4 上海大众系列车型发动机润滑系统学习目标知识目标:(1)掌握润滑系的类型、组成和工作原理;(2)能正确识别润滑系主要部件的结构;(3)掌握润滑系统油路结构组成和工作原理。
能力目标:(1)能正确判断发动机润滑系统的类型和结构;(2)能掌握润滑系统油路结构和润滑方式。
(3)会根据发动机的性能与使用条件选择和更换适当的润滑油。
4.1 润滑系统概述1. 润滑系统功用为了减轻磨损,减少摩擦阻力,延长使用寿命,发动机上设置了润滑系统,润滑系统将清洁的润滑油不断地供给给运动零件的摩擦表面。
润滑系统使用的润滑油具有以下作用。
润滑:润滑运动零件表面,减小摩擦阻力和磨损,减小发动机的功率消耗。
清洗:机油在润滑系内不断循环,清洗摩擦表面,带走磨屑和其它异物。
冷却:机油在润滑系内循环带走摩擦产生的热量,起到冷却作用。
密封:在运动零件之间形成油膜,提高它们的密封性,有利于防止漏气或漏油。
防锈蚀: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。
液压:润滑油可用作液压油,起液压作用,如液压挺柱。
减震缓冲:在运动零件表面形成油膜,吸收冲击并减小振动,起减震缓冲作用。
2. 润滑方式根据发动机中各运动副工作条件的不同,发动机一般采用下面两种润滑方式。
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、摇臂等处形成油膜以保证润滑。
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。
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。
大众轿车发动机其润滑系都是压力润滑与飞溅润滑相结合的复合润滑系统。
4.2 润滑系统的组成润滑系统一般由机油泵,机油滤清器,限压阀及旁通阀,机油散热器,油底壳,压力开关(传感器)和机油压力指示灯等组成。
1. 机油泵功用: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。
见图4-1(1)齿轮式机油泵齿轮式机油泵由主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮、壳体等组成,两个齿数相同的齿轮相互啮合,装在壳体内,齿轮与壳体的径向和端面间隙很小。
主动轴与主动齿轮键连接,从动齿轮空套在从动轴上。
图4-1 齿轮式机油泵工作时,主动齿轮带动从动齿轮反向旋转。
两齿轮旋转时,充满在齿轮齿槽间的机油沿油泵壳壁由进油腔带到出油腔,在进油腔一侧由于齿轮脱开啮合以及机油被不断带出而产生真空,使油底壳内的机油在大气压力作用下经集滤器进入进油腔,而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。
AFE型发动机的机油泵采用齿轮泵。
(2)转子式机油泵转子式机油泵由壳体、内转子、外转子和泵盖等组成。
内转子用键或销子固定在转子轴上,由曲轴齿轮直接或间接驱动,内转子和外转子中心的存在偏心距,内转子带动外转子一起沿同一方向不同步地旋转。
见图4-2图4-2 转子式机油泵转子齿形齿廓设计得使转子转到任何角度时,内、外转子每个齿的齿形廓线上总能互相成点接触。
这样内、外转子间形成工作腔,随着转子的转动,这些工作腔的容积是不断变化的。
在进油道的一侧空腔,由于转子脱开啮合,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,这时,转子正好进入啮合,使这一空腔容积减小,油压升高,机油从齿间挤出并经出油道压送出去。
