12366-內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造第9章

1、9.1 潤滑系統(tǒng)的功用及組成9.2 潤滑系統(tǒng)的主要零部件第9章 內(nèi)燃機(jī)潤滑系統(tǒng)第9章 內(nèi)燃機(jī)潤滑系統(tǒng)教學(xué)提示：內(nèi)燃機(jī)潤滑系統(tǒng)是為了保證內(nèi)燃機(jī)正常工作，潤滑系統(tǒng)就是將清潔的、壓力一定的、溫度適宜的機(jī)油不斷地輸送到各個(gè)摩擦表面，形成液體摩擦。以減小摩擦阻力、降低功率損耗、減輕磨損，延長使用壽命。主要講述內(nèi)燃機(jī)潤滑系統(tǒng)的作用、組成和工作過程，特別是潤滑系統(tǒng)的主要部件的構(gòu)造和工作原理。教學(xué)要求：本章主要應(yīng)掌握潤滑系統(tǒng)的基本油路的組成和主要部件的構(gòu)造及工作原理。其重點(diǎn)是讓學(xué)生了解常見的內(nèi)燃機(jī)潤滑系統(tǒng)油路的組成。掌握機(jī)油泵和濾清器等主要部件的構(gòu)造及工作，熟練掌握內(nèi)燃機(jī)潤滑系統(tǒng)的正確使用與維護(hù)方法。9.1

2、潤滑系統(tǒng)的功用及組成9.1.1 潤滑系統(tǒng)的功用內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，傳力零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間不能直接接觸。因?yàn)椋魏瘟慵墓ぷ鞅砻?，即使?jīng)過極為精密的加工，也難免存在一定程度的表面粗糙度（圖9.1）。在它們接觸且相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，必然產(chǎn)生摩擦和磨損。而摩擦產(chǎn)生的阻力，既要消耗動(dòng)力，阻礙零件的運(yùn)動(dòng)，又使零件發(fā)熱，甚至導(dǎo)致工作表面燒損。因此，必須進(jìn)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(huì)大為減少。內(nèi)燃機(jī)的潤滑是由潤滑系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。潤滑系統(tǒng)除了起潤滑作用外，還起到了清潔、冷卻和密封作用。潤滑油膜形成的基本條件是兩零件之間存在油楔及

3、相對(duì)運(yùn)動(dòng)，并且有足夠的潤滑油供給。潤滑油膜形成原理如圖9.2所示。靜止時(shí)，在自重的作用下，軸處于最低位置與軸承以P點(diǎn)相接觸（如圖9.2a所示），這時(shí)潤滑油從軸和軸承中被擠出來。當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，粘附在軸表面的油便隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。由于軸與軸承的間隙成楔形，使?jié)櫥彤a(chǎn)生一定的壓力。在此壓力作用下，軸被推向一側(cè)（圖9.2b所示）。軸的轉(zhuǎn)速越高，單位時(shí)間被帶動(dòng)的油也越多，油壓力就越大。當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定高度時(shí)，軸便被油壓抬起（圖9.2c所示）。這樣，油膜將油與軸承完全隔開，使之變?yōu)橐后w摩擦，從而減輕了運(yùn)動(dòng)阻力，減少了運(yùn)動(dòng)件的磨損。同理，作直線運(yùn)動(dòng)的零件，其前端制有倒角時(shí)，潤滑油也可楔入運(yùn)動(dòng)表面而形成油膜（圖9

4、.3所示）。（1） 潤滑 內(nèi)燃機(jī)潤滑系統(tǒng)的基本任務(wù)就是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（3） 冷卻（4） 密封9.1.2潤滑系統(tǒng)的潤滑方式內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，由于各運(yùn)動(dòng)零件的工作條件不同，因而所要求的潤滑強(qiáng)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?，F(xiàn)代汽車內(nèi)燃機(jī)都采用復(fù)合式潤滑方式。壓力潤滑 對(duì)負(fù)荷大，相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(jī)油輸送到摩擦面間隙中進(jìn)行潤滑的方式。飛濺潤滑 是對(duì)外露、負(fù)荷較輕、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較?。ㄈ纾夯钊N、氣缸壁、凸輪表面和挺桿等）的工作表面，依靠

