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润滑系 |
一、润滑系的结构 发动机工作时,凡是做相对运动的零件,在其接触表面上必定存在摩擦和磨损。零件表面之间的摩擦不仅增大发动机运转阻力,使零件发热,工作表面烧损,而且磨损将产生金属微粒,也使机件的使用寿命降低。因此,为了保证发动机正常工作,必须对相对运动表面加以润滑。 发动机的润滑是由润滑系来完成的。润滑系的作用就是不断地将符合要求的润滑油送到发动机各运动零件的工作表面上,在摩擦表面上覆盖一层润滑油膜,以减少摩擦和磨损。不断流动的机油也带走了摩擦产生的热量和磨屑,从而延长了发动机的使用寿命。这些也可以概括成十二个字:减摩、减磨、冷却、清洁、防锈、吸振。 (一)、润滑方式 当发动机运转时,由于发动机各运动零件的工作条件不同,因而所要求的润滑强度不同,润滑的方式也不同。现代汽车发动机一般采用压力润滑、飞溅润滑两种润滑方式。 |
| 压力润滑就是以一定的压力将润滑油通过润滑油道和管路输送到摩擦面间隙之中,以确保可靠润滑。这种润滑方式适用于承受载荷大、相对运动速度高的零件。例如曲轴的主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承以及增压器轴承等。 飞溅润滑就是利用发动机运转时运动零件飞溅起来的油滴或油雾润滑摩擦表面。也有的发动机专门设置喷嘴,将润滑油喷至所需润滑部位。飞溅润滑一般适用于载荷较轻、相对运动速度较小的零件。例如气缸壁、活塞销、凸轮表面、挺柱等。 (二)、润滑油 发动机润滑系的润滑剂以润滑油为主,即机油。除个别需定期润滑的部位使用润滑脂。 SOFIM发动机使用的润滑油是SAE15W40。为了保证发动机能正常工作,一般要求润滑油SAE粘度能随环境温度的改变而有所不同。见 图2-112。 SAE15W40稠化润滑油可适用于-15℃至35℃以上的环境温度。(三)、润滑系的组成 是SOFIM发动机润滑系统示意图。它由机油泵、机油压力调节阀、油标卡尺、机油集滤器、机油滤清器、机油散热器、机油压力传感器、喷嘴、油道、曲轴箱通风滤清器等组成。另外,贮存机油的容器一般为发动机曲轴箱下方的油底壳。机油泵的功用是在润滑系统中建立压力润滑和机油循环的压力。为了确保压力润滑可靠,润滑系统必须有足够高的油压,但过高的油压将增加发动机的功耗。因此由机油泵建立适当的油压。为了限制机油循环的最高压力,一般在润滑系中还设置机油压力调节阀,也称限压阀,SOFIM发动机将机油压力调节阀设附于附件箱后盖上。 机油在循环使用时,必然将发动机零件摩擦形成的金属磨屑和其它机械杂质混入其中,而机油本身使用一段时间也难免产生胶质,这些杂质如果不断地随同机油进入润滑油道和润滑部位,势必将加速发动机零件的磨损,还可能堵塞油道和油管。为此现代发动机润滑系都设有不同滤清能力的几种滤清器,即:机油集滤器和机油滤清器。 机油散热器的任务是冷却机油。因为机油在循环过程中,连续不断地将摩擦热量带走,机油的温度必然升高,粘度下降,不仅摩擦表面不易形成油膜,而且还会加速机油老化变质,缩短机油使用期。所以SOFIM发动机在润滑系中特意设置了机油散热器,且将其巧妙地安装在附件箱下部。机油压力传感器装在主油道上(图中未示),驾驶员就可以通过汽车驾驶室仪表板上的机油压力表,随时了解发动机润滑系的工作状况。 油标卡尺一般插入油底壳内,主要用来检查润滑油的油量是否符合要求。 曲轴箱通风滤清器是用于曲轴箱通风的。