4 7潤滑系的維修及故障診斷 要求掌握 1 熟悉潤滑系統主要零部件的結構 2 能夠對潤滑系統主要零件進行正確的檢查與維修 3 能夠對潤滑系統常見故障進行正確的診斷與排除 一 潤滑油簡介汽車發動機潤滑油包括機油和潤滑脂兩種 1 機油的功用 1 潤滑機油在運動零件的所有摩擦表面之間形成連續的油膜 以減小零件之間的摩擦 2 冷卻機油在循環過程中流過零件工作表面 可以降低零件的溫度 3 清洗機油可以帶走摩擦表面產生的金屬碎末及沖洗掉沉積在氣缸 活塞 活塞環及其他零件上的積炭 4 密封附著在氣缸壁 活塞及活塞環上的油膜 可起到密封防漏的作用 5 防銹機油有防止零件發生銹蝕的作用 2 對機油的使用特性的要求 1 適當的粘度 機油黏度對發動機的工作有很大的影響 黏度過小 在高溫 高壓下容易從摩擦表面流失 不能形成足夠厚度的油膜 黏度過大 冷起動困難 機油不能被泵送到摩擦面 2 優異的氧化安定性 氧化安定性是指機油抵抗氧化作用不使其性質發生永久變化的能力 當機油在使用與儲存過程中與空氣中的氧氣接觸而發生氧化作用時 機油的顏色變暗 黏度增加 酸性增大 并產生膠狀沉積物 氧化變質的機油將腐蝕發動機零件 甚至破壞發動機的工作 3 良好的防腐性 機油在使用過程中不可避免地被氧化而生成各種有機酸 它們對金屬零件有腐蝕作用 可能使銅鉛和鎘鎳一類的軸承表面出現斑點 麻坑或使合金層剝落 4 較低的起泡性 由于機油在潤滑系中快速循環和飛濺 必然會產生泡沫 如果泡沫太多 或泡沫不能迅速消除 將造成摩擦表面供油不足 控制泡沫生成的方法 是在機油中添加泡沫抑制劑 5 強烈的清凈分散性 機油的清凈分散性是指機油分散 疏松和移走附著在零件表面上的積炭和污垢的能力 為使機油具有清凈分散性 必須加入清凈分散添加劑 6 高度的極壓性 在摩擦表面之間的油膜厚度小于0 3 0 4 的潤滑狀態 稱邊界潤滑 習慣上把高溫 高壓下的邊界潤滑 稱為極壓潤滑 機油在極壓條件下的抗摩性叫作極壓性 3 我國的機油分類法我國的機油分類法參照采用ISO分類方法 GB T7631 3 1995規定 按機油的性能和使用場合分為 汽油機油 SC SD SE SF SG SH等6個級別 柴油機油 CC CD CD CE CF 5等5個級別 二沖程汽油機油 ERA ERB ERC和ERD等4個級別 4 機油的選用 1 根據汽車發動機強化程度選用合適的機油等級 2 根據地區的季節氣溫選用適當黏度等級的機油 5 潤滑脂潤滑脂是將稠化劑摻入液體潤滑劑中所制成的一種穩定的固體或半固體產品 其中可以加入旨在改善潤滑脂某種特性的添加劑 潤滑脂在常溫下可附著于垂直表面而不流淌 并能在敞開或密封不良的摩擦部位工作 具有其他潤滑劑所不能代替的特點 因此 在汽車的許多部位都使用潤滑脂潤滑 目前 進口汽車和國產新車普遍推薦使用汽車通用鋰基潤滑脂 GB T5671 1985 這種潤滑脂具有良好的高低溫適應性 可在 30 120 的寬闊溫度范圍內使用 具有良好的抗水性和防銹性能 可用于潮濕和與水接觸的摩擦部位 具有良好的安定性和潤滑性 在高速運轉的機械部位使用 不變質 不流失 保證潤滑 它能夠滿足我國從哈爾濱到海南島廣大地區汽車的使用要求 與使用鈣基或復合鈣基潤滑脂比較 可以延長換油期2倍 使潤滑和維護費下降40 以上 二 發動機的潤滑方式發動機工作時 由于各運動零件的工作條件不同 因而要求的潤滑強度和方式也不同 