5、運(yùn)動(dòng)零件飛濺起來的油滴或油霧進(jìn)行潤滑的方式。某些零件（如活塞與氣缸壁）雖然工作條件較差，但為了防止過量潤滑油進(jìn)入燃燒室而造成內(nèi)燃機(jī)工作惡化，也采用飛濺潤滑。9.1.3 潤滑系統(tǒng)的組成潤滑系統(tǒng)的工作質(zhì)量直接影響內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性和工作可靠性。如果潤滑系統(tǒng)發(fā)生故障，不僅會(huì)加速零件磨損，甚至?xí)斐芍卮笫鹿省?汽油機(jī)潤滑油路汽油內(nèi)燃機(jī)的潤滑系統(tǒng)一般由加油管、油底殼、集濾器、機(jī)油泵、粗細(xì)濾器、機(jī)油散熱器、主油道、分油道、限壓向、旁通閥等組成。由于汽油內(nèi)燃機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸在內(nèi)燃機(jī)上有三種布置（下置、中置和上置）形式，故內(nèi)燃機(jī)潤滑油路有所不同。但常用的有中置和上置兩種。(1) 中置式凸輪軸汽油機(jī)潤滑油路汽油

6、內(nèi)燃機(jī)潤滑油路如圖9.4所示。2柴油機(jī)潤滑油路由于柴油機(jī)與汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作條件不一樣，其潤滑系統(tǒng)的組成和油路也各有不同。柴油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷較大，其活塞一般專設(shè)油道進(jìn)行冷卻；所配用的噴油泵、調(diào)速器、增壓器等也需要潤滑，因此，要求柴油機(jī)的潤滑強(qiáng)度較高。為了保證潤滑系統(tǒng)工作可靠，通常設(shè)有機(jī)油散熱器。如圖9.5所示為柴油機(jī)潤滑油路示意圖。油底殼中的機(jī)油經(jīng)集濾器、機(jī)油泵（附設(shè)限壓閥，開啟壓力為1550kPal50kPa）、機(jī)油濾清器（附旁通閥）、機(jī)油散熱器進(jìn)入主油道。機(jī)油散熱器上裝有限壓閥，當(dāng)油壓過高時(shí)，限壓閥開啟，機(jī)油直接由此閥進(jìn)入主油道，避免機(jī)油散熱器損壞。上置式凸輪軸汽油機(jī)潤滑油路如圖9.

7、6所示，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，機(jī)油經(jīng)集濾器初步過濾后進(jìn)入機(jī)油泵，機(jī)油泵輸出的機(jī)油全部流經(jīng)機(jī)油濾清器，然后進(jìn)入縱向主油道。主油道中的機(jī)油分別由各分油道進(jìn)入曲軸主軸承和連桿軸承，再通過連桿桿身的油道潤滑活塞銷，并對(duì)活塞進(jìn)行噴油冷卻。9.2 潤滑系統(tǒng)的主要零部件9.2.1 機(jī)油泵機(jī)油泵的作用是將一定壓力和數(shù)量的潤滑油供到潤滑表面。汽車內(nèi)燃機(jī)常用的機(jī)油泵有齒輪式和轉(zhuǎn)子式兩種。 1齒輪式機(jī)油泵齒輪式機(jī)油泵工作原理如圖9.8所示。因油泵殼體內(nèi)壁的間隙很小，泵殼上有進(jìn)出油孔。當(dāng)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，齒輪按圖示箭頭方向旋轉(zhuǎn)，輪齒將潤滑油（如圖中經(jīng)箭頭所示）從進(jìn)油腔帶到出油腔，使出油腔油壓增大，潤滑油便經(jīng)出油口被壓送到內(nèi)燃機(jī)

