發(fā)動機教案13.doc

山西省農(nóng)業(yè)機械化學校教案授課日期2013、11、25時間分配復習提問5 分鐘所需學時8內(nèi)容講授 分鐘累計學時課堂小結(jié)5 分鐘課題：項目四 潤滑系的構(gòu)造與檢修教學目的：1、掌握發(fā)動機潤滑系的作用、組成以及各零件的構(gòu)造；2、掌握機油泵的正確拆裝；機油和機油濾清器的更換。教學重點：機油泵的構(gòu)造；機油和機油濾清器的更換。教學難點： 潤滑系的潤滑油路教學方法及教改手段：理實一體化教學用具：豐田-5A發(fā)動機；S195發(fā)動機；豐田-5A發(fā)動機；桑塔納2000整車；常用拆裝工具等教材分析及教學內(nèi)容：項目四 潤滑系的構(gòu)造與檢修導入新課聽說過汽車定期維護保養(yǎng)的時候要更換機油和機油濾清器嗎？見過駕駛室儀表板上的機油壓力報警燈嗎？為什么要設(shè)置潤滑系統(tǒng)？沒有可以嗎？汽車的潤滑系是怎樣工作的？通過設(shè)問引入新課。相關(guān)知識：一、 發(fā)動機潤滑系的作用 發(fā)動機工作時，傳力零件相對運動表面之間不能直接接觸。因為，任何零件的工作表面，即使經(jīng)過極為精密的加工，也難免存在一定程度的表面粗糙度。在它們接觸且相對運動時，必然產(chǎn)生摩擦和磨損。而摩擦產(chǎn)生的阻力，既要消耗動力，阻礙零件的運動，又使零件發(fā)熱，甚至導致工作表面燒損。因此，必須進行潤滑。即在兩零件的工作表面之間加入一層潤滑油使其形成油膜，將零件完全隔開，處于完全的液體摩擦狀態(tài)。這樣，功率消耗和磨損就會大為減少。 1. 潤滑：將潤滑油不斷地供給各零件的摩擦表面，形成潤滑油膜，減小零件的摩擦、磨損和功率消耗。2.清潔 發(fā)動機工作時，不可避免地要產(chǎn)生金屬磨屑，空氣所帶入的塵埃及燃燒所產(chǎn)生的固體雜質(zhì)等。這些顆粒若進入零件的工作表面，就會形成磨料，大大加劇零件的磨損。而潤滑系通過潤滑油的流動將這些磨料從零件表面沖洗下來，帶回到曲軸箱。在這里，大的顆粒沉到油底殼底部，小的顆粒被機油濾清器濾出，從而起到清潔的作用。 3.冷卻 由于運動零件的摩擦和混合氣的燃燒，使某些零件產(chǎn)生較高的溫度。而潤滑油流經(jīng)零件表面時可吸收其熱量并將部分熱量帶回到油底殼散入大氣中，起到冷卻作用。 4.密封 發(fā)動機氣缸壁與活塞、活塞環(huán)與環(huán)槽之間間隙中的油膜，減少了氣體的泄漏，保證氣缸的應有壓力，起到了密封作用。 5.防腐蝕由于潤滑油粘附在零件表面上，避免了零件與水、空氣、燃氣等的直接接觸，起到了防止或減輕零件銹蝕和化學腐蝕的作用。三、發(fā)動機的潤滑方式 發(fā)動機工作時，由于各運動零件的工作條件不同，因而所要求的潤滑強度和方式也不同。零件表面的潤滑，按其供油方式可分為壓力潤滑和飛濺潤滑。現(xiàn)代汽車發(fā)動機都采用復合式潤滑方式。 1.壓力潤滑 對負荷大，相對運動速度高(如，主軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承等)的零件，以一定壓力將機油輸送到摩擦面間隙中進行潤滑的方式。 2.飛濺潤滑 對外露、負荷較輕、相對運動速度較小(如：活塞銷、氣缸壁、凸輪表面和挺桿等)的工作表面，依靠運動零件飛濺起來的油滴或油霧進行潤滑的方式。 3.潤滑脂潤滑 對一些不太重要、分散的部位，采用定期加注潤滑脂的方式進行潤滑，如發(fā)動機水泵軸承、發(fā)電機、起動機和分電器等總成的潤滑，即采用這種方式。四、潤滑系的組成和潤滑油路為了保證發(fā)動機得到正常的潤滑，發(fā)動機潤滑系一般由機油濾清器、機油泵、油底殼、機油散熱器以及機油標尺等組成。此外，潤滑系統(tǒng)還包括機油壓力表、溫度表和機油管道等。如圖為桑塔納2000的潤滑系示意圖。