《汽車拖拉機(jī)學(xué) 第2版》 課件 第9、10章 發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)、發(fā)動機(jī)起動系統(tǒng)

汽車拖拉機(jī)學(xué)2024/7/2《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件第九章發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)第九章發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)第一節(jié)機(jī)油與潤滑方式第二節(jié)潤滑系統(tǒng)的組成與油路第三節(jié)潤滑系統(tǒng)的主要零部件《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件2024/7/21第九章的教學(xué)內(nèi)容潤滑系統(tǒng)的組成潤滑原理第九章的重點、難點掌握機(jī)油的選用掌握發(fā)動機(jī)潤滑原理第九章的教學(xué)要求1.機(jī)油的選用與實踐2.發(fā)動機(jī)潤滑原理與實踐第九章的課程思政融入點實戰(zhàn)能力科技發(fā)展環(huán)保意識科學(xué)精神可持續(xù)發(fā)展第九章的課程思政的育人目標(biāo)第九章的“耕讀教育”思政點映射表課程耕讀教育要點耕讀教育映射與融入點教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效機(jī)油的選用與實踐1.汽油機(jī)油與柴油機(jī)油為何不能混用？2.合成機(jī)油為何得到廣泛應(yīng)用？3.發(fā)動機(jī)為何會燒機(jī)油？有何解決方法？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT實戰(zhàn)能力科技發(fā)展環(huán)保意識發(fā)動機(jī)潤滑原理與實踐1.潤滑系統(tǒng)的核心技術(shù)是什么？2.活塞潤滑的關(guān)鍵技術(shù)是什么？是如何實現(xiàn)良好潤滑的？3.凸輪軸、曲軸是如何實現(xiàn)潤滑的？4.為何要定期更換機(jī)油和機(jī)油濾清器？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)精神科技發(fā)展創(chuàng)新思維可持續(xù)發(fā)展7

2024/7/2第一節(jié)機(jī)油與潤滑方式8一、潤滑系統(tǒng)的功用

1.作用

發(fā)動機(jī)工作時，相對運動表面之間必然有摩擦。摩擦產(chǎn)生的阻力和阻力矩消耗發(fā)動機(jī)的功率，使相對運動表面發(fā)熱和磨損。摩擦表面的發(fā)熱超過允許極限時將破壞零件的機(jī)械性能，使磨損加劇，摩擦阻力進(jìn)一步增大，如此惡性循環(huán)，發(fā)動機(jī)很快就損壞，因此為保證發(fā)動機(jī)長期正常工作，必須設(shè)法減小摩擦阻力。

發(fā)動機(jī)的潤滑是由潤滑系來實現(xiàn)的。潤滑系的基本任務(wù)是將定量、潔凈、有適當(dāng)溫度的機(jī)油（潤滑油）輸送至各相對運動零件的摩擦表面，使零件摩擦表面產(chǎn)生油膜，從而減少摩擦損失和減輕磨損。2024/7/2第一節(jié)機(jī)油與潤滑方式9

1.作用

潤滑系的主要作用有：①潤滑?；钊蜌飧字g，主軸和軸瓦之間，均存在著快速的相對滑動，要防止零件過快的磨損，則需要在兩個滑動表面間建立油膜，有足夠厚度的油膜將相對滑動的零件表面隔開，從而達(dá)到減少磨損的目的。②冷卻降溫。機(jī)油能夠?qū)崃繋Щ貦C(jī)油箱再散發(fā)至空氣中，幫助冷卻發(fā)動機(jī)。③清洗清潔。好的機(jī)油能夠?qū)l(fā)動機(jī)零件上的碳化物、油泥、磨損金屬顆粒通過循環(huán)帶回機(jī)油箱，通過機(jī)油的流動，沖洗掉零件工作面上產(chǎn)生的臟物。2024/7/210

④密封防漏。機(jī)油可以在活塞環(huán)與活塞之間形成一個密封圈，減少氣體的泄漏和防止外界的污染物進(jìn)入。⑤防銹防蝕。機(jī)油能吸附在零件表面，防止水、空氣、酸性物質(zhì)及有害氣體與零件接觸。⑥抗磨。摩擦面加入潤滑劑，能使摩擦系數(shù)降低，從而減小摩擦阻力，減少能源消耗和磨損；潤滑劑在摩擦面間可以減少磨粒磨損、表面疲勞、黏著磨損等所造成的摩擦磨損。另外，在某些柴油機(jī)上，潤滑系統(tǒng)還向自動調(diào)節(jié)噴油提前角機(jī)構(gòu)、液壓調(diào)速器、可變壓縮比活塞裝置等處供油。目前，發(fā)動機(jī)正向高強(qiáng)化發(fā)展，對潤滑系統(tǒng)及機(jī)油的要求也隨之不斷提高。2024/7/211二、機(jī)油

機(jī)油習(xí)慣上稱為潤滑油。1.機(jī)油的類型

根據(jù)GB/T28772—2012（內(nèi)燃機(jī)油分類），我國汽車機(jī)油分為：汽油機(jī)油、柴油機(jī)油、農(nóng)用柴油機(jī)油3類。①汽油機(jī)油。有SE、SF、SG、SH（GF-1）、SJ（GF-2）、SI（CF-3）、SM（CF-4）、SN（GF-5）八個級別?！癝”表示汽油機(jī)機(jī)油，“GF”表示以汽油為燃料、具有燃料經(jīng)濟(jì)性要求的乘用車發(fā)動機(jī)油；級號越后，使用性能越好，而且可以替代級號低的機(jī)油。2024/7/2第一節(jié)冷卻方式與冷卻液12

②柴油機(jī)油。有CC、CD、CF、CF-2、CF-4、CG-4、CH-4、CI-4、CJ-4共九個級別?！癈”表示柴油機(jī)油，第二字母表示質(zhì)量等級，數(shù)字2或4分別表示二沖程或四沖程此油機(jī)。級號越后，使用性能越好，可以替代級號低的機(jī)油。2024/7/213

