润滑系统的保养

学习情境5　润滑系统的拆装与检测

●知识目标

1．了解润滑系统的作用和组成。

2．掌握润滑系统的零件结构并分析工作过程。

●能力目标

1．会拆装润滑系统。

2．会检查主要零件。

3．会分析润滑系统故障的原因和排除方法。

●任务分析

发动机工作时，各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上，并且发生高速的相对运动，有了相对运动，零件表面必然要产生摩擦，加速磨损。因此，为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发动机上都必须有润滑系统。

任务5．1　润滑系统的认识

5．1．1　润滑系统的总体构造

（1）润滑系统的功用

润滑系统的功用就是在发动机工作时连续不断地把数量足够、温度适当的洁净机油输送到全部传动件的摩擦表面，并在摩擦表面之间形成油膜，实现液体摩擦，从而减小摩擦阻力、降低功率消耗、减轻机件磨损，以达到提高发动机工作可靠性和耐久性的目的。（见图5．1）

（2）润滑系统的润滑方式

由于发动机传动件的工作条件不尽相同，因此，对负荷及相对运动速度不同的传动件采用不同的润滑方式。

1）压力润滑

压力润滑是以一定的压力把机油供入摩擦表面的润滑方式。这种方式主要用于主轴承、连杆轴承及凸轮轴承等负荷较大的摩擦表面的润滑。

图5．1　发动机润滑系统结构示意图

1—凸轮轴轴颈；2—机油滤清器；3—主油道；4—安全阀；5—机油泵；6—粗滤器；7—汽缸盖螺栓

2）飞溅润滑

利用发动机工作时运动件溅泼起来的油滴或油雾润滑摩擦表面的润滑方式，称飞溅润滑。该方式主要用来润滑负荷较轻的汽缸壁面和配气机构的凸轮、挺柱、气门杆及摇臂等零件的工作表面。

3）润滑脂润滑

通过润滑脂嘴定期加注润滑脂来润滑零件的工作表面，如水泵和发电机轴承等。

（3）润滑系统的组成及油路

润滑系统由机油泵、机油滤清器、机油冷却器及集滤器等组成。此外，润滑系统还包括机油压力表、温度表和机油管道等。如图5．2所示，现代汽车发动机润滑系统的油路大致相同。

图5．2　润滑油路图

5．1．2　润滑剂

汽车发动机润滑剂包括机油和润滑脂两种。

（1）机油的功用

1）润滑

机油在运动零件的所有摩擦表面之间形成连续的油膜，以减小零件之间的摩擦。

2）冷却

机油在循环过程中流过零件工作表面，可降低零件的温度。

3）清洗

机油可带走摩擦表面产生的金属碎末及冲洗掉沉积在汽缸、活塞、活塞环及其他零件上的积炭。

4）密封

附着在汽缸壁、活塞及活塞环上的油膜，可起到密封防漏的作用。

5）防锈

机油有防止零件发生锈蚀的作用。

（2）机油的使用特性及机油添加剂

汽车发动机机油在润滑系统内循环流动，循环次数每小时可达100次。机油的工作条件十分恶劣，在循环过程中，机油与高温的金属壁面及空气频频接触，不断氧化变质。窜入曲轴箱内的燃油蒸气、废气以及金属磨屑和积炭等，使机油受到严重污染。另外，机油的工作温度变化范围很大：在发动机启动时，为环境温度；在发动机正常运转时，曲轴箱中机油的平均温度可达95℃或更高。同时，机油还与180～300℃的高温零件接触，受到强烈的加热。

1）适当的黏度

机油黏度对发动机的工作有很大的影响。黏度过小，在高温、高压下容易从摩擦表面流失，不能形成足够厚度的油膜；黏度过大，冷启动困难，机油不能被泵送到摩擦表面。机油的黏度随温度而变化。温度升高，黏度减小；温度降低，黏度增大。