當發(fā)動機工作時，機油泵從油底殼中吸取機油，經(jīng)由機油濾清器過濾后的機油在機油濾清器支架內(nèi)分為3路：一路進入氣缸體主油道，經(jīng)主油道將機油分配到各曲軸主軸承，再由曲軸上的斜油孔通往各連桿軸承，由連桿體上的油孔通往連桿小頭襯套；第二路通過安裝在機油濾清器上的一個單向閥進入氣缸體，通向氣缸體上平面油道，經(jīng)氣缸蓋的第四個螺栓孔進入氣缸蓋主油道，由此將機油分配到各凸輪軸軸頸和液壓挺柱（單向閥的作用是在發(fā)動機停機時能保持氣缸蓋油道內(nèi)存油，防止發(fā)動機再次起動時缸蓋供油不足，導致液壓挺柱不能正常工作）；第三路通往一個安全閥，油道內(nèi)的壓力過大時該閥打開，將部分機油旁通流回油底殼。潤滑油路如下圖：五、機油汽車發(fā)動機潤滑油簡稱機油，是車用潤滑油中用量最大的，并且性能要求較高，品種要求繁多，工作條件非?？量痰囊环N潤滑油。目前，國際上許多國家發(fā)動機油采用API質(zhì)量分類法和SAE粘度分類法。API質(zhì)量分類法：根據(jù)發(fā)動機油的用途和使用性能的高低，分為汽油發(fā)動機油的S系列，具體有SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ 9個等級；柴油發(fā)動機油的C系列，具體有CA、CB、CC、CD、CE、CF-4、CG-4 7個系列。SAE粘度分類法：按機油粘度大小，將內(nèi)燃機油分為兩組粘度等級系列：W組粘度等級系列有0W、5W、10W、15W、20W和25W六個低溫粘度等級；非W組粘度等級系列有：20、30、40、50和60五個高溫粘度等級。發(fā)動機油的選擇應兼顧使用性能級別的選擇和粘度級別的選擇兩個方面。 發(fā)動機油使用性能級別的選擇，主要根據(jù)發(fā)動機性能、結(jié)構(gòu)、工作條件和燃料品質(zhì)。柴油機油使用性能級別的選擇主要根據(jù)發(fā)動機的平均有效壓力、活塞平均速度、發(fā)動機油負荷、使用條件和輕柴油的硫含量。粘度級別的選擇 發(fā)動機油粘度級別的選擇。主要是根據(jù)氣溫、工況和發(fā)動機的技術(shù)狀況。發(fā)動機油的粘度要保證發(fā)動機低溫易于起動，而走熱后又能維持足夠粘度，保證正常潤滑。發(fā)動機潤滑油粘度等級與適用溫度范圍如下：SAE粘度級別適用氣溫（）5W/30-303010W/30-253015W/30-203015W/40-2040以上20W/20-152030-103040-540以上六、潤滑系主要零件的構(gòu)造1、機油泵機油泵的功用是把一定量的機油壓力升高，強制性地將機油壓送到發(fā)動機各摩擦表面。發(fā)動機上采用的機油泵分成齒輪式和轉(zhuǎn)子式兩種。（1）齒輪式機油泵組成：由泵殼、主動軸、從動軸、主動齒輪、從動齒輪、油泵蓋等組成。如圖所示。機油泵殼體內(nèi)裝有一對主從動齒輪。主動齒輪由凸輪軸上的斜齒輪或曲軸前端齒輪驅(qū)動，兩齒輪與殼體內(nèi)壁之間的間隙很小。發(fā)動機工作時，齒輪按圖中所示箭頭方向旋轉(zhuǎn)，進油腔由于輪齒向脫離嚙合方向高速運動而產(chǎn)生一定的真空度，潤滑油便從進油口被吸入并充滿進油腔。齒輪旋轉(zhuǎn)時，把齒間所存的潤滑油帶到出油腔內(nèi)。由于出油腔一側(cè)輪齒進入嚙合，潤滑油處于被壓狀態(tài)，油壓升高，潤滑油便經(jīng)出油口被不斷地壓出。在一些汽車發(fā)動機上采用了內(nèi)嚙合齒輪式機油泵，這種機油泵的機體內(nèi)腔裝有內(nèi)齒圈，小齒輪的中心線與內(nèi)齒圈的中心線不同心，嚙合后留有一牙形空腔，在該空腔處設(shè)置有一個月牙形塊，將內(nèi)、外齒分開。如圖所示： （2）轉(zhuǎn)子式機油泵轉(zhuǎn)子式機油泵主要由內(nèi)轉(zhuǎn)子、外轉(zhuǎn)子和油泵殼體組成。