汽車結(jié)構(gòu)發(fā)動機(jī)潤滑系

汽車結(jié)構(gòu)發(fā)動機(jī)潤滑系第2頁

第一節(jié)潤滑系的功用及組成潤滑系的功用潤滑方式潤滑系組成潤滑系油路潤滑系的功用

潤滑系的功用就是在發(fā)動機(jī)工作時連續(xù)不斷的把數(shù)量足夠的潔凈潤滑油輸送到全部傳動件的摩擦表面，并在摩擦表面之間形成油膜，實(shí)現(xiàn)液體摩擦，從而減小摩擦阻力，降低功率損耗，減輕機(jī)件磨損，以達(dá)到提高發(fā)動機(jī)工作可靠性和耐久性的目的。為什么要進(jìn)行潤滑？哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第3頁發(fā)動機(jī)工作時，很多傳動零件都是在很小的間隙下作高速相對運(yùn)動，如曲軸主軸頸與主軸承，曲柄銷與連桿軸承，凸輪軸頸與凸輪軸軸承，活塞，活塞環(huán)與氣缸壁面，配氣機(jī)構(gòu)各運(yùn)動副及傳動齒輪副等。盡管這些零件的工作表面都經(jīng)過精細(xì)的加工，但放大來看這些表面確是凹凸不平的。若不對這些表面進(jìn)行潤滑，它們之間將發(fā)生強(qiáng)烈的摩擦。金屬表面之間的干摩擦不僅增加發(fā)動機(jī)的功率消耗，加速零件工作表面磨損，而且還可能由于摩擦產(chǎn)生的熱將零件工作表面燒損，致使發(fā)動機(jī)無法運(yùn)轉(zhuǎn)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第4頁潤滑方式由于發(fā)動機(jī)傳動件的工作條件不盡相同，因此，對負(fù)荷及相對運(yùn)動速度不同的傳動件采用不同的潤滑方式。

（1）壓力潤滑壓力潤滑是以一定的壓力把潤滑油供入摩擦表面的潤滑方式。這種方式主要用于主軸承，連桿軸承及凸輪軸承等負(fù)荷較大的摩擦表面的潤滑。（2）飛濺潤滑利用發(fā)動機(jī)工作時運(yùn)動件濺潑起來的油滴或油霧潤滑摩擦表面的潤滑方式，稱飛濺潤滑。該方式主要用來潤滑負(fù)荷較輕的氣缸壁面和配氣機(jī)構(gòu)的凸輪，挺柱，氣悶桿以及搖臂等零件的工作表面。（3）潤滑脂潤滑通過潤滑脂嘴定期加注潤滑脂來潤滑零件的工作表面，如水泵及發(fā)電機(jī)軸承等。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第5頁潤滑系組成（1）機(jī)油泵保證潤滑油在潤滑系內(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數(shù)量的潤滑油。（2）機(jī)油濾清器用來濾除潤滑油中的金屬磨屑，機(jī)械雜質(zhì)和潤滑油氧化物。（3）機(jī)油冷卻器在熱負(fù)荷較高的發(fā)動機(jī)上裝備有機(jī)油冷卻器，用來降低潤滑油的溫度。（4）油底殼存儲潤滑油的容器。（5）集濾器用金屬絲編造的濾網(wǎng)，是潤滑系的進(jìn)口，用來濾除潤滑油中粗大的雜質(zhì)，防止其進(jìn)入機(jī)油泵。（6）潤滑油壓力表，溫度表、潤滑油管道等。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第6頁潤滑系油路現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)的潤滑系油路大致相同，右圖為桑塔納轎車JV型1.8L發(fā)動機(jī)潤滑系示意。在此系統(tǒng)中，曲軸的主軸頸，曲柄銷，凸輪軸頸及中間軸(分電器和機(jī)油泵的傳動軸)頸均采用壓力潤滑，其余部分則用飛濺潤滑或潤滑脂潤滑。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第7頁第二節(jié)潤滑劑潤滑油的功用(1)潤滑潤滑油在運(yùn)動零件的所有摩擦表面之間形成連續(xù)的油膜，以減小零件之間的摩擦。

(2)冷卻

潤滑油在循環(huán)過程中流過零件工作表面，可以降低零件的溫度。

(3)清洗

潤滑油可以帶走摩擦表面產(chǎn)生的金屬碎末及沖洗掉沉積在氣缸，活塞，活塞環(huán)及其它零件上的積炭。

(4)密封

附著在氣缸壁，活塞及活塞換上的油膜，可起到密封防漏的作用。

(5)防銹

潤滑油有防止零件發(fā)生銹蝕的作用。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第8頁潤滑油的使用特性及機(jī)油添加劑

目前，汽車發(fā)動機(jī)廣泛使用的潤滑油，以從石油中提煉出來的潤滑油為基礎(chǔ)油，再加入各種添加劑混合而成。汽車發(fā)動機(jī)用潤滑油應(yīng)具有下列使用性能：

