汽车发动机结构与原理：第八章 发动机润滑系统

第八章第八章发动机润滑系统发动机润滑系统第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统 润滑系统的功用与组成润滑系统的功用与组成8.1 润滑系统的功用与组成润滑系统的功用与组成 1、润滑系统的功用润滑系统的功用 摩擦现象：固体表面相互接触并有相对运动时，两表摩擦现象：固体表面相互接触并有相对运动时，两表面的材料损耗和机械能转变为热能。面的材料损耗和机械能转变为热能。 原因：表面不可原因：表面不可能绝对平滑；存在分子能绝对平滑；存在分子间相互作用。间相互作用。 润滑：为减少摩润滑：为减少摩擦采取的使相互接触的擦采取的使相互接触的表面隔离的措施。表面隔离的措施。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.1 8.1 润滑系统的功用与组成润滑系统的功用与组成 1、润滑系统的功用润滑系统的功用 润滑状态润滑状态 干摩擦干摩擦 液体摩擦液体摩擦 半干摩擦半干摩擦 润滑系统的功用：润滑系统的功用：在发动机工作时，连续不断地把数量足够、在发动机工作时，连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面，并在摩擦表面之间温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面，并在摩擦表面之间形成油膜，实现液体摩擦，从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机形成油膜，实现液体摩擦，从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损，以提高发动机工作可靠性和耐久性。件磨损，以提高发动机工作可靠性和耐久性。 2、润滑方式、润滑方式 （1）主要用于主要用于、及及等负荷较大的摩擦表面的润滑。等负荷较大的摩擦表面的润滑。 （2）。主要用。主要用于润滑负荷较轻的于润滑负荷较轻的和和、和和等。等。 （3）。如。如、。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.1 8.1 润滑系统的功用与组成润滑系统的功用与组成 3、润滑系统的组成与油路润滑系统的组成与油路 润滑系统的组成润滑系统的组成 压力润滑系统由机油压力润滑系统由机油泵、机油滤清器、机油冷泵、机油滤清器、机油冷却器、集滤器、机油压力却器、集滤器、机油压力表、机油温度表和机油管表、机油温度表和机油管道等组成。道等组成。 润滑系统的油路润滑系统的油路 汽车发动机的润滑油汽车发动机的润滑油路大致相同。路大致相同。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.1 8.1 润滑系统的功用与组成润滑系统的功用与组成 3、润滑系统的组成与油路润滑系统的组成与油路 第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.1 8.1 润滑系统的功用与组成润滑系统的功用与组成 3、润滑系统的组成与油路润滑系统的组成与油路 第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统 润滑剂润滑剂8.2 润滑剂润滑剂 两类两类润滑剂，机油和润滑脂润滑剂，机油和润滑脂。 1、机油的功用机油的功用 （1）润滑）润滑在摩擦表面形成油膜，减小零件之间的摩在摩擦表面形成油膜，减小零件之间的摩擦磨损；擦磨损； （2）冷却）冷却机油在循环过程中流过零件工作表面，可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。以降低零件的温度。 （3）清洗）清洗流动的机油可以带走磨损下来的碎末，冲流动的机油可以带走磨损下来的碎末，冲洗零件表面。洗零件表面。 （4）密封）密封机油还具有密封防漏作用。机油还具有密封防漏作用。 （5）防锈）防锈零件表面的油膜可以隔绝与空气接触，防零件表面的油膜可以隔绝与空气接触，防止生锈。止生锈。