汽车发动机电控技术项目5课件.ppt
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1、汽车发动机构造与维修项目项目5 5 润滑系统构造与维修润滑系统构造与维修润滑系统概述润滑系统主要部件的检修润滑系统故障的诊断与排除 学习目标学习目标了解润滑系统的作用、润滑油路及润滑方式;熟悉润滑系统的组成;掌握润滑系统主要部件的结构和工作原理;掌握润滑系统主要部件的检修方法;熟悉润滑系统的故障诊断和排除方法;掌握润滑系统典型故障案例分析。项目项目5 5 润滑系统构造与维修润滑系统构造与维修任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述 润滑系统的作用一、一、发动机工作时,各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上(形成一对摩擦副),并且发生高速的相对运动,零件表面产生摩擦,加速磨损。因此,为
2、了减轻磨损,减小摩擦阻力,延长零部件的使用寿命,发动机上应设置润滑系统。润滑系统的作用如下:(1)润滑作用。润滑系统可润滑运动零件表面,减小摩擦阻力和磨损,降低发动机的功率消耗。(2)清洗作用。机油在润滑系统内不断循环,清洗摩擦表面,带走磨屑和其他异物。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述(3)冷却作用。机油在润滑系统内循环带走摩擦产生的热量,起到冷却作用。(4)密封作用。机油在运动零件之间形成油膜,提高密封性,防止漏气或漏油。(5)防锈蚀作用。机油在零件表面形成油膜,对零件表面起保护作用,防止腐蚀生锈。(6)驱动作用。机油可用作液压油,起驱动作用,如驱动液压挺柱。(7)减振缓冲作
3、用。机油可在在运动零件表面形成油膜,吸收冲击并减小振动,起减振缓冲作用。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述 润滑系统的用油二、汽车发动机润滑剂包括机油(润滑油)和润滑脂两种。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述机油机油1.(1)机油的分类。我国采用国际上通用的SAE黏度分类法和API使用分类法。SAE黏度分类法将内燃机机油分为两组黏度等级系列:W组黏度等级系列有OW、SW、10W、15W、20W和25W六个低温黏度等级;非W组黏度等级系列有20、30、40、50和60五个高温黏度等级。内燃机机油按黏度等级划分牌号,有单级油和双级油之分,仅标有一个黏度级号的油为单级油。
4、API使用分类法将内燃机机油分为两个系列:Q系列(汽油机机油),有QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG和QH八个级别;C系列(柴油机机油),有CA、CB、CC、CD、CD和CE等。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述(2)机油的选用。使用时,应根据汽车说明书的要求全面对照机油的名称,既看品种又看牌号,合理选择使用。其选用原则如下:根据工作条件的苛刻程度,选用适当的使用级。根据地区季节气温,结合发动机的热负荷,选用适当的黏度等级。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述 润滑方式三、压力润滑压力润滑1.压力润滑系统如图5-1所示。曲轴主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承及气门摇臂
5、轴等,都依靠压力润滑形成油膜,以保证润滑。图5-1 压力润滑系统任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述飞溅润滑飞溅润滑2.利用发动机工作时运动零件飞溅起来的油滴或油雾来润滑摩擦表面的润滑方式称为飞溅润滑。这种润滑方式可使裸露在外面、承受载荷较轻的油泵缸壁,相对滑动速度较小的活塞销,配气机构的凸轮表面及挺柱等得到润滑。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述定期润滑定期润滑3.对于负荷较小的发动机辅助装置只需定期、定量加注润滑脂进行润滑即可。它不属于润滑系统的工作范畴,近年来,部分发动机采用含有耐磨润滑材料(尼龙、二硫化钼等)的轴承来代替加注润滑脂的轴承。任务任务5.1 5.1
6、 润滑系统概述润滑系统概述 润滑油路四、汽车发动机润滑系统的油路布置方案大致相同,只是由于润滑系统的工作条件和具体结构的不同而有差别。图5-2所示为桑塔纳轿车所用发动机的润滑油路。图5-2 桑塔纳轿车所用发动机的润滑油路任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述桑塔纳轿车发动机的复合式润滑系统油路如图5-3所示。图5-3 桑塔纳轿车发动机的复合式润滑系统油路任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述此系统装有两个报警开关,即低压油压开关(带旁通阀)和高压油压开关(带限压阀),均装在机油滤清器支架上。发动机在机油温度为353 K、转速为800 r/min时,机油压力大于或等于0.03
7、 MPa;在2 000 r/min时,机油压力大于或等于0.20 MPa。打开点火开关,仪表板上的机油压力警告灯开始闪烁。发动机起动后,若机油压力大于 0.30 MPa时,则限压阀打开,警告灯熄灭;当发动机低速运转时,若机油压力低于 0.30 MPa,则低压油压开关的触点闭合,机油压力警告灯闪烁。当发动机转速超过 2 150 r/min,机油压力未达到0.018 MPa时,高压油压开关的触点断开,机油压力警告灯闪烁,报警蜂鸣器也同时报警。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述 润滑系统的组成五五、润滑系统的基本装置润滑系统的基本装置1.图5-4为桑塔纳轿车JV型发动机润滑系统的组成。
