1.汽车润滑系统概述

（1）润滑系统的功用 发动机运行时，发动机润滑系统具有下列四个基本功能：减少摩擦、发动机冷却、清洗发动机内部、密封发动机的内部零件，即“润滑、冷却、清洗、密封”。另外，润滑系统还可降低噪声，保护零件表面不被腐蚀氧化，传递液压压力等。

（2）润滑方式

1）压力润滑：将润滑油以一定的压力送到各摩擦表面的间隙；

2）飞溅润滑：利用零件运动时飞溅起来的油滴和油雾来润滑零件表面；

3）定期润滑：在使用压力润滑和飞溅润滑不方便的地方，使用定期加注润滑脂的方法润滑。

（3）润滑系统的组成（见图1-407）

图1-407 润滑系统的组成

1—机油调节孔 2—机油压力开关 3—机油滤清器 4—机油散热器 5—油底壳 6—机油集滤器 7—机油泵

1）油底壳：用于储存机油。

2）机油泵：将机油以一定的压力送到发动机各个需要部位。

3）安全阀及旁通阀：安全阀用来限制最高机油压力；旁通阀用来避免因滤清器堵塞而使主油道无油。

4）机油滤清器：过滤机油中的杂质。

5）机油散热器：使机油保持一定的温度。

6）机油压力表或机油压力过低警告灯、机油温度表、机油尺等：便于驾驶人掌握润滑系统的工作状态。

（4）润滑油路 当发动机不运转时，发动机机油停留在发动机底部的油底壳内。当发动机起动时，机油通过集滤器被机油泵吸收。然后，加压机油经过安全阀（该阀安装在机油泵的出油口，以调节机油压力）流向机油滤清器。在有些高性能发动机上，机油散热器安装在机油滤清器的前面。

经过过滤的机油分为两个流动路线：一个流向缸体，一个流向缸盖。机油经过缸盖和缸体上的许多通道和管道以及其他区域，然后润滑发动机所有的运动零件。润滑各个零件之后，机油返回油底壳。

图1-408、图1-409所示为丰田2AZ-FE发动机的润滑系统及润滑油路示意图。

图1-408 丰田2AZ-FE发动机润滑系统

图1-409 丰田2AZ-FE发动机润滑油路示意图

∗1：配备2AZ-FE发动机，但澳大利亚和G.C.C.国家的型号除外。

∗2：澳大利亚和G.C.C.国家的型号。

图1-410、图1-411所示为丰田2GR-FEV6发动机的润滑系统及润滑油路示意图。

图1-410 丰田2GR-FE发动机润滑系统

图1-411 丰田2GR-FE发动机润滑油路示意图

∗1：仅适用于澳大利亚和G.C.C国家使用的型号。

∗2：机油控制阀。

2.认识润滑系统的主要部件

发动机润滑系统的主要部件有机油泵、安全阀、机油集滤器、机油滤清器、机油散热器和机油压力开关等。

（1）机油泵 机油泵的功用是保证机油在润滑系统内循环流动，并在发动机任何转速下都能以足够高的压力向润滑部位输送足够数量的机油。

机油泵结构形式可分为齿轮式和转子式两类。齿轮式机油泵又分内啮合齿轮式和外啮合齿轮式。

图1-412所示为内啮合齿轮式机油泵。驱动齿轮随着曲轴旋转时，在进油口端齿轮轮齿脱离啮合，轮齿之间的间隙增大，机油被吸入进油腔，接着被轮齿带到出油腔，齿轮轮齿进入啮合，轮齿之间的间隙减小，容积变小，压力增大，齿侧面和月牙块之间的油被泵送出去。

图1-413所示为转子式机油泵。转子式机油泵由内转子、外转子与壳体组成。内转子的外齿齿数通常比外转子的内齿齿数少一个。转子的齿廓形状曲线为次摆线，所以又称次摆线泵。内、外转子间有一定偏心距，外转子在内转子的带动下转动。壳体上设有进油孔和出油孔。