零件表面的潤滑 按其供油方式可分為壓力潤滑 飛濺潤滑和定期潤滑 現代汽車發動機都采用復合式潤滑方式 1壓力潤滑 利用機油泵 將具有一定壓力的潤滑油源源不斷地送往摩擦表面 例如 曲軸主軸承 連桿軸承及凸輪軸軸承等處承受的載荷及相對運動速度較大 需要以一定壓力將機油輸送到摩擦面的間隙中 方能形成油膜以保證潤滑 這種潤滑方式稱為壓力潤滑 2飛濺潤滑 利用發動機工作時運動零件飛濺起來的油滴或油霧來潤滑摩擦表面的潤滑方式稱為飛濺潤滑 這種潤滑方式可使裸露在外面承受載荷較輕的氣缸壁 相對滑動速度較小的活塞銷 以及配氣機構的凸輪表面 挺柱等得到潤滑 3定期潤滑 發動機輔助系統中有些零件則只需定期加注潤滑脂 黃油 進行潤滑 例如水泵及發電機軸承就是采用這種方式定期潤滑 近年來在發動機上采用含有耐磨潤滑材料 如尼龍 二硫化鉬等 的軸承來代替加注潤滑脂的軸承 三 潤滑系統的基本組成1 油底殼 貯存潤滑油 散熱 2 機油泵 提高機油壓力 保證機油在潤滑系統內不斷循環 目前發動機潤滑系中廣泛采用的是外嚙合齒輪式機油泵和內嚙合轉子式機油泵兩種 位于曲軸箱內 有些柴油機在外 齒輪驅動 曲軸 凸輪軸或正時齒輪 3 機油濾清器 濾掉機油中的雜質 磨屑 油泥擠水分等雜物 使循環流動的機油在送往運動零件表面之前得到凈化處理 一般潤滑系中裝有幾個不同濾清能力的濾清器 集濾器 粗濾器和細濾器 分別串聯和并聯在主油道中 集濾器 多為濾網式 可濾掉粒度大的雜質 流動阻力小 串聯安裝于機油泵進口之前 粗濾器 串聯安裝于機油泵與主油道之間 屬于全流式濾清器 可濾掉粒度較大的雜質 流動阻力小 細濾器 與主油道并聯 屬于分流式濾清器 過油量約為10 30 可濾掉粒度細小的雜質 流動阻力大 4 主油道 直接在缸體與缸蓋上鑄出 相各潤滑部位輸送潤滑油 5 機油散熱器 負荷較大發動機 越野車 柴油車 對潤滑油進行散熱冷卻 6 各種閥 限壓閥 裝在機油泵端蓋上 限制潤滑系內的最高油壓 防止因壓力過高而造成過分潤滑及密封墊圈發生泄漏現象 正常的油壓應為150kPa 600kPa 粗濾器旁通閥 裝在粗濾器上 若粗濾器的濾芯被雜質堵塞時 機油便頂開旁通閥直接進入主油道 以保證發動機各部件有足夠的潤滑油 細濾器進油限壓閥 裝在細濾器上 當潤滑油路中油壓低于100kPa時 進油限壓閥不開啟 機油細濾器停止工作 保證主油道內的油壓足夠 機油散熱器開關 裝在細濾器上 當氣溫高于293K 20 時 駕駛員控制打開此開關 使部分機油流經機油散熱器冷卻 以保持機油的散熱性能 機油散熱器安全閥 裝在細濾器上 當油壓高于400kPa時 機油散熱器安全閥開啟 使部分機油經此閥泄入油底殼 防止散熱器損壞 7 機油壓力表及機油壓力傳感器 在主油道上安裝了機油壓力表傳感器和機油壓力過低警告燈傳感器 當主油道內的油壓低于100kPa時 傳感器的觸點接通使警告燈發亮 應立即停車檢查 潤滑油油路 上海桑塔納轎車發動機潤滑系統 四 潤滑系統主要零部件的結構與維修 一 機油泵功用 機油泵的功用是保證機油在潤滑系統內循環流動 并在發動機任何轉速下都能以足夠高的壓力向潤滑部位輸送足夠數量的機油 類型 機油泵結構形式可分為齒輪式和轉子式兩類 齒輪式機油泵又分內接齒輪式和外接齒輪式 一般把后者稱為齒輪式機油泵 1 齒輪式機油泵齒輪式機油泵的優點是效率高 功率損失小 工作可靠 