8、图5-4 桑塔纳轿车JV型发动机润滑系统的组成1加机油口盖;2凸轮轴轴颈;3液压挺柱;4活塞销;5连杆油道;6连杆轴颈斜向油道;7曲轴轴瓦;8机油集滤器;9连杆轴瓦;10齿轮式机油泵;11中间轴轴颈;12机油滤清器;13主油道;14回流阀弹簧;15防止回流阀任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述各类型汽车发动机润滑系统的组成大体相同,一般有以下基本装置:(1)油底壳、机油泵、油管、油道、限压阀等,用于储存机油,建立足够的油压使之在发动机内循环流动,并限制油路中的最高压力。(2)滤清装置,如集滤器、机油滤清器等,用于清除机油中的杂质,保证机油清洁和润滑可靠。(3)冷却装置,如机油散热器
9、、机油冷却器等,用于冷却机油,保持油温正常,使润滑可靠。有些发动机设有专门的机油冷却装置,靠空气流过油底壳来冷却机油。(4)仪表装置,如油温表、油压表等,用来检测润滑系统的工作情况。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述润滑系统的主要部件润滑系统的主要部件2.(1)机油泵。机油泵的作用。机油泵保证机油在润滑系统内循环流动,并在发动机的任何转速下都能以足够高的压力向润滑部位输送足够量的机油。图5-5所示为机油泵和油底壳的实物图。图5-5 机油泵和油底壳的实物图任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述机油泵的结构类型。如图5-6和图5-7所示,机油泵的结构形式一般分为齿轮式和转子
10、式两类。齿轮式机油泵又分内啮合式齿轮泵和外啮合式齿轮泵两种,通常所说的齿轮式机油泵指外啮合式齿轮泵。图5-6 齿轮式机油泵任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述图5-7 转子式机油泵任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述机油泵的工作原理。齿轮式机油泵的工作原理。齿轮式机油泵在工作时,主动齿轮带动从动齿轮反向旋转。当两齿轮旋转时,将充满在齿轮齿槽间的机油沿油泵壳壁由进油腔送到出油腔。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,油底壳内的机油在大气压力的作用下经集滤器进入进油腔;在出油腔一侧,由于齿轮进入啮合和机油被不断带入而产生挤压作用,机油以一定压力被泵出,如
11、图5-8 所示。图5-8 齿轮式机油泵的工作原理任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述转子式机油泵的工作原理。转子式机油泵的结构和工作原理如图5-9所示。转子式机油泵由壳体、内转子、外转子、转子轴和泵盖等组成。内转子用键或销固定在转子轴上,由曲轴齿轮直接或间接驱动。内、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。内转子有四个凸齿,外转子有五个凹齿,内、外转子同向不同步旋转。齿轮式机油泵的优点是效率高,功率损失小,工作可靠;缺点是需要中间传动机构,制造成本较高。国产桑塔纳、捷达和奥迪等轿车都采用齿轮式机油泵。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述图5-9 转子
12、式机油泵的结构和工作原理任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述转子的齿形齿廓使得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形成点接触。内、外转子间形成四个工作腔,随着转子的转动,四个工作腔的容积不断变化。在进油道的一侧空腔,转子脱开啮合,容积逐渐增大产生真空,机油被吸入。转子继续旋转,机油被带到出油道的一侧,此时,转子进入啮合,空腔的容积减小,油压升高,机油被从齿间挤出并经出油道压送出去。由此可知,随着转子的不断旋转,机油就不断地被吸入和压出。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述(2)安全阀。机油泵应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
13、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的转速成正比,因此,在设计机油泵时,应使其在低速时有足够大的供油量。但是,此设计使机油泵在高速时的供油量明显偏大,机油压力偏高。当安全阀安装在主油道上时,若油压达到规定值,则多余的机油经过安全阀流回油底壳。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述(3)机油滤清器。机油滤清器的作用是将杂质从机油中清除。发动机润滑系统有两种机油过滤方式,即全流式和分流式,如图5-10所示。图5-10 发动机润滑系统机油过滤方式 (a)全流式 (b)分流式任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述在全流式过滤方式中,滤清器与
