发动机工作时,很多零部件运动的间隙都非常小,虽然这些部件的表面都经过精细加工,但他们之间必然会产生摩擦损耗、发热灼烧,因此发动机必须设计润滑系统,使其具有较长的使用寿命。今天大家就来对发动机润滑系统的结构、故障诊断、作用、润滑方式、润滑剂种类做一个全面而深入的了解,对夯实汽修工的技能大有裨益。


发动机工作时,很多零部件运动的间隙都非常小,虽然这些部件的表面都经过精细加工,但他们之间必然会产生摩擦损耗、发热灼烧,因此发动机必须设计润滑系统,使其具有较长的使用寿命。今天大家就来对发动机润滑系统的结构、故障诊断、作用、润滑方式、润滑剂种类做一个全面而深入的了解,对夯实汽修工的技能大有裨益。


一、润滑系统的结构

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(1)机油泵
机油泵的作用是给主油道提供数量足够、压力适当的机油,保证机油在润滑系统内循环流动。机油泵按照结构可以分为叶片泵、转子泵和可调式机油泵,可调式机油泵可以根据发动机负荷提供不同流量的机油。将定量的机油从油底壳中抽出加压后,源源不断地送至各零件表面进行润滑,维持机油在润滑系中的循环。机油泵大多装于曲轴箱内,也有些柴油机将机油泵装于曲轴箱外面,机油泵都采用齿轮驱动方式,通过凸轮轴、曲轴或正时齿轮来驱动。
(2)油底壳
油底壳也称为机油盘,安装在发动机底部,主要用于储存机油。油底壳底部安装有磁性的放油螺塞,以吸附机油中的铁屑,防止其进入主油道。在大多数发动机上,油底壳还起到为机油散热的作用。

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(3)机油滤清装置
由于机油本身具有一定粘度,机油中杂物含量较高,为提高滤清效率,机油滤清器一般有三级,分别为机油集滤器、机油粗滤器和机油细滤器。
集滤器装在机油泵前油底壳中,一般采用金属滤网式。机油粗滤器装在机油泵后面,和主油道串联,主要有金属刮片式、锯末滤芯式、微孔滤纸式几种,现在主要采用微孔滤纸式。机油细滤器装在机油泵后和主油道并联,主要有微孔滤纸式和转子式两种。转子式机油细滤器采用离心式滤清,没有滤芯,有效地解决了机油的通过性和滤清效率之间的矛盾。
(4)主油道
是润滑系统的重要组成部分,直接在缸体与缸盖上铸出,用来向各润滑部位输送润滑油。
(5)限压阀
限压阀一般安装在机油泵或气缸体的主油道上,主要由弹簧和柱塞组成。用来限制机油泵输出的机油压力。旁通阀与粗滤器并联,当粗滤器发生堵塞时,旁通阀打开,机油泵输出的润滑油直接进入主油道。机油细滤器进油限压阀用来限制进入细滤器的油量,防止因进入细滤器的油量过多,导致主油道压力降低而影响润滑。

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(6)机油冷却器
在高性能、大功率的强化发动机上,由于热负荷大,必须装设机油冷却器。机油冷却器布置在润滑油路中,其工作原理与散热器相同。发动机机油冷却器分为风冷式和水冷式两类。
(7)机油压力指示灯
正常工作的润滑系统内的机油具有一定的压力,通过机油压力指示灯,判断润滑系统的工作状况。机油压力下降到148kPa以下时,机油压力指示灯就会点亮。
(8)机油油位传感器
油底壳内设置有机油油位传感器,当机油液面下降到一定高度时,传感器内部的电路导通,仪表板上的机油压力指示灯将点亮。


二、常见故障诊断

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润滑系常见故障有机油压力过低、机油压力过高、机油消耗过多和机油变质。


(一)机油压力过低故障
发动机润滑系出现机油量少、机油泵工作不正常、油道堵塞等,均会造成机油压力过低。机油压力过低,会加速曲轴、凸轮轴磨损,甚至因为润滑不良而使发动机抱轴,严重的会造成发动机的报废。所以,在汽车组合仪表上,都设有压力指示系统,现实发动机润滑系的压力。发动机润滑系异常,首先应判断是否为机油压力过低。