2）优异的氧化安定性

氧化安定性是指机油抵抗氧化作用不使其性质发生永久变化的能力。当机油在使用与储存过程中与空气中的氧气接触而发生氧化作用时，机油的颜色变暗，黏度增加，酸性增大，并产生胶状沉积物。氧化变质的机油将腐蚀发动机零件，甚至破坏发动机的工作。

3）良好的防腐性

机油在使用过程中不可避免地被氧化而生成各种有机酸。这类酸性物质对金属零件有腐蚀作用，可能使铜铅和镉镍一类的轴承表面出现斑点、麻坑或使合金层剥落。

4）较低的起泡性

由于机油在润滑系中快速循环和飞溅，必然会产生泡沫。如果泡沫太多，或泡沫不能迅速消除，将造成摩擦表面供油不足。控制泡沫生成的方法是在机油中添加泡沫抑制剂。

5）强烈的清净分散性

机油的清净分散性是指机油分散、疏松和移走附着在零件表面上的积炭和污垢的能力。为使机油具有清净分散性，必须加入清净分散添加剂。

6）高度的极压性

在摩擦表面之间的油膜厚度小于0．3～0．4 μm的润滑状态，称为边界润滑。习惯上把高温、高压下的边界润滑称为极压润滑。机油在极压条件下的抗摩性称为极压性。

（3）机油的分类

国际上广泛采用美国SAE黏度分类法和API使用分类法，而且它们已被国际标准化组织（ISO）确认。美国工程师学会（SAE）按照机油的黏度等级，把机油分为冬季用机油和非冬季用机油。冬季用机油有6种牌号：SAEOW，SAE5W，SAE10W，SAE15W，SAE20W和 SAE25W。非冬季机油有4种牌号：SAE20，SAE30，SAE40和SAE50。号数较大的机油黏度较大，适于在较高的环境温度下使用。

API使用分类法是美国石油学会（API）根据机油的性能及其最适合的使用场合，把机油分为S系列和C系列两类。S系列为汽油机油，目前有SA，SB，SC，SD，SE，SF，SG和SH这8个级别。C系列为柴油机油，目前有CA，CB，CC，CD和CE这5个级别。级号越靠后，使用性能越好，适用的机型越新或强化程度越高。其中，SA，SB，SC和CA等级别的机油，除非汽车制造厂特别推荐，否则将不再使用。

图5．3　按当地气温选择机油

我国的机油分类法参照采用ISO分类方法。GB／T 7631．3—1995规定，按机油的性能和使用场合分为以下3类：

1）汽油机油

汽油机油有SC，SD，SE，SF，SG，SH这6个级别。

2）柴油机油

柴油机油有CC，CD，CD-II，CE，CF-4这5个级别。

3）二冲程汽油机油

二冲程汽油机油有ERA，ERB，ERC和ERD这4个级别。

（4）机油的选用

①根据汽车发动机的强化程度选用合适的机油使用级。

②根据地区的季节气温选用适当黏度等级的机油。

（5）合成机油

合成机油是利用化学合成方法制成的润滑剂。其主要特点是有良好的黏度-温度特性，可满足大温差的使用要求；有优良的热氧化安定性，可长期使用不需更换。使用合成机油，发动机的燃油经济性会稍有改善，并可降低发动机的冷启动转速。目前，合成机油的价格比从石油提炼出来的机油贵些。但是，随着生产规模的扩大和制造工艺的改进，合成机油的价格将会越来越便宜。人们相信，未来将是合成机油的时代。

（6）润滑脂

润滑脂是将稠化剂掺入液体润滑剂中所制成的一种稳定的固体或半固体产品，其中可以加入旨在改善润滑脂某种特性的添加剂。润滑脂在常温下可附着于垂直表面而不流淌，并能在敞开或密封不良的摩擦部位工作，具有其他润滑剂所不能代替的特点。因此，在汽车的许多部位都使用润滑脂润滑。目前，进口汽车和国产新车普遍推荐使用汽车通用锂基润滑脂（GB／T 5671—1985）。这种润滑脂具有良好的高低温适应性，可在-30～120℃的宽阔温度范围内使用；具有良好的抗水性和防锈性能，可用于潮湿和与水接触的摩擦部位；具有良好的安定性和润滑性，在高速运转的机械部位使用，不变质、不流失，保证润滑。它能够满足我国从哈尔滨到海南岛广大地区汽车的使用要求，与使用钙基或复合钙基润滑脂比较，可延长换油期2倍，使润滑和维护费下降40%以上。