发动机工作时,气缸内的混合气和废气或多或少总有一部分会通过活塞环渗漏到曲轴箱内,这不仅使机油冲淡,而且会使曲轴箱内气压升高,引起机油从轴封处向外渗漏。因此,曲轴箱通风滤清器及时地将渗漏到曲轴箱内的气体排掉,延长机油的使用寿命,防止曲轴箱漏油。 (四)、润滑系油路 现代汽车发动机的润滑油路方案大体相似,但又各有特点。SOFIM发动机润滑系的油路参见 图2-115。当发动机工作时,机油泵3经机油集滤器9将机油从油底壳中吸人,机油在流经集滤器时得以初步滤清。由机油泵压出的机油流入机油滤清器8,它是一个集细滤和粗滤旋装于一身的复合式滤清器,因此,机油由此分成两路:绝大部分机油经粗滤芯滤去较大杂质,流入纵向主油道11执行润滑任务;另一极少部分机油经细滤芯滤去较细杂质和胶质后,从回油管路流回油底壳。由此可知,机油粗滤芯与主油道是串联的,而细滤芯则与粗滤芯和主油道是并联的。这是因为粗、细滤芯的通过能力和滤清阻力不同而决定的,细滤芯滤清效果好,但滤清阻力大,通过能力差,采用并联方案可以保证主油道的畅通,降低发动机的内部消耗,虽然每次流经细滤芯的油量很少,但机油的不断循环流动仍可以取得较好的滤清效果。 |
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流入主油道11的机油,一路流向涡轮增压器1,润滑增压器的轴承后,经增压器回油管10流回油底壳;另一路经上油道2流向凸轮轴,润滑凸轮轴轴颈。凸轮轴轴内加工有纵向油道,并在轴颈处有出油孔,以便机油流出润滑轴瓦;主油道上还安装有喷嘴总成12,见图2-114,因而又形成一润滑油路,这一路主要是飞溅润滑,润滑气缸壁、活塞、活塞销、活塞环、连杆衬套等。为此,连杆小端及连杆衬套的相应位置,活塞裙部的相应位置都开有集油孔,以集存飞溅的机油;与纵向主油道相通的还有两条并联的横向油道13,主要用于润滑曲轴的主轴颈,机油还通过曲轴中的斜向油道流向连杆轴颈,润滑连杆轴瓦。在主轴道中还装有油压传感器,报警装置布置在仪表板上;另外,主油道螺塞也装在主油道上。润滑系油路见图2-115。 (五)、润滑系主要总成与部件的结构 1.机油泵机油泵的结构型式有很多,SOFIM发动机的机油泵是齿轮式的,见 图2-116,如前所述,该发动机最富有特点的就是将机油泵等集中布置于附件箱内。那么,附件箱和附件箱后盖则形成了机油泵壳体。机油泵的动力参见图2-66,当发动机工作时,曲轴通过正时齿轮带动喷油泵正时齿轮即附件箱皮带轮,经附件箱驱动轴、传动齿轮驱动机油泵的主、从动齿轮。机油连续不断地由齿间带入,油压逐渐升高,从出油腔流向滤清器,而后进入油道,润滑所需部位。齿轮式机油泵一般在出油腔附近的泵盖上开有卸压槽,以免在齿轮啮合区因啮合齿间容积变小而产生过大推力。因此齿轮与泵腔之间不论径向还是轴向都必须保证有合适的配合间隙。在附件箱的后盖上装有机油泵压力调节阀,它实际上就是机油泵的限压阀,结构为回位弹簧柱塞式。参见 图2-90。2.机油集滤器 机油集滤器主要是辅助机油泵从油底壳中汲取机油,并滤清颗粒度大的杂质。按结构集滤器有固式和浮式之分。SOFIM发动机采用的是固式集滤器,它位于油面之下,能保证可靠吸油,防止吸入机油泡沫。其结构见 图2-117。吸油口1由钢板冲压而成,以咬边的方式将滤网2固定在铝合金压铸的壳体3上。滤网用0.7mm厚的钢板,其上布置了孔距为2mm,直径为1mm的小孔。其上端出口经油管与机油泵进油口相接。3.机油滤清器 一般轻型汽车润滑系为了兼顾滤清阻力、滤清效果和流通能力,一般按滤芯的细密程度分别设有机油粗滤器、机油细滤器。