項(xiàng)目八-發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識

1、李崑 摩擦是機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不可避免的物理現(xiàn)象。 磨損是摩擦的結(jié)果。 世界上1/31/2的能源消耗在摩擦上，各種機(jī)械零件因磨損失效的也占全部失效零件的一半以上。 潤滑是減少摩擦和磨損的有力措施。 摩擦的本質(zhì) 摩擦是兩個(gè)互相接觸的物體，彼此作相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動趨勢時(shí)，相互作用產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象。摩擦產(chǎn)生的阻力稱為摩擦力。 摩擦力：分子結(jié)合與機(jī)械嚙合所產(chǎn)生阻力之和。 分子結(jié)合：在接觸點(diǎn)的分子引力作用下，互相結(jié)合起來。當(dāng)物體有相對運(yùn)動時(shí)，破壞這種結(jié)合就使運(yùn)動產(chǎn)生了一個(gè)阻力。 機(jī)械嚙合：在兩接觸面上凹凸不平的谷峰之間，互相的機(jī)械嚙合運(yùn)動也會產(chǎn)生一種阻力。潤滑機(jī)理 潤滑：把一種具有潤滑性能的物質(zhì)，加到兩

2、相互接觸物體的摩擦面上，達(dá)到降低摩擦和減少磨損的手段。 常用的潤滑介質(zhì)：潤滑油和潤滑脂。 完整的油膜：邊界油膜和流動油膜。 邊界油膜：由潤滑劑與金屬表面發(fā)生靜電吸附形成油膜。邊界油膜很?。?.10.4m），但在一定條件下能承受一定的負(fù)荷而不致破裂。 流動油膜：在兩個(gè)邊界之間的油膜。 油膜可能將兩個(gè)摩擦面完全隔開，使兩個(gè)零件表面的機(jī)械摩擦轉(zhuǎn)化為油膜內(nèi)部分子之間的摩擦，從而減少了兩個(gè)零件的摩擦和磨損，達(dá)到了潤滑的目的。 摩擦和潤滑分類 干摩擦：在兩個(gè)滑動摩擦表面之間不加潤滑劑，使兩表面直接接觸 。 液體摩擦（液體潤滑）：滑動摩擦表面之間充滿潤滑劑，表面不直接接觸，在潤滑劑的內(nèi)部產(chǎn)生摩擦。液體摩擦?xí)r

3、摩擦表面不發(fā)生磨損。所以在一切機(jī)器零件的摩擦表面上應(yīng)盡量建立液體摩擦。 邊界摩擦（邊界潤滑）：由于潤滑劑供應(yīng)不充足，兩摩擦表面被吸附在表面的邊界膜隔開，使其處于干摩擦和液體摩擦之間的狀態(tài)。 混合摩擦（混合潤滑）：處于干摩擦、液體摩擦與邊界摩擦的混合狀態(tài)。 三個(gè)條件：油楔、粘度、速度。流體動力潤滑軸承軸承軸軸潤滑油潤滑油磨損 磨損：運(yùn)動副之間的摩擦導(dǎo)致零件表面材料逐漸損失的現(xiàn)象。 磨損過程三個(gè)階段： 磨損的類型： 磨料磨損：硬顆粒對零件表面的擠壓、刮削。 對策：濾清器、潤滑條件、粗糙度、防護(hù)密封等。 粘著磨損：由于粘著作用，材料從一個(gè)表面轉(zhuǎn)移到另一表面的現(xiàn)象。 對策：材料配對、加工精度、表面處理

4、、限制溫度、控制壓強(qiáng)、機(jī)油質(zhì)量等。 疲勞磨損（點(diǎn)蝕）：交變應(yīng)力作用使材料表面脫落的現(xiàn)象。 對策：材料、潤滑油質(zhì)量、表面粗糙度。 腐蝕磨損：金屬表面在腐蝕后摩擦脫落的現(xiàn)象。 對策：材料、機(jī)油防腐劑、曲軸箱通風(fēng)等。 實(shí)際上大多數(shù)磨損是以上述四種磨損形式的復(fù)合形式出現(xiàn)的。第一節(jié) 潤滑系統(tǒng)的功用和組成一、潤滑系的功用 1.潤滑作用：潤滑運(yùn)動零件表面，減小摩擦阻力和磨損，減小發(fā)動機(jī)的功率消耗。 2.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。 3.冷卻作用：機(jī)油在潤滑系內(nèi)循環(huán)還可帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，起冷卻作用。 4.密封作用：在運(yùn)動零件之間形成油膜，提高它們的密封性，有利于防止漏

