汽車發(fā)動機潤滑系統(tǒng)分析解析.ppt

第五章發(fā)動機潤滑系 曲軸箱通風(fēng) 概述 潤滑系油路 潤滑系主要部件 5 1概述 潤滑作用 潤滑運動零件表面 減小摩擦阻力和磨損 減小發(fā)動機的功率消耗 清洗作用 機油在潤滑系內(nèi)不斷循環(huán) 清洗摩擦表面 帶走磨屑和其它異物 冷卻作用 機油在潤滑系內(nèi)循環(huán)帶走摩擦產(chǎn)生的熱量 起到冷卻作用 密封作用 在運動零件之間形成油膜 提高它們的密封性 有利于防止漏氣或漏油 防銹蝕作用 在零件表面形成油膜 對零件表面起保護作用 防止腐蝕生銹 液壓作用 潤滑油可用作液壓油 起液壓作用 如液壓挺柱 減震緩沖作用 在運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 一 潤滑系功用 二 潤滑方式 壓力潤滑 利用機油泵 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 搖臂等處形成油膜以保證潤滑 飛濺潤滑 利用發(fā)動機工作時運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 可使裸露在外面承受載荷較輕的氣缸壁 相對滑動速度較小的活塞銷 以及配氣機構(gòu)的凸輪表面 挺柱等得到潤滑 定期潤滑 對于負荷較小的發(fā)動機輔助裝置則只需定期 定量加注潤滑脂進行潤滑 例如水泵及發(fā)電機軸承等 它不屬于潤滑系的工作范疇 近年來在發(fā)動機上采用含有耐磨潤滑材料 如尼龍 二硫化鉬等 的軸承來代替加注潤滑脂的軸承 三 潤滑系的組成 潤滑系一般由油底殼 機油泵 限壓閥及旁通閥 機油濾清器 機油散熱器 傳感器和機油壓力表 溫度表等組成 四 潤滑劑的種類及選用 潤滑劑的分類 潤滑油 潤滑脂 1 我國潤滑油的分類 1 汽油機潤滑油 SC SD SE SF SG SH 2 柴油機潤滑油 CC CD CD II CF CF 4 2 潤滑脂的分類 鈣基潤滑脂 鈉基潤滑脂 鈣鈉基潤滑 脂 復(fù)合鈣基潤滑脂 通用鋰基潤滑脂 石墨鈣基潤滑脂 5 2潤滑系油路 現(xiàn)代汽車發(fā)動機潤滑系油路布置方案大致相似 只是由于潤滑系的工作條件和某些具體結(jié)構(gòu)的不同而稍有差別 一 轎車的潤滑油路 采用復(fù)合式潤滑系統(tǒng)的上海桑塔納轎車JV型1 8L汽油發(fā)動機潤滑油路 發(fā)動機工作時 機油經(jīng)集濾器機油泵機油濾清器 主油道主軸承連桿軸承活塞銷噴濺至活塞 發(fā)動機前端第一條斜向油道中間軸 主油道的垂直油道凸輪軸軸徑氣缸蓋回油孔曲軸箱 報警系統(tǒng)裝有兩個報警開關(guān) 低壓油壓開關(guān) 旁通閥 和高壓油壓開關(guān) 限壓閥 均裝在既有濾清器支架上 發(fā)動機在機油溫度為353K 轉(zhuǎn)速為800r min時 機油壓力大于或等于0 03Mpa 在200r min時 機油壓力大于或等于0 20Mpa 打開點火開關(guān) 儀表板上的機油壓力警告燈開始閃爍 發(fā)動機起動后 當機油壓力大于030Mpa時 限壓閥打開 警報燈熄滅 發(fā)動機低速運轉(zhuǎn)時 旁通閥 油壓傳感器 限壓閥 警報指示燈 警報指示燈 油壓傳感器 旁通閥 限壓閥 機油壓力低于0 30Mpa 則低油壓開關(guān)觸電閉合 機油壓力警告燈閃爍 當發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過2150r Min時 機油壓力未達到0 018Mpa 高壓油壓開關(guān)的觸電斷開 機油壓力警告燈閃爍 報警蜂鳴器也同時報警 