③農(nóng)用柴油機(jī)油。適用于農(nóng)用柴油機(jī)及其農(nóng)用汽車。每一種級別又有若干種單一黏度等級。根據(jù)國標(biāo)GB/T14906—2018《內(nèi)燃機(jī)油黏度分類》,采用含“W”和不含“W”兩組黏度等級系列,共14個等級。與低溫起動有關(guān),以低溫啟動黏度、低溫泵送黏底和100℃時運動黏度劃分為0W、5W、10W、15W、20W、25W等6個等級,以100℃時的運動黏度以及150℃時高溫高剪切黏度劃分為8、12、16、20、30、40、50、60等8個等級。2024/7/214

2.機(jī)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，通用油適用于汽油機(jī)與柴油機(jī)。

②根據(jù)氣溫選用適當(dāng)黏度等級的機(jī)油，可參見圖選擇。具體機(jī)型應(yīng)按使用說明書進(jìn)行機(jī)油的選用與保養(yǎng)。2024/7/215

3.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。其主要特點是良好的黏溫特性，能滿足較大溫差的使用要求；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)性會進(jìn)一步改善，同時降低發(fā)動機(jī)的冷啟動轉(zhuǎn)速。目前，合成機(jī)油的價格比石油提煉出來的機(jī)油價格高。隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和制造工藝的改進(jìn)，合成機(jī)油的成本將會越來越低，合成機(jī)油的應(yīng)用將日益廣泛。2024/7/216三、潤滑方式

對于各運動零件表面的潤滑，按潤滑油供給的方法不同。潤滑方式有壓力潤滑、飛濺油霧潤滑和潤滑脂潤滑。1.壓力潤滑

在機(jī)油泵的作用下，機(jī)油以一定的壓力輸送至摩擦表面。這種方式工作可靠，能保證潤滑部位有充足的油量，有一定的清洗、冷卻作用，同時也便于對機(jī)油進(jìn)行濾清和冷卻。一般來說，承受負(fù)荷大、相對運動速度較高的零件摩擦表面，如主軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承、搖臂軸軸承等采用該潤滑方式。2024/7/2第一節(jié)冷卻方式與冷卻液17

2.飛濺油霧潤滑

這種潤滑方式是利用發(fā)動機(jī)工作時運動零件對軸承間隙處流出的機(jī)油進(jìn)行擊濺，形成油滴或霧落入零件摩擦表面進(jìn)行潤滑。這種方式常用于負(fù)荷較輕、工作表面外露、相對運動速度較低或不易實現(xiàn)壓力潤滑的零件表面，如氣缸壁、配氣凸輪、活塞銷座、連桿小頭襯套等。3.潤滑脂潤滑

對于發(fā)動機(jī)輔助系統(tǒng)的某些零件，如水泵及發(fā)電機(jī)的軸承，可采用定期加注潤滑油脂的方法進(jìn)行潤滑。

汽車發(fā)動機(jī)采用壓力潤滑與飛濺潤滑組合的復(fù)合式潤滑系統(tǒng)，根據(jù)不同零件的需要采用不同的潤滑方式。2024/7/218

2024/7/2第二節(jié)潤滑系統(tǒng)的組成與油路19一、潤滑系統(tǒng)的組成

一般綜合式潤滑系按照各部分的功能分解，主要由貯油裝置、泵油裝置、濾清裝置、檢示裝置、安全裝置和散熱裝置等組成。圖所示為4125A型柴油機(jī)采用的綜合式潤滑系統(tǒng)簡圖。汽油發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)如圖所示。2024/7/2第二節(jié)潤滑系統(tǒng)的組成與油路20

2024/7/221

1.貯油裝置

即油底殼，其容量除了要滿足潤滑系統(tǒng)工作時最大循環(huán)油量的要求，還應(yīng)考慮機(jī)油自然散熱的要求。容量大則機(jī)油在油底殼內(nèi)停留時間長，自然散熱多，但受到結(jié)構(gòu)尺寸限制，不可能做得太大。2.泵油裝置

主要有機(jī)油泵、油管和集濾器等。機(jī)油泵通過油管將油底殼中的機(jī)油吸入、加壓并送入濾清裝置，使機(jī)油在發(fā)動機(jī)內(nèi)循環(huán)流動。機(jī)油泵一般布置在油底殼內(nèi)，以降低吸油高度，使發(fā)動機(jī)啟動時能很快泵油。機(jī)油泵的吸油管和集濾器應(yīng)保持浸沉在油面以下，以防止吸入空氣，影響潤滑系的正常工作。2024/7/222

3.濾清裝置

包括集濾器和機(jī)油濾清器（常分為粗濾器和細(xì)濾器兩種）。用來濾除機(jī)油中的各種雜質(zhì)，保證機(jī)油的清潔。4.檢示裝置

包括機(jī)油壓力表和機(jī)油溫度表、機(jī)油標(biāo)尺等，用來指示潤滑系的工作狀況。5.安全裝置

包括限壓閥、回油閥（亦稱調(diào)壓閥）和旁通閥（亦稱安全閥）。限壓閥安裝在機(jī)油泵的出油道上，用來限制系統(tǒng)的最高壓力，保證機(jī)油泵壓力既要克服濾清器及管路、油道的阻力，滿足機(jī)體主油道內(nèi)機(jī)油壓力的要求，又防止系統(tǒng)壓力過高而使油管破裂、密封件損壞，以及機(jī)油泵過載。當(dāng)機(jī)油泵出口壓力過高時，限壓閥開啟，使部分機(jī)油流回油底殼。2024/7/223