任务5．2　润滑系统的拆装

5．2．1　润滑系统的拆装

（1）拆卸步骤

①拆开蓄电池负极接线。

②举升并安全支承车辆。

③放出发动机油。

④推动中央锁销，从而拆下右侧挡泥板。

警告：不要将中央锁销推得太靠里，否则它会掉入挡泥板中。

⑤拆下动力转向和空气调节传动带。

⑥松开水泵带轮固定螺栓。

⑦拆下交流发电机传动带。

⑧拆下水泵带轮和交流发电机支座。

⑨拆下曲轴带轮，正时传动带外盖，正时传动带导杆和正时传动带。

⑩拆下润滑油标尺。

〇11若装有空调，则拆下空气调节压缩机支座螺栓。

〇12拆下正时传动带和曲轴带轮。

〇13拆下油底壳和油泵滤清器。

〇14拆下联接油泵与发动机汽缸体的7个螺栓，并拆下油泵。

（2）装配步骤

①清洁发动机汽缸体与油泵配合处，然后安装油泵衬垫和两个油泵校准箱。

②为防止安装油泵时对油封的损伤，将工具09926-18210装到曲轴上，并向专用工具上涂一层润滑油。

③将油泵装到曲轴和发动机汽缸体上，将一长螺栓装到发动机进气歧管最下面的螺栓孔，将两个长螺栓装到发动机排气歧管最下面的两个螺栓孔，将4个短螺栓装到油泵上4个螺栓孔中，拧紧全部螺栓至9～12 N·m，检查油封凸缘没有自转，并拆下专用工具。

④若油底壳接触处的油泵衬垫鼓起，则用刀切去多余部分。

⑤安装油底壳和油泵滤清器。

⑥在油泵和水泵之间安装橡胶密封件。

⑦安装曲轴键、正时带轮和曲轴带轮销。

⑧将曲轴固定后，拧紧带轮紧固螺栓，力矩为110 N·m。

⑨安装正时传动带导杆，使凹入面朝向油泵，并安装曲轴键和正时带轮。

⑩安装其余部件。

〇11连接蓄电池负极接线。

〇12启动发动机，检查润滑油压力。

〇13检查泄漏情况。

5．2．2　主要零件结构和检查

（1）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。

机油泵结构形式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（见图5．4）。一般把后者称为齿轮式机油泵。

图5．4　外接齿轮式机油泵

1—机油泵体；2—机油泵被动齿轮；3—衬套；4—卸压槽；5—驱动轴；6—机油泵主动齿轮；A—进油腔；B—过渡油腔；C—出油腔

1）齿轮式机油泵

①结构

齿轮式机油泵的优点是效率高，功率损失小，工作可靠；其缺点是需要中间传动机构，制造成本相应较高。国产桑塔纳、捷达和奥迪等轿车都采用齿轮泵。

②检查

检查机油泵的磨损情况，其方法如下：

A．检查机油泵盖与齿轮端面间隙

用钢尺直边紧靠在带齿轮的泵体端面上（见图5．5），将塞规插入两者之间的缝隙进行测量，其标准为0．05 mm，使用极限为0．15 mm。若不符，可通过增减泵盖与泵体之间的垫片来进行调整。

