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第六章润滑系
§6—1概述
一、润滑系的作用
发动机工作时，各运动零件在很小的配合间隙下作高速相对运动。由于零件接触表面呈凹凸不平状，如果零件的金属表面之间直接摩擦，将增大发动机的功率消耗，加速零件工作表面的磨损，摩擦产生的热量还可能将零件工作表面烧损，致使发动机无法正常运转。为了提高发动机工作的可靠性，延长其使用寿命，发动机工作时，润滑系连续不断地将足够数量、温度适宜、清洁的润滑油输送到各摩擦表面，并在摩擦表面形成油膜，实现液体摩擦，其主要作用有：
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1．润滑作用  在两个相对运动的零件表面之间形成油膜，避免它们直接接触，实现液体摩擦，使摩擦系数大大减小，从而减少零件磨损和发动机的功率损失。
2．冷却作用  循环流动的润滑油不断地吸收并带走摩擦表面的热量，保持零件的正常工作温度。
3．清洗作用  具有一定压力和粘度的润滑油在摩擦表面循环流动时，带走摩擦面间的金属磨屑、积碳和沙粒等。
4．密封作用    附着在气缸壁、活塞和活塞环等零件上的油膜，填充了相互间的间隙，减少了漏气，提高了零件的密封效果。
5．减振与防锈作用  零件接触表面间的油膜，可吸收零件间的冲击振动，从而降低了发动机的噪声。油膜还可以防止水、空气和酸性气体对零件表面的氧化和腐蚀。
二、发动机的润滑方式
发动机工作时，各运动零件所承受的载荷大小及相对运动速度不同，所要求的润滑强度也
不同，因此需要采取不同的润滑方式。现代汽车发动机多采用压力润滑和飞溅润滑相结合的综合润滑方式。
1．压力润滑
压力润滑是指发动机工作时，机油泵将一定压力的润滑油连续不断地压送到各摩擦表面的润滑方式。压力润滑主要用于承受载荷大、相对运动速度较高的摩擦表面，如曲轴的主轴颈、连杆轴颈、凸轮轴轴颈和摇臂轴等与各自对应的轴承(或座孔)之间的润滑。
2．飞溅润滑
飞溅润滑是指发动机工作时，利用运动零件飞溅起来的油滴和油雾润滑摩擦表面的润滑方式。飞溅润滑主要适用于外露表面、承受载荷较小的工作表面，如气缸壁、活塞销、挺柱、气门杆、凸轮、偏心轮等的润滑。
三、润滑系的组成
如图6—2，为保证发动机得到正常的润滑，发动机润滑系一般由以下几部分组成：
1．润滑油储存与输送装置  包括油底壳、机油泵、输油管和气缸体与气缸盖上的润滑油道等。其作用是保证润滑油的储存、加压和循环流动。
2．润滑油滤清装置  包括集滤器、粗滤器和细滤器等。其作用是滤除润滑油中的金属磨屑、机械杂质和胶质等，防止堵塞油道和油管。
3．润滑油冷却装置    一些热负荷较高的发动机设有机油散热器，以加强润滑油的冷却，确保润滑油在最佳温度范围(70～90℃)内工作。
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4．安全和限压装置    设在机油泵上或主油道中的限压阀、粗滤器或细滤器上的旁通阀，可以限制润滑系中的最高油压，保证润滑系工作时有足够的润滑油量。
5．润滑系工作检查装置  包括机油压力表、油温表、机油标尺和机油压力过低警告灯等，以便驾驶员能随时掌握润滑系的工作状况。
四、润滑系的油路
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现代汽车发动机润滑系油路的布置方案及润滑油的流动路线基本相同，只是由于润滑系的工作条件和一些具体结构不同而有所区别。
