润滑系统的组成及工作过程

润滑系统由机油泵、机油滤清器、机油冷却器和集滤器等组成;此外，润滑系统还包括机油压力表、温度表和机油管道等。

机油泵通过集滤器从油底壳中吸上机油，以防止大的杂质进到机油泵内。当油压太高或流量太大时，由限压阀旁流一部分回油底壳。具有一定压力的机油进入滤清器进一步滤清，大部分进入发动机主油道，另一小部分压力油首先进入凸轮轴的轴承，再进入气门机构，之后流回油底壳。进入主油道的压力机油又分成两路:一路经进入曲轴内部油道进入连杆大端轴承，再经过连杆油道进入连杆小端轴承，最后回油底壳;另一路则进入中间轴的轴承，然后回油底壳。

机油滤清器上装旁通阀，如果机油滤清器阻塞，机油能直接通过旁通阀进入主油道，以不影响发动机正常工作。主油道上有条分油道，对准主轴承。缸盖上凸轮轴总油道尾端，也是整个压力油润滑路线的终端，在此也装一只开关，即最低压力报警开关，动作压力为30 k Pa。活塞与缸壁之间靠飞溅润滑方式润滑。

润滑系统的组成及油路，如图5-1所示。

图5-1 润滑系统油路

5.2.1 润滑剂

汽车发动机润滑剂包括机油和润滑脂两种，如图5-2所示。

图5-2 发动机润滑剂

(a)机油;(b)润滑脂

1.机油的功用

(1)润滑。

(2)冷却。

(3)清洗。

(4)密封。

(5)防锈。

2.机油的选用

我国采用国际上通用的美国SAE黏度分类法和API使用分类法对机油进行分类。SAE黏度分类法将内燃机油分为两组黏度等级系列:W组黏度等级系列，有0W、5W、10W、15 W、20W和25W六个低温黏度等级;非W组黏度等级系列，有20、30、40、50和60五个高温黏度等级。

内燃机油按黏度等级划分牌号，有单级油和双级油之分，仅标有一个黏度级号的油为单级油，仅符合一个级号的黏度要求。

API使用分类法将内燃机油分为两个系列:Q系列(汽油机油)，迄今有QA、QB、QC、QD、QE、QF、QG和QH七个级别;C系列(柴油机油)，有CA、CB、CC、CD、CDⅡ和CE等。

使用时，应根据汽车说明书的要求，全面对照机油的名称，既看品种，又看牌号，合理选择使用。其原则是:

(1)根据工作条件的苛刻程度选用适当的品种(使用级);

(2)根据地区季节气温，结合发动机的热负荷，选用适当的牌号。

5.2.2 机油泵

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。

机油泵根据结构形式的不同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，一般将后者称为齿轮式机油泵。

内、外啮合齿轮式机油泵和转子式机油泵实物，如图5-3所示。

图5-3 机油泵形式

(a)齿轮式机油泵(外啮合);(b)齿轮式机油泵(内啮合);(c)转子式机油泵

(1)齿轮式机油泵工作原理，如图5-4所示。机油泵通常由凸轮轴上的斜齿轮或曲轴前端齿轮驱动。机油泵一般安装在曲轴箱内。机油泵壳体上加工有进油口和出油口，在油泵壳体内装有一个主动齿轮和一个从动齿轮。齿轮与壳体内壁之间留有很小的间隙。发动机工作时，齿轮按图中所示箭头方向旋转，进油腔1的容积由于轮齿脱离啮合而增大，使腔内产生一定的真空度，机油便经进油口被吸入。齿轮旋转时把齿间所存的机油带到出油腔2内，由于出油腔一侧轮齿进入啮合，使出油腔容积减小、油压升高，机油便经出油口被送到发动机油道中。只要发动机在工作，机油泵就不间断工作，从而保证机油在发动机润滑油路中不断地循环输送。

为了保证产生必要的油压，齿轮与泵盖以及齿轮与泵体内壁之间的间隙必须很小。所以泵盖与壳体间的密封垫做得很薄。密封垫用来调整泵盖与主、从动齿轮的间隙和防止漏油。机油泵盖上所装的限压阀，用来把主油道的油压控制在正常范围(0.15～0.6MPa)内。

图5-4 齿轮式机油泵工作原理

1—进油腔;2—机油泵主动齿轮;3—出油腔;4—卸压槽;5—机油泵从动齿轮;6—机油泵体

(2)转子式机油泵工作原理，如图5-5所示。内转子2固定在主动轴1上，外转子3在油泵壳体4内可自由转动，二者之间有一定偏心距。主动的内转子2和从动的外转子3都装在油泵壳体4内。当内转子2旋转时，带动外转子3旋转。转子齿形齿廓曲线能保证不论转子转多少角度，内、外转子的每个齿的齿形齿廓曲线上总能互相成点接触。这样内、外转子间便形成四个工作腔。转子旋转过程中，任一工作腔从进油孔5转过时，容积增大，产生一定的真空度，机油经进油孔5被吸入;转子继续旋转，当该工作腔与出油孔6相通时，工作腔内容积减小，油压升高，机油经出油孔6被压出。