回油閥安裝在主油道中，防止主油道壓力過高。當(dāng)主油道壓力超過規(guī)定值時，回油閥開啟，使多余的機(jī)油流回油底殼。

旁通閥安裝在機(jī)油濾清器上并與濾芯并聯(lián)。當(dāng)機(jī)油濾清器被雜質(zhì)堵塞、油路不暢通時，在濾清器的前后油路間產(chǎn)生壓力差。當(dāng)此壓力差達(dá)到一定數(shù)值時，旁通閥開啟，使機(jī)油不經(jīng)過濾清器而直接流入主油道，以保證對發(fā)動機(jī)各部分的正常潤滑。6.散熱裝置

包括機(jī)油散熱器及油管、轉(zhuǎn)換開關(guān)等。用于對機(jī)油進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，以保持機(jī)油在適宜的溫度范圍內(nèi)工作。有些發(fā)動機(jī)由于功率較小或負(fù)荷不大而沒有機(jī)油散熱裝置。2024/7/224二、潤滑系統(tǒng)的油器

1.4125A系列柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)

發(fā)動機(jī)工作時，機(jī)油泵通過集濾器，油管將機(jī)油從油底殼吸入，增壓后沿油道送入濾清器，并在這里分成兩路，約1/3的機(jī)油流向離心式細(xì)濾器，經(jīng)濾清后直接流回有底殼。約2/3的機(jī)油流入粗濾器，過濾后至轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)機(jī)油溫度高（夏季）需要散熱時，轉(zhuǎn)換開關(guān)處于圖示位置，機(jī)油經(jīng)散熱器散熱后進(jìn)入主油道。當(dāng)機(jī)油溫度低（冬季）不需要散熱時，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置，機(jī)油便不經(jīng)過散熱器而直接流入主油道。

主油道的機(jī)油經(jīng)分油道進(jìn)入曲軸各主軸承和配氣凸輪軸軸承。主軸承的機(jī)油經(jīng)曲軸中的斜孔進(jìn)入連桿軸承，一部分再經(jīng)連桿桿身中的油道流至連桿小頭，以潤滑活塞銷與襯套。從各主軸承、連桿軸承、連桿小頭襯套流出的機(jī)油飛濺到氣缸壁、配氣凸輪及挺柱，以潤滑這些機(jī)件。2024/7/225

進(jìn)入凸輪軸前軸承的部分機(jī)油經(jīng)機(jī)體和氣缸蓋中的垂直油道，再通過前搖臂軸座被送至配氣機(jī)構(gòu)的搖臂軸中心孔內(nèi)，再沿徑向孔進(jìn)入各搖臂襯套，在實現(xiàn)搖臂潤滑后又流出滴落在配氣機(jī)構(gòu)其他一些零件工作表面上。主油道中還有一部分機(jī)油流到正時齒輪室，潤滑各齒輪。

為了限制和調(diào)節(jié)機(jī)油壓力，保持系統(tǒng)的正常工作，在油路中分別裝有限壓閥、旁通閥和回油閥。限壓閥的開啟壓力為640～680kPa；旁通閥調(diào)整到粗濾器中油壓為340～440kPa時開啟；回油閥調(diào)整到柴油機(jī)處于標(biāo)定轉(zhuǎn)速時（1500r/min），主油道的壓力為190～240kPa。

4125A柴油機(jī)潤滑系還設(shè)有機(jī)油溫度表和機(jī)油壓力表，分別指示機(jī)油溫度和主油道機(jī)油壓力。2024/7/226

2.X4115型柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)

圖為X4115型柴油機(jī)的潤滑系統(tǒng)，它與4115A型柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)基本相同，主要區(qū)別是它只有一個全流式濾清器，工作時，曲軸齒輪驅(qū)動油泵的齒輪，機(jī)油自油底殼通過集濾器吸入，經(jīng)增壓后沿油道進(jìn)入全流式離心濾清器，機(jī)油全部濾清后分兩路流出，其中1/3油量流回油底殼，2/3油量進(jìn)入主油道。是否需通過機(jī)油散熱器，可由濾清器上的冬、夏轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，一般冬季不通過散熱器而直接進(jìn)入主油道。2024/7/227

2.X4115型柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)

進(jìn)入主油道的機(jī)油經(jīng)五條分油道分別進(jìn)入各主軸承和凸輪軸軸承.進(jìn)入主軸承后部分機(jī)油經(jīng)曲軸上的斜油道進(jìn)入四個連桿軸承。凸輪軸二、四軸承與氣缸體、缸蓋垂直油道相通，進(jìn)入軸承的部分機(jī)油沿垂直油道及油管進(jìn)入搖臂軸空腔內(nèi)，潤滑搖臂襯套等。

由于軸系高速旋轉(zhuǎn)，各軸承處泄出的機(jī)油被濺灑成細(xì)小油滴，使氣缸壁、連桿小頭襯套、活塞銷座和凸輪表面等得到飛濺潤滑。最后各路機(jī)油均回油底殼，構(gòu)成機(jī)油的流動循環(huán)。

另外，還有部分機(jī)油沿主油道至齒輪室油道，潤滑正時齒輪軸系。2024/7/228

2.X4115型柴油機(jī)潤滑系統(tǒng)

該潤滑系設(shè)有限壓閥、安全閥和調(diào)壓閥。限壓閥位于機(jī)油泵殼體上，其開啟壓力為0.7～0.75MPa，可在試驗臺上檢查調(diào)整。安全閥和調(diào)壓閥均位于濾清器殼體內(nèi)，是不可調(diào)的。

冬夏轉(zhuǎn)換開關(guān)位于濾清器底殼右側(cè)，其調(diào)節(jié)盤（圖中未畫）通過兩個螺釘固定于殼體上，調(diào)節(jié)盤上有“D”（冬）和“X”（夏）二字，調(diào)節(jié)盤左側(cè)有一橫箭頭，當(dāng)“D”字與箭頭相對時，濾清后的機(jī)油不通過散熱器而直接進(jìn)入主油道。在環(huán)境溫度大于278K時，松開螺釘轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)盤，使“X”字對準(zhǔn)箭頭，以使機(jī)油經(jīng)散熱器冷卻。2024/7/229

