任务情境
一、任务描述
一辆丰田卡罗拉 GL 型轿车，进厂报修时的故障现象：发动机机油压力报警灯点亮。经初步检查怀疑是润滑系统问题，你的主管让你对润滑系统进行拆检，你能完成吗？
二、任务提示
根据故障现象，可能是机油压力低造成的，需要对润滑系统进行拆装和检查。
任务目标
一、知识目标
（1）能描述润滑系统的组成；
（2）能描述润滑系统的拆装步骤；
（3）能描述润滑系统的检修方法及数据。
二、能力目标
（1）能进行润滑系统的拆装；
（2）能进行润滑系统的检修。
必备知识
一、基本知识
1．发动机润滑系统的作用
发动机内部有许多相互摩擦的运动零件，如曲轴主轴颈与主轴承，凸轮轴颈与凸轮轴承，活塞、活塞环与气缸壁等，这些部件运动速度快，工作环境恶劣。为了防止发动机运动件处于干摩擦状态，摩擦零件表面需要用油膜隔开，以减小零件之间的摩擦和磨损。零件运动时为了克服零件间润滑油（机油）产生的阻力而做功，这种功转变为热，从而使油膜温度升高。这就需要不断地向摩擦表面供应适当温度的适量润滑油，以带走零件所吸收的热量而起冷却作用，保持零件温度不致过高。此外，润滑油还能冲掉摩擦表面上的机械杂质。润滑油附着在零件表面上，使之与水分、空气和燃气隔离，从而减小腐蚀磨损。润滑油路在发动机内部的分布如图 5-1-1 所示。
图5-1-1 需要润滑的发动机运动件
（1）发动机润滑油的流向。
润滑油作为发动机的“血液”，对发动机具有润滑、冷却、清洗、密封和防锈的作用，定期更换润滑油对发动机有着重要的作用。
润滑油主要储存在油底壳中，当发动机运转后带动机油泵，利用机油泵的压力将润滑油压送至发动机各个部位。润滑后的润滑油会沿着缸壁等途径回到油底壳中，重复循环使用，如图5-1-2所示。
反复重复润滑的润滑油中，会带有磨损的金属末或灰尘等杂质，如不清理反而会加速零件间的磨损。所以在润滑油油道上必须安装润滑油滤清器进行过滤。但时间过长，润滑油同样会变脏，因此在车辆行驶一定里程后必须更换润滑油滤清器。
图5-1-2 润滑油油路
（2）发动机的润滑方式。
润滑系统向摩擦表面供油的方式有压力润滑、飞溅润滑和油雾润滑等方式。大多数内燃机都同时采用这 3 种供油方式，以满足各类零件摩擦表面润滑的需要。
①压力润滑。
压力润滑是利用机油泵，将具有一定压力的润滑油源源不断地送到零件的摩擦面间，形成具有一定厚度并能承受一定机械负荷的油膜，尽量将两个摩擦零件完全隔开，实现可靠的润滑。发动机上一些相对速度高、机械负荷大的零件，都采用这种润滑方式，如曲轴各轴颈与轴承之间、凸轮轴颈与轴承之间、摇臂轴与摇臂之间等部位。采用压力润滑，必须在气缸体或者气缸盖上设有专门的油道来向这些部位输送润滑油。
②飞溅润滑。
飞溅润滑是利用发动机工作时某些运动零件（主要是曲轴和凸轮轴）旋转时，飞溅起的或从连杆小头上专设的油孔喷出的油滴和油雾，对摩擦表面进行润滑的一种方式，如图5-1-3所示。飞溅润滑适合于暴露的零件表面，如气缸壁、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的方式，还可防止由于润滑油压力过高、油量过大而窜入燃烧室，导致发动机工作条件的恶化。
图5-1-3 飞溅润滑
③油雾润滑。
气门调整螺钉球头、气门杆顶端等处，利用油雾黏附于零件的摩擦表面周围，而后再渗入摩擦部位进行润滑，如图 5-1-4 所示。
图5-1-4 气门杆顶端的油雾润滑
2．润滑系统的组成
润滑系统由油底壳、机油泵、限压阀及旁通阀、机油滤清器以及机油散热器等组成，如图 5-1-5 所示。
图5-1-5 润滑系统的组成
（1）机油泵。
机油泵主要用于提高润滑油压力，保证润滑油在润滑系统内不断循环。目前，发动机润滑系统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。
① 齿轮式机油泵。
齿轮式机油泵由主动轴、主动齿轮、从动轴、从动齿轮和壳体等组成，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。