图6—3所示为东风ECU1092型汽车发动机润滑系油路示意图。发动机工作时，机油泵将润滑油从油底壳吸出，经集滤器过滤并经机油泵加压后输出。从机油泵输出的润滑油分成两路，大多数(85％)润滑油经机油粗滤器滤除较大颗粒的杂质后进入主油道，经曲轴箱的前、后端及隔板和气缸盖上的油道，分别到达曲轴主轴颈、连杆轴颈、凸轮轴轴颈、摇臂轴轴颈、正时齿轮表面和空气压缩机内进行压力润滑；飞溅的润滑油对活塞、活塞环、活塞销、气缸壁、气门杆、推杆和凸轮表面等进行飞溅润滑。少量的(15％)润滑油经限压阀进入与主油道并联的机油细滤器，滤去较细小的杂质和胶质后流回油底壳。由于油底壳中的润滑油可周期性地通过细滤器滤清，因此保证了润滑油的质量。如果润滑油温度高于设定值，部分润滑油进入散热器，冷却后流回油底壳。主油道上安装的机油压力传感器，可感应润滑系的润滑油压力。
机油泵上设有限压阀，当润滑油压力超过规定值时，限压阀打开，多余的润滑油经限压阀流回油底壳或机油泵的进油口。
机油细滤器上设有进油限压阀，当润滑油的压力较低时，进油限压阀关闭，润滑油全部进入主油道，以保证发动机的正常润滑。
机油粗滤器上设有旁通阀，当粗滤器滤芯堵塞时，润滑油压使旁通阀开启，润滑油不经过滤而直接进入主油道，保证发动机的润滑。
润滑系中设有机油压力传感器和最低油压报警开关，以监控润滑系的油压。
图6—4所示为红旗CA7220型轿车发动机润滑系油路示意图。机油泵为转子式，由中间轴驱动，其吸油口连接固定式集滤器，出油口与气缸体上的输油道连接。润滑系只有一个全流式整体旋装的机油滤清器，纸质滤芯一次使用，无需保养，外壳与滤芯一起更换。
课堂小结
1、润滑系的作用
2、发动机的润滑方式
3、润滑系的组成
4、润滑系的油路
作业  习题册
复习提问
1、润滑系的作用、发动机的润滑方式、润滑系的组成
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由润滑系的组成导入
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§6—2润滑系的主要部件
一、机油泵
机油泵的作用是将一定压力和足够数量的润滑油压送到各润滑表面，并保证润滑油在系统内的正常循环流动。
机油泵根据结构形式的不同分为齿轮式机油泵和转子式机油泵两种。齿轮式机油泵又分为外啮合式机油泵和内啮合式机油泵两种，一般将前者称为齿轮式机油泵。
1．齿轮式机油泵
力帆汽车620机油泵体内装有一个主动齿轮和一个从动齿轮，齿轮的端面由机油泵盖封闭，齿轮和泵体之间的间隙很小，泵体、泵盖和齿轮的各个齿槽间组成工作腔。主动齿轮由凸轮轴上的斜齿轮或曲轴前端齿轮驱动。
外啮合齿轮式机油泵的结构简单，制造方便，工作可靠，所以应用较广泛。
2．内啮合齿轮式机油泵
内啮合齿轮式机油泵由泵体、泵盖、内齿轮、外齿圈、月牙形块和限压阀等组成。其内齿轮是主动齿轮，套在曲轴前端，通过花键由曲轴直接驱动，外齿圈是从动齿轮，装在机油泵体内。泵体固定在曲轴的前端。
内啮合齿轮式机油泵由曲轴直接驱动，不需中间传动机构，所以其零件数量少，制造成本低，占用空间小，使用范围较广。
3．转子式机油泵
转子式机油泵也称为偏心内啮合转子式机油泵，其结构如图6—8所示。主要由泵体、泵盖、内转子、外转子、油泵轴和限压阀等组成。主动的内转子和从动的外转子都装在泵体内。主动的内转子固定在油泵轴上，从动的外转子在油泵体内可以自由转动，两者之间有一定的偏心距。内转子有四个凸齿，外转子有五个凹齿，内、外转子在任何位置，两者间都可形成四个相互独立的工作腔。
二、机油滤清器
机油滤清器的作用是滤除润滑油中的金属磨屑、机械杂质、胶质、水和润滑油中的氧化物，保持润滑油的清洁及良好的润滑性能，保证润滑系正常工作。