这样,随着转子的不断旋转,机油就不断地被吸入和压出。
大众1.4L16气门55kw发动机采用的双中心机油泵设计原理与普通转子式机油泵一致,不同之处在于其内转子直接位于曲轴前端的曲柄销上。
见图4-3所示。
曲轴在曲柄销处的特殊形状,可以使机油泵的外径减少到只有62mm。
双中心指内转子和外转子齿轮的几何位置关系。
机油泵壳体连接在发动机缸体前端,除了减少摩擦并降低了重量约1Kg,通过曲轴直接驱动油泵,发动机的噪声也得到了改善。
图4-3 大众1.4L16气门55kw发动机双中心机油泵内转子安装在曲柄销上,并驱动外转子。
当内转子和外转子转动时,由于转动的轴心不同,在输入端的齿间隙被加大。
机油通过一个类似通气管的管路吸入并被传送到输送端。
在输出端的齿间隙变小,机油被压入到机油回路中,一个压力限制阀防止机油压力超过最大允许值,例如在发动机高转速时。
见图4-4图4-4 双中心机油泵工作示意图2、机油滤清器机油滤清器从发动机油中清除污染物,例如金属颗粒等,并保持发动机油洁净。
见图4-5它有一只单向阀,当发动机停机时使油保持在滤清器中。
这样发动机起动时滤清器就总有油。
它还有一个释放阀,当滤清器堵塞时允许油输送到发动机。
机油滤清器是需要定期更换的零件,并且达到规定行驶里程时要整体更换。
图4-5 机油滤清器上海大众桑塔纳机油滤清器采用粗(褶纸滤芯)、(尼龙滤芯)细机油滤清器合为一体的过滤式滤清器。
粗滤器能滤去直径为0.05mm~0.lmm的机械杂质,细滤器能滤去直径为0.001mm以上的机械杂质。
机油滤清器装有用吸附能力不同的棉花、毛绒、人造纤维等不同材料制成的褶纸滤芯和尼龙滤芯。
两种滤芯串联连结。
3. 集滤器集滤器是具有金属网的滤清器,安装于机油泵呢进油管上,其作用是防止较大的机械杂质进入机油泵。
4. 机油冷却器发动机运转时,由于机油粘度随温度的升高而变稀,降低了润滑能力。
因此,有些发动机装用了机油冷却器。
其作用是降低机油温度,保持润滑油一定的粘度。
机油冷却器装在发动机冷却水路中,当油温较高时靠冷却液降温,而起动期间油温较低时,则从冷却液吸热迅速提高机油温度。
5. 机油压力指示灯此装置警告驾驶员,油泵产生的油压是否正常,是否正常地输送到了发动机的各个部分。
汽车行驶时该灯如果闪烁,表示润滑系统出现故障,警告驾驶员油压过低,此时应立即停车,关闭发动机,检查机油液面,必要时加注机油。
如果机油液面正常而该灯仍然发亮,应立即停车,关闭发动机,并立即联系上海大众特约维修站进行检查。
机油油压信号不是机油液面指示器。
见图4-6该灯在点火时亮起数秒,以进行功能检查。
假如此指示灯未熄灭,不要启动发动机,检查油位并在必要时加注机油。
图4-6 机油压力指示灯6. 润滑油目前,润滑油分类体系以美国石油协会(API)品质分类系统和美国工程师协会(SAE)粘度分类系统使用最为广泛。
例如某发动机润滑油牌号为API SJ/ SAE5W-40,API 表示美国石油协会对机油品质等级的评定标准,S 表示汽油机油,L 表示级别,从API SA、SB、SC、SE、SF、SG、SH、SJ、SL,字母越往后,油品档次越高。
在选用润滑油的时候,要严格按照汽车使用说明书所规定的润滑油使用级选用,若无相同级别的润滑油,可以使用高一级的润滑油,但决不能用低级别的代替。
SAE 表示美国汽车工程师协会对润滑油粘度等级的规定。
5W 表示油品的使用温度范围,从0W、5W、10W、15W、20W、25W等,数字越小表示其低温流动性越好,越能在低温条件下工作。