机油压力过低的原因
(1)机油量不足
发动机机油量不足,油底壳内机油液面较低,机油泵吸入机油少,就会导致润滑系机油压力下降,甚至不产生压力。
(2)机油粘度降低
机油黏度实际是机油流动时的内摩擦阻力的大小。机油流动时的内摩擦阻力小时,其流动性好;反之,机油流动时的内摩擦阻力大时,其流动性差。因此黏度是机油品质最重要的衡量指标之一。若机油粘度降低,则机油压力也下降。机油过稀或因发动机温度高造成机油变稀,机油就会从发动机的摩擦间隙中泄漏,造成机油压力降低。
(3)机油泵性能不良
机油泵是润滑系的动力源,机油泵内部齿轮磨损,间隙过大或卡死,都会导致机油泵油量减小或不泵油直接导致机油压力过低。
(4)机油滤清器堵塞
机油滤清器的作用是进一步过滤很小的机械杂质。当使用过久后,被过滤出的机械杂质集存在滤芯上,随着时间的延长,滤芯外表面积存的机械杂质质量增大,堵塞润滑油流动通道,导致机油压力减小。
(5)泄漏量大
油量能够产生压力的原因是机油在油道内流动有阻力。如润滑系的油道泄漏,限压阀调定压力过低或关闭不严、曲轴或凸轮轴颈等处因磨损配合间隙过大,都会造成润滑系的泄漏量增大,系统内的机油压力会随着泄漏量的增大而相应降低。

机油压力低的判断方法
机油压力过低是发动机润滑系最常见的故障之一,判断机油压力过低的常见方法有观察组合仪表机油压力警告灯,机油压力表测试机油压力和观察气门室是否有机油。
(1)组合仪表机油压力警告灯报警
汽车组合仪表盘上设有机油压力警告灯,当警告灯点亮,首先需确定是警告灯的电路故障,还是发动机机油压力低。排除了警告灯电路故障,才能判断发动机机油压力低的故障。
机油压力警告灯电路故障的常见判断方法是:将机油压力传感器插头断开,直接对发动机搭铁。若断开时,机油压力报警灯熄灭,搭铁时,机油压力报警灯亮,表示机油压力警告灯系统正常。否则,表明警告灯存在故障。
(2)机油压力表测试
为确定发动机机油压力的具体情况,需要连接机油压力表,检测发动机机油压力值是否正常。机油压力表连接口为机油压力传感器的安装口。
(3)气门室观察法
机油压力表测量的是缸体的主油压,并不能代表气缸盖上的机油压力。如果由于油道堵塞等原因,气缸盖上润滑不充分,会导致气门异响、凸轮轴磨损、抱死等故障。故有必要确定气门室是否上机油。
气门室观察是否上机油,需要启动发动机,运转到发动机温度正常,打开机油加注口盖,观察气门室是否有机油飞溅,并且凸轮轴组件上是否有机油润滑。


(二)机油压力过高故障
润滑系内的机油压力过高,主要是机油在系统内流动阻力过大所引起。其表现为:发动机在怠速以上运转时,发动机温度正常而机油压力高于规定值;或在低速运转时机油压力指示器的浮标已升到最上方。

机油压力过高的原因
(1)机油黏度过大
机油粘度的大小表明了机油流动时的内摩擦阻力大小。其大小与发动机温度有关,发动机温度低时,机油黏度大;反之,发动机温度高时,机油黏度小。机油粘度大时流动性差但密封性好,泄漏量少。如果机油黏度超过规定值,机油在润滑系内流动阻力会增大,同时压力升高。因此,发动机温度低或机油本身黏度大时,机油压力会升高。
(2)润滑部位配合间隙过小
润滑部位的凸轮轴轴颈、连杆轴颈、曲轴轴颈、摇臂轴等,这些润滑部位如果配合间隙过小,会使润滑系油路的流动阻力增大,造成机油压力过高。
(3)机油滤清器堵塞
滤清器的滤芯过脏使机油回路堵塞,造成机油压力过高。
(4)限压阀调整不当
限压阀调整的弹簧弹力过大,会导致润滑系内的机油压力过高。

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(三)机油消耗过多故障
正常发动机,机油消耗量有限。机油消耗了超过规定值,则说明机油消耗过多。

机油消耗过多的原因
(1)烧机油
活塞或气门间隙过大,涡轮增压器泄漏等,会导致发动机烧机油,将大大损耗机油。
(2)发动机温度过高
发动机温度高,引起机油的温度过高与压力过高,机油黏度变低,使窜入燃烧室的机油增加,增加了机油的消耗量。
(3)机油过多
发动机油底壳机油添加过多,使曲轴运转时飞溅到缸壁的机油过多,润滑油被吸入气缸燃烧,引起机油消耗。
(4)发动机工作不正常
汽车严重超载、发动机长时间大负荷工作等,也会造成机油消耗量过大。


(四)机油变质故障

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发动机在运行过程中,受各种因素的影响,会造成机油的氧化和变质。机油变质破坏了油膜的特性,使润滑性变差甚至润滑功能丧失,造成尾气冒蓝烟烧机油、油耗增加、缩短发动机使用寿命等后果,最终导致发动机提前大修。