3.轎車汽油發(fā)動機(jī)的潤滑油路

下圖所示為某轎車1.8L汽油發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)油路，它采用復(fù)合式潤滑系統(tǒng)。發(fā)動機(jī)工作時，機(jī)油由集濾器初步過濾后進(jìn)入機(jī)油泵，經(jīng)機(jī)油泵提高壓力后泵入機(jī)油濾清器，從濾清器出來后進(jìn)入主油道。進(jìn)入主油道的機(jī)油經(jīng)曲軸箱上的五條并聯(lián)橫向斜油道引導(dǎo)流至曲軸主軸承、潤滑主軸頸，再經(jīng)曲軸內(nèi)的油道流入四個連桿軸承，潤滑連桿軸頸。機(jī)油再經(jīng)過連桿桿身的油道潤滑活塞銷，并對活塞進(jìn)行噴油冷卻。中間軸的機(jī)油由發(fā)動機(jī)前邊第一條橫向斜油道供給。與主油道垂直的油道將機(jī)油送到氣缸蓋縱向油道，再通過五道并聯(lián)的橫向斜油道將機(jī)油送到凸輪軸，潤滑凸輪軸軸頸。在氣缸蓋和氣缸體右側(cè)（由前向后看）布置有回油孔，使氣缸蓋上的機(jī)油流回曲軸箱。2024/7/230

3.轎車汽油發(fā)動機(jī)的潤滑油路2024/7/231

潤滑系統(tǒng)的報警系統(tǒng)裝有兩個油壓開關(guān)，低壓油壓開關(guān)為褐色絕緣體，高壓油壓開關(guān)為白色絕緣體，均位于機(jī)油濾清器支架上。當(dāng)打開點火開關(guān)時，位于儀表板中的機(jī)油壓力警告燈開始閃爍，啟動發(fā)動機(jī)。當(dāng)機(jī)油壓力大于0.03MPa時，低壓油壓開關(guān)斷開，警告燈自動熄滅。當(dāng)發(fā)動機(jī)低速運轉(zhuǎn)時，如果機(jī)油壓力低于0.03MPa，則低壓油壓開關(guān)觸點閉合，機(jī)油壓力警告燈閃爍。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過2150r/min時，如果機(jī)油壓力達(dá)不到0.18MPa，高壓油壓開關(guān)的觸點斷開，機(jī)油壓力警告燈閃爍，警報蜂鳴器也同時報警。

由于轎車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速高、功率大、凸輪軸多為頂置，機(jī)油泵一般由中間軸驅(qū)動；配氣機(jī)構(gòu)多多采用液力挺柱；在主油道與機(jī)油泵之間多用單級全流式濾清器，以簡化濾清系統(tǒng)。集濾器為固定淹沒式，以保證潤滑系統(tǒng)工作可靠。2024/7/232

2024/7/2第三節(jié)潤滑系統(tǒng)的主要零部件33一、機(jī)油泵

潤滑系統(tǒng)的主要零部件有：機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油冷卻裝置等。

機(jī)油泵的功用是提高機(jī)油壓力和保證一定的流量，向各摩擦表面強(qiáng)制供油，使發(fā)動機(jī)潤滑部位得到可靠的潤滑。機(jī)油泵一般有齒輪式和轉(zhuǎn)子式兩種。1.齒輪式機(jī)油泵

分為外嚙合式和內(nèi)嚙合式兩種（1）外接齒輪式機(jī)油泵

其工作原理如圖所示。在泵體內(nèi)裝有一個主動齒輪和一個從動齒輪，泵體上有進(jìn)出油腔。2024/7/2第三節(jié)潤滑系統(tǒng)的主要零部件34

工作時，主動齒輪、從動齒輪按圖示箭頭方向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)油腔處的容積因齒輪脫開嚙合而增大，腔內(nèi)產(chǎn)生一定真空度，機(jī)油被吸入并充滿進(jìn)油腔，隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，充滿齒間的機(jī)油被帶到出油腔，而出油腔容積因齒輪進(jìn)入嚙合而減小，油壓上升，使機(jī)油從出油腔壓送出去。

當(dāng)齒輪進(jìn)入嚙合時，嚙合齒間封閉的機(jī)油，由于容積變小在齒輪間產(chǎn)生很大的推力，導(dǎo)致軸承磨損，并消耗功率。為此在泵蓋上銑出一條卸壓槽，使齒根間受擠壓的機(jī)油通過卸壓槽進(jìn)入出油腔。

外嚙合齒輪式機(jī)油泵具有結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、工作可靠、能產(chǎn)生較高壓力等優(yōu)點，因而廣泛用于各種柴油潤滑系。2024/7/235

（2）內(nèi)嚙合齒輪式機(jī)油泵。

外齒輪為主動齒輪，套在曲軸前端，通過花鍵套直接由曲軸驅(qū)動。內(nèi)齒輪為從動齒輪，安裝在機(jī)油泵體內(nèi)，泵體固定在發(fā)動機(jī)機(jī)體前端。當(dāng)主動齒輪旋轉(zhuǎn)時，帶動從動齒輪旋轉(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，無需中間傳動機(jī)構(gòu)，所以零件數(shù)少，體積小，成本低，但泵油效率較低。2024/7/236