5、氣或漏油。 5.防銹蝕作用：在零件表面形成油膜，對零件表面起保護(hù)作用，防止腐蝕生銹。 6.液壓作用：潤滑油還可用作液壓油，起液壓作用。 7.減震緩沖作用：在運(yùn)動零件表面形成油膜，吸收沖擊并減小振動，起減震緩沖作用。潤滑系功用二、潤滑方式 由于發(fā)動機(jī)各運(yùn)動零件的工作條件不同，對潤滑強(qiáng)度的要求也就不同，因而要相應(yīng)地采取不同的潤滑方式。 1、機(jī)油壓力潤滑：利用機(jī)油泵，將具有一定壓力的潤滑油源源不斷地送往摩擦表面。例如，曲軸主軸承、連桿軸承及凸輪軸軸承等處潤滑。 2、機(jī)油飛濺潤滑：利用發(fā)動機(jī)工作時(shí)運(yùn)動零件飛濺起來的油滴或油霧來潤滑摩擦表面的潤滑方式稱為飛濺潤滑。這種潤滑方式可使氣缸壁、活塞銷、凸輪表面

6、、挺柱、搖臂、氣門桿等得到潤滑。 3、潤滑脂定期潤滑：發(fā)動機(jī)輔助系統(tǒng)中有些零件則只需定期加注潤滑脂進(jìn)行潤滑，例如水泵和發(fā)電機(jī)軸承就是采用這種方式定期潤滑。潤滑方式應(yīng)用范圍壓力潤滑負(fù)荷大，相對運(yùn)動速度高的工作表面。飛濺潤滑外露、負(fù)荷小、相對運(yùn)動速度小的工作表面。定期潤滑輔助機(jī)件飛濺潤滑壓力潤滑噴射潤滑二沖程潤滑三、潤滑系統(tǒng)組成 潤滑系統(tǒng)組成：機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油冷卻器、油底殼、集濾器等組成。此外，潤滑系統(tǒng)還包括各種閥、機(jī)油壓力表、溫度表和機(jī)油管道等。 干式油底殼濕式油底殼干式油底殼四、潤滑系統(tǒng)油路 現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)的油路大致相同。 潤滑系的主要油路 發(fā)動機(jī)工作時(shí)，油底殼機(jī)油集濾器機(jī)油泵

7、 細(xì)濾器(10%)油底殼 粗濾器(90%)主油道曲軸主軸承等作 業(yè) 發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)有哪些作用？ 發(fā)動機(jī)的潤滑方式有哪些？各用來潤滑什么零部件？第二節(jié) 潤滑劑 發(fā)動機(jī)潤滑油的工作條件：在循環(huán)過程中，機(jī)油與高溫的金屬壁面及空氣頻頻接觸，不斷氧化變質(zhì)。竄入曲軸箱內(nèi)的燃油蒸氣、廢氣以及金屬磨屑和積炭等，使機(jī)油受到嚴(yán)重污染。另外，機(jī)油的工作溫度變化范圍很大：在發(fā)動機(jī)起動時(shí)為環(huán)境溫度；在發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，曲軸箱中機(jī)油的平均溫度可達(dá)95或更高。同時(shí)，機(jī)油還與180300的高溫零件接觸，受到強(qiáng)烈的加熱。 一、潤滑油功用二、潤滑油使用特性及添加劑 （同潤滑系的功用） 發(fā)動機(jī)潤滑油使用性能（要求）： 1.適當(dāng)?shù)恼?/p>

8、度：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，冷起動困難，機(jī)油不能被泵送到摩擦表面。 2.優(yōu)異的氧化安定性：當(dāng)機(jī)油發(fā)生氧化時(shí)，顏色變暗，粘度增加，酸性增大，并產(chǎn)生膠狀沉積物?？刂疲貉趸种苿?。 3.良好的防腐性：機(jī)油被氧化生成各種有機(jī)酸，對金屬零件有腐蝕作用?？刂疲悍栏瘎?4.較低的起泡性：機(jī)油快速循環(huán)和飛濺，必然會產(chǎn)生泡沫。造成摩擦表面供油不足?？刂疲号菽种苿?。 5.強(qiáng)烈的清凈分散性：機(jī)油的清凈分散性是指機(jī)油分散、疏松和移走附著在零件表面上的積炭和污垢的能力?？刂疲呵鍍舴稚⑻砑觿?6.高度的極壓性：高溫、高壓下的邊界潤滑稱為極壓潤滑。機(jī)油在極壓條件下

