(huán)上的機(jī)油燃燒而形成積碳?;钊h(huán)失效后應(yīng)及時(shí)更換。換環(huán)時(shí),應(yīng)選用與氣缸同一修理級(jí)別的新環(huán),且活塞環(huán)的端隙、側(cè)隙及背隙,活塞環(huán)的張力及漏光度等都應(yīng)符合本車型的規(guī)定。4.3.4 活塞環(huán)錯(cuò)裝目前,發(fā)動(dòng)機(jī)使用的氣環(huán)種類較多,就其斷面形狀來分,常用的有平氣環(huán)、錐面環(huán)、扭曲環(huán)、扭曲錐面環(huán)、反扭曲錐面環(huán)、扭曲刮油環(huán)、桶面環(huán)及大力岸環(huán)等。安裝新環(huán)時(shí),除平環(huán)和桶面環(huán)外,都有裝配方向要求,如錐面環(huán)標(biāo)有“0”或“頂”記號(hào)的一面朝上,扭曲環(huán)外圓切口一面朝下、內(nèi)圓切口一面朝上等。
53、安裝使用過的平環(huán)或桶面環(huán)時(shí),應(yīng)按原裝配方向裝回。保修過程中如不按規(guī)定裝環(huán),會(huì)使氣環(huán)的泵油作用加強(qiáng),導(dǎo)致燒機(jī)油現(xiàn)象嚴(yán)重?,F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)多使用組合式油環(huán),它一般由油環(huán)和襯簧組成。安裝時(shí),襯簧應(yīng)小心地對(duì)接。一些修理工為圖安裝方便,將襯簧剪去一些,甚至有時(shí)干脆不裝襯簧,襯簧張力降低后,就不能使活塞環(huán)以足夠的壓力壓到氣缸上,機(jī)油也得不到滿意地控制。4.3.5 氣缸和活塞異常磨損氣缸中存有過多或過大的磨粒時(shí),會(huì)引起氣缸嚴(yán)重的磨料磨損;發(fā)動(dòng)機(jī)由于長期處于高溫高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),氣缸和活塞環(huán)之間會(huì)發(fā)生異常的粘著磨損;發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常低溫運(yùn)轉(zhuǎn),又會(huì)導(dǎo)致氣缸異常的腐蝕磨損;氣缸和活塞中心線不重合時(shí),會(huì)導(dǎo)致活塞偏缸,使氣缸和活塞偏磨
54、。這些都會(huì)使竄入燃燒室而被燃燒的機(jī)油量大大增加。通過檢查發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸壓力,可判斷氣缸的密封性。若氣缸壓力不足,而在向活塞周圍加入機(jī)油后,缸壓有明顯升高,即可斷定氣缸漏氣,這可能是氣缸和活塞異常磨損引起。此時(shí)應(yīng)打開缸蓋視情處理。如確實(shí)為氣缸和活塞異常磨損,在對(duì)氣缸進(jìn)行鏜削、磨削或更換缸套后,還應(yīng)找出引起異常磨損的原因。4.3.6 正時(shí)齒輪或鏈條磨損正時(shí)齒輪或鏈條磨損后,會(huì)使氣門與曲軸的工作不協(xié)調(diào),并造成氣門的動(dòng)作時(shí)間遲后。進(jìn)氣門延遲關(guān)閉使氣缸內(nèi)的真空度增高。這樣會(huì)促使機(jī)油通過活塞、活塞環(huán)和氣門導(dǎo)管被抽入氣缸上部并造成在該處燃燒的趨勢(shì)。遇此情況應(yīng)更換正時(shí)齒輪或鏈條。4.3.7 搖臂軸安裝顛倒除個(gè)別機(jī)型外,一般搖臂軸機(jī)油孔是朝著搖臂的底部方向,在此位置時(shí),由氣門彈簧加給搖臂的向上力有助于阻止來自搖臂軸的機(jī)油流。如果此軸安裝顛倒,就會(huì)有過多的機(jī)油流過搖臂,并通過氣門導(dǎo)管進(jìn)入燃燒室。4.3.
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