图1-412 内啮合齿轮式机油泵

1—驱动齿轮 2—从动齿轮 3—月牙块

图1-413 转子式机油泵

在内、外转子的转动过程中，转子每个齿的齿形齿廓线上总能互相成点接触。因此，在内、外转子之间形成了数个互相封闭的工作腔。由于外转子总是慢于内转子，这些工作腔在旋转过程中不但位置会发生改变，容积大小也在改变。每个工作腔总是在最小时与壳体上的进油孔接通，随后容积逐渐变大，形成真空，把机油吸进工作腔。当该容积旋转到与泵体上的出油孔接通与进油孔断开时，容积开始变小，工作腔内压力升高，将腔内机油从出油孔压出。直至容积变为最小，重新与进油孔接通开始进油为止。与此同时，其他工作腔也在进行着同样的工作过程。转子式机油泵的优点是结构紧凑、吸油真空度高、泵油量大且供油均匀度好。

机油泵必须在发动机各种转速下都能供给足够数量的机油，以维持足够的机油压力，保证发动机的润滑。机油泵的供油量与其转速有关，而机油泵的转速又与发动机转速成正比。因此，在设计机油泵时，都是使其在低速时有足够大的供油量。但是，在高速时机油泵的供油量明显偏大，机油压力也显著偏高。另外，在发动机冷起动时，机油粘度大，流动性差，机油压力也会大幅度升高。为了防止油压过高，在润滑油路中设置了安全阀，一般安全阀装在机油泵或机体的主油道上。如果油压达到规定值，安全阀开启，多余的机油返回机油泵进口或流回油底壳。

机油泵驱动方式：机油泵通常是直接由曲轴驱动，如日产VQ系列发动机的机油泵即由曲轴前端轴驱动，如图1-414所示。也可以由曲轴通过齿轮、链条或正时齿带驱动等，如大众迈腾1.8TFSI（增压缸内燃油分层喷射）发动机机油泵的驱动方式采用链传动，如图1-415所示。

图1-414 日产VQ系列发动机的机油泵由曲轴直接驱动

此驱动装置中的一个聚酰胺滑动导轨（导链板）被用来固定和张紧链条。张紧力是由一根机械弹簧产生的。因为动态负载变化较小，所以不需要使用液压减振系统。链条由油底壳内的油或回油润滑。

（2）机油集滤器与机油滤清器

1）机油集滤器。集滤器采用滤网式结构，安装于机油泵进油管上。过去有的汽车上采用浮式集滤器，飘浮于机油表面吸油，但由于容易吸入泡沫而导致机油压力降低，目前大多数汽车都采用固定式集滤器，位于油面下面吸油，可防止吸入泡沫。同时，固定式集滤器结构简单，由一层滤网通过卡簧固定在机油收集器上。

2）机油滤清器。轿车发动机多采用全流式过滤型机油滤清器。全流式机油滤清器是指被机油泵所泵送的全部机油都需通过机油滤清器。这种机油滤清器的结构通常如图1-416所示。

图1-415 迈腾TFSI发动机机油泵的驱动

机油滤清器的滤芯一般采用纸质滤芯，纸质滤芯由经过酚醛树脂处理的微孔滤纸制造，这种滤纸具有较高的强度，较好的抗腐蚀性和抗湿性。纸质滤芯具有质量小、体积小、结构简单、滤清效果好、阻力小和成本低等优点，因而得到了广泛的应用。滤清器开口处配备有单向阀，当发动机停止工作时，该阀使机油保存在滤清器后面的油道内。这样可以确保当发动机起动时，迅速地将机油提供给运动零件。

发动机工作时，机油推开单向阀，进入滤芯的外围四周，通过滤芯的过滤后从滤芯中心排出。机油从纸质滤芯的外围进入滤清器中心，然后经出油口流进机体主油道。机油流过滤芯时杂质被截留在滤芯上。(www.daowen.com)

如果机油滤清器的滤芯堵塞，则滤芯内侧和外侧就产生压差，并逐渐增大。当压差达到设定值时，旁通阀打开，此时机油不流过滤芯，就被送至主油道，润滑运动部件。这样虽然防止了因滤芯堵塞而造成的润滑不良，但是送入的是脏油，所以必须定期更换机油滤清器。