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.2 8.2 润滑剂润滑剂 2、机油的使用性能机油的使用性能 机油在发动机润滑系统内循环次数可达机油在发动机润滑系统内循环次数可达100次；循环过次；循环过程，机油与高温金属壁面接触，容易氧化变质；机油工作温程，机油与高温金属壁面接触，容易氧化变质；机油工作温度变化范围大。度变化范围大。 机油的主要使用性能指标有：机油的主要使用性能指标有： 粘度过小，在高温、高压下容易从摩擦表面流失，粘度过小，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；粘度过大，冷起动困难，机油不不能形成足够厚度的油膜；粘度过大，冷起动困难，机油不能被泵送到摩擦表面。能被泵送到摩擦表面。 粘温特性。机油粘度随温度升高而下降。为了使机粘温特性。机油粘度随温度升高而下降。为了使机油在较宽的温度范围内都有适当的粘度，加入油在较宽的温度范围内都有适当的粘度，加入。 机油的牌号有一部分说明粘度。机油的牌号有一部分说明粘度。第八章第八章 发动机发动机8.2 8.2 润滑剂润滑剂 机油抵抗氧化作用不使其性质发生永久变化的能力。机油抵抗氧化作用不使其性质发生永久变化的能力。 反映机油抵抗变质，生成腐蚀性物质的倾向。加入反映机油抵抗变质，生成腐蚀性物质的倾向。加入。 机油在润滑系统中快速循环和飞溅，容易产生泡沫。机油在润滑系统中快速循环和飞溅，容易产生泡沫。泡沫太多，容易造成摩擦表面供油不足。添加泡沫太多，容易造成摩擦表面供油不足。添加。 机油分散、疏松和移走附着在零件表面上的积碳和机油分散、疏松和移走附着在零件表面上的积碳和污垢的能力。添加污垢的能力。添加。 第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.2 8.2 润滑剂润滑剂 3、机油的分类、机油的分类 国际上采用美国国际上采用美国和和。 分为分为与与机油，用机油，用字母字母W区分。区分。冬季机油冬季机油6种牌号：种牌号：非冬季机油非冬季机油4 4种牌号：种牌号： 目前使用的机油大多数具有多目前使用的机油大多数具有多粘度等级，其牌号有粘度等级，其牌号有SAE5W-20SAE5W-20、SAE10W-30SAE10W-30等。一种机油可以等。一种机油可以冬夏通用。冬夏通用。 第八章第八章 发动机发动机8.2 8.2 润滑剂润滑剂3、机油的分类、机油的分类 机油品质等级用机油品质等级用API分类分类 发动机机油分为发动机机油分为S系列和系列和C系列。系列。 与发动机生产年代有关。目前，与发动机生产年代有关。目前， S系列为汽油机油，系列为汽油机油，已经发展到已经发展到SM级，级，C系列为柴油机油，已发展到系列为柴油机油，已发展到CJ级。级。 我国机油分类采用我国机油分类采用ISOISO分类方法。分类方法。 (1)(1)汽油机油：汽油机油：SCSDSESFSGSHSCSDSESFSGSH (2) (2)柴油机油：柴油机油：CCCDCD-CECF-4CCCDCD-CECF-4 (3) (3)二冲程汽油机油：二冲程汽油机油：ERAERBERCERDERAERBERCERD4 4、机油的选用、机油的选用 根据发动机强化程度选用；根据地区的季节温度选用适当根据发动机强化程度选用；根据地区的季节温度选用适当粘度等级的机油。粘度等级的机油。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.2 8.2 润滑剂润滑剂 4、机油的选用、机油的选用 机油粘度用机油粘度用SAE分类分类 机油选择首先选机油选择首先选机油的品质等级，其次根机油的品质等级，其次根据使用环境温度选择年度据使用环境温度选择年度等级。等级。5、合成机油、合成机油利用化学方法合成的润滑剂。具有良利用化学方法合成的润滑剂。具有良好的粘度好的粘度-温度特性；有良好的氧化温度特性；有良好的氧化安定性。安定性。 6、润滑脂、润滑脂 将稠化剂掺入液体润滑剂中所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成品。制成的一种稳定的固体或半固体成品。 能在敞开或密封不良的摩擦部能在敞开或密封不良的摩擦部位工作。位工作。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 1、机油泵机油泵 功用：提供机油能量，使其具有一定压力，以保证机功用：提供机油能量，使其具有一定压力，以保证机油在润滑系统中形成循环流动，并保证在发动机的全部工况油在润滑系统中形成循环流动，并保证在发动机的全部工况下向需要润滑的部位提供足够压力、足够数量的机油。