图5-5 转子式机油泵工作原理

1—主动轴;2—内转子;3—外转子;4—油泵壳体;5—进油孔;6—出油孔

5.2.3 机油滤清器

现在，越来越多的发动机为维护方便，采用旋装式滤芯结构。滤芯为纸质折叠式结构，封闭式外壳，直接旋装于滤清器盖上。

机油滤清器(图5-6)的工作过程:从油底壳来的脏油从端盖周边的机油孔进入滤清器内，从外向内流过褶纸滤芯，过滤后进入滤清器中心油腔，机油流向端盖油道后进入发动机主油道。

图5-6 机油滤清器

褶纸滤芯由棉花、毛绒、人造纤维等不同类型的材料制成，能吸附不同类型和不同直径的杂质。

为了安全起见，滤清器有一个旁通阀。如果滤芯被堵塞，压力增大，使旁通阀打开，机油绕过滤芯直达中心油腔，可防止发动机缺油。当发动机停止工作时，机油泵也停止工作，滤清器中心油腔的压力下降，止回阀在弹簧的作用下关闭，以维持发动机内有足够的机油，利于下次启动。

其他类型机油滤清器机油经过的滤清器滤芯愈细密，滤清次数愈多，则机油流动阻力愈大，因此在润滑系统中一般应采用几个不同滤清能力的滤清器，如集滤器、粗滤器和细滤器，它们与主油道并联或串联。

(1)集滤器装在机油泵之前，一般采用滤网式，用来防止粒度大的杂质进入机油泵。

(2)粗滤器一般串联在机油泵与主油道之间，属于全流式滤清器，用来滤去机油中粒度较大的杂质，它对机油的流动产生的阻力较小。

(3)细滤器与主油道并联，属于分流式滤清器，用来清除细小杂质，对机油的流动阻力较大，因此只允许少量的机油通过细滤器。东风EQ6100—1型发动机、解放CA6102型汽油发动机均采用离心式机油细滤器。

(4)复合式滤清器将粗滤器、细滤器装合在一个机油滤清器中，实现粗滤器、细滤器的功能。

5.2.4 机油压力开关

润滑系统内设置两个机油压力开关(图5-7)，一个为30k Pa，位于发动机缸盖上;另一个为180k Pa，位于机油滤清器支架上。打开点火开关，油压指示灯即闪亮，启动发动机，当机油压力大于30k Pa时，该指示灯灭。当发动机低速运转时，如果机油压力低于30k Pa，则30k Pa压力开关触点闭合，油压指示灯闪亮。当发动机转速大于2150r/min时，如果机油压力达不到180k Pa，则180k Pa压力开关断开，油压指示灯亮，并且警报蜂鸣器也同时报警。