9、的抗摩性叫作極壓性。控制：極壓添加劑。 潤滑油粘度潤滑油添加劑三、潤滑油分類 國際：美國SAE粘度分類法和API使用分類法。 美國工程師學(xué)會（SAE）粘度分類法： 冬季：OW、5W、10W、15W、20W和25W。 非冬季：20、30、40和50。 號數(shù)較大的機(jī)油粘度較大，適于較高的環(huán)境溫度。 美國石油學(xué)會（API） 使用分類法： S系列（汽油機(jī)油）：SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG和SH。 C系列（柴油機(jī)油）：CA、CB、CC、CD和CE。 級號越靠后，使用性能越好，適用的機(jī)型越新或強(qiáng)化程度越高。 我國機(jī)油分類：參照采用ISO分類方法。 GB/T 763131995規(guī)定，使用級別：

10、汽油機(jī)油：SC、SD、SE、SF、SG、SH。 柴油機(jī)油：CC、CD、CD-II、CE、CF-4。 二沖程汽油機(jī)油：ERA、ERB、ERC、ERD。 每一種使用級別又有若干種粘度等級（單一粘度等級、多粘度等級）。四、機(jī)油的選用 1.根據(jù)發(fā)動機(jī)的強(qiáng)化程度選用合適的機(jī)油使用級別。 2.根據(jù)地區(qū)的季節(jié)氣溫選用適當(dāng)粘度等級的機(jī)油。 五、合成機(jī)油 合成機(jī)油是利用化學(xué)合成方法制成的潤滑劑。 特點(diǎn)：有良好的粘度溫度特性，可以滿足大溫差的使用要求；有優(yōu)良的熱氧化安定性，可長期使用不需更換。使用合成機(jī)油，發(fā)動機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性會稍有改善，并可降低發(fā)動機(jī)的冷起動轉(zhuǎn)速。目前，合成機(jī)油的價(jià)格較高。但是，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大

11、和制造工藝的改進(jìn)，合成機(jī)油的價(jià)格將會越來越便宜。未來將是合成機(jī)油的時(shí)代。六、潤滑脂 潤滑脂是將稠化劑摻入液體潤滑劑中所制成的一種穩(wěn)定的固體或半固體產(chǎn)品，其中可以加入旨在改善潤滑脂某種特性的添加劑。 潤滑脂在常溫下可附著于垂直表面而不流淌，并能在敞開或密封不良的摩擦部位工作，具有其他潤滑劑所不能代替的特點(diǎn)。 目前，進(jìn)口汽車和國產(chǎn)新車普遍推薦使用汽車通用鋰基潤滑脂（GB/T 5671-1985）。優(yōu)勢：良好的高低溫適應(yīng)性；良好的抗水性和防銹性能；良好的安定性和潤滑性；換油期長，維護(hù)費(fèi)用低。 第三節(jié) 機(jī)油泵 功用：保證機(jī)油在潤滑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動，并在發(fā)動機(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

12、數(shù)量的機(jī)油。 分類： 1.齒輪式機(jī)油泵 外接齒輪式機(jī)油泵 內(nèi)接齒輪式機(jī)油泵 2.轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵機(jī)油泵一、外接齒輪式機(jī)油泵 組成：殼體、主動軸、從動軸、主動齒輪、從動齒輪等。 優(yōu)點(diǎn)：效率高，功率損失小，工作可靠； 缺點(diǎn)：需要中間傳動機(jī)構(gòu)，制造成本相應(yīng)較高。二、內(nèi)接齒輪式機(jī)油泵 組成：泵體（氣缸體前端）、外齒輪（曲軸直接驅(qū)動）、內(nèi)接齒輪、月牙板。 優(yōu)點(diǎn)：由曲軸直接驅(qū)動，無需中間傳動機(jī)構(gòu)，故零件數(shù)量少，制造成本低，占用空間小。 缺點(diǎn)：這種機(jī)油泵在內(nèi)、外齒輪之間有一處無用的空間，使機(jī)油泵的泵油效率降低。三、轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵 組成：殼體、轉(zhuǎn)子軸、內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子等。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子同向不同步的旋轉(zhuǎn)。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，