發(fā)動機在機油壓力未353K 轉(zhuǎn)速為800r Min時 機油壓力大于或等于0 03Mpa 在2000r Min時 機油壓力大于或等于0 20Mpa 基本潤滑油路綜合演示1 基本潤滑油路綜合演示2 點擊圖片播放 東風(fēng)EQ6100 1型發(fā)動機采用的是綜合潤滑方式 曲軸主軸徑 連桿軸徑 凸輪軸軸徑 凸輪軸止推凸緣 正時齒輪 分電器傳動軸等均采用壓力潤滑 活塞 活塞環(huán) 活塞銷 氣缸壁 氣門 挺桿 凸輪等采用飛濺潤滑 斜向油道 二 載貨車的潤滑油路 壓力潤滑油路 發(fā)動機工作時 機油經(jīng)集濾器 大部分機油經(jīng)粗濾器率去較大的機械雜質(zhì) 流入縱向主油道執(zhí)行壓力潤滑任務(wù) 小部分機油 10 15 經(jīng)機油細濾器率去較細的雜質(zhì)和膠質(zhì)后流回油底殼 進入主油道的機油 通過七條并聯(lián)的橫向油道分別潤滑主軸徑和凸輪軸徑 經(jīng)主軸徑機油從曲軸中的斜向油道潤滑連桿軸徑 斜向油道 機油從凸輪軸的第二 第四軸徑處 經(jīng)兩個上油道通向搖臂支座 潤滑搖臂軸 推桿球頭和氣門端部 第三橫向油道通向汽油泵傳動軸 第一條橫向油道通過噴油嘴 噴射出去的機油用來潤滑正時齒輪副 在第一 第二橫向油道之間接出的油管通到空氣壓縮機曲軸中心的油道 對其連桿潤滑后的機油由回油管回到油底殼中 斜向油道 機油壓力傳感器和油壓過低信號器裝在主油道中 通過導(dǎo)線分別連接于駕駛室中的機油壓力表和壓力過低警報燈連接 為保證發(fā)動機的正常潤滑 在機油泵與主油道之間 與粗濾器并聯(lián)設(shè)置了一個機油濾清器旁通閥 當機油粗濾器進油和出油道中的壓力差達到0 15 0 18Mpa時 旁通閥被推開使機油支不經(jīng)粗濾器而直接流入主油道 壓力過高會使發(fā)動機功率損失增加 在機油泵端蓋內(nèi)設(shè)置了柱塞式限壓閥 當機油壓力超過0 6Mpa時 限壓閥打開是一部分機油流回到機油泵的進油口 在機油泵內(nèi)進行小循環(huán) 在東風(fēng)EQ6100 1型發(fā)動機潤滑系中 在機油細濾器下面還設(shè)置了可接機油散熱器的閥門 柴油機潤滑系示意圖 6135型柴油機潤滑系油路的特點 機油細濾器與粗濾器并聯(lián) 機油泵壓出的機油絕大部分經(jīng)粗濾器進入主油道 少部分驚細濾器流回油底殼 曲軸為空心的 其空腔形成潤滑油道 機油經(jīng)此分別潤滑各個連桿軸頸 曲軸主軸承為滾動軸承 以飛濺方式潤滑 潤滑氣門傳動機構(gòu)的潤滑油由第二個凸輪軸軸承引出的油道 一直通道氣缸蓋上氣門搖臂軸的中心油道中 再由此流向各個搖臂的工作面 然后順推桿表面下流到杯形的挺柱內(nèi) 凸輪工作表面由挺柱下部兩個油孔流出的機油及飛濺的機油潤滑 在發(fā)動機標定轉(zhuǎn)速 1800r Min 下 機油壓力應(yīng)保持在0 3 0 4Mpa之間 限壓閥與機油細濾器相連 5 3潤滑系主要部件 潤滑系的主要部件有機油泵 機油濾清器 各種閥 機油散熱器以及檢視設(shè)備 一 機油泵功用 提高機油壓力 保證機油在潤滑系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán) 目前發(fā)動機潤滑系中廣泛采用的是外嚙合齒輪式機油泵和內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)子式機油泵兩種 一 齒輪式機油泵齒輪式機油泵由主動軸 主動齒輪 從動軸 從動齒輪 殼體等組成 兩個齒數(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 