而SOFIM发动机巧妙地将粗、细滤芯合二为一旋装在一体,形成复合式滤清器。其结构参见 图2-113。细滤滤芯采用棉团制成,进油口为机油泵出油管,而其出油管路则为专设的回油管路,以便与粗滤滤芯并联,形成分流。粗滤滤芯是用纸质折叠成扇形,滤纸为微孔滤纸经酚醛树脂处理,粗滤滤芯进油口同为机油泵出油管,其出油口与纵向主油道相通,形成全流。旁通阀设在粗滤器进油孔处,一旦粗滤滤芯被积污堵塞,机油流动阻力大于0.157MPa时,旁通球阀即被顶开,大部分机油则不经过滤芯滤清而直接流向主油道,以保证润滑部位有足够的机油。4.曲轴箱通风滤清器 曲轴箱通风是发动机使用中不可缺少的一个环节。 SOFIM发动机的曲轴箱通风采用的是空气滤清器,也称呼吸器,其结构见 图2-118。外壳由钢板冲压而成,内焊有两层填满镀铸乱钢丝的过滤层,以分离油雾和气体。空气滤清器由螺栓固定在气缸体的侧面与曲轴箱相通,另一出口上部接有通风橡胶管,直接通往大气。其下部设有回油软管接口,与油底壳相通。发动机工作时,安装在附件箱上的真空泵,有少量空气排入曲轴箱,及时地补充了曲轴箱内的空气,使漏入曲轴箱的废气和混合气得以经空气滤清器排出。但必须说明一点,排入大气的气体,虽然经过空气滤清器过滤层的过滤,极少有油雾排出,但对大气还是有污染的。这种曲轴箱通风方式,因其结构简单,在柴油机上使用较普遍。目前,汽油机的曲轴箱通风方式大多采用强制式的,将曲轴箱的窜气引向化油器前的空气入口处,回收使用废气。 5.机油散热器 为了使机油维持在最有利的温度范围内工作,SOFIM发动机润滑系还设置了机油散热带。也可以称为机油冷却器,其结构如 图2-119所示。在增压发动机上装置的机油散热器是圆盘形板翘式的。内有多层铜皮冲压的波纹状穿刺板,间隔着固定不锈钢栅管,外包不锈钢外壳,整个散热器由真空铜焊而成。外壳上焊有进水管和出水管管接头。冷却液通过进水管A流入波纹状穿刺板,吸收机油携带的热量后,经出水管B流出。从机油泵压出的机油流经机油散热器方形孔进入栅管,将热量传给波纹状穿刺板后流人机油滤清器,经滤芯的滤清后再流入滤清器中心管道,通过滤清器的接头孔流向润滑系的主油道。机油散热器的方形孔上还装有一片弹簧片作旁通阀用,当机油散热器中油道堵塞时,旁通阀打开,机油直接流入机油滤清器之中,而不再经过机油散热器。机油散热器的冷却以发动机冷却系的冷却循环为主,辅以汽车行驶的迎面风。其中的冷却水路和润滑油路是不相通的,它的热交换量为4KW,旁通阀的开启压力为0.08-0.1Mpa。 [TOP](一)、润滑系的使用与检查 1.润滑油的使用 用户应按汽车生产厂家要求,使用规定牌号润滑油。FIAT公司要求机油牌号:SAE15W/40,或单级润滑油20W/40(夏季)、20W/30(冬季);国际牌号:APICD-CCMPD2机油,南京依维柯公司推荐牌号:北京长城高级润滑油公司CD15W/40,或单级油SAE30(冬季)、SAE40(夏季)。必须严格按《使用说明书》要求,注意多级润滑油和单级润滑油的使用温度范围,并根据季节和温度的变化随时更换,选择适当的温度范围机油。 SOFIM发动机的润滑油量为7.0L,其中包括机油滤清器容量,更换机油时,应注意加满机油,并注意观察机油滤清器外表面标注油量。 机油的清洁程度将直接影响轴承的磨损。因此,用户必须按保养规定,定期清洗机油滤清器。新车15000km走合期应完全更换机油一次,更换机油滤清器粗、细滤芯,以后每10000km更换一次机油,如果年行驶里程少于10000km时,一年也至少更换一次机油。 汽车长期不用若再次使用,务必检查机油是否变质。