机油滤清器根据滤清效果不同分为集滤器、粗滤器和细滤器，并分别串联或并联在主油道中，这样既能使润滑油得到较好的滤清，又不至于造成很大的流动阻力。其中串联于机油泵与主油道之间的称为全流式滤清器，发动机工作时润滑油全部经滤油器滤清；与主油道并联的称为分流式滤清器。
为了保证滤清效果，发动机一般采用集滤器、粗滤器和细滤器等多级滤清方式。现代轿车发动机上普遍只设有集滤器和一个全流式机油滤清器。
1．机油集滤器
机油集滤器一般采用金属网式结构，装在机油泵进油口之前，用来滤除润滑油中较大颗粒的杂质。目前汽车发动机所用的集滤器有浮式和固定式两种。
浮式集滤器能吸入油面上较清洁的润滑油，但油面上的泡沫也容易被吸入机油泵，使润滑油的压力降低，导致润滑的可靠性下降。
固定式集滤器结构简单，装在油面下，其吸入的润滑油清洁度稍逊于浮式集滤器，但可防止泡沫的吸入，保证润滑可靠。现代汽车发动机广泛采用固定式集滤器。
2．机油粗滤器
机油粗滤器的作用是滤除润滑油中较大颗粒(直径为0.05～0.1mm)的杂质，向主油道和摩擦表面供给较清洁的润滑油。由于其通过能力较好，一般串联在机油泵与主油道之间，属于全流式滤清器。
3．机油细滤器
机油细滤器的作用是滤除润滑油中细小颗粒(直径小于0.05mm)的杂质。由于其通过能力较差，一般与主油道并联安装，属于分流式滤清器。发动机工作时，只有15％左右的润滑油通过细滤器。
机油细滤器有过滤式和离心式两种类型。离心式细滤器的滤清效果好，通过能力强，结构简单，工作可靠，使用寿命长，所以应用广泛。
离心式机油细滤器对金属和胶质有良好的滤清效果，通过能力强，不需更换滤芯，只需定期清洗即可；但润滑油从喷嘴喷出时，会与空气强烈混合并形成泡沫，将加快润滑油氧化变质的速度。使用中判断转子是否旋转正常的方法是，在发动机熄火后的2～3min时间内，由于惯性作用仍能听到转子旋转时发出轻微的“嗡嗡”声为好，否则应予检修。
4．复合式机油滤清器
复合式机油滤清器由壳体、滤清器盖、粗滤芯、细滤芯、旁通阀和安全阀等组成。粗滤芯和细滤芯串联安装于壳体内，上、下端通过橡胶密封圈密封，在滤清器盖上设有旁通阀和安全阀。
发动机工作时，机油泵压出的润滑油从进油口进入机油滤清器，分别经过粗滤芯、细滤芯过滤后，进入中心腔并从出油口流入主油道。当细滤芯堵塞，使细滤芯内、外压力差超过90～100kPa时，旁通阀开启，经过粗滤后的润滑油从旁通阀直接流入主油道，而不经过细滤芯的滤清；当进油口与出油口的压力差超过196～245kPa时，安全阀开启，润滑油不经过滤清直接进入主油道，以确保润滑系的润滑油量。
复合式机油滤清器结构简单、工作可靠、纸质滤芯可定期更换、成本低，在现代汽车发动机上广泛应用。
三、机油散热器
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机油散热器的作用是，在一些热负荷较大的发动机上，利用机油散热器对润滑油进行强制冷却，以保证润滑油在最佳温度(70～90℃)范围内工作。
机油散热器分为风冷却式和水冷却式两种。风冷却式机油散热器通常布置在冷却液散热器的前面，利用汽车行驶时的迎面气流以及风扇的强力抽风作用，使管中的润滑油冷却。
水冷却式机油散热器多与机油滤清器支架装在一起，并与主油道串联。发动机工作时，润
滑油经滤清器滤清后，直接进入机油散热器，冷却液在散热器芯管内流动，润滑油则在散热器芯管的外部流动(有的水冷却式散热器流动路线相反)，两种流体在散热器内进行热交换，使高温润滑油得以冷却降温。散热器上装有旁通阀，当润滑油温度过低时，旁通阀打开，润滑油不经过冷却直接进入主油道。