內(nèi)轉(zhuǎn)子有4個外齒，通過鍵固定于主動軸上。外轉(zhuǎn)子有5個內(nèi)齒，外圓柱面與殼體配合。內(nèi)外轉(zhuǎn)子有一定的偏心距，外轉(zhuǎn)子在內(nèi)轉(zhuǎn)子的帶動下轉(zhuǎn)動。殼體上設(shè)有進油口和出油口。在內(nèi)外轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動過程中，轉(zhuǎn)子每個齒的齒形齒廓線上總能互相成點接觸。因此，在內(nèi)外轉(zhuǎn)子之間形成了四個互相封閉的工作腔。由于外轉(zhuǎn)子總是慢于內(nèi)轉(zhuǎn)子，這四個工作腔在旋轉(zhuǎn)過程中不但位置改變，容積大小也在改變。每個工作腔總是在最小時與殼體上的進油孔接通，隨后容積逐漸變大，形成真空，把機油吸進工作腔。當該容積旋轉(zhuǎn)到與泵體上的出油孔接通且與進油孔斷開時，容積逐漸變小，工作腔內(nèi)壓力升高，將腔內(nèi)機油從出油孔壓出。直至容積變?yōu)樽钚。赜峙c進油孔接通開始進油為止。與此同時，其他工作腔也在進行著同樣的工作過程。2、機油濾清裝置汽車發(fā)動機在工作過程中,金屬磨屑和大氣中的塵埃以及燃料燃燒不完全所產(chǎn)生的炭粒會滲入機油中,機油本身也因受熱氧化而產(chǎn)生膠狀沉淀物,這些物質(zhì)會逐漸使?jié)櫥妥兣K。如果把這樣的臟機油直接送到運動零件表面,機油中的機械雜質(zhì)就會成為磨料,加速零件的磨損,并且引起油道堵塞及活塞環(huán)、氣門等零件膠結(jié)。因此必須在潤滑系中設(shè)有機油濾清器，使循環(huán)流動的機油在送往運動零件表面之前得到凈化處理，保證摩擦表面的良好潤滑，延長其使用壽命。潤滑油濾清方式示意圖a) 全流式；b)分流式；c)并用式1-機油泵；2-旁通閥；3-濾清器為了保證潤滑油的濾清效果，一般潤滑系中裝有幾個不同濾清能力的濾清器：集濾器、粗濾器和細濾器，分別串聯(lián)和并聯(lián)在主油道中。與主油道串聯(lián)的濾清器稱全流式濾清器，一般為粗濾器；與主油道并聯(lián)的濾清器稱分流式濾清器，一般為細濾器，過油量為10%30%。（1）集濾器圖4-13 集濾器集濾器是具有金屬網(wǎng)的濾清器，安裝于機油泵進油管上，其作用是防止較大的機械雜質(zhì)進入機油泵。汽車發(fā)動機所用的集濾器有兩種：浮式集濾器和固定式集濾器。浮式集濾器的構(gòu)造如圖4-13所示，它是由浮子、濾網(wǎng)、罩及焊在浮子上的吸油管等組成。當機油泵工作時，浮式集濾器是在機油表面吸油，能吸入油面上較清潔的機油，但油面上的泡沫易被吸入，使機油壓力降低，潤滑欠可靠，目前已經(jīng)被淹沒在油面之下的固定式集濾器取代。（2）粗濾器粗濾器通常串聯(lián)在機油泵與主油道之間，屬于全流式濾清器，它用于濾去機油中粒度較大的雜質(zhì)（直徑為0.050.1mm以上）。粗濾器是過濾式濾清器，其工作原理是利用機油通過細小的孔眼或縫隙時，將大于孔眼或縫隙的雜質(zhì)留在濾芯的外部。根據(jù)濾芯的不同，粗濾器有各種不同的結(jié)構(gòu)形式。汽車發(fā)動機常用的粗濾器為金屬片縫隙式、紙質(zhì)濾芯式和鋸末濾芯式。如圖是紙質(zhì)濾芯式粗濾器。全流式不可拆的濾清器1-主油道；2-機體；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-進油道現(xiàn)在的濾清器都做成不可拆的，并且?guī)в信酝ㄩy，如上圖所示。（3）細濾器機油細濾器用以清除機油中直徑在0.01mm以上的細小雜質(zhì)。這種濾清器對機油的流動阻力較大，故多做成分流式，它與主油道并聯(lián)，只允許少量的機油通過其濾清后回到油底殼。細濾器有過濾式和離心式兩種類型。