【教学任务书】

（续）

【项目实施建议】

（续）

【项目实施】

一、概述

1.润滑系统的功用

汽车发动机润滑系统的功用如下：

1）润滑：可使发动机内部运动零部件表面之间的干摩擦变为液体摩擦，减少零部件表面摩擦、磨损及摩擦功率的损失。

2）冷却：润滑油经过摩擦表面，带走摩擦副产生的6%～14%的热量，维持零部件正常的工作温度。

3）清洗：利用润滑油冲洗零部件表面，带走零部件的磨损磨屑和其他杂质。

4）密封：利用润滑油的粘性，附在互相运动零部件的表面之间，提高间隙的密封效果，如活塞环、活塞裙部表面与气缸壁之间的环形间隙，形成的油膜，减少了漏气和窜油。

5）防锈：润滑油吸附在零部件表面形成的油膜，阻隔零部件与大气中的水及燃烧时产生的酸性气体接触，起到防止零部件生锈的功用。

6）减振：具有相对运动的零部件，其表面的油膜在加速及负荷增加时，可吸收部分冲击能量，起到缓冲、减振的作用。

7）控制：利用润滑油的油压进行功能切换控制，提高发动机的性能，如液力挺柱，可变配气相位与气门升程的控制机构。

在发动机工作时，内部零部件的相对运动表面，如曲轴与主轴承、活塞与气缸壁、正时齿轮副等，它们之间必然存在摩擦。而金属表面之间的摩擦不仅会增加发动机的功率消耗，使零部件表面迅速磨损，并且因为摩擦产生的大量热可能导致零部件表面的烧损，导致发动机不能运转。所以，为了确保发动机正常工作，必须对相对运动零部件的表面加以润滑，在摩擦表面上覆盖一层润滑油，使金属表面间隔一层薄油膜，以减小摩擦阻力，减轻机件磨损，降低功率损耗，从而延长了发动机的使用寿命。而润滑工作由润滑系统来完成。

2.润滑油

发动机的润滑剂有润滑油和润滑脂。润滑油习惯上称为机油，品种很多。

汽油机和柴油机使用的润滑油不同，汽油机润滑系统使用的润滑油俗称汽油机机油，柴油机润滑系统使用的润滑油俗称柴油机机油。

机油的粘度随温度的变化而变化，温度高则粘度小，温度低则粘度大，因此，要根据季节选用不同牌号的润滑油。

二、润滑方式

发动机工作时，由于各运动机件的工作条件、所承受的载荷及相对运动的速度不同，所要求的润滑强度也不相同，因而各运动机件应采用相应的润滑方式。现代汽车发动机一般都采用综合润滑方法。即：

（1）压力润滑 压力润滑是指以一定的压力将油输送到摩擦表面间隙中，形成油膜以保证润滑。如曲轴主轴承、连杆轴承、凸轮轴承及摇臂轴等，均采用压力润滑。

（2）飞溅润滑 飞溅润滑是利用发动机工作时连杆大头、曲轴臂和平衡铁等运动零部件，将油底壳中的润滑油激溅成细小的油雾，同时从连杆轴承泄出的润滑油也被溅洒成细小的油滴，滴落在摩擦表面或经集油孔将油雾、油滴收集并引入摩擦表面而得到润滑。如气缸壁、配气机构的凸轮、挺杆等，均采用飞溅润滑。

（3）复合润滑 复合润滑是指飞溅—压力润滑，汽车发动机上采用以压力润滑为主，飞溅润滑为辅的复合润滑方式。

（4）注油润滑 注油润滑是指定期加注润滑脂。如水泵、起动机、发电机等机件的轴承，均采用此种润滑方式。

（5）自润滑 自润滑是指用自润滑轴承代替普通轴承。

三、润滑系统的组成

润滑系统由油底壳、机油泵、机油滤清器、限压阀、旁通阀、机油压力表、油尺等组成，如图6-1所示。

图6-1 发动机润滑系示意图

1—加机油口盖 2—凸轮轴轴颈 3—油压传感器 4—气缸盖主油道 5—液压挺柱 6—气缸体-缸盖主油道 7—活塞销 8—连杆油道 9—曲轴油道 10—单向阀 11—机油滤清器 12—旁通安全阀 13—齿轮油泵 14—集滤器 15—限压阀 16—气缸体主油道 17—曲轴 18—凸轮轴 19—中间轴轴颈 20—曲柄销轴颈 21—曲轴主轴颈

