发动机润滑系的故障诊断与维修

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,4-7 润滑系的维修及故障诊断,要求掌握：,1、熟悉润滑系统主要零部件的结构。,2能够对润滑系统主要零件进行正确的检查与维修。,3能够对润滑系统常见故障进行正确的诊断与排除。,一、润滑油简介,汽车发动机润滑油包括机油和润滑脂两种。,1、机油的功用,（1）,润滑,机油在运动零件的所有摩擦表面之间形成连续的油膜，以减小零件之间的摩擦。 （2）,冷却,机油在循环过程中流过零件工作表面，可以降低零件的温度。 （3）,清洗,机油可以带走摩擦表面产生的金属碎末及冲洗掉沉积在气缸、活塞、活塞环及其他零件上的积炭。 （4）,密封,附着在气缸壁、活塞及活塞环上的油膜，可起到密封防漏的作用。,（5）,防锈,机油有防止零件发生锈蚀的作用,。,2、对机油的使用特性的要求,（1）适当的粘度：,机油黏度对发动机的工作有很大的影响。黏度过小，在高温、高压下容易从摩擦表面流失，不能形成足够厚度的油膜；黏度过大，冷起动困难，机油不能被泵送到摩擦面。,（2） 优异的氧化安定性：,氧化安定性是指机油抵抗氧化作用不使其性质发生永久变化的能力。当机油在使用与储存过程中与空气中的氧气接触而发生氧化作用时，机油的颜色变暗，黏度增加，酸性增大，并产生胶状沉积物。氧化变质的机油将腐蚀发动机零件，甚至破坏发动机的工作。,（3）良好的防腐性：,机油在使用过程中不可避免地被氧化而生成各种有机酸。它们对金属零件有腐蚀作用，可能使铜铅和镉镍一类的轴承表面出现斑点、麻坑或使合金层剥落。,（4）较低的起泡性：,由于机油在润滑系中快速循环和飞溅，必然会产生泡沫。如果泡沫太多，或泡沫不能迅速消除，将造成摩擦表面供油不足。控制泡沫生成的方法，是在机油中添加泡沫抑制剂。,（5）强烈的清净分散性 ：,机油的清净分散性是指机油分散、疏松和移走附着在零件表面上的积炭和污垢的能力。为使机油具有清净分散性，必须加入清净分散添加剂。,（6）高度的极压性：,在摩擦表面之间的油膜厚度小于0.30.4的润滑状态，称边界润滑。习惯上把高温、高压下的边界润滑，称为极压润滑。机油在极压条件下的抗摩性叫作极压性。,3、 我国的机油分类法,我国的机油分类法参照采用ISO分类方法。GB/T 7631.31995规定，按机油的性能和使用场合分为：,汽油机油：,SC、SD、SE、SF、SG、SH等6个级别。,柴油机油：,CC、CD、CD,、CE、CF5等5个级别。,二冲程汽油机油：,ERA、ERB、ERC和ERD等4个级别,4、机油的选用,（1）根据汽车发动机强化程度选用合适的机油等级。,（2）根据地区的季节气温选用适当黏度等级的机油,5、润滑脂,润滑脂是将稠化剂掺入液体润滑剂中所制成的一种稳定的固体或半固体产品，其中可以加入旨在改善润滑脂某种特性的添加剂。润滑脂在常温下可附着于垂直表面而不流淌，并能在敞开或密封不良的摩擦部位工作，具有其他润滑剂所不能代替的特点。因此，在汽车的许多部位都使用润滑脂润滑。,目前，进口汽车和国产新车普遍推荐使用汽车通用锂基润滑脂(GB/T 56711985)。这种润滑脂具有良好的高低温适应性，可在30,120的宽阔温度范围内使用；具有良好的抗水性和防锈性能，可用于潮湿和与水接触的摩擦部位；具有良好的安定性和润滑性，在高速运转的机械部位使用，不变质、不流失，保证润滑。它能够满足我国从哈尔滨到海南岛广大地区汽车的使用要求，与使用钙基或复合钙基润滑脂比较，可以延长换油期2倍，使润滑和维护费下降40%以上。,二、发动机的润滑方式,发动机工作时，由于各运动零件的工作条件不同，因而要求的润滑强度和方式也不同。零件表面的润滑，按其供油方式可分为压力润滑,飞溅润滑和定期润滑。现代汽车发动机都采用复合式润滑方式。,1 压力润滑：,利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不断地送往摩擦表面。