主動軸與主動齒輪鍵連接 從動齒輪空套在從動軸上 泵油原理 工作時 主動齒輪帶動從動齒輪反向旋轉(zhuǎn) 兩齒輪旋轉(zhuǎn)時 充滿在齒輪齒槽間的機油沿油泵殼壁由進油腔帶到出油腔 在進油腔一側(cè)由于齒輪脫開嚙合以及機油被不斷帶出而產(chǎn)生真空 使油底殼內(nèi)的機油在大氣壓力作用下經(jīng)集濾器進入進油腔 而在出油腔一側(cè)由于齒輪進入嚙合和機油被不斷帶入而產(chǎn)生擠壓作用 機油以一定壓力被泵出 進油口 出油口 點此觀看齒輪式機油泵錄像 二 轉(zhuǎn)子式機油泵 轉(zhuǎn)子式機油泵由殼體 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 內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子中心的偏心距為e 內(nèi)轉(zhuǎn)子帶動外轉(zhuǎn)子一起沿同一方向轉(zhuǎn)動 內(nèi)轉(zhuǎn)子有4個凸齒 外轉(zhuǎn)子有5個凹齒 這樣內(nèi) 外轉(zhuǎn)子同向不同步的旋轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)子齒形齒廓設(shè)計得使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到任何角度時 內(nèi) 外轉(zhuǎn)子每個齒的齒形廓線上總能互相成點接觸 這樣內(nèi) 外轉(zhuǎn)子間形成4個工作腔 隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動 這4個工作腔的容積是不斷變化的 在進油道的一側(cè)空腔 由于轉(zhuǎn)子脫開嚙合 容積逐漸增大 產(chǎn)生真空 機油被吸入 轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn) 機油被帶到出油道的一側(cè) 這時 轉(zhuǎn)子正好進入嚙合 使這一空腔容積減小 油壓升高 機油從齒間擠出并經(jīng)出油道壓送出去 這樣 隨著轉(zhuǎn)子的不斷旋轉(zhuǎn) 機油就不斷地被吸入和壓出 進油腔 內(nèi)轉(zhuǎn)子 泵殼 機油 出油腔 外轉(zhuǎn)子 二 濾清器 為了保證濾清效果 一般使用多級濾清器 集濾器 粗濾器和細濾器 與主油道串聯(lián)的濾清器一般為粗濾器 與主油道并聯(lián)的濾清器一般為細濾器 過油量約為10 30 一 集濾器 集濾器是裝在機油泵之前的吸油口端 多采用濾網(wǎng)式 其作用是防止較大的機械雜質(zhì)進入機油泵 汽車發(fā)動機使用的集濾器目前分為浮式集濾器和固定式集濾器兩種 浮式集濾器飄浮于機油表面 保證油泵吸入最上層較清潔的機油 但油面上的泡沫易被吸入 使機油壓力降低 潤滑欠可靠 固定式集濾器淹沒在油面之下 吸入的機油清潔度較差 但可防止泡沫吸入 潤滑可靠 結(jié)構(gòu)簡單 二 機油粗濾器 串聯(lián)于機油泵與主油道之間 屬于全流式濾清器 多用縫隙式濾清方法 形式 金屬片式紙筒式鋸末式 旁通閥 濾芯 殼體 國產(chǎn)汽車發(fā)動機一般采用紙質(zhì)或鋸末作為粗濾器的濾芯 金屬片式 紙質(zhì)濾芯式機油粗濾清器濾芯是用微孔濾紙制成的 為增大過濾面積 微孔濾紙一般都折疊成扇形和波紋形 微孔濾紙經(jīng)過酚醛樹脂處理 具有較高的強度 抗腐蝕能力和抗水濕性能 具有質(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 