润滑系统中必须具有：为进行润滑和保证润滑油循环而建立足够油压的机油泵；储存润滑油的容器——油底壳；由润滑油管及在发动机机体上加工出的一系列润滑油道组成的循环油道；并且，油路中还必须有限制最高油压的装置——限压阀，它既可以附于机油泵中，也可以单独设置。这样才能使发动机得到必要的润滑。

现代发动机的润滑系统中还必须有机油滤清器。因为发动机在工作过程中，会将混有发动机零部件的金属磨屑和其他机械杂质等，以及润滑油本身生成的胶质，混入润滑油。这些杂质若随同润滑油进入润滑油路，则必将加速发动机零部件的磨损，甚至可能堵塞油管或油道，使发动机润滑无法进行。

一般发动机是采用汽车行驶中的迎面空气流吹拂油底壳的方式来冷却润滑油的。在热负荷较高的发动机上，一般应设置润滑油散热器，来加强润滑油的冷却。由于润滑油在循环过程中，吸收零部件摩擦所产生的热量会引起温度的升高，如果润滑油温度过高，则其粘度下降，在摩擦表面不易形成油膜，此外还会加速润滑油老化变质，缩短润滑油的使用期。因此，应对润滑油进行适当的冷却，以保持油温在正常的范围之内，即70～90℃。

另外，发动机都设有指示润滑油压力的机油压力表及报警装置，如油压过低警告灯、蜂鸣器。这可让驾驶人随时掌握润滑系统的工作状况。有些发动机还装有润滑油温度表。

1）润滑油储存装置：油底壳。

2）润滑油升压装置：机油泵。

3）润滑油滤清装置：集滤器、粗滤器、细滤器。

4）安全和限压装置：限压阀、旁通阀。

5）润滑油冷却装置：散热器。

6）润滑系统工作检查装置：油压表、油温表、油尺。

四、主要组件构造

润滑系统的主要部件有机油泵、机油滤清器、各种阀、机油散热器及检视设备。

1.机油泵

功用：提高润滑油压力，保证润滑油在润滑系统内不断循环，目前发动机润滑系统中广泛采用的是外啮合齿轮式机油泵和内啮合转子式机油泵两种。

（1）齿轮式机油泵 齿轮式机油泵（见图6-2）由主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮及壳体等组成，两个齿数相同的齿轮相互啮合，装在壳体内，齿轮与壳体的径向间隙和端面间隙很小。主动轴与主动齿轮键联接，从动齿轮空套在从动轴上。

工作时，主动齿轮带动从动齿轮反向旋转。两齿轮旋转时，充满齿轮齿槽间的润滑油沿油泵壳壁由进油腔带到出油腔，在进油腔一侧由于齿轮脱开啮合及机油被不断带出而产生真空，使油底壳内的润滑油在大气压力作用下经集滤器进入进油腔，而在出油腔一侧由于齿轮进入啮合和润滑油被不断带入而产生挤压作用，润滑油以一定压力被泵出。

齿轮式机油泵结构简单，机械加工方便，工作可靠，使用寿命长，应用较广泛。(www.daowen.com)

图6-2 齿轮式机油泵

（2）转子式机油泵 转子式机油泵（见图6-3）由壳体、内转子、外转子和泵盖等组成。内转子用键或销子固定在转子轴上，由曲轴齿轮直接或间接驱动，内转子和外转子中心的偏心距为e，内转子带动外转子一起沿同一方向转动。内转子有4个凸齿，外转子有5个凹齿，这样内、外转子同向不同步地旋转。

图6-3 转子式机油泵

转子齿形、齿廓设计得使转子转到任何角度时，内、外转子每个齿的齿形、齿廓线上总能互相成点接触。这样内、外转子间形成4个工作腔，随着转子的转动，这4个工作腔的容积是不断变化的。在进油道的一侧为空腔，由于转子脱开啮合，容积逐渐增大，产生真空，润滑油被吸入，转子继续旋转，润滑油被带到出油道的一侧，这时，转子正好进入啮合，使这一空腔的容积减小，油压升高，润滑油从齿间挤出并经出油道压送出去。这样，随着转子的不断旋转，润滑油就不断地被吸入和压出。