8、油道中。機(jī)油泵多裝在曲軸箱內(nèi)，利用凸輪軸或曲軸驅(qū)動(dòng)。如圖9.9所示為齒輪式機(jī)油泵結(jié)構(gòu)圖。固定式機(jī)油集濾器與機(jī)油泵進(jìn)油口相連，機(jī)油泵上部的出油口與上曲軸箱的油道及粗濾器相通，油泵下部的管接頭用油管與機(jī)油細(xì)濾器連接，整個(gè)油泵（連同集濾器）用兩個(gè)螺釘安裝在曲軸箱內(nèi)主軸承一側(cè)。機(jī)油泵殼體內(nèi)裝有主動(dòng)軸和從動(dòng)軸。主動(dòng)軸下端用半圓鍵固裝著直齒齒輪，上端制有長槽與分電器傳動(dòng)軸連接。分電器軸上固裝著傳動(dòng)齒輪由凸輪軸上的斜齒輪驅(qū)動(dòng)。從動(dòng)軸壓人殼體內(nèi)，其上松套著從動(dòng)齒輪。2轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵工作原理如圖9.10所示，主動(dòng)的內(nèi)轉(zhuǎn)子有四個(gè)凸齒，從動(dòng)的外轉(zhuǎn)子有五個(gè)內(nèi)齒，外轉(zhuǎn)子在泵殼內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)外轉(zhuǎn)子間有一定的偏

9、心距。當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)外轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，無論轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到任何角度，內(nèi)外轉(zhuǎn)子每個(gè)齒的齒形輪廓線上總有接觸點(diǎn)，于是內(nèi)外轉(zhuǎn)子間便形成了4個(gè)工作腔。由于內(nèi)外轉(zhuǎn)子的速比大于1（i=1.25），所以外轉(zhuǎn)子總是帽于內(nèi)轉(zhuǎn)子，且由于偏心距的存在，使工作腕的容積產(chǎn)生較大變化。當(dāng)某一工作腔從進(jìn)油腔轉(zhuǎn)過時(shí)，容積增大，產(chǎn)生真空，機(jī)油便經(jīng)進(jìn)油孔被吸入。當(dāng)該工作腔與出油腔相通時(shí)，腔內(nèi)容積減小，油壓升高，機(jī)油經(jīng)出油孔壓出去。轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵結(jié)構(gòu)緊湊，吸油真空度高，泵油量大，對(duì)安裝位置無特殊要求，可布置在曲軸箱外或吸油位置較高的地方。轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵的構(gòu)造如圖9.11所示。轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵的主動(dòng)軸通過軸套和卡環(huán)安裝在機(jī)油泵殼體和蓋板上。內(nèi)轉(zhuǎn)

10、子用半圓鍵固裝在主動(dòng)軸上。外轉(zhuǎn)子裝在泵殼內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，內(nèi)外轉(zhuǎn)子均由粉末冶金壓制。為了保證內(nèi)外轉(zhuǎn)子之間以及外轉(zhuǎn)子與泵殼之間安裝的正確性，油泵殼體與泵蓋之間用兩個(gè)定位銷定位，并用螺栓緊固。泵蓋與殼體之間有紙質(zhì)襯墊，用以密封和調(diào)整轉(zhuǎn)子與泵殼端面間隙。主動(dòng)軸前端通過半圓鍵固裝著傳動(dòng)齒輪，由曲軸經(jīng)中間齒輪驅(qū)動(dòng)。9.2.2機(jī)油濾清器內(nèi)燃機(jī)工作過程中，金屬磨屑，塵土、高溫下被氧化的積碳和膠狀沉淀物、水等不斷混入潤滑油。機(jī)油濾清器的作用就是濾掉這些機(jī)械雜質(zhì)和膠質(zhì)，保持潤滑油的清潔，延長其使用期限。機(jī)油濾清器應(yīng)具有濾清能力強(qiáng)，流通阻力小，使用壽命長等性能。一般潤滑系統(tǒng)中裝用幾個(gè)不同濾清能力的濾清器（集濾器、粗濾器