B．检查主、被动齿轮与泵腔内壁间隙

用塞规插入两者之间的缝隙进行测量（见图5．6），超过0．3 mm时应换新件。

图5．5　机油泵盖与齿轮端面间隙检查

图5．6　主、被动齿轮与泵腔内壁间隙检查

图5．7　主、被动齿轮的啮合间隙检查

C．检查主、被动齿轮的啮合间隙

用塞规插入啮合齿间（见图5．7），测量120°三点齿侧，标准为0．05 mm，使用极限为0．20 mm。

2）内接齿轮式机油泵

内啮合齿轮式机油泵也称内接齿轮泵，其工作原理与外啮合齿轮式机油泵或齿轮式机油泵相同。其外齿轮是主动齿轮，套在曲轴前端，通过花键由曲轴直接驱动。内接齿轮是从动齿轮，装在机油泵体内，泵体固定在机体前端。

因为内接齿轮泵由曲轴直接驱动，无须中间传动机构，所以零件数量少，制造成本低，占用空间小，使用范围广。但是，这种机油泵在内、外齿轮之间有一处无用的空间，使机油泵的泵油效率降低。另外，如果曲轴前端轴颈太粗，机油泵外形尺寸随之增大，发动机驱动机油泵的功率损失也相应有所增加。

3）转子式机油泵

转子式机油泵主要由内、外转子、机油泵体及机油泵盖等零件组成。如图5．8所示，内转子固定在机油泵传动轴上，外转子自由地安装在泵体内，并与内转子啮合转动。内、外转子之间有一定的偏心距。转子式机油泵的优点是结构紧凑，供油量大，供油均匀，噪声小，吸油真空度较高。

图5．8　转子式机油泵

1—发动机体；2—机油泵体；3—外转子；4—内转子；
5—驱动轴；6—安全阀；7—出油孔；
A—进油腔；B—过渡油腔；C—出油腔

（2）安全阀

机油泵必须在发动机各种转速下都能供给足够数量的机油，以维持足够的机油压力，保证发动机的润滑。机油泵的供油量与其转速有关，而机油泵的转速又与发动机转速成正比。因此，在设计机油泵时，都是使其在低速时有足够大的供油量。但是，在高速时机油泵的供油量明显偏大，机油压力也显著偏高。另外，在发动机冷启动时，机油黏度大，流动性差，机油压力也会大幅度升高。为了防止油压过高，在润滑油路中设置安全阀或限压阀。一般安全阀装在机油泵或机体的主油道上（见图5．9）。当安全阀安装在机油泵上时，如果油压达到规定值，安全阀开启，多余的机油返回机油泵进口。如果安全阀安装在主油道上，则当油压达到规定值时，多余的机油经过安全阀流回油底壳。

图5．9　安全阀结构工作情况

（3）机油滤清器

1）结构

如图5．10所示为机油滤清器的分解图。机油滤清器的功用是滤除机油中的金属磨屑、机械杂质和机油氧化物。如果这些杂质随同机油进入润滑系统，将加剧发动机零件的磨损，还可能堵塞油管或油道。

2）分类

如图5．11所示，机油滤清的方式有两种：全流式和分流式。全流式机油滤清器串联于机油泵和主油道之间，因此全部机油都经过它滤清。目前，在轿车上普遍采用全流式机油滤清器。

①全流式机油滤清器

现代汽车发动机所采用的全流式滤清器多为过滤式。机油从纸滤芯的外围进入滤清器中心，然后经出油口流进机体主油道。机油流过滤芯时杂质被截留在滤芯上。如果滤清器使用时间达到了更换周期，就把整个滤清器拆下，换上新滤清器。纸滤芯由经过酚醛树脂处理的微孔滤纸制造，这种滤纸具有较高的强度、较好的抗腐蚀性和抗湿性。纸滤芯则具有质量轻、体积小、结构简单、滤清效果好、阻力小及成本低等优点，因而得到了广泛的应用。机油滤清器的滤芯还可采用其他纤维滤清材料制作。

图5．10　机油滤清器分解图

1—拉紧螺钉；2—垫圈；3—机滤体；4—钢球阀；5—调压弹簧；6—调压螺钉；7，13—密封圈；8—垫圈；9—螺母；10—旁通阀弹簧；11—阀座；12—密封环；14—滤芯组件；15—滤芯座；16—密封垫托；17—托盘；18—弹簧；19—壳体组件