一般的方法是将油标卡尺抽出,使油液滴在纸上,观察机油的老化程度。正常的油液呈透明状,一旦变混浊发暗则说明机油或多或少有些老化。不仅如此,机油还会出现酸化、乳化、稀释等现象。应根据检查的结果决定是否更换机油。 2.油标尺 油标尺是用于检查油底壳机油贮存量的。它的使用方法简便易行。欲检查油量时,必须停车关机。抽出油标卡尺,擦干油迹,再重新插入油标尺,第二次拔出,油标尺的油迹即为检测油量。油标尺上有上、下刻度线,即油量最多,油量最少。油迹介于两者之间则为油量适当。SOFIM发动机润滑油量的最多与最少之差为1.2升左右。应补充的油量根据油迹和差值决定,以免加多或加少。机油加注口在发动机隔音罩上。 3.机油泵 机油泵在大修后或使用前应检查机油泵齿轮等不应有裂纹或磨损;吸油管与输油管是否堵塞;否则应予更换方可使用。检查机油泵齿轮端面和附件箱后盖支承面间的间隙,该间隙正常值为0.065-0.131mm。 机油泵压力调节阀即限压阀设在附件箱后盖上,是回位弹簧柱塞式结构,参见 图2-90。按设计要求,当机油温度为100℃时,主油道在怠速时机油的最高压力为0.078MPa,最大功率转速时机油的最高压力为0.392Mpa。因此,应按此要求检查机油压力调节阀的性能是否符合要求。检修机油压力调节阀时,还需注意柱塞在座孔中应能滑动自如,不得有拉毛现象,并按图2-90检查弹簧弹力。机油压力调节阔的开启压力为0.7Mpa。机油泵主动轴如果换件,应在200-250℃加热机油泵传动齿轮后,用压力机压入机油泵主动轴,并保证机油泵主动齿轮和机油泵传动齿轮两齿轮外端面尺寸为88±0.2mm,用专用卡板固定机油泵传动齿轮,用扭力扳手以65N·m力矩转动机油泵主动齿轮,不应打滑。 另外,使用前还应检查机油泵主动轴和从动轴安装后正、反转都不应有明显的间隙,喷油泵驱动轴与机油泵主、从动轴的安装运转应能活动自如不发卡。 4.机油散热器 机油散热器为P—圆盘式6-6层。使用时油路工作压力应小于1.176MPa,水路工作压力应小于0.49MPa。检修去油垢时,可用四氯化碳溶液清洗。 5.曲轴箱通风滤清器 曲轴箱通风滤清器在装机体前,尤其是检修后,应进行密封性试验。试验压力为0.1MPa,时间不少于1分钟,观察各处是否渗漏,流量设为30M70L/min。 6.机油滤清器 一般情况下,发动机初次工作200h以后,需要更换机油滤清器的粗细滤芯。 7.其它 润滑系在维修后和使用前,应当按要求检查各总成部件符合要求以后,将整个系统连接好,按规定加注润滑油,起动发动机,观察润滑系各连接处是否有渗漏痕迹,确认无渗漏现象后,方可使用汽车。 (二)、润滑系的拆卸与安装 润滑系的许多油道都设在发动机上或专设油管。机油泵、机油滤清器、机油散热器等都集中安装在附件箱上,有关附件箱的拆装详见附件箱的解体与装配部分。本处只说明几点: 1.拆下机油进、出油定位套管O形圈时,注意配件规格,有两种尺寸规格利用。 形圈的内、外圆密封:另一种O形圈利用上、下面密封。三种定位套管配两种缸体,修理组装时应注意配件号不能混淆。 2.顺序拆下机油滤清器,机油散热器接头,机油散热器及座:真空泵及驱动接头、油门操纵拉丝支架、输油泵、输油泵推杆、输油泵座、加油管、附件箱后盖。取出机油泵从动轴总成。拆下前盖、衬垫,取出喷油泵驱动轴总成。注意检查拆卸下来的各零、部件磨损和损坏情况,凡密封件如油封、O形圈、衬垫务必更换。 3.附件箱前盖和本体上的支承孔,是用定位销固定后一次性加工而成,没有互换性。 4.附件箱润滑系零件和总成的装配按附件箱解体顺序相反而行。