图5-7 机油压力开关

5.2.5 集滤器

集滤器的功用是防止较大的机械杂质进入机油泵。集滤器可分为浮式和固定式两种。

(1)浮式集滤器:集滤器浮于机油表面，能吸入油面上较为清洁的机油，但当油面上的泡沫被吸入时，油道中机油压力降低，润滑欠可靠。

(2)固定式集滤器:集滤器淹没于机油下面，吸入的机油清洁度较差，但可防止泡沫吸入，润滑可靠，结构简单。

浮式集滤器结构如图5-8所示，集滤器实物图如图5-9所示。

图5-8 浮式集滤器

图5-9 集滤器

5.2.6 润滑系统的故障及排除

1.机油压力过低故障

1)故障现象

(1)发动机启动后，机油压力迅速降低。

(2)发动机在运转过程中，机油压力低于规定值。

2)故障分析思路

(1)曲轴箱机油黏度低或机油量不足。

(2)限压阀弹簧过软或折断。

(3)机油滤清器旁通阀弹簧过软和折断。

(4)润滑油进油管接头松动或油管破裂。

(5)机油泵工作不良，机油油路严重泄漏。

(6)汽油泵膜片破裂，汽油漏入曲轴箱稀释机油。

(7)汽缸衬垫损坏，冷却水漏入曲轴箱，使润滑油变质，黏度下降。

(8)曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴承配合间隙过大而泄漏。

(9)机油滤清器堵塞，使旁通阀开启压力过高或卡住，机油不能进入主油道。

(10)机油集滤器堵塞。

3)维修方法

(1)首先拔出机油尺，检查曲轴箱内机油油面。

(2)检查机油传感器。

(3)发动机运转时，机油压力突然降低，应及时停车熄火，检查有无机油泄漏，如机油滤清器衬垫损坏、油管断裂等。

(4)拆下传感器(或压力开关)作短暂发动，若机油喷出无力，应检查机油滤清器、集滤器及机油泵等。

2.机油压力过高故障

1)故障现象

(1)接通点火开关，机油压力表指示为196k Pa，发动后上升至490k Pa以上。

(2)发动机运转中机油压力突然增高。

(3)机油滤清器胀裂或机油传感器冲裂。

2)故障分析思路

(1)机油黏度过大，限压阀卡住或调整不当。

(2)汽缸体主油道堵塞。

(3)机油滤清器滤芯堵塞，旁通阀不开启。

(4)机油压力表或油压传感器工作不良。

(5)曲轴主轴承、连杆轴承间隙过小。

(6)曲轴箱机油加注过多，机油太脏。

3)维修方法

(1)首先检查机油油量，可拔出量油尺，检视油面是否过高，察看机油黏度是否过大。

(2)机油油压突然增高，应检查机油滤清器滤芯是否堵塞，旁通阀弹簧是否过硬，润滑油道是否堵塞，机油泵限压阀是否卡死。

(3)接通点火开关，机油表有压力指示，应检查机油表传感器是否完好。

3.机油变质故障

1)故障现象

(1)机油变黑并有杂质。

(2)油滴外缘呈黄色，而核心呈黑色。

(3)机油严重稀释，出现燃油气味，机油高温氧化有刺激的气味。

2)故障分析思路

(1)机油高温氧化，含有酸性物质、胶质铁屑、沥青等杂质。

(2)外部灰尘渗入曲轴箱，因与机油搅动形成油泥。

(3)燃烧室油废气和未燃混合气漏入曲轴箱，使机油稀释。

(4)机油滤清器性能不佳。

(5)选用的机油品质不佳或牌号不符。

3)维修方法

(1)防止脏物、杂质侵入润滑系统，在保管和加注时，应注意保洁，加注润滑油口的盖要严密。

(2)定期更换机油和机油滤清器，必要时清洗油道。

(3)曲轴箱通风装置，要完好有效，要定期检查并清洗通风阀、通风管，防止机油过热和汽油冲淡机油。

(4)正确诊断机油变质情况:查看机油黏度、颜色，有无汽油、水分和杂质渗入，可用手捻查看油性，检视机油是否变黑，或滴一滴机油在滤纸上，视其扩散情况，中心为粗粒杂质沉淀区，若机油受到严重污染便呈黑色，并有金属粒或沙粒，若机油没有污染，其扩散越宽，油质越好，若机油中有水，会出现明显的水痕。

(5)正确选择机油，重视其品质和黏度要求。

4.机油渗漏故障

1)故障现象

发动机各密封处有机油渗漏现象，行驶中排气管冒蓝烟。

2)故障分析思路

(1)机油渗漏，汽缸衬垫和各部油封损坏。

(2)机油是否进入燃烧室燃烧。

3)维修方法

(1)若发现机油外部渗漏，确定其部位，更换渗漏处的衬垫或油封。

(2)测量汽缸压缩力，诊断机油进入燃烧室燃烧的具体部位，如果压缩力正常，说明是气门油封或气门的导管间隙过大所致，应更换气门油封，必要时更换气门和导管。汽缸压缩力不足，排气管冒蓝烟，应及时解体检修，必要时送维修厂。

5.压力不正常故障

油压过低或过高时，其快速维修建议见表5-1与表5-2。机油压力不正常表现为机油泄漏。机油泄漏多分为外部泄漏与机油消耗过大两种情况。

表5-1 发动机机油压力低的诊断与维修建议

表5-2 发动机机油压力高的诊断与维修建议

5.2.7 测量机油压力

如图5-10所示，机油压力可以用专用的机油压力表来测量，也可以用普通的油压表(量程为1MPa左右)配上相应的高压软管和接头来测量。

测量机油压力的方法如下:

(1)拔下机油压力传感器的线束插头，拆下机油压力传感器;

(2)将机油压力表的软管接头拧入安装机油压力传感器的螺孔内，并拧紧接头;

(3)将机油压力表放置在不会接触到发动机旋转部件及高温部件的地方;

(4)启动发动机，检查机油压力表接头处有无漏油，如有漏油，应熄火后重新拧紧接头;

(5)运转发动机使之达到正常的工作温度，分别在怠速和转速为2000r/min时检查油

图5-10 机油压力的测量设备

压表的读数，并与标准压力值进行比较。