缺點是需要中間傳動機構 制造成本相對較高 齒輪式機油泵的結構1一螺母2一鎖片3一主動軸4一半圓鍵5一彈簧座6一限壓閥彈簧7一球閥8一開口銷9一閥體10一主動齒輪11一泵蓋12一出油管13一傳動齒輪14一從動軸15一泵殼16一從動齒輪17一吸油管18一卡簧19一集濾器濾網 3 內嚙合齒輪式機油泵外齒輪是主動齒輪 套在曲軸前端 通過花鍵由曲軸直接驅動 內接齒輪是從動齒輪 裝在機油泵體內 泵體固定在機體前端 這種機油泵零件數量少 制造成本低 占用空間小 使用范圍廣 但是這種機油泵在內 外齒輪之間有一處無用的空間 使機油泵的泵油效率降低 2 轉子式機油泵的結構內轉子固定在機油泵傳動軸上 外轉子自由地安裝在泵體內 并與內轉子嚙合轉動 泵殼上設有進油孔和出油孔 安裝在泵殼內的內轉子有4個凸齒 外轉子有5個內齒 外轉子在泵殼內可自由轉動 內 外轉子之間有一定的偏心距 轉子式機油泵的優點是結構緊湊 供油量大 供油均勻 噪聲小 吸油真空度較高 在維修時 襯墊 O形密封圈 開口銷不允許重復使用 轉子式機油泵 泵殼 外轉子 內轉子 機油 進油腔 出油腔 3 齒輪式機油泵的維修齒輪式機油泵在使用中 主動齒輪與從動齒輪 軸與軸孔 齒輪頂與泵殼 齒輪端面與泵蓋均會產生磨損 造成機油泵供油量減少和供油壓力降低 1 檢查齒輪與泵殼徑向間隙 拆下泵蓋 在齒輪上選一與嚙合齒相對的輪齒 用塞尺測量齒頂與泵殼間的間隙 然后轉動齒輪 用相同的方法測量其他輪齒與泵殼間的間隙 若徑向間隙超過允許極限值 應更換機油泵總成 2 檢查齒輪與泵蓋軸向間隙 拆下泵蓋后 在泵體上沿兩齒輪中心連線方向上放一直尺 然后用塞尺測量齒輪端面與直尺之間的間隙 若間隙超過允許極限值 應更換機油泵總成 檢查齒輪與泵體徑向隙 檢查齒輪與泵蓋軸向間隙 3 檢查齒輪嚙合間隙 拆下泵蓋 用塞尺測量主動齒輪與從動齒輪嚙合間隙 若嚙合間隙超過允許極限值 應進行修復或更換新件 4 檢查主動軸與軸孔配合間隙 分別測量機油泵主動軸直徑 泵體上主動軸孔徑 并計算其配合間隙 若配合間隙超過允許極限值 應進行修復或更換新件 5 檢查從動軸與襯套孔配合間隙 分別測量機油泵從動軸直徑及其襯套孔徑 并計算其配合間隙 若配合間隙超過允許極限值 應更換襯套 6 檢查機油泵限壓閥 限壓閥常見故障是發卡而導致機油壓力過高或過低 檢查時 拆下限壓閥 清洗閥孔和閥體 將限壓閥鋼球 或柱塞 裝入閥孔 移動時應靈活無卡滯現象 在實驗臺上檢查限壓閥的開啟壓力 應符合標準 檢查齒輪嚙合間隙 4 轉子式機油泵的維修 1 檢查轉子軸與軸孔配合間隙 分別測量機油泵轉子軸直徑和泵殼上的軸孔內徑 并計算其配合間隙 若配合間隙超過允許極限值 應更換機油泵總成 2 檢查外轉子與泵殼配合間隙 拆下泵蓋 用塞尺測量外轉子與泵殼之間的間隙 若超過允許極限值 應更換機油泵總成 3 檢查內轉子與外轉子嚙合間隙 拆下泵蓋 用塞尺測量內轉子與外轉子嚙合間隙 若超過允許極限值 應更換機油泵總成 4 檢查轉子端面與泵蓋軸向間隙 拆下泵蓋 用塞尺和直尺測量轉子端面與泵蓋軸向間隙 若超過允許極限值 應更換機油泵總成 機油泵各部位間隙的使用限度 5 機油泵裝復后的試驗機油泵裝復后應進行試驗 確認性能良好后再裝車 一般采用簡易試驗法 將機油泵和集濾器裝復后 一同放入清潔的機油池中 用旋具按順時針方向轉動機油泵軸 應有機油從出油孔中排出 如用拇指堵住出油孔 