下向需要润滑的部位提供足够压力、足够数量的机油。 结构形式结构形式内接齿轮泵内接齿轮泵外接齿轮泵外接齿轮泵机油泵机油泵齿轮式机油泵齿轮式机油泵转子式机油泵转子式机油泵第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 1、机油泵、机油泵 （1）齿轮泵）齿轮泵 工作原理工作原理 进油腔，齿轮脱离啮进油腔，齿轮脱离啮合，容积增大，压力下降，吸合，容积增大，压力下降，吸入机油；入机油； 出油腔，齿轮进入啮出油腔，齿轮进入啮合，容积减小，压力升高，压合，容积减小，压力升高，压出机油。出机油。 使用性能取决于三个使用性能取决于三个间隙：端面间隙、齿间间隙和间隙：端面间隙、齿间间隙和齿轮与泵体径向间隙。齿轮与泵体径向间隙。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 1、机油泵、机油泵 （1）齿轮泵）齿轮泵 外接齿轮外接齿轮泵典型结构泵典型结构 功率损功率损失小，效率高，失小，效率高，工作可靠。工作可靠。 需要中需要中间传动，成本较间传动，成本较高。高。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 1、机油泵、机油泵 （1）齿轮泵）齿轮泵 外接齿轮泵典型结构外接齿轮泵典型结构 传动方式有：凸轮传动方式有：凸轮轴驱动、凸轮轴经中间轴驱轴驱动、凸轮轴经中间轴驱动和曲轴驱动动和曲轴驱动第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 1、机油泵、机油泵 （1）齿轮泵）齿轮泵 内接齿轮内接齿轮泵典型结构泵典型结构 有浪费有浪费的空间，容积利的空间，容积利用效率低；外形用效率低；外形尺寸大；功率损尺寸大；功率损失大。失大。 不需要不需要中间传动，零件中间传动，零件少，成本低。少，成本低。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 1、机油泵、机油泵 （2）转子泵）转子泵 结构与组成结构与组成第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 1、机油泵、机油泵 （2）转子泵）转子泵 结构与组成结构与组成第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 1、机油泵、机油泵 （2）转子泵）转子泵 工作原理工作原理 内外转子间形成多个工作油腔；内外转子间形成多个工作油腔； 内转子带动外转子一起转动；内转子带动外转子一起转动； 油腔容积变大，吸油；油腔容积变小，压油。油腔容积变大，吸油；油腔容积变小，压油。 使用性能取决于端面间隙和齿间间隙。使用性能取决于端面间隙和齿间间隙。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 1、机油泵、机油泵 （3）安全阀）安全阀 必要性：机油泵的供必要性：机油泵的供油量与转速成正比，因此，油量与转速成正比，因此，按低速工况设计供油量。这按低速工况设计供油量。这导致高速时油量过多，油压导致高速时油量过多，油压升高。升高。 安全阀功用：保证机安全阀功用：保证机油泵供应的机油压力在规定油泵供应的机油压力在规定范围内。范围内。 安全阀安装位置：可安全阀安装位置：可在机油泵上，也可在机体上在机油泵上，也可在机体上的主油道中。的主油道中。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 2、机油滤清器、机油滤清器 功用功用 滤除机油中氧化滤除机油中氧化物、杂质和磨屑等污物、杂质和磨屑等污垢，保持机油清洁。垢，保持机油清洁。 机油滤清方式机油滤清方式 乘用车多采乘用车多采用使全部机油流经一用使全部机油流经一个个机油滤清器的机油滤清器的全流全流滤清方式。滤清方式。机油滤清机油滤清器为细滤器，连接方器为细滤器，连接方式串联式。式串联式。 商用车多为商用车多为使全部机油流经两个机油滤清器的分流使全部机油流经两个机油滤清器的分流滤清方式。