更换机油散热器座和机油进油、回油等套管上的O形圈,安装机油散热器座、机油散热器、机油滤清器接头和机油滤清器时,所有的密封圈外表面必须先涂油脂后拧紧,最后的拧紧力矩为55N·m。 (三)、润滑系故障的诊断与排除 润滑系是发动机故障频率较高的系统。润滑系常见的故障大多与润滑油的品质、机油压力,以及机油的非正常消耗有关。 在具体分析润滑系故障及其排除之前,必须强调,用户在使用NAVECO轻型汽车时,应当按《使用说明书》的要求,选择和使用润滑油,这是正确使用发动机,保障润滑系功效的总前提。润滑油的“牌号”都与粘度有关。粘度过高,润滑系统的内部阻力过大,增加发动机功耗:粘度过低,机油在润滑部位难以形成油膜,使得发动机运动部件难以得到可靠润滑。而粘度又与使用环境温度密切相关。 下面将从上述几个方面着手分析润滑系的常见故障及排除方法。 1.润滑油变质 不论是单级润滑油,还是多级润滑油,都有使用期限,尤其是单级润滑油还需做季节性更换。因此,必须按规定期限更换到期机油,如果未到使用期限,但机油确已变质,则也必须更换机油。否则,不仅起不到应有的润滑作用,还有可能腐蚀、烧毁机件。 机油变质的原因大致有以下几点: 1)机油滤清器滤芯堵塞,粗滤芯滤纸破损或旁通阀弹簧刚度较小,使滤清器失去滤清作用,从而导致机油内杂质过多,不清洁。 2)曲轴箱通风不好,漏入曲轴箱的汽油蒸汽冲淡机油,废气中的水蒸气和二氧化硫又使机油形成泡沫和酸化。机油逐渐变质,并腐蚀轴瓦、活塞和其它零件。 3)活塞环与气缸壁之间的配合间隙增大,导致密封性急剧下降,大量混合气和废气漏入曲轴箱,使机油被稀释。 4)气缸衬垫密封不严的话,将会导致冷却液漏人曲轴箱,使机油乳化。 5)由于冷却系发生故障使冷却强度降低,从而导致机油温度过高,加快了机油的氧化、老化变质。 SOFIM发动机对润滑油变质通常采取下列措施: 1)气缸盖衬垫漏水。则拧紧缸盖螺栓,或更换气缸盖衬垫; 2)气缸体、气缸盖局部裂纹或堵塞渗水。则补焊、胶粘或更换气缸体、气缸盖; 3)喷油泵转子轴油封渗漏燃油。如果发现此现象,则需检修喷油泵油封,如不能修复则更换油封。 4)输油泵的泵膜开裂,导致燃油渗漏至油底壳。检修或更换泵膜。 5)真空助力器控制阀活塞、皮碗、密封圈损坏,制动液通过附件箱上的真空泵单向阀被吸入油底壳。通过检查制动泵则可以判断故障发生在真空助力器。应检修或更换真空助力器。 2.机油压力过高 1)没有按厂家《使用说明书》规定选用机油牌号。若选用了粘度大的机油,则流动阻力大。 2)发动机缸体上油道不畅通,导致局部得不到润滑,而这种情况往往不会引起油压报警,也不易引起注意。 3)当机油压力传感器显示的油压过高时,应检查主油道的压力,以便进一步诊断故障原因。如果主油道压力过低,说明机油滤清器粗滤芯脏堵,而旁通阀弹簧刚度大打不开,因而造成了主油道压力过低。此时,应及时更换粗滤芯,然后再重新检验主油道压力。 4)如果主油道压力突然升高,则说明机油滤清器的粗滤芯堵塞,而旁通阀打开过迟而造成主油道压力不正常。发生这种现象应立刻更换粗滤芯。 5)一般经验证明新发动机在走合期往往油压偏高。因为机油压力与各润滑轴承间隙的大小有紧密关系。因此,处于走合期的发动机应严格按厂家《使用说明书》规定运转,不要超负荷运转。 3.机油压力过低 一旦机油压力表指示压力过低时,说明润滑油不足,摩擦表面润滑不充分,应该停机查找原因,以免烧坏轴承。 如果油压过低一般可以从两方面寻找原因,或是油压传感器、显示系统出了问题,或是润滑系统发生了故障。