例如，曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴轴承等处承受的载荷及相对运动速度较大，需要以一定压力将机油输送到摩擦面的间隙中，方能形成油膜以保证润滑。这种润滑方式称为压力润滑。,2 飞溅润滑：,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气缸壁，相对滑动速度较小的活塞销，以及配气机构的凸轮表面、挺柱等得到润滑。,3 定期润滑：,发动机辅助系统中有些零件则只需定期加注润滑脂（黄油）进行润滑，例如水泵及发电机轴承就是采用这种方式定期润滑。近年来在发动机上采用含有耐磨润滑材料（如尼龙、二硫化钼等）的轴承来代替加注润滑脂的轴承。,润滑方式,应用范围,压力润滑,负荷大，相对转动的工作表面。,飞溅润滑,外露、负荷小、相对滑动的工作表面。,润滑脂润滑,对运动速度较低，不便于压力润滑的机件。,三、润滑系统的基本组成,1、油底壳：,贮存润滑油，散热,。,2、机油泵：,提高机油压力，保证机油在润滑系统内不断循环，目前发动机润滑系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。 位于曲轴箱内（有些柴油机在外）。齿轮驱动（曲轴，凸轮轴或正时齿轮）。,3、机油滤清器：,滤掉机油中的杂质,、磨屑、油泥挤水分等杂物，使循环流动的机油在送往运动零件表面之前得到净化处理。一般润滑系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。,集滤器：,多为滤网式，可滤掉粒度大的杂质，流动阻力小，串联安装于机油泵进口之前；,粗滤器：,串联安装于机油泵与主油道之间，属于全流式滤清器，可滤掉粒度较大的杂质，流动阻力小；,细滤器：,与主油道并联，属于分流式滤清器，过油量约为1030，可滤掉粒度细小的杂质，流动阻力大。,4、主油道：,直接在缸体与缸盖上铸出，相各润滑部位输送润滑油。,5、机油散热器,:,(,负荷较大发动机：越野车，柴油车,),对润滑油进行散热冷却。,6、各种阀：,限压阀：,装在机油泵端盖上。限制润滑系内的最高油压，防止因压力过高而造成过分润滑及密封垫圈发生泄漏现象。正常的油压应为150kPa-600kPa。,粗滤器旁通阀：,装在粗滤器上。若粗滤器的滤芯被杂质堵塞时，机油便顶开旁通阀直接进入主油道，以保证发动机各部件有足够的润滑油。,细滤器进油限压阀：,装在细滤器上。当润滑油路中油压低于100kPa时，进油限压阀不开启，机油细滤器停止工作，保证主油道内的油压足够。,机油散热器开关：,装在细滤器上。当气温高于293K(20)时，驾驶员控制打开此开关，使部分机油流经机油散热器冷却，以保持机油的散热性能。,机油散热器安全阀：,装在细滤器上。当油压高于400 kPa时，机油散热器安全阀开启，使部分机油经此阀泄入油底壳，防止散热器损坏。,7、机油压力表及机油压力传感器：,在主油道上安装了机油压力表传感器和机油压力过低警告灯传感器。当主油道内的油压低于100kPa时，传感器的触点接通使警告灯发亮，应立即停车检查。,润滑油油路,上海桑塔纳轿车发动机 润滑系统,四、润滑系统主要零部件的结构与维修,（一）机油泵,功用：,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。,类型：,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接齿轮式和外接齿轮式，一般把后者称为齿轮式机油泵。,1、齿轮式机油泵,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，制造成本相对较高。,齿轮式机油泵的结构,1一螺母 2一锁片 3一主动轴 4一半圆键 5一弹簧座 6一限压阀弹簧 7一球阀 8一开口销 9一阀体 10一主动齿轮 11一泵盖 12一出油管13一传动齿轮14一从动轴 15一泵壳 16一从动齿轮 17一吸油管 18一卡簧 19一集滤器滤网,（3）内啮合齿轮式机油泵,外齿轮是主动齿轮，套在曲轴前端，通过花键由曲轴直接驱动。内接齿轮是从动齿轮，装在机油泵体内，泵体固定在机体前端。 