机油滤清器分粗、细滤器，连接方式并联式，多滤清方式。机油滤清器分粗、细滤器，连接方式并联式，多数机油通过粗滤器进入主油道，少量机油经细滤器回油箱。数机油通过粗滤器进入主油道，少量机油经细滤器回油箱。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 2、机油滤清器、机油滤清器 （1）全流式）全流式机油滤清器机油滤清器 旁通阀旁通阀 必要性：机油必要性：机油滤清滤清器有可能因机器有可能因机油中各种杂质油中各种杂质过多、使用时间过长等原因过多、使用时间过长等原因而堵塞，导致需要润滑部位而堵塞，导致需要润滑部位因润滑不良出现过度磨损甚因润滑不良出现过度磨损甚至损坏，因此需要防止这种至损坏，因此需要防止这种现象出现。现象出现。 功用：保证油路畅功用：保证油路畅通。通。 第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 2、机油滤清器、机油滤清器 （1）全流式）全流式机油滤清器机油滤清器 使用特点使用特点 一次性，直接更换。一次性，直接更换。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 2、机油滤清器、机油滤清器 （2）分流式）分流式机油滤清器机油滤清器 分流式机油滤清器分流式机油滤清器有过有过滤式与离心式两种。滤式与离心式两种。过滤式机过滤式机油滤清器与全流式机油滤清器油滤清器与全流式机油滤清器完全相同。完全相同。 离心式机油滤清器有过离心式机油滤清器有过滤能力强，通过能力好，不易滤能力强，通过能力好，不易堵塞的优点。堵塞的优点。第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统8.3 8.3 润滑系统主要部件的构造润滑系统主要部件的构造 2、机油滤清器、机油滤清器 （2）分流式）分流式机油滤清器机油滤清器第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统 机油冷却器机油冷却器8.4 机油冷却器机油冷却器 高负荷和强化程度高的发动高负荷和强化程度高的发动机，机油温度也高。为润滑系统可机，机油温度也高。为润滑系统可靠工作，需要加快机油的冷却速度。靠工作，需要加快机油的冷却速度。 功用：使机油冷却，保证机功用：使机油冷却，保证机油在适当温度范围工作。油在适当温度范围工作。 结构形式有风冷式与水冷式结构形式有风冷式与水冷式两种。两种。 举例举例第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统 实例实例(VOLVO TD520(VOLVO TD520柴油机柴油机) )1 2 34 5 6789 10第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统实例实例第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统实例实例TD 420 / 620柴油机柴油机第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统实例实例第八章第八章 发动机润滑系统发动机润滑系统实例实例125本章小结 本章介绍发动机润滑系统的组成和主要部件的结构本章介绍发动机润滑系统的组成和主要部件的结构与功用，主要是机油泵和机油滤清器的结构及其工作原与功用，主要是机油泵和机油滤清器的结构及其工作原理。理。 本章重点：掌握润滑油在润滑系统中的流向；掌握本章重点：掌握润滑油在润滑系统中的流向；掌握机油泵和机油滤清器的典型结构和工作原理。机油泵和机油滤清器的典型结构和工作原理。思考题 1.润滑的作用是什么？有几种润滑状态？润滑的作用是什么？有几种润滑状态？ 2.发动机润滑方式有哪几种？发动机润滑方式有哪几种？ 3.润滑系统中，安全阀与旁通阀的功用是什么？润滑系统中，安全阀与旁通阀的功用是什么？ 4.润滑系统中，安全阀与旁通阀的安装位置有何要求？润滑系统中，安全阀与旁通阀的安装位置有何要求？ 5.齿轮式机油泵与转子式机油泵的优缺点是什么？齿轮式机油泵与转子式机油泵的优缺点是什么？ 6.为什么要冷却机油？为什么要冷却机油？ 7 .机油泵的工作原理是什么？机油泵的工作原理是什么？再见再见