转子式机油泵结构紧凑，外形尺寸小，重量轻，吸油真空度较大，泵油量大，供油均匀性好，成本低，在中、小型发动机上应用广泛。

2.机油滤清器

发动机工作时，金属磨屑、大气中的尘埃及燃料燃烧不完全所产生的炭粒会渗入润滑油中，润滑油本身也因受热氧化而产生胶状沉淀物，润滑油中含有这些杂质。如果把这样的脏润滑油直接送到运动零部件的表面，润滑油中的机械杂质就会成为磨料，加速零部件的磨损，并且引起油道堵塞及活塞环、气门等零部件胶结。因此，必须在润滑系统中设有润滑油滤清器，使循环流动的润滑油在送往运动零部件表面之前得到净化处理，保证摩擦表面的良好润滑，延长其使用寿命。

一般润滑系统中装有几个不同滤清能力的滤清器-集滤器、粗滤器和细滤器，分别串联和并联在主油道中。与主油道串联的滤清器称为全流式滤清器，一般为粗滤器；与主油道并联的滤清器称为分流式滤清器，一般为细滤器，过油量约为10%～30%。

（1）集滤器 集滤器（见图6-4）是具有金属网的滤清器，安装于机油泵进油管上，其作用是防止较大的机械杂质进入机油泵。浮式集滤器飘浮于润滑油表面吸油，能吸入油面上较清洁的润滑油，但油面上的泡沫易被吸入，使润滑油压力降低，润滑欠可靠，目前应用不多。固定式集滤器淹没在油面之下，吸入的润滑油清洁度较差，但可防止泡沫吸入，润滑可靠，结构简单，逐步取代浮式集滤器。

（2）粗滤器 粗滤器用于滤去润滑油中粒度较大的杂质，润滑油流动阻力小，它通常串联在机油泵与主油道之间，属于全流式滤清器。粗滤器是过滤式滤清器，其工作原理是利用润滑油通过细小的孔眼或缝隙时，将大于孔眼或缝隙的杂质留在滤芯的外部。根据滤芯的不同，粗滤器有不同的结构形式。传统的粗滤器多采用金属片缝隙式和绕线式，现多采用纸质式和锯末式。

图6-4 机油集滤器

1）金属片缝隙式粗滤器。如图6-5所示，这种粗滤器的滤芯是由薄钢片制成的滤清片、隔片和刮片等组成。它们均套在滤芯轴上，用上、下盖板及螺母压紧。由于滤清片之间有隔片，形成了一定的间隙，润滑油可通过此间隙流入滤芯，再经上盖出油道流向主油道，润滑油流动方向如图中箭头所示。在上盖设有旁通阀，当滤芯堵塞时，旁通阀被润滑油压力顶开，润滑油不经滤芯而直接流入主油道，保证供油不会中断。

金属片式粗滤器是一种永久性滤清器，由于其质量大、结构复杂及制造成本高等缺点，已基本被淘汰。

2）纸质滤芯式润滑油粗滤器。如图6-6所示，纸质滤清器的滤芯是用微孔滤纸制成的，为了增大过滤面积，微孔滤纸一般都折叠成扇形和波纹形。微孔滤纸经过酚醛树脂处理，具有较高的强度、抗腐蚀能力和抗水湿性能，同时还具有质量小、体积小、结构简单、滤清效果好、过滤阻力小、成本低和维护方便等优点，因此得到了广泛的应用。

图6-5 金属片缝隙式粗滤器

图6-6 纸质滤芯式润滑油粗滤器

3）锯末滤芯式润滑油粗滤器。锯末滤芯式粗滤器的滤芯为酚醛树脂粘结的锯末滤芯，其阻力小，滤清效果好，使用寿命长。

（3）细滤器 细滤器安装在气缸体外面，与主油道并联，只有少量的润滑油通过它滤清后又回到油底壳，其作用是滤去润滑油中粒度较小（直径为0.001mm以上）的杂质，细滤器有过滤式和离心式两种，如图6-7和图6-8所示。

图6-7 全流式润滑油滤清器

图6-8 离心式润滑油滤清器

3.机油散热器和冷却器

发动机运转时，由于润滑油粘度随温度的升高而变小，降低了其润滑能力。因此，有些发动机装用了机油散热器或机油冷却器，其作用是降低润滑油的温度，使润滑油保持一定的粘度。