2.轉(zhuǎn)子式的機(jī)油泵

如圖所示，轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵主要由外轉(zhuǎn)子、內(nèi)轉(zhuǎn)子、殼體、泵軸等組成。殼體內(nèi)有裝有不同心的外轉(zhuǎn)子和內(nèi)轉(zhuǎn)子，即有一偏心距e。外轉(zhuǎn)子松套在殼體內(nèi)，它的內(nèi)圈有五個齒。內(nèi)轉(zhuǎn)子固定在泵軸上，它的外緣有四個齒。工作時，內(nèi)轉(zhuǎn)子帶動外轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，它們的轉(zhuǎn)動方向相同但轉(zhuǎn)速不同，因此內(nèi)、外轉(zhuǎn)子之間有相對運動，且無論轉(zhuǎn)到任何位置，內(nèi)轉(zhuǎn)子的四個齒都與外轉(zhuǎn)子齒廓接觸，而形成四個容積不斷變化的工作腔。進(jìn)油孔一側(cè)的工作腔容積由小變大，機(jī)油被吸入，出油孔一側(cè)的工作容積由大變小，將機(jī)油壓送出去。

轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵結(jié)構(gòu)緊湊，供油均勻，噪聲小，吸油真空度高，適于安裝在曲軸箱外且位置較高的發(fā)動機(jī)上。2024/7/237

2024/7/238二、機(jī)油濾清器

1.功用

機(jī)油濾清器用來濾除機(jī)油中的金屬屑、機(jī)械雜質(zhì)和機(jī)油的氧化物。2.類型

濾清器的分類方法較多。①按過濾細(xì)度分?？煞譃榇譃V器和細(xì)濾器，粗濾器一般能過濾0.05～0.1mm及以上粒度的雜質(zhì)。②按濾清器在機(jī)油路中的位置分?？煞譃槿魇胶头至魇綖V清器。全流式濾清器與主油道串聯(lián)，全部循環(huán)機(jī)油都要流過它；分流式濾清器與主油道并聯(lián)，一般只有總循環(huán)量的10％～30％流過它。③按濾清方式分?？煞譃檫^濾式和離心式兩類。2024/7/2第三節(jié)潤滑系統(tǒng)的主要零部件39

過濾式濾清器是使機(jī)油通過具有一定縫隙或孔隙的濾芯，把大于間隙的雜質(zhì)阻在濾芯之外，達(dá)到濾清目的，目前廣泛使用的是紙質(zhì)濾清器，其濾芯結(jié)構(gòu)形式與燃油紙質(zhì)濾芯相同，這里不再介紹。

離心式濾清器是利用旋轉(zhuǎn)離心力的原理，將機(jī)油中混入的密度大的雜質(zhì)分離出來。它可分為全流式與分流式離心濾清器。2024/7/240三、機(jī)油冷卻裝置

1.功用

機(jī)油冷卻裝置的作用是降低機(jī)油溫度，保持機(jī)油一定的黏度。2.冷卻方式

機(jī)油的冷卻方式分自然冷卻、強(qiáng)制冷卻和復(fù)合冷卻。常用的冷卻介質(zhì)有空氣和水。

自然冷卻是利用油底殼外露表面，通過空氣散熱。為了增加散熱面積，常在油底殼上增加散熱片（或筋）。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，但工作不可靠，散熱少，用于小型發(fā)動機(jī)。

為了可靠地冷卻機(jī)油，發(fā)動機(jī)常采用強(qiáng)制冷卻方式，即配置以空氣為冷卻介質(zhì)的機(jī)油散熱器和以水為冷卻介質(zhì)的機(jī)油冷卻器。2024/7/2第三節(jié)潤滑系統(tǒng)的主要零部件41

考慮到油底殼在有了強(qiáng)制冷卻裝置后依然起到自然冷卻的作用，兩種方式組合為復(fù)合冷卻方式，這是發(fā)動機(jī)上廣泛采用的機(jī)油冷卻形式。3.機(jī)油散熱器

以空氣為介質(zhì)的機(jī)油散熱器，其結(jié)構(gòu)形式、工作原理與冷卻系冷卻液散熱器相同，詳見冷卻系統(tǒng)。以水為冷卻介質(zhì)的機(jī)油冷卻器，目前常用的結(jié)構(gòu)形式有管式和板翅式。

管式機(jī)油冷卻器如圖所示，它由殼體、芯子和前后蓋等組成。冷卻器芯子一般用圓形或橢圓形截面的銅管與前后管板采用浸錫焊焊成，冷卻液在管內(nèi)流動，機(jī)油在管外流動。為了增強(qiáng)冷卻效果，芯子外面隔一定距離裝有半圓形隔板，機(jī)油自進(jìn)口流入后，受隔板限制需經(jīng)曲折路線流出出油口。另外，芯子外裝有很多散熱片以增加冷卻面積。2024/7/242

2024/7/243

板翅式機(jī)油冷卻器如圖所示，常安裝在水冷卻系散熱器與水泵之間的通道口，或安裝在氣缸體水套中。板翅式與管式機(jī)油冷卻器結(jié)構(gòu)緊湊，啟動后機(jī)油溫度上升快，工作溫度較穩(wěn)定，不隨外界氣溫而變化，安裝位置較自由，目前使用較多，但對水與油的密封要求高。2024/7/244思考題

1.發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)有何功用？舉例說明潤滑方式的種類？2.簡述潤滑系統(tǒng)的基本構(gòu)成。3.機(jī)油泵有何功用？試述齒輪式機(jī)油泵結(jié)構(gòu)及工作過程。4.論述離心式機(jī)油濾清器的構(gòu)造與工作原理。5.機(jī)油壓力過高或過低對發(fā)動機(jī)工作有哪些危害？6.試分析發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力降低的原因。7.試分析發(fā)動機(jī)機(jī)油溫度對潤滑的影響。8.對一種典型發(fā)動機(jī)機(jī)油路進(jìn)行分析。9.機(jī)油如何進(jìn)行分類？各用于何種發(fā)動機(jī)？10.簡述機(jī)油散熱器的工作原理。2024/7/2