13、供油量大，供油均勻，噪聲小，吸油真空度較高。 缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)子嚙合表面滑動阻力大，功率消耗大。 在潤滑系中都設(shè)有幾個(gè)限壓閥和旁通閥，以確保潤滑系正常工作。四、安全閥 限壓閥：限壓閥用以限制潤滑系中機(jī)油的最高壓力。 機(jī)油泵的泵油壓力是隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增加而增高的，并且當(dāng)潤滑系中油路淤塞、軸承間隙過小或使用的機(jī)油粘度過大時(shí)，也將使供油壓力增高。 位置：在潤滑系機(jī)油泵或主油道中。機(jī)油泵限壓閥 旁通閥：用以保證潤滑系內(nèi)油路暢通。 當(dāng)機(jī)油濾清器堵塞時(shí)，機(jī)油通過并聯(lián)在其上的旁通閥直接進(jìn)入潤滑系的主油道，防止主油道斷油。 結(jié)構(gòu)：與限壓閥的結(jié)構(gòu)基本相同。第四節(jié) 機(jī)油濾清器 作用：濾除機(jī)油中的金屬磨屑、機(jī)械雜質(zhì)和機(jī)油氧化

14、物。防止雜質(zhì)隨機(jī)油進(jìn)入潤滑系統(tǒng)，加劇發(fā)動機(jī)零件的磨損和堵塞油管或油道。 機(jī)油濾清的方式：全流式和分流式。目前在轎車上普遍采用全流式機(jī)油濾清。 分類： 粗濾器 細(xì)濾器 集濾器 機(jī)油濾清器 分類： 粗濾器 細(xì)濾器 集濾器 一、粗濾器 作用：用來過濾潤滑油中顆粒較大（直徑0.04mm以上）的雜質(zhì)。 與主油道的連接關(guān)系：串聯(lián)于機(jī)油泵與主油道之間，屬于全流式濾清器，因其對潤滑油的流動阻力較小。 結(jié)構(gòu)：殼體、濾芯、旁通閥、進(jìn)油口和出油口等。 濾芯：通常由經(jīng)過樹脂處理的多孔濾紙折疊而成。濾芯內(nèi)有金屬網(wǎng)或帶有網(wǎng)眼的薄鐵皮作為濾芯的骨架。濾芯的兩端由環(huán)形密封圈密封。 旁通閥：當(dāng)濾芯堵塞，進(jìn)出油口壓差達(dá)15018

15、0kPa時(shí)，旁通閥的球閥被頂開，機(jī)油直接進(jìn)入主油道。 紙質(zhì)濾清器優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量小、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、濾清效果好、過濾阻力小、成本低和保養(yǎng)方便等。得到了廣泛地應(yīng)用。 金屬片縫隙式 金屬片式粗濾器：一種永久性濾清器。 缺點(diǎn)：質(zhì)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高等。逐漸被淘汰。 二、細(xì)濾器 作用：用來清除微小雜質(zhì)(直徑在0.001mm以上)、膠質(zhì)和水分。 與主油道的連接關(guān)系： 一般與主油道并聯(lián)，屬于分流式濾清器，因其對潤滑油的流動阻力較大。 也有制成全流式的，但需加裝旁通閥，以防斷流。 按照清楚雜質(zhì)的方法分：過濾式機(jī)油細(xì)濾器和離心式機(jī)油細(xì)濾器。 全流的過濾式細(xì)濾器，它由殼體、紙質(zhì)濾芯、旁通閥、進(jìn)油口和出油口等組