滤清器使用时间达到了更换周期后，一般需要把整个滤清器拆下换上新滤清器。但也有的车采用只更换滤芯的方式，如丰田汉兰达1AR-FE发动机，它最新开发机油滤清器的滤芯使用高性能滤纸，以提高过滤性能。滤芯可以燃烧，以达到环保目的。滤清器盖采用塑料制成，以减小质量。该机油滤清器的结构能够排出机油滤清器中的剩余机油。拆下排放螺栓，将与滤芯一起提供的排放管插入机油滤清器中，即可排放机油滤清器中的机油。这可防止更换滤芯时机油溅射，技术人员在工作时无需触碰热机油，如图1-417所示。

图1-416 全流式机油滤清器

图1-417 丰田汉兰达1AR-FE发动机的机油滤清器

（3）机油冷却器 如果发动机机油的温度未升至100℃，就是最优状态。但是，如果温度升至125℃以上，则发动机润滑性能将急剧下降。所以为保持润滑性能，有些发动机上装备了机油冷却器。

发动机机油冷却器分为风冷式和水冷式两类。风冷式机油冷却器很像一个小型散热器，利用汽车行驶时的迎面风对机油进行冷却。这种机油冷却器散热能力大，多用于赛车及热负荷大的增压汽车上。但是风冷式机油冷却器在发动机起动后，需要很长的暖机时间才能使机油达到正常的工作温度，所以普通轿车上很少采用。

轿车上的机油冷却器安装在某些高性能发动机的缸体与机油滤清器之间，如图1-418所示。发动机冷却液通过机油冷却器循环流动，并吸收机油散发的热量。

图1-418 机油冷却器

正常状态下，全部机油都应流入机油冷却器，经冷却后再流向发动机各个部分。在较低温度时，机油粘度较高，易于产生较高的油压。当机油冷却器流入侧和流出侧的压差上升并超过规定值时，单向阀（旁通阀）打开。来自机油泵的机油将从机油冷却器旁通油路，直接流至发动机的其他部分，从而防烧损故障。

有些柴油发动机的机油冷却器通常安装在发动机的侧面水套中，如图1-419所示。

图1-419 装在缸体侧面水套中的机油冷却器

（4）机油压力开关 机油压力开关安装在机油滤清器的后段。若机油压力下降并低于一定值后，开关通过接通仪表板上的低机油压力指示灯向驾驶人发出警报。正常的油压介于5～50kPa之间。如果油压降至2kPa以下，则机油压力警告灯即亮。如果警告灯亮，则意味润滑系统内有某种异常。而且，机油压力警告灯不亮，仍不能保证在高速运转时发动机已有正确的油压，所以有些发动机还采用机油压力表来显示油压。

机油压力开关与机油压力警告灯的工作情况如图1-420所示。当油压为低值（约（2±0.5）kPa）或更低时，机油压力开关内的触点闭合，机油压力警告灯即亮。当发动机起动时，或油压高于规定值时，油压推动机油压力开关内的膜片使触点断开，机油压力警告灯熄灭。

图1-420 机油压力开关与机油压力警告灯的工作情况

有的发动机还有机油液面过低警告开关。当机油液面过低时，发动机机油低油位警告灯会亮。

3.认识曲轴箱通风系统

（1）曲轴箱通风系统的作用 发动机工作中，气缸内的可燃混合气和燃烧以后的废气有一部分会经缸壁间隙漏入曲轴箱内。这些气体中的燃油冷凝后会使内燃机油稀释、变质。废气中的水蒸气凝结后使机油中的含水量增加，泡沫增加，影响润滑。另外，废气中的酸性物质还会使机油的酸性增加，从而腐蚀发动机零件。同时，进入曲轴箱内的气体还会使曲轴箱内的压力升高，造成接合面、油封等处漏油。