机油变质的原因
(1)机油中渗进了水分
由于气缸穿孔漏水、气缸垫损坏或其他原因导致缸体或曲轴箱进水,当含水量超过0.1%时,机油添加的抗氧化剂、清净分散剂等就会失效,因而加速机油的氧化过程。机油中含水较多时,机油润滑性能变差,黏度下降。含水的机油呈雾状,油色浑浊、乳化、泡沫状。
(2)活塞环漏气
由于活塞环或气缸磨损,一部分可燃混合气和废气经活塞周围间隙窜到曲轴箱内。窜到曲轴箱内的含有水蒸气和二氧化碳:水蒸气凝结后再机油中形成泡沫;二氧化碳溶于水中形成酸,这些酸性物质带进润滑系内,使机油变质。
(3)曲轴箱通风装置失效
曲轴箱通气性差,机油散热不良,同时一些燃烧气体窜入曲轴箱内,曲轴箱内的气压将升高。若压力高于外界大气压力,则会给活塞运行带来一定阻力,导致机油从油底壳与气缸体结合处向外渗漏。另外,泄漏到曲轴箱内的气体中含有二氧化硫,会促进机油很快变质。
(4)空滤过脏
空气滤芯太脏,进气杂质较多,燃烧产生过多积碳和杂质,会造成机油变质。
(5)燃油进入润滑系
由于泄漏,燃油混入发动机润滑系油道,特别是汽油混入机油,就会引起机油变质。

机油变质的判断
机油是否变质的准确判断方法要通过专门的仪器来测定,但明显的变质可以通过检查和观察确定。
(1)观察机油的颜色
优质的机油呈半透明的黄棕色或浅蓝色,当机油中有水时则呈褐色,发动机运转一段时间后,会呈乳白色,并伴有泡沫。机油呈黑色通常是油泥和铁屑过多,或机油中炭粒过多。抽出机油标尺对着光亮处观察刻度线是否清晰,当透过机油尺上的机油看不清刻线时,则说明机油过脏,需要更换机油。
(2)观察油流
将装有机油的量杯慢慢倒向另一空杯,观察其流动情况。质量好的机油的油流应该是细长、均匀、连绵不断,变质的机油会呈油滴状态。
(3)嗅觉法
凡是嗅觉刺激大且有异味的机油均为变质或劣质机油,好的机油应无特别的气味,只略带有芳香。


三、润滑系统的作用

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(1)润滑作用
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。
(2)清洗作用
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。
(3)冷却作用
机油在润滑系内循环带走摩擦产生的热量,起到冷却作用。
(4)密封作用
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。
(5)防锈蚀作用
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)液压作用
润滑油可用作液压油,起液压作用,如液压挺柱。
(7)减震缓冲作用
在运动零件表面形成油膜,吸取冲击并减小振动,起减震缓冲作用。


四、润滑方式

640.webp (7).jpg由于发动机运动部件的工作条件不相同,因此对不同的运动部件采用不同的润滑方式。发动机各零件的润滑强度取决于该零件的环境、相对运动速度和承受机械负荷、热负荷的大小。根据润滑强度的不同,发动机润滑系采用下面几种润滑方式:

(1)压力润滑
压力润滑是以一定的压力把润滑油供入摩擦表面的润滑方式。利用机油泵,将具有一定压力的机油源源不断地送到摩擦面间。形成具有一定厚度并能承受一定机械负荷而不破裂的油膜,尽量将两摩擦零件完全隔开,实现可靠的润滑。


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(2)飞溅润滑
利用发动机工作时某些运动零件(主要是曲轴与凸轮轴)飞溅起的油滴与油雾,对摩擦表面进行润滑的一种方式。飞溅润滑适合于暴露零件表面,如缸壁、凸轮等;相对运动速度较低的零件,如活塞销等;机械负荷较轻的零件,如挺柱等。气缸壁采用飞溅润滑还可防止由于润滑油压力过高,油量过大,进入燃烧室导致发动机工作条件恶化。
(3)定期润滑
对一些不太重要、分散的部位,采用定期加注润滑脂的方式进行润滑,如发动机水泵轴承、发电机、起动机及分电器等总成的润滑。它不属于润滑系的工作范畴。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。

 

五、润滑剂种类
润滑剂有润滑油和润滑脂两种。
我国润滑油的分类
(1)汽油机润滑油:SC、SD、SE、SF、SG、SH
(2)柴油机润滑油:CC、CD、CD-II、CF、CF-4
润滑脂的分类
钙基润滑脂、钠基润滑脂、钙钠基润滑脂、复合钙基润滑脂、通用锂基润滑脂、石墨钙基润滑脂。


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