繼續轉動機油泵時 應感到有壓力 機油泵壓力的調整 可以通過增減限壓閥螺塞下面的調整墊片或增減限壓閥彈簧座處的墊片來調整 二 機油濾清器的結構汽車發動機上使用的機油濾清器按過濾能力可分為 集濾器 粗濾器 細濾器 1 集濾器集濾器一般為濾網式 安裝在機油泵的吸油口端 防止較大的雜質被吸入機油泵 集濾器可分為浮動式和固定式兩種 在使用中 主要應檢查浮動式集濾器的浮子是否有變形或破漏 集濾器安裝到油泵上后上 下擺動是否靈活 浮子有破漏時 可進行焊修 浮式集濾器結構 固定管 吸油管 罩 油網 浮子 固定式集濾器 固定式集濾器的組成1一罩2一濾網3一吸油管 2 可拆式機油粗濾器可拆式機油粗濾器主要由外殼 濾芯 端蓋和旁通閥等組成 濾清器與主油道串聯 稱全流式機油濾清器 旁通閥安裝在端蓋上 并帶有觸點與儀表盤上的指示燈相連 當濾芯堵塞時 潤滑油頂開旁通閥 也稱安全閥 不經濾清直接進入端蓋出油孔 同時旁通閥觸點接通指示燈電路 指示燈閃亮以提醒駕駛員維護濾清器或更換濾芯 機油粗濾器根據濾芯材質不同可分為塑料鋸末濾芯可拆式機油粗濾器和紙質濾芯可拆式機油粗濾器 紙質濾芯式 折疊型 波紋型 上端蓋 下端蓋 芯筒 微孔濾紙 粗濾器的工作方式 3 轉子式機油細濾器發動發機油泵工作當油壓低于l00kPa時 限壓閥關閉 機油泵輸出的潤滑油不經細濾器分流 而全部經粗濾器進入主油道 當油壓高于l00kPa時 限壓閥被頂開 潤滑油由濾清器進油孔經外殼和轉子軸的中心孔 轉子體出油孔進入轉子內腔 再經轉子體進油孔 油道從兩噴嘴噴出 并在噴油反力的作用下 使轉子及其內腔的潤滑油高速旋轉 轉速可高達10000r min左右 在離心力作用下 轉子腔內潤滑油中的雜質被甩向轉子蓋內壁并沉積下來 轉子腔內靠近中心部分均為清潔的潤滑油 這部分潤滑油經噴嘴噴出后 再經濾清器出油孔直接流回油底殼 轉子式機油細濾器的維護一般汽車每行駛6000 8000km應清洗一次機油細濾器的轉子 清除轉子蓋內壁的沉積物 并疏通噴嘴 定期檢查安全閥 進油限壓閥開啟壓力 確保符合要求 轉子式機油細濾器的檢修時 還應注意以下幾點 維修細濾器時 注意轉子座下面的單向推力球軸承座圈不可丟失 裝轉子總成時 應注意對準轉子罩與轉子座之間的裝配記號 以免破壞轉子總成平衡 轉子上部的鎖緊螺母不可擰得過緊 如超過29N m 40N m 將破壞轉子的正常工作 轉子總成上端與壓緊彈簧之間有一個止推墊片 裝配時注意光面對著轉子 不得有漏裝或反裝 否則 轉子將不能轉動 4 機油散熱器的結構在高性能 大功率的強化發動機上 由于熱負荷大 必須裝設機油散熱器 發動機機油散熱器分為風冷式和水冷式兩類 風冷式機油散熱器很像一個冷卻系散熱器 利用汽車行駛時的迎面風對機油進行冷卻 這種機油散熱器散熱能力大 多用于賽車及熱負荷大的載貨汽車上 但是風冷式機油冷卻器在發動機起動后需要很長的暖機時間才能使機油達到正常的工作溫度 所以普通轎車上很少采用 水冷式機油散熱器外形尺寸小 布置方便 且不會使機油冷卻過度 機油溫度穩定 因而在轎車上應用較廣 機油散熱器的維修方法與冷卻系散熱器基本相同 風冷式機油散熱器 水冷式機油散熱器1一前蓋2一殼體3一后蓋4一放水開關5一芯管及散熱片 油 油 水 水 五 潤滑系的常見故障診斷潤滑系統的性能除本身的性能外 主要受溫度 影響油的粘度 油膜 配合間隙 轉速 影響油壓 負荷 影響溫度和油膜厚度