40表示机油在100℃时的粘度,级别有SAE 20、30、40、50、60,数字越大其粘度越高,SAE 5W-40说明此油低温流动性能好,符合5W要求,100℃时粘度在40号范围内。
选用润滑油时,应根据厂家提供的维修手册的要求来选用。
上海大众帕萨特发动机润滑油的粘度等级可根据下图示进行选择。
在不能获得上海大众汽车有限公司认可的A范围的机油的情况下,根据当地的气候条件,短时间内可以使用B范围内所列出的机油。
符合VW50200、 VW50101标准的润滑油具有以下特性:见图4-7(1)在气候温和的地区可以全年使用;(2)良好的清洁能力;(3)在各种发动机温度和负载状况下保证良好的润滑能力;(4)强耐老化性;(5)最佳的冷起动性能,即使是在极低的温度下。
其中A—多粘度级的轻质机油,符合VW50200标准B—多粘度级机油,符合VW50101标准,多粘度级机油,符合API SH或SJ级图4-7 上海大众帕萨特发动机润滑油的粘度等级4.3 润滑系统油路采用复合式润滑系统的上海桑塔纳轿车AFE型1.8L汽油发动机润滑油路见图4-8:发动机工作时,油底壳内的机油经集滤器滤掉粗大的机械杂质后,被机油泵压入机油滤清器后分三路送出。
第一路经主油道后送入曲轴主轴承分油道,润滑主轴承,经曲轴内油道润滑连杆内油道润滑连杆小端轴承、活塞销,喷溅至活塞后流回油底壳;第二路从主油道进入凸轮轴的轴承后再润滑气门机构,然后流回油底壳;第三路在主油道油压太高或流量太大的情况下,润滑油冲开限流阀,分流回油底壳。
机油滤清器上设有旁通阀,当机油滤清器堵塞,压力大于0.18Mpa时,润滑油短路进入主油道,防止发动机运动副因缺润滑油而烧坏。
与AFE型发动机润滑系相比,上海桑塔纳轿车AJR型发动机润滑系主要改变在于机油泵,它由原来的齿轮泵改为转子泵。
AJR型发动机机油泵则直接由曲轴前端的链轮能过链条驱动。
AJR型发动机机油泵的安装位置移到机体的前端底面,气缸体内通往机油滤清器支架的油道因此设计得较长,通过滤清后的机油在机油滤清器支架内分为三路:一路进入气缸体主油道,经主油道将机油分配到各曲轴主轴承,再由曲轴上的斜油孔通往各连杆轴承,由连杆体上的油孔通往连杆小头村套;第二路通过安装在机油滤清器的一个止回阀进入气缸体上的一个通向气缸体上平面的油道,经气缸盖上的第四个气缸盖螺栓孔进入气缸盖主油道,由此将机油分配到各凸轮轴轴颈和液压挺杆。
止回阀的作用是在发动机停机时保持气缸盖油道内的存油,防止发动机再次起动时缸盖供油不足,导致液压挺杆不能正常工作;第三路通往一个限压阀,油道内的压力过大时该阀打开,将部分机油旁通流回油底壳。
图4-8 上海桑塔纳轿车AFE型汽油发动机润滑油路本章小结(1)润滑系的主要作用是:对发动机中相对运动的零件的摩擦表面进行润滑,同时还具有散热、清洗、保护和密封等作用。
(2)发动机润滑方式包括:压力润滑、飞溅润滑、油脂润滑。
(3)润滑系一般由油底壳、机油泵、限压阀及旁通阀、机油滤清器、机油散热器、传感器和机油压力表、机油温度表等组成。
(4)机油泵的功用是:提高机油压力,保证机油在润滑系统内不断循环。
常见的机油泵有外啮合齿轮式和内啮合转子式两种。
(5)为了保证滤清效果,一般使用多级滤清器:集滤器、粗滤器和细滤器。
粗滤器一般与主油道串联,细滤器一般与主油道并联。
(6)细滤器按过滤方式分为过滤式和离心式两种结构,用于过滤更细小的颗粒杂质。
(7)机油散热器和机油冷却器是一些大功率柴油机设置的专用的机油散热装置。
机油散热器油路与主油道并联,利用风扇使机油冷却;机油冷却器是利用发动机冷却水对机油进行冷却。
(8)曲轴箱通风的通风方式有自然通风和强制通风两种。