11、和細(xì)濾器），分別并聯(lián)或串聯(lián)在主油道中（與主油道串聯(lián)的濾清器稱為全流式濾清器，與之并聯(lián)的則稱為分流式濾清器）。這樣既能使機(jī)油較好地濾清，又不致因?yàn)V芯的阻礙作用使?jié)櫥到y(tǒng)的流動(dòng)阻力太大。1集濾器圖9.12 固定式機(jī)油集濾器集濾器一般是濾網(wǎng)式的，裝在機(jī)油泵之前，濾除較大的機(jī)械雜質(zhì)。集濾器可分為浮式和固定式兩種。 圖9.12為固定式集濾器的構(gòu)造。吸油管總成的上端有與機(jī)油泵進(jìn)油孔連接的凸緣，下端與濾網(wǎng)支座中心固定連接，罩的翻邊包在支座外緣凸臺(tái)上，濾網(wǎng)夾裝于支座與罩之間。濾網(wǎng)靠自身的彈力緊壓在罩上。罩的邊緣有4個(gè)缺口，形成進(jìn)油通道。當(dāng)機(jī)油泵工作時(shí)，潤滑油從罩的缺口處經(jīng)濾網(wǎng)被吸人，粗大的雜質(zhì)被濾網(wǎng)濾去，然后

12、經(jīng)吸油管進(jìn)入機(jī)油泵。2粗濾器粗濾器是用來過濾潤滑油中顆粒較大（直徑為0.04mm以上）的雜質(zhì)。由于它對(duì)潤滑油的流動(dòng)阻力較小，故可串聯(lián)于機(jī)油泵與主油道之間。粗濾器的構(gòu)造如圖9.13所示，濾芯由經(jīng)過樹脂處理的多孔濾紙制成，濾紙折成扇形或波紋形。濾芯的兩端由環(huán)形密封圈和密封，濾芯內(nèi)裝有金屬絲網(wǎng)或帶有網(wǎng)眼的薄鐵皮作為骨架。粗濾器工作時(shí)，潤滑油從進(jìn)油孔進(jìn)入濾芯周圍，經(jīng)過濾芯濾清后從出油口流出。濾清器蓋上裝有旁通閥，當(dāng)濾芯堵塞，進(jìn)出油口的壓差達(dá)150kPa190kPa時(shí)，旁通閥的球閥被頂開，機(jī)油直接進(jìn)入主油道。3細(xì)濾器 細(xì)濾器用來清除微小雜質(zhì)（直徑在0.001mm以上）、膠質(zhì)和水分。由于它的阻力較大（實(shí)際

13、上是壓力滲透），故多做成分流式，也有制成全流式的，但需加裝旁通閥，以防斷流。（1）過濾式細(xì)濾器 這種細(xì)濾器多采用耐油耐水的微孔濾紙濾芯。微孔紙芯有較大的濾清面積和通過性，且更換方便。圖9.14所示為一次性使用的細(xì)濾器，其殼體為薄鋼板沖壓封閉式的，內(nèi)裝帶有金屬骨架的紙質(zhì)波折式濾芯，濾芯的下部裝有旁通閥。（2）離心式細(xì)濾器 如圖9.15所示。濾清器外殼上固定著帶中心孔的轉(zhuǎn)子軸。轉(zhuǎn)子體與轉(zhuǎn)子體端套連成一體，其中心孔內(nèi)壓裝著三個(gè)襯套，9.2.3機(jī)油散熱器為了使機(jī)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，有的內(nèi)燃機(jī)還裝有機(jī)油散熱器。機(jī)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?？諝饫鋮s的機(jī)油散熱器結(jié)構(gòu)（圖9.16）與冷卻水散熱器相似，多與主油道并聯(lián)。冷卻水冷卻的機(jī)油散熱器（見圖9.17），將機(jī)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(dòng)，潤滑油在管內(nèi)流動(dòng)（或反之）。當(dāng)油溫較高時(shí)靠冷卻水降溫，而在起動(dòng)暖車油溫較低時(shí)，則從冷卻水吸熱迅速提高機(jī)油溫度。水冷卻的機(jī)油散熱器油溫能得到較好控制。 小 結(jié)本章主要講述了內(nèi)燃機(jī)潤濕系的功用、組成、潤滑方式、以及主要部件的構(gòu)造和工作原理。重點(diǎn)講述了內(nèi)燃機(jī)潤滑系統(tǒng)主要由油底殼、集濾器、機(jī)油泵、粗細(xì)濾器、機(jī)油散熱器、主油道、分油道、限壓向、