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润滑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润滑油被不断带出而产生真空，使油底壳内的润滑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润滑油被不断带入而产生挤压作用，润滑油以一定压力被泵出，如图 5-1-6 所示。
图5-1-6 齿轮式机油泵工作原理
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，如图5-1-7所示。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，内转子带动外转子一起沿同一方向转动。内转子有4个凸齿，外转子有5个凹齿，这样内、外转子同向不同步地旋转。
图5-1-7 转子式机油泵结构与工作原理
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齿廓线上总能互相成点接触。这样内、外转子间形成4个工作腔，随着转子的转动，这4个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，润滑油被吸入，转子继续旋转，润滑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，润滑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，润滑油就不断地被吸入和压出。
（2）滤清器。
为了保证滤清效果，一般使用多级滤清器，即集滤器、粗滤器和细滤器。与主油道串联的滤清器一般为粗滤器；与主油道并联的滤清器一般为细滤器，过油量为 10%～30%。
① 集滤器。
集滤器是装在机油泵之前的吸油口端，多采用滤网式，其作用是防止较大的机械杂质进入机油泵，如图 5-1-8 所示。
图5-1-8 润滑油集滤器
当润滑油泵工作时，润滑油从罩板与浮子之间的狭缝被吸入，经过滤网滤去粗大的杂质后，通过油管进入机油泵。当滤网被淤塞时，滤网上方的真空度增大，克服滤网的弹力，滤网便上升而环口离开罩板。此时，润滑油不经滤网而直接从环口进入吸油管内，以保证润滑油的供给不中断。
② 粗滤器。
粗滤器属于全流式滤清器，串联安装于机油泵出油孔与主油道之间，可滤掉润滑油中粒度较大（直径为 0.05～0.1 mm 以上）的杂质。粗滤器和细滤器都安装于气缸体外面，以方便维护。
粗滤器主要由外壳、端盖和滤芯等组成，如图 5-1-9 所示。滤芯采用新型酚醛树脂材料为黏结剂的锯末滤芯或纸质滤芯，芯筒由薄铁皮制成，上面加工出许多小孔。滤芯安装于外壳滤芯底座和端盖下端面之间，并用弹簧压紧。密封圈用来防止外壳内的润滑油不经过滤直接进入芯筒内。端盖与外壳之间用密封圈固定，端盖通过螺栓固定于气缸体，并和气缸体上相应的油孔对齐。
图5-1-9 润滑油粗滤器工作原理
目前，越来越多的发动机为维护方便，采用旋装式滤芯结构。其滤芯为纸质折叠式结构，封闭式外壳，定期更换，直接旋装于滤清器盖上。有的旋装式滤芯内部分为两部分：一部分为全流式滤芯，起到粗滤的作用；另一部分为旁通式滤芯，起到细滤的作用。还有的润滑油滤清器只需更换纸质滤芯，因而经济性较好，如图 5-1-10 所示。
③ 细滤器。
细滤器属于分流式滤清器，过滤能力强，但流动阻力大，与主油道并联安装。细滤器按过滤方式分为过滤式和离心式两种结构。过滤式细滤器与粗滤器结构基本相同，只是滤芯能过滤掉更细小的颗粒杂质。
图5-1-10 旋装式滤芯
（3）机油散热器与机油冷却器。
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润滑油散热装置。