润滑系统油压过低又区分为两种情况:一种是油压长期偏低;另一种情况是油压突然降低。 遇到机油压力不足时,应首先判断问题出现在哪里。首先卸下主油道的螺塞,接上油压表观察其变化,如果表压确定低,说明油压显示系统无故障。如果表压不显示,则应立即停机。其二,分别替换传感器,观察油压显示系统,以此判断传感器油压显示是否有故障。 在确定是润滑系统故障后,引起机油压力过低的常见原因和解决措施如下: 1)机油泵齿轮端面间隙或径向间隙过大。此时需更换机油泵齿轮。 2)连杆轴承和主轴承间隙过大,漏油严重,发动机清洁度差。排除的方法是检查轴颈和轴瓦的磨合情况,必要时更换轴瓦,提高发动机清洁度。 3)凸轮轴轴颈和缸盖上凸轮轴座孔间隙过大,漏油严重。此时需要检查缸盖上凸轮轴座孔、凸轮轴轴颈,必要时应更换缸盖。 4)真空泵转子轴衬套间隙过大,漏油严重。应检查真空泵转子或衬套,更换之。 5)油底壳中机油不足。用油标尺检查油量,补充机油。 6)机油泵油压调节阀弹簧过软,开启压力低,或弹簧失效。按 图2-90检验弹簧,或更换之。7)机油集滤器滤网堵塞、粘着、吸油不足。此时应拆下机油集滤器,清洗干净后装复。 8)机油过稀,机油泵泄漏严重。此时需核对机油牌号,是否加错机油。 9)柴油机过热而导致机油变稀,油压不足,解决柴油机过热故障,则油压恢复正常。 以上九种原因均可造成发动机的机油压力偏低。 如果润滑系因某种原因突然泄漏或堵塞,会导致机油油量不足,油压突然下降。此时,应立即停车寻找泄漏点,并加以修复。 10)机油滤清器堵塞、限压阀卡住。排除的方法是清洗机油限压阀或更换滤芯,检修限压阀柱塞,检验弹簧弹力并排除发卡原因。 11)初次起动时,润滑系统“气阻”,无油压。采取的措施是拆下机油滤清器,并加入适量机油装复,检查机油集滤器和进油套管O形圈是否损坏漏气。同时,检查缸体进油道是否有砂眼渗漏。 12)机油集滤器突然脱离,不能吸油。将机油集滤器复原装好。 13)机油泵突然损坏,不能正常运转。此时可检修机油泵或更换之。 4.机油非正常消耗 此处是指发动机在正常使用条件下由于发动机某种原因或故障导致的机油大量消耗。一般机油非正常消耗的主要原因有以下几个: 1)润滑系统联接、密封不严,造成机油大量泄漏。察看油管或地面一般都留有油渍。此时应拧紧各接头、更换衬垫或油封及O形圈。 2)组合环回油孔堵塞或因积炭胶结在活塞环槽内,或因磨损后间隙过大而失去刮油作用。检查活塞环、气缸套,清洗油环,或更换新环,或更换气缸套。 3)第一、二、三道活塞环开口未错开安装,或第一二道气环上、下面装反。解决的办法是每道环开口错开120°,正确安装。 4)配气机构的气门导管油封损坏或气门杆与气门导管孔磨损过甚,机油进人燃烧室被烧掉。此时可根据机油是否有泄漏和观察发动机排气来判断,若无明显泄漏,发动机排气又冒蓝烟,可以明确判断机油被烧。解决的办法应换装气门导管油封,更换气门或导管。 5)机油散热器破损,水箱内混有大量机油。采取的措施是补焊或更换机油散热器。 6)涡轮增压器叶片轴衬套间隙过大,烧机油。检修增压器总成。 7)真空泵单向阀漏气使曲轴箱通风管排机油,行车制动失灵。通过检查制动泵不难判断故障所在,应检修或更换真空泵单向阀、弹簧。 8)曲轴箱通风管、空气滤清器堵塞,使曲轴箱内压力增高,上、下气缸体衬垫及油封处渗机油。清洗滤清器,更换通风管。 总之,润滑系的故障集中表现为油量、油压、机油品质。一旦发生故障应具体问题具体分析,同时,要兼顾整机。 [TOP] |
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