（1）適當(dāng)?shù)恼扯龋ㄔ龀韯?）優(yōu)異的氧化安定性（氧化抑制劑）（3）良好的防腐性（防腐添加劑）（4）較低的起泡性（泡沫抑制劑）（5）強(qiáng)烈的清凈分散性（清凈分散添加劑）（6）高度的極壓性（極壓添加劑）

哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第9頁潤滑油的分類國際上廣泛采用美國SAE粘度分類法和API使用分類法，而且它們已被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）確認(rèn)。我國的潤滑油分類法參照采用ISO分類方法。GB/T7631.3—1995規(guī)定，按潤滑油的性能和使用場合分為：（1）汽油機(jī)油：SC、SD、SE、SF、SG和SH等六個級別。（2）柴油機(jī)油：CC、CD、CD-Ⅱ、CE、CF-4等五個級別。（3）二沖程汽油機(jī)油：ERA、ERB、ERC和ERD等四個級別。每一種使用級別又有若干種單一粘度等級和多粘度等級的潤滑油牌號。例如，CC級潤滑油有三個單一粘度等級和六個多粘度等級的潤滑油牌號。它們分別是30、40和50號及5W/40、10W/30、15W/40和20W/40。我國潤滑油使用分類與API使用分類的對應(yīng)關(guān)系見表9-1。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第10頁SAE粘度分類法

美國工程師學(xué)會（SAE）按照潤滑油的粘度等級，把潤滑油分為冬季用潤滑油和非冬季用潤滑油。冬季用潤滑油有6種牌號：SAE0W、SAE5W、SAE10W、SAE15W、SAE20W和SAE25W。非冬季用潤滑油有4種牌號：SAE20、SAE30、SAE40和SAE50。號數(shù)較大的潤滑油粘度較大，適于在較高的環(huán)境溫度下使用。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第11頁API使用分類法API使用分類法是美國石油學(xué)會（API）根據(jù)潤滑油的性能及其最適合的使用場合，把潤滑油分為S系列和C系列兩類。S系列為汽油機(jī)油，目前有SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG和SH8個級別。C系列為柴油機(jī)油，目前有CA、CB、CC、CD和CE5個級別。級號越后，使用性能越好，使用的機(jī)型越新或強(qiáng)化程度越高。其中，SA、SB、SC和CA等級別的潤滑油，除非汽車制造廠特別推薦，否則已不再使用。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第12頁哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第13頁合成潤滑油