16、成。 濾芯采用耐油耐水的微孔濾紙。其殼體為薄鋼板沖壓封閉式，濾芯的下部裝有旁通閥。一旦濾芯堵塞，機(jī)油便經(jīng)旁通閥直接進(jìn)入主油道，以防供油中斷。該濾清器轎車發(fā)動機(jī)多裝用。通常汽車行駛15000 km左右定期更換濾清器。1-主油道；2-機(jī)體；3-密封圈；4-外殼；5-紙濾芯；6-旁通閥；7-金屬骨筒；8-連接座；9-進(jìn)油道。過濾式細(xì)濾器 組成：殼體、轉(zhuǎn)子軸、轉(zhuǎn)子體、轉(zhuǎn)子罩、進(jìn)油限壓閥、機(jī)油散熱器開關(guān)、機(jī)油散熱器安全閥、進(jìn)油孔、出油孔等。 殼體與轉(zhuǎn)子軸固裝。轉(zhuǎn)子蓋與轉(zhuǎn)子體緊固在一起。轉(zhuǎn)子下面裝有止推軸承。轉(zhuǎn)子下面有兩個(gè)水平安裝、互成反向的噴嘴。離心式細(xì)濾器 發(fā)動機(jī)工作時(shí)，從機(jī)油泵來的潤滑油進(jìn)入細(xì)濾器進(jìn)

17、油孔。當(dāng)油壓低于147 kPa時(shí)，進(jìn)油限壓閥不開，機(jī)油不經(jīng)細(xì)濾器而全部流向主油道，保證發(fā)動機(jī)可靠潤滑。 當(dāng)油壓超過147 kPa時(shí)，進(jìn)油限壓閥才開啟。 當(dāng)油壓超過147 kPa時(shí)，進(jìn)油限壓閥被頂開，潤滑油沿轉(zhuǎn)子軸的中心孔經(jīng)出油孔C進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)腔，然后經(jīng)進(jìn)油孔D、油道E從兩噴嘴噴出。在油的反射力作用下，轉(zhuǎn)子及其內(nèi)腔的潤滑油高速旋轉(zhuǎn)。在離心力的作用下，潤滑油中的雜質(zhì)被甩向轉(zhuǎn)子蓋內(nèi)壁并沉積下來，清潔的機(jī)油從出油口F流回油底殼。 油溫過高時(shí)，開散熱器開關(guān)17使部分潤滑油流向散熱器。 當(dāng)油壓高于400kPa時(shí)，機(jī)油散熱器安全閥18被打開。部分潤滑油經(jīng)此流回油底殼，保護(hù)機(jī)油散熱器。 轉(zhuǎn)子上的噴嘴又是油的限量

18、孔，通過細(xì)濾器的油量為油泵出油量的10%15%左右。 離心式濾清器優(yōu)點(diǎn)是濾清能力強(qiáng)，通過性好，不須更換濾芯，只要定期清洗即可。 缺點(diǎn)是對膠質(zhì)的濾清效果差，制造和裝配精度要求較高。此濾清器出油無壓力，一般只作分流式連接。三、集濾器 集濾器是具有金屬網(wǎng)的濾清器，安裝于機(jī)油泵進(jìn)油管上，其作用是防止粒度大的雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)油泵。 分類： 1）浮式集濾器。 2）固定式集濾器。 浮式集濾器：飄浮于機(jī)油表面吸油，能吸入油面上較清潔的機(jī)油，但油面上的泡沫易被吸入，使機(jī)油壓力降低，潤滑欠可靠，目前應(yīng)用不多。吸油管吸油管罩罩油網(wǎng)油網(wǎng)浮子浮子 固定式集濾器：淹沒在油面之下，吸入的機(jī)油清潔度較差，但可防止泡沫吸入，潤滑可靠，結(jié)構(gòu)簡單，逐步取代浮式集濾器。第五節(jié) 機(jī)油散熱器 機(jī)油的散熱：為了使機(jī)油保持最有利的工作溫度，除了靠油底殼和其他零件的自然散熱外，有的發(fā)動機(jī)還裝有機(jī)油散熱器。 位置：機(jī)油散熱器多裝在冷卻水散熱器的前面。 冷卻介質(zhì)：利用空氣或水來冷卻。機(jī)油散熱器風(fēng)冷式機(jī)油散熱器 位置：多與主油道并聯(lián)。 結(jié)構(gòu)：冷卻水散熱器相似。 優(yōu)點(diǎn)：這種機(jī)油冷卻器散熱能力大，多用于賽車及熱負(fù)荷大的增壓汽車上。 缺點(diǎn)：發(fā)動機(jī)起動后需要很長的暖機(jī)時(shí)間才能使機(jī)油達(dá)到正常的工作溫度，所以普通轎車上很少采用。 位置：串聯(lián)在主油道之前。 結(jié)構(gòu)：冷卻水在管外，潤滑油在管內(nèi)（或反之）。 工作：油溫較高時(shí)靠冷卻水降