这种机油泵零件数量少，制造成本低，占用空间小，使用范围广。但是这种机油泵在内、外齿轮之间有一处无用的空间，使机油泵的泵油效率降低。,2、转子式机油泵的结构,内转子固定在机油泵传动轴上，外转子自由地安装在泵体内，并与内转子啮合转动。泵壳上设有进油孔和出油孔，安装在泵壳内 的内转子有4个凸齿，外转子有5个内齿。外转子在泵壳内 可自由转动，内、外转子之间有一定的偏心距。转子式机油泵的优点是结构紧凑，供油量大，供油均匀，噪声小，吸油真空度较高。,在维修时，衬垫、O形密封圈、开口销不允许重复使用。,转子式机油泵,泵壳,外转子,内转子,机油,进油腔,出油腔,3、齿轮式机油泵的维修,齿轮式机油泵在使用中，主动齿轮与从动齿轮、轴与轴孔、齿轮顶与泵壳、齿轮端面与泵盖均会产生磨损，造成机油泵供油量减少和供油压力降低。,(1),检查齿轮与泵壳径向间隙 ：,拆下泵盖，在齿轮上选一与啮合齿相对的轮齿，用塞尺测量齿顶与泵壳间的间隙。然后转动齿轮，用相同的方法测量其他轮 齿与泵壳间的间隙，若径向间隙超过允许极限值，应更换机油泵总成。,(2),检查齿轮与泵盖轴向间隙,： 拆下泵盖后，在泵体上沿两齿轮中心 连线方向上放一直尺，然后用塞尺测量齿轮端面与直尺之间的间隙，若间隙超过允许极限值，应更换机油泵总成。,检查齿轮与泵体径向隙,检查齿轮与泵盖轴向间隙,(3)检查齿,轮啮合间隙：,拆下泵盖，用塞尺测量主动齿轮与从动齿轮啮合间隙。若啮合间隙超过允许极限值，应进行修复或更换新件。,(4),检查主动轴与轴孔配合间隙：,分别测量机油泵主动轴直径、泵体上主动轴孔径，并计算其配合间隙。若配合间隙超过允许极限值，应进行修复或更换新件。,(5)检,查从动轴与衬套孔配合间隙：,分别测量机油泵从动轴直径及其衬套孔径，并计算其配合间隙，若配合间隙超过允许极限值，应更换衬套。,(6),检查机油泵限压阀：,限压阀常见故障是发卡而导致机油压力过高或过低，检查时，拆下限压阀，清洗阀孔和阀体，将限压阀钢球(或柱塞)装入阀孔，移动时应灵活无卡滞现象。在实验台上检查限压阀的开启压力， 应符合标准。,检查齿轮啮合间隙,4、转子式机油泵的维修,(1)检查转子轴与轴孔配合间隙：,分别测量机油泵转子轴直径和泵壳上的轴孔内径，并计算其配合间隙。若配合间隙超过允许极限值，应更换机油泵总成。,(2)检查外转子与泵壳配合间隙：,拆下泵盖，用塞尺测量外转子与泵壳之间的间隙，若超过允许极限值，应更换机油泵总成。,(3)检查内转子与外转子啮合间隙：,拆下泵盖，用塞尺测量内转子与外转子啮合间隙，若超过允许极限值，应更换机油泵总成。,(4)检查转子端面与泵盖轴向间隙：,拆下泵盖，用塞尺和直尺测量转子端面与泵盖轴向间隙，若超过允许极限值，,应更换机油泵总成。,机油泵各部位间隙的使用限度（）,结构类型,使用限度,泵体间隙,啮合间隙,端面间隙,泵轴间隙,齿轮式,0.20,0.25,0.15,0.15,转子式,0.20,0.20,0.20,0.15,5、机油泵装复后的试验,机油泵装复后应进行试验，确认性能良好后再装车，一般采用简易试验法：将机油泵和集滤器装复后，一同放入清洁的机油池中，用旋具按顺时针方向转动机油泵轴，应有机油从出油孔中排出，如用拇指堵住出油孔，继续转动机油泵时，应感到有压力，机油泵压力的调整，可以通过增减限压阀螺塞下面的调整垫片或增减限压阀弹簧座处的垫片来调整。,（二）机油滤清器的结构,汽车发动机上使用的机油滤清器按过滤能力可分为：,集滤器、粗滤器、细滤器。,1集滤器,集滤器一般为滤网式，安装在机油泵的吸油口端，防止较大的杂质被吸入机油泵。集滤器可分为浮动式和固定式两种。,在使用中，主要应检查浮动式集滤器的浮子是否有变形或破漏，集滤器安装到油泵上后上、下摆动是否灵活。浮子有破漏时，可进行焊修。,浮式集滤器结构,固定管,吸油管,罩,油网,浮子,固定式集滤器：,固定式集滤器的组成,1一罩 2一滤网 3一吸油管,2、可拆式机油粗滤器,可拆式机油粗滤器主要由外壳、滤芯、端盖和旁通阀等组成。滤清器与主油道串联，称全流式机油滤清器。