合成潤滑油是利用化學(xué)合成方法制成的潤滑劑。其主要特點(diǎn)是有良好的粘度-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。使用合成潤滑油，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，合成潤滑油的價格比從石油提煉出來的潤滑油貴。但是，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和制造工藝的改進(jìn)，合成潤滑油的價格將會越來越便宜。未來將是合成潤滑油的時代。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)。因此，在汽車的許多部位都使用潤滑脂潤滑。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第14頁第三節(jié)機(jī)油泵機(jī)油泵齒輪式機(jī)油泵轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵內(nèi)接齒輪式機(jī)油泵外接齒輪式機(jī)油泵哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第15頁哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第16頁（外接）齒輪式機(jī)油泵齒輪式機(jī)油泵的工作原理如圖9-4所示。在機(jī)油泵體6內(nèi)裝有一對外嚙合齒輪2和5，齒輪的端面由機(jī)油泵蓋封閉。泵體、泵蓋和齒輪的各個齒槽組成工作腔。當(dāng)齒輪按圖示方向旋轉(zhuǎn)時，進(jìn)油腔1的容積由于輪齒逐漸脫離嚙合而增大，腔內(nèi)產(chǎn)生一定的真空，潤滑油從油底殼經(jīng)進(jìn)油口被吸入進(jìn)油腔，隨后又被輪齒帶到出油腔。出油腔3的容積由于輪齒逐漸進(jìn)入嚙合而減小，使?jié)櫥蛪毫ι?，潤滑油進(jìn)出油口被壓入發(fā)動機(jī)機(jī)體上的潤滑油道。在發(fā)動機(jī)工作時，機(jī)油泵齒輪不停地旋轉(zhuǎn)，潤滑油便連續(xù)不斷地流入潤滑油道，經(jīng)過濾清之后被送到各潤滑部位。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第17頁哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第18頁哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第19頁其他機(jī)油泵的使用性能取決于齒輪與泵體的配合間隙。齒輪與泵體的徑向間隙一般不超過0.20mm，齒輪端面間隙不超過0.05~0.20mm。間隙過大，潤滑油壓力降低，泵油量減少。在泵體與泵蓋之間有襯墊，既可以防止漏油，又可以用來調(diào)整齒輪的端面間隙。齒輪式機(jī)油泵由曲軸或凸輪軸經(jīng)中間傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動。汽油機(jī)的齒輪式機(jī)油泵典型的傳動方式是機(jī)油泵與分電器由凸輪軸或中間軸上的曲線齒齒輪經(jīng)同一個傳動軸驅(qū)動（圖9-6）。齒輪式機(jī)油泵的優(yōu)點(diǎn)是效率高，功率損失小，工作可靠；缺點(diǎn)是需要中間傳動機(jī)構(gòu)，制造成本相應(yīng)較高。國產(chǎn)桑塔那、捷達(dá)和奧迪等轎車都采用齒輪泵。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第20頁哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第21頁內(nèi)接齒輪式機(jī)油泵內(nèi)嚙合齒輪式機(jī)油泵也稱內(nèi)接齒輪泵，其工作原理與外嚙合齒輪式機(jī)油泵或齒輪式機(jī)油泵相同。內(nèi)接齒輪泵的結(jié)構(gòu)如圖9-7所示。其外齒輪是主動齒輪，套在曲軸前端，通過花鍵由曲軸直接驅(qū)動。內(nèi)接齒輪是從動齒輪，裝在機(jī)油泵體內(nèi)，泵體固定在機(jī)體前端。內(nèi)接齒輪泵由曲軸直接驅(qū)動，無需中間傳動機(jī)構(gòu)，所以零件使量少，制造成本低，占用空間小，使用范圍廣。但是這種機(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。另外，如果曲軸前端軸頸太粗，機(jī)油泵外形尺寸隨之增大，發(fā)動機(jī)驅(qū)動機(jī)油泵的功率損失也相應(yīng)有所增加。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第22頁哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第23頁哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第24頁哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第25頁轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵主要由內(nèi)、外轉(zhuǎn)子，機(jī)油泵體及機(jī)油泵蓋等零件組成（圖9-8）。內(nèi)轉(zhuǎn)子固定在機(jī)油泵傳動軸上，外轉(zhuǎn)子自由的安裝在泵體內(nèi)，并與內(nèi)轉(zhuǎn)子嚙合轉(zhuǎn)動。內(nèi)、外轉(zhuǎn)子之間有一定的偏心距。一般轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵的內(nèi)轉(zhuǎn)子由四個或四個以上的凸齒，外轉(zhuǎn)子的凸齒數(shù)比內(nèi)轉(zhuǎn)子的凸齒數(shù)多一個。轉(zhuǎn)子的外廓形狀曲線為此擺線。轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，供油量大，供油均勻，噪聲小，吸油真空度高。因此，當(dāng)機(jī)油泵安裝在曲軸線以外或安裝位置較高時，采用轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵比較合適。其缺點(diǎn)是內(nèi)、外轉(zhuǎn)子嚙合表面的滑動阻力比齒輪泵大，因此，功率消耗大。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第26頁哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第27頁哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第28頁第四節(jié)機(jī)油濾清器機(jī)油濾清器集濾器機(jī)油濾清器有全流式與分流式之分。（1）全流式濾清器串聯(lián)于機(jī)油泵和主油道之間，因此能濾清進(jìn)入主油道的全部潤滑油。（2）分流式濾清器與主油道并聯(lián)，僅過濾機(jī)油泵送出的部分潤滑油。目前，分流式濾清器在轎車上已很少見到，在貨車特別是重型貨車上普遍采用雙濾清器，其中之一為分流式濾清器作細(xì)濾器用，另一個為粗濾器。粗濾器濾除機(jī)油中直徑為0.05mm以上的較大粒度的雜質(zhì)，而細(xì)濾器則用來濾除直徑為0.001mm以上的細(xì)小雜質(zhì)。經(jīng)過粗濾器的潤滑油進(jìn)入主油道，經(jīng)過細(xì)濾器的潤滑油直接返回油底殼。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第29頁第四節(jié)機(jī)油濾清器哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第30頁第四節(jié)機(jī)油濾清器哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第31頁第四節(jié)機(jī)油濾清器哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第32頁全流式濾清器現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)所采用的全流式濾清器構(gòu)造如圖9-10所示。紙濾芯6轉(zhuǎn)在濾清器外殼5內(nèi)，濾清器出油口1是螺紋孔，借此螺紋孔把濾清器安裝在機(jī)體上的螺紋接頭上，螺紋接頭與機(jī)體主油道相通。在機(jī)體安裝平面與濾清器之間用密封圈4密封。潤滑油從紙濾芯的外圍進(jìn)入濾清器中心，然后經(jīng)出油口流進(jìn)機(jī)體主油道。機(jī)油流過濾芯時，雜質(zhì)被截留在濾芯上。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第33頁哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）第34頁集濾器集濾器一般為濾網(wǎng)式，裝在機(jī)油泵之前。目前，汽車發(fā)動機(jī)所用的集濾器分為浮筒式和固定式兩種。浮筒式集濾器（圖9-11）由浮筒3、濾網(wǎng)2、浮筒罩1及吸油管4等構(gòu)成?？招牡母⊥膊徽撚偷讱?nèi)的油面如