汽車拖拉機(jī)學(xué)2024/7/2《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件第十章發(fā)動機(jī)起動系統(tǒng)第十章發(fā)動機(jī)起動系統(tǒng)第一節(jié)發(fā)動機(jī)起動特點與方式第二節(jié)電起動系統(tǒng)第三節(jié)起動輔助裝置《汽車拖拉機(jī)學(xué)》課件2024/7/246第十章的教學(xué)內(nèi)容電啟動系統(tǒng)組成電啟動系統(tǒng)原理第十章的重點、難點掌握起動機(jī)結(jié)構(gòu)原理掌握起動機(jī)控制第十章的教學(xué)要求1.起動機(jī)結(jié)構(gòu)原理與實踐2.起動機(jī)控制與實踐第十章的課程思政融入點科技發(fā)展創(chuàng)新思維工匠精神科學(xué)精神環(huán)保意識第十章的課程思政的育人目標(biāo)第十章的“耕讀教育”思政點映射表課程耕讀教育要點耕讀教育映射與融入點教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效起動機(jī)結(jié)構(gòu)原理與實踐1.起動機(jī)的類型是如何變革的？2.起動機(jī)為何設(shè)置電磁開關(guān)？3.起動機(jī)為何不能長期運轉(zhuǎn)？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科技發(fā)展創(chuàng)新思維工匠精神起動機(jī)控制與實踐1.啟動開關(guān)是如何控制起動機(jī)的？2.防盜系統(tǒng)是如何控制起動機(jī)的？3.自動起停系統(tǒng)是如何控制起動機(jī)的？信息化載體、參觀體驗、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)精神科技發(fā)展環(huán)保意識52

2024/7/2第一節(jié)發(fā)動機(jī)起動特點與方式53一、發(fā)動機(jī)起動特點

發(fā)動機(jī)在曲軸外力作用下從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈∷龠\轉(zhuǎn)狀態(tài)的過程，稱為發(fā)動機(jī)的起動。完成發(fā)動機(jī)起動功能的裝置稱為起動系統(tǒng)。1.起動轉(zhuǎn)矩

發(fā)動機(jī)起動時，曲軸必須克服的阻力：氣缸內(nèi)被壓縮氣體（可燃混合氣或空氣）的阻力；曲軸與主軸承之間，連桿與活塞銷，連桿軸承之間，氣缸與活塞、活塞環(huán)之間的摩擦阻力；配氣機(jī)構(gòu)與輔助系統(tǒng)（如水泵、風(fēng)扇、油泵等）運動件之間的摩擦力，運動件加速慣性力等。同時，發(fā)動機(jī)在低溫狀態(tài)下，機(jī)油黏度高，摩擦阻力顯著增大。

發(fā)動機(jī)起動時必須克服各種阻力所需要的轉(zhuǎn)矩，稱為起動轉(zhuǎn)矩。2024/7/2第一節(jié)發(fā)動機(jī)起動特點與方式54

不同類型的發(fā)動機(jī)起動轉(zhuǎn)矩不同，起動轉(zhuǎn)矩的大小主要取決于發(fā)動機(jī)的壓縮比、發(fā)動機(jī)氣缸數(shù)量、氣缸排量、發(fā)動機(jī)溫度、氣缸間隙以及密封程度等。由于柴油機(jī)壓縮比大，輔助系統(tǒng)中包括高壓柴油供給系統(tǒng)，起動轉(zhuǎn)矩明顯高于汽油機(jī)。2.起動轉(zhuǎn)速

在一定環(huán)境條件下，發(fā)動機(jī)起動所必需的最低曲軸轉(zhuǎn)速，稱為發(fā)動機(jī)起動轉(zhuǎn)速。起動轉(zhuǎn)速大小主要取決于發(fā)動機(jī)型式、混合氣質(zhì)量、燃油性能、壓縮行程終了時氣缸內(nèi)的溫度與壓力等多種因素。2024/7/255

車用汽油機(jī)在溫度為0～20℃時起動，起動轉(zhuǎn)速一般為30～40r/min。為了使發(fā)動機(jī)能在更低的溫度下順利可靠的起動，設(shè)計時要求起動轉(zhuǎn)速不低于50r/min。若起動轉(zhuǎn)速過低、氣體的流速過低、壓縮行程的熱量損失過大，將使汽油霧化不良，氣缸內(nèi)的混合氣不易點燃。

車用柴油機(jī)的起動轉(zhuǎn)速較高，一般為150～300r/min，否則柴油噴油壓力不足，霧化不良，混合氣質(zhì)量不好，柴油機(jī)起動困難。3.起動時間

發(fā)動機(jī)從起動開始到完成起動所需的時間稱為起動時間。發(fā)動機(jī)起動時間除與起動轉(zhuǎn)速、起動轉(zhuǎn)矩有著密切的關(guān)系外，還取決于電源系統(tǒng)的電壓水平、發(fā)動機(jī)溫度等。特別是柴油機(jī)冬季冷車起動時，每次起動時間明顯延長，電能消耗量大。所以，柴油機(jī)冬季冷車連續(xù)起動必須保證一定的間隔時間。2024/7/256二、發(fā)動機(jī)起動方式

發(fā)動機(jī)常用的起動方式有：人力起動、電力起動機(jī)起動和輔助汽油機(jī)起動等多種形式。1.人力起動

即手搖起動或繩拉起動，其結(jié)構(gòu)十分簡單。起動時，只需將起動手柄端頭的橫銷嵌入發(fā)動機(jī)曲軸前端的起動爪內(nèi)，搖動手柄即可轉(zhuǎn)動曲軸，使發(fā)動機(jī)起動。這種起動方式操作不便，且加重了駕駛?cè)说膭趧訌?qiáng)度。故目前僅在一些裝有中、小功率汽油機(jī)的汽車上，還備有起動搖柄和起動爪，作為后備起動裝置，或用于檢修、調(diào)整發(fā)動機(jī)或起動電路故障時轉(zhuǎn)動曲軸。許多高級轎車使用條件較好，電力起動系統(tǒng)工作可靠，不備用起動搖柄和起動爪作為后備起動裝置。對于柴油機(jī)，由于起動轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)速要求很高，不可能使用手搖起動，因此其曲軸上無起動爪。2024/7/2第一節(jié)發(fā)動機(jī)起動特點與方式57