机油散热器与冷却水散热器结构基本相同，但采用横流式结构，布置在冷却水散热器前面，如图5-1-11所示。机油散热器油路与主油道并联，利用风扇风力使润滑油冷却。
机油冷却器是利用发动机冷却液对润滑油进行冷却。冷却器油路与主油道串联。机油冷却器的构造如图 5-1-12 所示，主要由芯子和壳体组成。芯子由铜制的圆形或椭圆形管与散热片组成，与两端的进、出水腔相通。冷却液在芯子管内流动，润滑油在管外流动。冷却器上装有旁通阀，当润滑油温度过低、黏度过大时，旁通阀打开，润滑油不经冷却直接进入主油道内。
图5-1-11 管式机油散热器
图5-1-12 机油冷却器
二、基本技能
下面以丰田卡罗拉发动机总成（已拆卸附件）为例，介绍润滑系统的拆装步骤。
（1）准备工作。
① 防护装备：工作服、工作帽、手套、劳保鞋。
② 车辆、台架、总成：卡罗拉1ZR-FE发动机总成台架、同类发动机总成台架。
③ 车间设备：油盆。
④ 专用工具：油封安装工具 SST 09223-22010，曲轴皮带轮固定工具SST 09213-58013、09330-00021。
⑤ 手工工具：拆装工具一套。
⑥ 辅助材料：丰田原厂黑密封胶、Three Bond 1207B 或同等产品，抹布等。
（2）润滑系统的拆卸。
提示：
a.事先排放发动机润滑油。
b.参照气门传动组的步骤，事先拆卸正时链条盖、正时链条、正时链条张紧器和正时齿轮等。
① 拆卸机油泵链条。
a.如图 5-1-13 所示，用一根直径 3 mm 的杆插入机油泵主动链轮的调节孔，以便将齿轮锁定定位。
b.如图 5-1-14 所示，拆下机油泵链轮螺母。
图5-1-13 齿轮锁定定位
图5-1-14 拆下机油泵链轮螺母
c.如图 5-1-15 所示，分别拆卸机油泵主动齿轮、链条张紧器、链条、机油泵轴主动齿轮和曲轴位置信号盘等部件。
图5-1-15 拆卸机油泵主动齿轮等
② 拆卸油底壳，如图 5-1-16 所示。
图5-1-16 拆卸油底壳
a.拆卸 10 个螺栓和 2 个螺帽。
b.将油底壳密封刮刀的刀刃片插入曲轴箱和油底壳之间，切断密封胶并拆下油底壳。
注意：不要损坏曲轴箱、链条盖和油底壳的接触面。
③ 拆卸机油泵总成。
如图 5-1-17 所示，拆卸 3 个机油泵螺栓和机油泵。
（3）润滑系统的安装。
① 机油泵安装。
如图 5-1-18 所示，用 3 个螺栓安装机油泵，力矩为 21 N·m。
图5-1-17 拆卸机油泵
图5-1-18 安装机油泵
② 安装油底壳。
a.如图 5-1-19 所示，清除所用旧填料，注意不要将油滴到气缸体和油底壳的接触面上。
b.如图 5-1-20 所示，涂抹一条连续的密封胶（直径为 4.0 mm）。
图5-1-19 清除密封胶
图5-1-20 涂抹密封胶
注意：清除接触面上的所有机油，涂抹密封胶后 3 min 内安装油底壳。安装油底壳后至少2 h 内不要启动发动机。
c.如图 5-1-21 所示，用 10 个螺栓和 2 个螺帽安装油底壳，力矩为 10 N·m。
③ 安装油泵驱动链条。
a.如图 5-1-22 所示，设置曲轴键，对准曲轴位置传感器齿圈键槽。
图5-1-21 安装油底壳
图5-1-22 对准曲轴传感器齿圈位置
b.如图5-1-23所示，转动主动轴以便切口朝向右水平位置。
图5-1-23 曲轴主动轴切口朝右
c.如图 5-1-24 所示，使用黄色链条标记对准每个齿轮的正时标记。
图5-1-24 对准链条正时标记
d.用齿轮上的链条将齿轮安装到曲轴和机油泵轴上。
e.暂时用螺母紧固机油泵主动轴齿轮。
f.将减振弹簧插入到调节孔，然后用螺栓安装链条张紧器盖板，力矩为 10 N·m，如图5-1-25 所示。
图5-1-25 安装减振弹簧和螺母
g.如图 5-1-26 所示，将机油泵主动轴链轮的调节孔对准机油泵凹槽。
图5-1-26 机油泵主动轴链轮的调节孔对准机油泵凹槽
h.将一个直径为 4 mm 的杆插入机油泵主动齿轮的调节孔，以便将齿轮锁定就位，然后紧固螺母，力矩为 28 N·m，如图5-1-27所示。
图5-1-27 齿轮锁定就位