图5．11　机油滤清方式

②分流式机油细滤器

分流式机油细滤器有过滤式和离心式两种类型。过滤式存在着滤清能力与通过能力的矛盾，而离心式则有滤清能力高，通过能力大，且不受沉淀物影响等优点。因此，车用发动机多以离心式机油滤清器作为分流式机油细滤器。

3）机油滤清器拆装（见图5．10）

①旋松拉紧螺钉1，即可取下滤芯组件14、壳体组件19等零部件。

②机油滤清器常带有机油压力调整装置，只要旋松螺母9，即可旋出调压螺钉6。

③拆卸调压弹簧5和钢球阀4。

④装配顺序与安装时相反。其机油压力调整需根据发动机要求，启动发动机，通过旋转调压螺钉进行调整。

（4）集滤器

1）功用

防止较大的机械杂质进入机油泵。

2）分类

其分类见表5．1。

表5．1　集滤器的分类

图5．12　浮式集滤器结构

（5）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，如图5．13所示。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。风冷式机油冷却器很像一个小型散热器，利用汽车行驶时的迎面风对机油进行冷却。这种机油冷却器散热能力大，多用于赛车及热负荷大的增压汽车上。但是，风冷式机油冷却器在发动机启动后需要很长的暖机时间才能使机油达到正常的工作温度，因此普通轿车上很少采用。

水冷式机油冷却器外形尺寸小，布置方便，且不会使机油冷却过度，机油温度稳定，因而在轿车上应用较广。

图5．13　机油冷却器

图5．14　强制曲轴通风箱示意图

（6）曲轴通风箱

强制式曲轴箱通风系统又称PCV系统，如图5．14所示。在发动机工作时，会有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由汽缸窜入曲轴箱内。当发动机在低温下运行时，还可能有液态燃油漏入曲轴箱。这些物质如不及时清除，将加速机油变质并使机件受到腐蚀或锈蚀。又因为窜入曲轴箱内的气体中含有HC及其他污染物，所以不允许把这种气体排放到大气中。现代汽车发动机所采用的强制式曲轴箱通风系统就是防止曲轴箱气体排放到大气中的净化装置。

任务5．3　润滑系统的保养

5．3．1　润滑系统保养的作用

汽车就像人一样，如果说燃料是发动机的粮食，那么润滑油就应该是发动机的血液。一说到保养，很多车主都会说：“我知道，不就是换机油、换三滤吗？”的确，5 000 km／次换机油换三滤已被绝大部分车主认同。可正因这样，一般车主认为，只要平时按这种方式保养，车就不会出问题，一旦出现故障，就是制造厂或维修站的责任。可事实往往不是这样，因为每辆车在运行过程中所使用的油品、工作环境以及每个人的驾驶习惯都不同，车辆的具体状况也就有很大的差异。要想使汽车保持良好车况，减少不必要的客户投诉，必须引导车主进行全面系统养护。下面介绍全面保养的重要性。

润滑系统中流动的介质是润滑油，润滑油是由基础油和添加剂组成。根据它在系统中的作用，应有一些重要功能，即润滑、抗磨、抗氧化、密封、降噪及降温等重要作用。而随着汽车工业的发展，现代高温化发动机对润滑油的功能要求越来越高。同时会发现，汽车在使用一段时间后，润滑系统中会沉积大量的油泥，影响润滑系统的正常工作，甚至出现严重的机械故障。

5．3．2　润滑油的抗氧化

普通润滑油是由基础油和添加剂组成的。对于一种润滑油，大家在它的润滑和抗磨方面要求很高，对其他一些功能却比较忽略。其实发动机的高温会使机油氧化而变黑产生油泥，如果润滑油的基础油部分都已经被氧化了，那么其他的功能也就失去了载体，功能也就大部分丢失。这就是为什么以前换油周期很长，而现在必须“5 000 km／次或3月／次”。因此，润滑油的抗氧化能力是其他功能的基础。