2.電力起動機(jī)起動

以電動機(jī)作為動力源，當(dāng)電動機(jī)軸上的驅(qū)動齒輪與發(fā)動機(jī)飛輪周緣上的環(huán)齒嚙合時，電動機(jī)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的動力就通過飛輪傳遞給發(fā)動機(jī)曲軸，使曲軸旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)動機(jī)起動。電動機(jī)以蓄電池為電源，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，起動迅速而可靠。目前，幾乎所有的汽車、拖拉機(jī)發(fā)動機(jī)都采用電力起動機(jī)起動。3.輔助汽油機(jī)起動

由于汽油機(jī)起動性能好，能在較低溫度下使柴油機(jī)可靠起動，且可以長時間帶動柴油機(jī)運轉(zhuǎn)（可連續(xù)帶動長達(dá)15min），還可以利用汽油機(jī)加熱的冷卻液和排出的廢氣來預(yù)熱主機(jī)，減少起動阻力。但其起動裝置體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，起動操作復(fù)雜，只用于重型拖拉機(jī)的柴油機(jī)起動，但目前應(yīng)用較少。2024/7/258

2024/7/2第二節(jié)電起動系統(tǒng)59一、電起動系統(tǒng)的組成

電動機(jī)起動系統(tǒng)的組成如圖所示，主要由蓄電池、起動機(jī)、起動機(jī)繼電器、點火開關(guān)、起動齒圈等組成。2024/7/2第二節(jié)電起動系統(tǒng)60二、起動機(jī)

起動機(jī)一般由直流電動機(jī)、控制機(jī)構(gòu)、傳動結(jié)構(gòu)3部分組成2024/7/2第二節(jié)電起動系統(tǒng)61

1.直流電動機(jī)

直流電動機(jī)的構(gòu)造是由電樞、磁極和換向器等主要部分組成的。

直流電動機(jī)在直流電壓的作用下產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，稱為電磁力矩或電磁轉(zhuǎn)矩。起動發(fā)動機(jī)時，它通過驅(qū)動齒輪、飛輪的齒圈驅(qū)動發(fā)動機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)，使發(fā)動機(jī)起動。2.控制機(jī)構(gòu)

開關(guān)式控制機(jī)構(gòu)有直接式和電磁開關(guān)式兩種。目前，電磁開關(guān)式控制機(jī)構(gòu)的應(yīng)用最為廣泛。

電磁開關(guān)式控制機(jī)構(gòu)電路圖如下圖所示。2024/7/262

此控制機(jī)構(gòu)是通過起動繼電器觸點2的閉合與斷開，控制吸引線圈7、保持線圈8電流的通與斷。電路接通，則兩線圈中產(chǎn)生的電磁力使鐵心9移動，再通過驅(qū)動杠桿10使驅(qū)動小齒輪11移動，使之與飛輪齒圈嚙合；同時，吸引線圈7的電流流過電動機(jī)的磁場繞組和電樞繞組，電樞運轉(zhuǎn)，驅(qū)動發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)動。電路斷開，則電磁力消失，驅(qū)動小齒輪反向移動，退出與飛輪齒圈的嚙合。2024/7/263

2024/7/264

3.傳動機(jī)構(gòu)

傳動機(jī)構(gòu)又稱嚙合機(jī)構(gòu)或嚙合器，實際上是一個單向離合器。單向離合器的作用是單方向傳遞轉(zhuǎn)矩，即起動發(fā)動機(jī)時將起動機(jī)的轉(zhuǎn)矩傳給飛輪齒圈。而當(dāng)發(fā)動機(jī)起動后，它又能自動打滑，不使飛輪齒圈帶動起動機(jī)電樞旋轉(zhuǎn)，以免損壞起動機(jī)。因為飛輪齒圈與起動機(jī)驅(qū)動齒輪的傳動比為1∶10～1∶15，發(fā)動機(jī)發(fā)動后，如果不及時將起動機(jī)與發(fā)動機(jī)分離則起動機(jī)的電樞就會被曲軸帶動，以10000～15000r/min的高速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致電樞繞組從電樞槽中甩出，造成“飛車”事故，而使電樞損壞。

起動機(jī)中常見的單向離合器有滾柱式單向離合器、摩擦片式單向離合器及扭簧式單向離合器等。其中滾柱式單向離合器應(yīng)用較廣。2024/7/265

如圖所示，滾柱式單向離合機(jī)構(gòu)由外座圈、開有楔形缺口的內(nèi)座圈、滾柱以及連同彈簧一起裝在內(nèi)座圈孔中的柱塞等組成。內(nèi)座圈轂的花鍵套筒和起動機(jī)軸以花鍵聯(lián)接。2024/7/266

外座圈與內(nèi)座圈之間的間隙寬窄不等（呈楔形槽）。當(dāng)起動機(jī)電樞旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)矩由花鍵套筒傳到內(nèi)座圈，內(nèi)座圈則隨電樞一起旋轉(zhuǎn)，這時滾柱便滾入楔形槽的窄處被卡死，于是有轉(zhuǎn)矩傳給起動機(jī)驅(qū)動齒輪，帶動飛輪使發(fā)動機(jī)起動（圖a）。當(dāng)發(fā)動機(jī)起動后，曲軸轉(zhuǎn)速增高，飛輪齒圈帶動起動機(jī)驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)，此時，起動機(jī)驅(qū)動齒輪旋轉(zhuǎn)方向雖未改變，但已由主動齒輪變?yōu)楸粍育X輪，且外座圈的轉(zhuǎn)速大于內(nèi)座圈，于是使?jié)L柱滾入楔形槽的寬處，使內(nèi)、外座圈相對打滑（圖b）。這樣轉(zhuǎn)矩就不能從起動機(jī)驅(qū)動齒輪傳給電樞，從而防止了電樞超速“飛車”的危險。2024/7/267三、其他型式的起動機(jī)