旁通阀安装在端盖上，并带有触点与仪表盘上的指示灯相连，当滤芯堵塞时，润滑油顶开旁通阀（也称安全阀）不经滤清直接进入端盖出油孔，同时旁通阀触点接通指示灯电路，指示灯闪亮以提醒驾驶员维护滤清器或更换滤芯。,机油粗滤器根据滤芯材质不同可分为塑料锯末滤芯可拆式机油粗滤器和纸质滤芯可拆式机油粗滤器。,纸质滤芯式,折叠型,波纹型,上端盖,下端盖,芯筒,微孔滤纸,粗滤器的工作方式,3、 转子式机油细滤器,发动发机油泵工作当油压低于l00kPa时，限压阀关闭，机油泵输出的润滑油不经细滤器分流，而全部经粗滤器进入主油道。当油压高于l00kPa时，限压阀被顶开，润滑油由滤清器进油孔经外壳和转子轴的中心孔、转子体出油孔进入转子内腔，再经转子体进油孔、油道从两喷嘴喷出，并在喷油反力的作用下，使转子及其内腔的润滑油高速旋转，转速可高达10000rmin左右。在离心力作用下，转子腔内润滑油中的杂质被甩向转子盖内壁并沉积下来，转子腔内靠近中心部分均为清洁的润滑油，这部分润滑油经喷嘴喷出后，再经滤清器出油孔直接流回油底壳,。,转子式机油细滤器的维护,一般汽车每行驶60008000km应清洗一次机油细滤器的转子，清除转子盖内壁的沉积物，并疏通喷嘴。定期检查安全阀、进油限压阀开启压力，确保符合要求。,转子式机油细滤器的检修时，还应注意以下几点：,维修细滤器时，注意转子座下面的单向推力球轴承座圈不可丢失。,装转子总成时，应注意对准转子罩与转子座之间的装配记号，以免破坏转子总成平衡。,转子上部的锁紧螺母不可拧得过紧，如超过29Nm40Nm，将破坏转子的正常工作。,转子总成上端与压紧弹簧之间有一个止推垫片，装配时注意光面对着转子，不得有漏装或反装。否则，转子将不能转动。,4、机油散热器的结构,在高性能、大功率的强化发动机上，由于热负荷大，必须装设机油散热器。 发动机机油散热器分为风冷式和水冷式两类。风冷式机油散热器很像一个冷却系散热器，利用汽车行驶时的迎面风对机油进行冷却。这种机油散热器散热能力大，多用于赛车及热负荷大的载货汽车上。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。 水冷式机油散热器外形尺寸小，布置方便，且不会使机油冷却过度，机油温度稳定，因而在轿车上应用较广。 机油散热器的维修方法与冷却系散热器基本相同。,风冷式,机油散热器,水冷式机油散热器,1一前盖 2一壳体 3一后盖4一放水开关 5一芯管及散热片,油,油,水,水,五、润滑系的常见故障诊断,润滑系统的性能除本身的性能外，主要受温度（影响油的粘度、油膜、配合间隙）、转速（影响油压）、负荷（影响温度和油膜厚度）的影响。润滑系的主要故障有：,1、机油压力过低,（发动机工作正常，油压经常低于100kPa）；,危害：润滑不可靠，可能造成烧轴承，抱轴。,原因：机油量不足；粘度太低；机油泵主要工作零件磨损；调压阀弹簧过软或折断；滤清器堵塞；密封面损坏，油管破裂漏油；,2、机油压力过高,（发动机温度、转速工作正常，油压经常高于400kPa）,危害：容易损坏密封件，加速油泵磨损，增加发动机负荷；,原因：机油粘度过大；调压阀调整不当；主轴承和连杆轴承间隙过小，主油道在堵塞；机油压力传感器有故障；,3机油消耗过量,（机油消耗超过0.10.5mL/100km）,危害：使用成本提高，经济性降低，容易积碳。,原因：燃烧机油；泄漏；,燃烧机油：活塞环磨损或弹力减弱使端隙、边隙、背隙过大；活塞环对口；扭转环装反；活塞与气缸壁间隙过大；气门套管磨损严重间隙过大；空气压缩机活塞与缸壁间隙过大；机油油面太高；,泄漏：油封、衬垫损坏；油管破裂；,4机油变质、老化,机油变黑、发粘；机油变稀，变白；,危害：降低机油的润滑性能，使油性变差，损坏零件；缩短机油的更换周期，提高使用成本；,原因：曲轴箱通风不良；活塞环漏气，曲轴箱温度高；机油未过滤；向油底壳漏燃料油或冷却水；油机油滤清器堵塞安全阀打开未过滤或滤芯破裂；汽油机由于点火系故障个别气缸不工作，柴油机喷油器故障个别气缸不工作，燃料油漏入油底壳，稀释了润滑油，使润滑油变质，缸盖、机体裂纹，气缸垫损坏，向气缸或油底壳漏水，使机油变质。,检查：可将润滑油滴在白纸上根据油斑诊断；,