過濾式細濾器與粗濾器的結(jié)構(gòu)基本相同，只是濾芯能過濾掉更細小顆粒的雜質(zhì)，因此存在著濾清能力與通過能力的矛盾。目前多數(shù)發(fā)動機均采用離心式細濾器，內(nèi)容要求自學。3、機油散熱器 為了使機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)動機還裝有機油散熱器。機油散熱器多裝在冷卻水散熱器的前面，利用空氣或水來冷卻。空氣冷卻的機油散熱器結(jié)構(gòu)與冷卻水散熱器相似，如圖所示，多與主油道并聯(lián)。 空氣冷卻的機油散熱器 冷卻水冷卻的機油散熱器，如圖所示。將機油散熱器置于冷卻水路中，串聯(lián)在主油道之前。冷卻水在管外流動，潤滑油在管內(nèi)流動(或反之)。當油溫較高時靠冷卻水降溫，而在起動暖車油溫較低時，則從冷卻水吸熱迅速提高機油溫度。水冷卻的機油散熱器油溫能得到較好控制。 水冷卻的機油散熱器簡圖1-前蓋；2-殼體；3-后蓋；4-銅芯管及散熱片；5-放水開關(guān)4、曲軸箱通風 曲軸箱通風的目的：1）防潤滑油變質(zhì)及防燃油稀釋機油，減輕機件的磨損。因發(fā)動機工作時，一少部分可燃混合氣和廢氣經(jīng)活塞環(huán)漏入曲軸箱內(nèi)。由于溫度的下降，漏入的氣體一部分凝結(jié)在機油中，使機油變稀，性能變壞，同時能形成泡沫，影響供油。 2）減輕機件的磨損和腐蝕：漏入曲軸箱的廢氣中的二氧化硫遇水生成酸類，腐蝕機件等。3）降壓、降溫、防漏：漏入曲軸箱的氣體使曲軸箱內(nèi)壓力和溫度升高，造成潤滑油從曲軸油封、襯墊處滲漏。4）回收可燃氣體，減少污染：將竄入曲軸箱內(nèi)的氣體再吸入到氣缸內(nèi)燃燒，對CH化合物進行回收利用，同時，減少了對大氣的污染。為了延長機油的使用期限，減輕零件磨損和腐蝕，發(fā)動機曲軸箱都設(shè)有強制性通風裝置。 曲軸箱強制通風的組成及工作：1）組成如圖所示，為帶流量控制閥（PCV）的曲軸箱強制通風示意圖。它由進氣濾清器、進氣管、抽氣管、流量控制閥等組成。曲軸箱與進氣管之間用抽氣管連接。2）曲軸箱強制通風的工作情況帶流量控制閥(PC)的曲軸箱通風示意圖1-進氣濾清器；2-化油器；3-進氣管；4-抽氣管；5-流量控制閥；6-挺桿室當發(fā)動機工作時，曲軸箱內(nèi)的氣體經(jīng)挺桿室和抽氣管被吸入進氣管，而新鮮空氣經(jīng)氣門室罩上的小空氣濾清器進入曲軸箱。為了防止發(fā)動機怠速和小負荷工況過多的氣體進入氣缸，造成空燃比失調(diào)，加設(shè)了流量控制閥。3）流量控制閥的工作情況流量控制閥是一個單向閥，也稱PCV閥，可以調(diào)節(jié)發(fā)動機怠速、中小負荷和大負荷時的通風強度。(1)怠速時，進氣管內(nèi)真空度最大，單向閥被吸壓在閥座上，曲軸箱中氣體只能從閥的小孔通過，流量較小，保持怠速穩(wěn)定。(2)中等負荷時，進氣管內(nèi)真空度下降，閥在彈簧張力作用下離開閥座，使通風量適當加大，保證曲軸箱內(nèi)氣體及時抽出和新鮮冷空氣的進入。(3)大負荷時，進氣管內(nèi)真空度很小，閥門完全打開，通風量最大，曲軸箱內(nèi)新舊氣體大量對流。流量控制閥還有止回功能，一旦“回火”即被氣體關(guān)閉，防止曲軸箱內(nèi)廢氣被點燃。曲軸箱通風裝置必須定期檢查，若單向閥失效、管接頭漏氣，都會影響通風效果和空燃比A/F失準，造成怠速不穩(wěn)，甚至熄火。七、潤滑系的報警裝置1、定期保養(yǎng)提醒2、機油壓力表和機油溫度表3、機油壓力過低報警指示燈如，桑塔納2000的壓力過低報警指示燈由兩個油壓開關(guān)控制：(1)油壓開關(guān)1：為30kpa，位于氣缸蓋后端；打開點火開關(guān)，儀表板中的機油壓力警告燈即閃爍。起動發(fā)動機，當機油壓力大于30kPa時，開關(guān)1觸點開啟，該警告燈自動熄滅。當發(fā)動機低