（1）机油散热器 机油散热器由散热管、限压阀、开关及进、出水管等组成，其结构与冷却液散热器相似，如图6-9所示。

机油散热器一般安装在冷却液散热器的前面，与主油道并联。机油泵工作时，一方面将润滑油供给主油道，另一方面经限压阀、机油散热器开关及进油管进入机油散热器内，冷却后从出油管流回油底壳，如此循环流动。

（2）机油冷却器 将机油冷却器置于冷却液管路中，利用冷却液的温度来控制润滑油的温度。当润滑油温度高时，靠冷却液降温，发动机起动时，则从冷却液中吸收热量使润滑油温度迅速升高。机油冷却器由铝合金铸成的壳体、前盖、后盖和铜芯管组成。为了加强冷却，管外又套装了散热片。冷却液在管外流动，润滑油在管内流动，二者进行热量交换；也有使润滑油在管外流动，而冷却液在管内流动的结构。

图6-9 机油散热器

4.阀门

在润滑系统中都设有几个限压阀和旁通阀，以确保润滑系统正常工作。

（1）限压阀 限压阀用以限制润滑系统中润滑油的最高压力。发动机工作时，机油泵的泵油压力是随发动机转速的增加而增高的，并且当润滑系统中油路淤塞、轴承间隙过小或使用的润滑油粘度过大时，也将使供油压力增高。因此，在润滑系统的机油泵和主油道中设有限压阀，来限制润滑油的最高压力，以确保安全。

当机油泵和主油道上的润滑油压力超过预定的压力时，将克服限压阀弹簧的作用力，顶开阀门，一部分润滑油从侧面通道流入油底壳内，使油道内的油压下降至设定的正常值后，阀门关闭。

（2）旁通阀 旁通阀用以保证润滑系统内的油路畅通，当润滑油滤清器堵塞时，润滑油通过并联在其上的旁通阀直接进入润滑系统的主油道，防止主油道断油。旁通阀与限压阀的结构基本相同，只是其安装位置、控制压力及溢流方向不同，通常旁通阀弹簧的刚度要比限压阀弹簧的刚度小得多。

5.油尺、油底壳和润滑油压力表

1）油尺是用来检查油底壳内润滑油的油量和油面高低的。它是一片状金属杆，下端制成扁平，并印有刻线。润滑油的油面必须处于油尺上、下刻线之间。

2）润滑油压力表用以指示发动机工作时润滑系统中润滑油压力的大小，一般都采用电热式润滑油压力表，它由油压表和传感器组成，中间用导线连接。传感器装在粗滤器或主油道上，它把感受到的润滑油压力传给油压表。油压表装在驾驶室内的仪表板上，用来显示润滑油压力的大小值。

3）油底壳又称润滑油盘，收集和储存从机体内各机件上流回的润滑油。

一般用薄钢板冲压而成，内有挡油板和放油螺塞。

6.曲轴箱通风装置

发动机工作时，一部分可燃混合气和废气经活塞环泄漏到曲轴箱内。泄漏到曲轴箱内的汽油蒸气凝结后，将使润滑油变稀。同时，废气的高温和废气中的酸性物质及水蒸气将侵蚀零部件，并使润滑油的性能变坏。另外，由于混合气和废气进入曲轴箱，使曲轴箱内的压力增大，温度升高，易使润滑油从油封、衬垫等处向外渗漏。为此，一般汽车发动机都有曲轴箱通风装置，以便及时将进入曲轴箱内的混合气和废气抽出，使新鲜气体进入曲轴箱，形成不断的对流。曲轴箱通风方式一般有两种，一种是自然通风，另一种是强制通风。

（1）自然通风装置 从曲轴箱抽出的气体直接导入大气中的通风方式，称为自然通风。柴油机多采用这种曲轴箱自然通风方式。在与曲轴箱连通的气门室盖或润滑油加注口处接出一根下垂的出气管，管口处切成斜口，切口的方向与汽车行驶的方向相反，利用汽车行驶和冷却风扇的气流，在出气口处形成一定的真空，从而将气体从曲轴箱抽出，如图6-10所示。

图6-10 自然通风装置图

图6-11 强制式通风装置

（2）强制式通风装置 从曲轴箱抽出的气体导入发动机的进气管，进而被吸入气缸进行再燃烧，这种通风方式称为强制通风。汽油机一般都采用这种曲轴箱强制通风方式，这样，可以将窜入曲轴箱内的混合气进行回收和使用，有利于提高发动机的燃油经济性，如图6-11所示。