④ 安装曲轴正时链轮，如图 5-1-28 所示。
图5-1-28 安装曲轴正时链轮
⑤ 安装其他事先拆卸的部件。
根据实际情况，安装其他事先拆卸的部件。
提示：
a.参照气门传动组的步骤，安装正时链条盖、正时链条、正时链条张紧器和正时齿轮等。
b.加注发动机润滑油。
三、学习小结
（1）发动机润滑油具有润滑、冷却、清洗、密封和防锈的作用。
（2）润滑系统向摩擦表面供油的方式有压力润滑、飞溅润滑和油雾润滑等方式。
（3）润滑系统由油底壳、机油泵、限压阀及旁通阀、机油滤清器以及机油散热器等组成。
（4）润滑系统的拆装步骤。
四、任务分析
发动机机油压力报警灯点亮，故障原因最可能是机油压力低，需要检查润滑系统，必要时进行拆检。
五、自我评估
1．填空题
（1）润滑油主要存储在_________中。
（2）发动机润滑油具有_________、_________、清洗、_________和防锈等作用。
（3）发动机的润滑方式有_________、_________和_________。大多数内燃机都同时采用这3种供油方式，以满足各类零件摩擦表面润滑的需要。
（4）压力润滑是利用_________，将具有一定压力的润滑油源源不断地送到零件的摩擦面间。
（5）发动机上一些相对速度高、机械负荷大的零件，都采用_________润滑方式。
（6）飞溅润滑适合于_________零件表面。
（7）润滑系一般由_________、_________、_________及旁通阀、润滑油滤清器以及机油散热器等组成。
（8）齿轮式机油泵由_________、_________、从动轴、_________和壳体等组成。
2．判断题
（1）曲轴轴颈的润滑属于压力润滑。（ ）
（2）活塞的润滑属于飞溅润滑。（ ）
（3）机油压力检查是拆下机油滤清器，接上压力表进行检查。（ ）
（4）机油压力测量应该在怠速的情况下进行。（ ）
（5）机油主油道压力一般在 200 kPa。（ ）
（6）15 W/40 黏度等级油最低使用环境温度为－20 °C。（ ）
（7）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。（ ）
（8）与主油道串联的滤清器一般为粗滤器。（ ）
（9）与主油道并联的滤清器一般为细滤器。（ ）
（10）集滤器是装在机油泵之后的吸油口端，多采用滤网式，其作用是防止较大的机械杂质进入机油泵。（ ）
（11）机油泵都可以在拆开油底壳后拆下来。（ ）
3．选择题
（1）下列说法正确的是（ ）。
A．机油加注越多润滑效果越好
B．机油泵一般装在发动机后部
C．机油泵一般采取修复而不是更换的方式进行维修
D．集滤器装在发动机下部，油底壳内
（2）关于机油泵的说法正确的是（ ）。
A．机油泵为系统提供压力
B．机油泵上的机油滤清器是一次性的，大修发动机时必须更换
C．机油泵是靠外围传动皮带驱动的
D．机油泵堵塞，可以从旁通阀进油
（3）发动机曲轴的主轴颈通常采用的润滑方式是（ ）。
A.压力润滑 B.飞溅润滑 C.油雾润滑 D.飞溅+油雾润滑
（4）发动机凸轮轴的轴颈通常采用的润滑方式是（ ）。
A.压力润滑 B.飞溅润滑 C.油雾润滑 D.飞溅+油雾润滑
（5）下列说法正确的是（ ）
A.甲说：机油散热器通常被一些大功率柴油机所采用
B.乙说：机油散热器一般安装在发动机冷却液散热器的前面
C.甲乙说法都对
D.甲乙说法都不对
（6）发动机润滑油对发动机具有（ ）作用。
A.润滑 B.冷却 C.润滑与冷却 D.润滑、冷却、清洗、密封和防锈
（7）发动机的气缸壁通常采用的润滑方式是（ ）。
A.压力润滑 B.飞溅润滑 C.油雾润滑 D.压力+油雾润滑
（8）下列说法正确的是（ ）。
A.甲说：目前发动机润滑系中经常采用外啮合齿轮式机油泵
B.乙说：目前发动机润滑系中经常采用内啮合转子式机油泵
C.甲乙说法都对
D.甲乙说法都不对
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