14、主油道串联,所有机油在进入发动机主油道前都必须通过机油滤清器。若滤清器堵塞,则机油顶开滤清器上的旁通阀直接进入主油道。现在的汽车一般采用过滤效率高的全流型滤清器,如丰田、标致、桑塔纳、奥迪等许多车型。在分流式过滤方式中,滤清器与主油道并联,只有一部分机油通过滤清器被滤清,大部分机油被直接泵入发动机主油道,这种形式目前基本淘汰。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述在润滑系统中,一般装有几个不同滤清能力的滤清器,即集滤器、粗滤器和细滤器。集滤器。集滤器装在机油泵之前,防止粒度大的杂质进入机油泵。集滤器一般采用滤网式,有浮动式和固定式两种结构形式,如图5-11所示。图5-11 集滤器的结
15、构形式(a)浮动式集滤器 (b)固定式集滤器任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述粗滤器。粗滤器用于滤除机油中粒度较大(直径为0.1 mm以上)的杂质,对机油的流动阻力较小,可以串联于机油泵与主油道之间,属于全流式滤清器。粗滤器根据滤清元件(滤芯)的不同,可以有各种不同的结构形式。汽车发动机常用的有金属片缝隙式和纸质式粗滤器,如图5-12所示。金属片缝隙式粗滤器由于质量大、结构复杂及制造成本高等缺点已基本被淘汰,目前,许多汽车发动机采用纸质式粗滤器,这种机油粗滤器由纸质滤芯、安全阀(或旁通阀)等组成。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述 图5-12 粗滤器的结构形式(a)
16、金属片缝隙式粗滤器 (b)纸质式粗滤器任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述细滤器。细滤器用来滤除直径在0.001 mm以下的细小杂质。由于细滤器对机油的流动阻力较大,因而它一般用于分流式过滤方式,与主油道并联,将经粗滤器过滤的机油的一小部分引入细滤器,使该部分机油得到充分过滤。经过一段时间运转后,所有机油都将通过一次细滤器,从而保证了机油的清洁度。细滤器分为过滤式和离心式两种类型,目前发动机一般采用离心式细滤器,其结构如图5-13所示。为便于更换拆装,一般细滤器都安装在汽车发动机机体外的空间较大处。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述图5-13 离心式细滤器的结构任务任
17、务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述(4)机油散热装置。一些热负荷较大的发动机,如大功率柴油机,除利用油底壳对机油进行散热外,还设有专门的机油散热装置。这些装置分为风冷式和水冷式两类。风冷式机油散热器。风冷式机油散热器的结构与水冷式机油散热器的结构基本相同,它布置在水冷式机油散热器前面,利用风扇风力使机油冷却,如图5-14所示。机油散热器油路与主油道并联,由于在气温低的季节或机油压力低时不可使用机油散热器,因而在机油散热器前面常串联有手动开关和限压阀。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述图5-14 风冷式机油散热器任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述水冷式机油散热
18、器。水冷式机油散热器是利用发动机冷却液对机油进行冷却的。冷却油路与主油道串联,由于冷却液温度能自动控制,因而机油温度也能得到一定程度的控制。水冷式机油散热器主要由散热器芯和壳体组成,如图5-15所示。散热器芯由铜制的圆形或椭圆形管和散热片组成,与两端的进出水腔相通,冷却液在散热器芯管内流动,机油在管外流动。水冷式机油散热器上装有旁通阀,当机油温度过低、黏度过大时,旁通阀打开,机油不经冷却直接进入主油道内。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述 图5-15 水冷式机油散热器1机油滤清器;2发动机气缸体任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述(5)曲轴箱通风装置。发动机工作时,气
19、缸内的可燃混合气和燃烧后的废气有一部分会经活塞、活塞环与缸壁之间的间隙漏入曲轴箱内。这些气体中含有的未燃烧燃油会稀释机油,而废气中的水蒸气凝结后,会使机油中的含水量和泡沫增加,影响润滑效能。废气中的酸性物质会使机油中的酸性成分增加,导致发动机零件腐蚀。同时,进入曲轴箱的气体还会使曲轴箱内压力增大,造成接合面、油封等处漏油。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述曲轴箱通风装置就是将外界空气经过滤后送入曲轴箱内,再将曲轴箱内的气体排出,以保证润滑系统工作正常,延长机油使用寿命,保证发动机机件不腐蚀和防止泄漏发生。曲轴箱通风方式有自然通风和强制通风两种。任务任务5.1 5.1 润滑系统概述
20、润滑系统概述自然通风。将曲轴箱内抽出的气体直接导入大气的方式称为自然通风。图5-16为玉柴YC6105QC发动机采用的自然通风。这种通风方式对大气有污染,低速时通风效果差,因此很少采用。图5-16 玉柴YC6105QC发动机采用的自然通风任务任务5.1 5.1 润滑系统概述润滑系统概述强制通风。将曲轴箱内抽出的气体导入进气管内,然后随新鲜气体一同进入气缸重新参加燃烧的方式称为强制通风。这样可将窜入曲轴箱内的混合气回收利用,有利于提高经济性和减轻空气污染,现代汽车发动机普遍采用强制通风,如图5-17所示。图5-17 曲轴箱强制通风1空气滤清器;2空气软管;3新鲜空4曲轴箱气体;5气缸盖罩;6PC
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