曲轴箱通风装置的作用是将这些气体及时从曲轴箱内抽出，保证润滑系统的正常润滑，延长机油的使用寿命，保证发动机机件不被腐蚀，防止发生泄漏。

（2）曲轴箱的通风方式与工作过程 曲轴箱通风是将外界空气经过滤后送入曲轴箱内，并将曲轴箱内的气体排出。将曲轴箱内的气体直接排到大气中去，称为自然通风；将曲轴箱内的气体导入进气管内，称为强制通风。

大多数汽油机都采用强制通风方式，在气缸盖前罩盖上设有曲轴箱通风新鲜空气进气口，与空气滤清器后方相连。发动机工作时，在进气管的抽吸下，曲轴箱内的窜缸混合气经缸盖与缸体之间的通道，进入到气缸盖罩油气分离装置，并由PCV阀进入到进气歧管内，继而进入气缸烧掉。外界的空气经通风进气口进入曲轴箱内。

PCV阀安装在进气歧管和气门室盖之间。一般来说，当发动机负荷大（进气歧管真空度小）时所产生的窜缸混合气的量就会变得较大；相反，当发动机负荷小（进气歧管真空度大）时，所产生的窜缸混合气的量也将变得较小。当歧管真空度大时，因为产生窜缸混合气的量较小，所以PCV阀的通道应该变窄。

曲轴箱通风单向阀（PCV阀）由阀体、阀座、阀和弹簧构成。当发动机怠速运转时，进气管内的真空度很大，阀克服弹簧的弹力而靠在阀座上，曲轴箱内的气体只能通过小的通道进入进气歧管。当发动机负荷增大时，进气管内的真空度减小，阀在弹簧的弹力下打开，通风量逐渐增加。当发动机处于全负荷时，通风量最大。

发动机停机时，PCV阀被弹簧力关闭，如图1-421所示。

图1-421 发动机停机时PCV阀关闭

怠速运转或减速时，因为真空度大，PCV阀被进一步吸入，真空通道变窄，如图1-422所示，通风量较小，保证发动机运转平稳。

图1-422 怠速运转或减速时PCV阀开度小

正常运行时，真空通道开度根据真空度进行调节，随着真空度降低，PCV阀真空通道增大，如图1-423所示。

图1-423 正常运行时随着真空度降低，PCV阀真空通道增大

加速或高负荷时，此阀被完全打开，将通道开启至最大。当所产生的窜缸混合气超过PCV阀的吸入能力时，有部分气体从气缸盖被吸入节气门（空气滤清器侧）的前方流入进气歧管，如图1-424所示。

图1-424 加速或高负荷时PCV阀开启至最大

4.清洗润滑系统油路

从分解后的发动机缸体、缸盖等部上都找到相应的润滑油道，用化油器清洗剂清洗，然后用压缩空气吹净。

5.检修机油泵

机油泵磨损的检查主要是检查机油泵的三个间隙，即体隙、端隙、齿隙，其值应符合原厂维修手册的规定。如果无法查到这些数据，可按以下数值进行检查。

（1）转子式机油泵的间隙（见图1-425）

1）内、外转子之间的间隙应小于0.25mm。

图1-425 检查转子式机油泵的间隙

1—机油泵外齿轮和机油泵体之间的间隙（体隙） 2—机油泵内齿轮和机油泵外齿轮之间的径向间隙（齿隙） 3—机油泵内齿轮和机油泵体之间的齿端间隙（端隙） 4—机油泵外齿轮和机油泵体之间的齿端间隙（端隙）

2）外转子与泵壳之间的间隙应小于0.35mm。

3）机油泵内、外齿轮和机油泵体之间的齿端间隙应小于0.10mm。

（2）齿轮式机油泵的间隙

1）齿轮端面与泵盖之间的间隙可用塑料间隙规检查，其值应不大于0.06mm。

2）齿轮齿顶与壳体之间的间隙应小于0.15mm。

也可用经验法检查机油泵：用手转动机油泵，检查其转动是否灵活，用手转动主动齿轮轴，进行泵柴油或机油试验，用另一只手大拇指堵住出油口，不能堵住，或者说当用手堵住出油口后，机油泵主动齿轮轴变得转不动，则说明机油泵良好。