1.減速起動機(jī)

在電樞軸與驅(qū)動齒輪之間裝有減速器的起動機(jī)稱為減速起動機(jī)。減速起動機(jī)的電樞工作轉(zhuǎn)速設(shè)定得較高，通過減速器使驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速降低并使轉(zhuǎn)矩增加。

根據(jù)電機(jī)原理可知，若電磁功率不變，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加時，轉(zhuǎn)矩就可減小，則電動機(jī)的電樞直徑、鐵芯長度可相應(yīng)減小。因此裝用減速器后.可采用小型、高速、低轉(zhuǎn)矩的電動機(jī)，從而使起動機(jī)的質(zhì)量和體積減小30％～35％，且能提高起動性能。缺點是機(jī)械零件增加，電動機(jī)高速運轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。減速起動機(jī)中的減速器有3種形式，即外嚙合齒輪式、內(nèi)嚙合齒輪式和行星齒輪式，其示意下圖所示。2024/7/2第二節(jié)電起動系統(tǒng)68

外嚙合齒輪式的主動齒輪軸與從動齒輪軸平行，但兩軸中心距較大，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、噪聲小、便于維修，其缺點是增加了起動機(jī)的徑向尺寸。內(nèi)嚙合齒輪式的特點是兩軸中心距較小，工作可靠，但噪聲較大。行星齒輪式的減速器兩軸中心重合，有利于起動機(jī)的安裝，因扭力負(fù)載平均分布在幾個行星齒輪上，故可采用翅料內(nèi)齒圈和粉末冶金的行星齒輪。既減輕了質(zhì)量又抑制了噪聲，是應(yīng)用最廣泛的一種。2024/7/269

2.永磁式起動機(jī)

永磁式起動機(jī)利用永久磁鐵制作磁極，取代了普通起動機(jī)中的磁場繞組和磁極鐵芯。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點，適合安裝于空間較小的車輛上。永磁式起動機(jī)一般都配用行星齒輪式減速器。3.電樞移動式起動機(jī)

電樞移動式起動機(jī)是利用磁極磁通的吸力，使整個電樞軸向移動來實現(xiàn)驅(qū)動齒輪與飛輪齒圈的嚙合過程。2024/7/270

2024/7/2第三節(jié)起動輔助裝置71一、起動減壓裝置

當(dāng)環(huán)境溫度降低時，機(jī)油黏度增高，起動阻力矩增大，同時燃料汽化性能變壞，蓄電池的工作性能降低，使發(fā)動機(jī)起動困難。為此，在冬季應(yīng)設(shè)法將進(jìn)氣、機(jī)油和冷卻液加以預(yù)熱。

由于柴油機(jī)壓縮比大、靠壓縮自然著火，冬季起動比較困難。為了使車用柴油機(jī)在冬季能迅速、可靠地起動，常從兩方面改善起動性能：通過設(shè)有減壓機(jī)構(gòu)降低起動時氣缸壓縮程度、進(jìn)行機(jī)油預(yù)熱等措施，降低柴油機(jī)的起動阻力矩；通過設(shè)置電熱塞進(jìn)氣預(yù)熱器、由熱塞噴射起動液以及采用自燃性好的燃料、加濃混合氣等措施，改善柴油機(jī)著火條件。2024/7/2第三節(jié)起動輔助裝置72

有些柴油發(fā)動機(jī)采用起動減壓裝置降低起動轉(zhuǎn)矩，提高起動轉(zhuǎn)速，以改善起動性能，如圖所示。2024/7/273

起動發(fā)動機(jī)時，將轉(zhuǎn)換手柄轉(zhuǎn)到減壓位置，使調(diào)整螺釘按圖中箭頭方向轉(zhuǎn)動，并略微頂開氣門（氣門一般壓下1～1.25mm），以降低壓縮行程的初始阻力，使起動機(jī)轉(zhuǎn)動曲軸時的阻力矩減小，從而提高了起動轉(zhuǎn)速。曲軸轉(zhuǎn)動以后，各零件的工作表面溫度升高，機(jī)油的黏度降低，摩擦阻力減小，進(jìn)一步降低起動阻力矩。此后，將手柄扳回原來的位置，發(fā)動機(jī)即可順利起動。

發(fā)動機(jī)各缸的減壓裝置是一套聯(lián)動機(jī)構(gòu)。中、小型柴油機(jī)的聯(lián)動機(jī)構(gòu)一般采用同步式，即各減壓氣門同時打開，同時關(guān)閉。大功率柴油機(jī)減壓裝置聯(lián)動機(jī)構(gòu)一般為分級式，即起動前各減壓氣門同時打開，起動時各減壓氣門分級關(guān)閉，使部分氣缸先進(jìn)入正常工作，發(fā)動機(jī)預(yù)熱后其余各缸再轉(zhuǎn)入正常工作。

起動減壓裝置可以用于進(jìn)氣門，也可以用于排氣門。使用排氣門減壓會將炭粒吸入氣缸，加速氣缸磨損。因此，多采用進(jìn)氣門減壓方式。2024/7/274二、進(jìn)氣預(yù)熱

1.熱敏電阻預(yù)熱器

安裝在進(jìn)氣歧管總?cè)肟谔?，由安裝在發(fā)動機(jī)冷卻液出口處的預(yù)熱溫度開關(guān)控制。當(dāng)起動溫度低于一定值時，預(yù)熱溫度開