保養(yǎng)方便的特點 鋸末濾芯式機油粗濾清器鋸末濾芯式粗濾器濾芯為酚醛樹脂粘結(jié)的鋸末濾芯 它阻力小 濾清效果好 使用壽命長 特點 金屬片式粗濾器由于質(zhì)量大 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造成本高等缺點 已基本被淘汰 特點 三 機油細濾器 機油細濾器用以清除細小的雜質(zhì) 它對機油的流動阻力較大 多數(shù)做成分流式 與主油道并聯(lián) 只有少量的機油通過它濾清后又回到油底殼 細濾器有過濾式和離心式兩種 過濾式機油細濾器存在著濾清能力與通過能力的矛盾 為此多數(shù)發(fā)動機采用離心式細濾器 離心式細濾器工作原理利用離心力清除機油中雜質(zhì) 進油限壓閥 油道 噴嘴 轉(zhuǎn)子體 離心式機油細濾器工作演示 點此觀看離心式機油細濾器錄像 四 復(fù)合式機油濾清器 是粗濾芯5裝在紙質(zhì)細濾芯4外面 形成粗 細濾芯串聯(lián)的復(fù)合式結(jié)構(gòu) 與主油道串聯(lián) 粗 細濾芯有各自的安全閥與旁通閥 一旦粗 細濾芯堵塞 它們就分別打開各自的安全閥與旁通閥 機油繞過濾芯 直接進入主油道 4 5 五 機油散熱器 熱負荷較大的發(fā)動機 為使?jié)櫥捅３衷谧钣欣姆秶鷥?nèi)工作 保持潤滑油具有一定的粘度 裝置有機油散熱器以便對潤滑油進行強制性冷卻 使機油保持在最有利的溫度范圍內(nèi)工作 機油散熱器有風(fēng)冷式和水冷式兩種形式 風(fēng)冷式一般安裝在發(fā)動機冷卻系散熱器的前面 利用冷卻風(fēng)扇的風(fēng)力使機油冷卻 水冷式機油散熱器 機油冷卻器 裝在發(fā)動機冷卻水路中 當油溫較高時靠冷卻液降溫 而起動期間油溫較低時 則從冷卻液吸熱迅速提高機油溫度 5 4曲軸箱通風(fēng) 發(fā)動機工作時漏到曲軸箱內(nèi)的汽油 一部分泄漏到曲軸箱內(nèi)的汽油蒸汽凝結(jié)后 將使?jié)櫥驼扯茸冃?廢氣的高溫和酸性物質(zhì)及水蒸汽將侵蝕零件 使?jié)櫥托阅茏儔?另外 由于混合氣和廢氣進入曲軸箱 使曲軸箱內(nèi)的壓力增大 溫度升高 易使機油從油封 襯墊等處向外滲漏 因此 曲軸箱必須設(shè)有通風(fēng)裝置 使漏入的氣體排出并加以利用 同時使新鮮氣體進入曲軸箱 形成不斷地對流 一 曲軸箱通風(fēng)原因 一種是自然通風(fēng) 另一種是強制通風(fēng) 二 通風(fēng)方式 1 自然通風(fēng)從曲軸箱抽出的氣體直接導(dǎo)入大氣中的通風(fēng)方式稱為自然通風(fēng) 柴油機多采用這種曲軸箱自然通風(fēng)方式 在曲軸箱連通的氣門室蓋或潤滑油加注口接出一根下垂的出氣管 管口處切成斜口 切口的方向與汽車行駛的方向相反 利用汽車行駛和冷卻風(fēng)扇的氣流 在出氣口處形成一定真空度 將氣體從曲軸箱抽出 2 強制通風(fēng)從曲軸箱抽出的氣體導(dǎo)入發(fā)動機的進氣管 吸入氣缸再燃燒 這種通風(fēng)方式稱為強制通風(fēng) 汽油機一般都采用這種曲軸箱強制通風(fēng)方式 這樣 可以將竄入曲軸箱內(nèi)的混合氣回收使用 有利于提高發(fā)動機的經(jīng)濟性 一汽奧迪100轎車所采用的負壓通風(fēng)方式 工作機理 發(fā)動機工作時 在進氣管內(nèi)真空度作用下 竄入曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣將經(jīng)通氣道連接軟管送入空氣濾清器 最后由進氣管吸入氣缸燃燒 V型發(fā)動