在发动机润滑系统中，由于氧化不可避免会出现一些弱酸性物质，时间一长会破坏润滑油的黏度和综合功能。因此，需要在润滑油中添加一定的TBN值含量高的添加产品，增加润滑油的抗氧化、抗酸化功能，以维持润滑系统的正常功能。这就是汽车添加剂的运用。

5．3．3　润滑系统保养的方法

（1）日常保养

使用商品质的润滑油，尽量在修理厂技工指导下进行，使用特约维修站相应规定的润滑油和机油滤清器。

（2）定期对润滑系统进行清洁

在润滑系统中，由于长时间的高温，会有一部分胶质将进入润滑油中的灰尘、金属杂质、硅酸盐和其他一些杂质黏结在一起，影响油路的畅通。优质的润滑系统添加剂能将油泥分解，使润滑油中的胶质、灰尘、金属杂质及硅酸盐等能均匀分散到旧的润滑油中；针对以上润滑系统的问题，一系列的杰锐、杰嘉品牌的润滑系统产品，润滑系统深度清洁剂和保护剂，可清除润滑系统中的油泥、胶质等沉积物，清洁发动机气门挺杆及摇臂，恢复活塞环弹性，确保引擎内部、润滑系统油路的畅通。清洁曲轴箱通风阀，使旧机油排出更彻底，减少对新机油的污染等。保护剂可通过特有的摩擦调节剂，在机油中能够提高机油高温润滑性和清净分散性，防止高温负载部位的拉伤磨损，进而改善机油抗酸抗氧能力，提高机油品质，中和酸性物质，维持润滑系统的正常功能。

（3）在添加新的润滑油时要慎重

在修理厂技工的指导下，加入一定量的机油保护剂。特别需要指出的是，增加润滑油的抗磨、抗氧化等功能，也可以提高机油的TBN值，还可以对机油的黏度指数进行改善，增加对发动机的冷启动保护。

（4）推行正确的润滑系统养护计划

让车主逐渐从保养的持续性、实效性和经济性等方面，体现出全面润滑系统保养和普通保养的区别。全面润滑系统保养必须以完善的车档记载及管理为依据，也是修理厂、特约维修站从等客上门、发生了才处理的现状，转化为预约上门、防患于未然的新状态。

5．3．4　润滑系统全面保养的优点

（1）润滑系统全面保养

润滑系统全面保养不但有利于增加润滑油的润滑、高温黏度、抗氧化和抗极压保护能力，还能大大降低发动机的冷启动磨损。已知，发动机磨损65%都是由冷启动瞬间造成的，好的机油添加剂成分在增加机油的附着性能形成一层保护油膜的同时，还能增加机油低温流动性能，使机油在启动瞬间内，达到所需要润滑的部位，从而使发动机的磨损降低到最低限度。

（2）使发动机内部保持清洁

曲轴箱内的油泥、胶质等积炭会增加机油的黏度，增加冷启动磨损，严重的还会堵塞油道。机油添加剂能够抗氧化，能延缓油泥等积炭的生长期，从而使发动机保持清洁，加强了机油的润滑性能。

●思考题

1．润滑系统一般由哪些零部件组成？安全阀、旁通阀和止回阀各有何功用？

2．机油有哪些功用？机油SAE5W40和SAE10W30有什么不同？

3．凸齿较多的转子式机油泵有何利弊？

4．采用双机油滤清器时，它们是并联还是串联于润滑油路中？为什么？

5．为什么在机油中加入各种添加剂？

6．离心式机油滤清器转子的旋转运动是怎样产生的？

7．如何对涡轮增压器进行冷却？若冷却不良会产生什么后果？

●实作题

实训：润滑系统的拆装

1）实训的目的和要求

①熟悉润滑系统组成及各机件的装配关系；主要机件的构造；润滑油路；强制式曲轴箱通风的原理和连接方法。

②掌握机油泵和滤油器的拆装方法及步骤。

2）实训仪器与设备

①桑塔纳发动机1台。

②发动机缸体、缸盖各1个。

③润滑系统主要部件若干。

④常用工具等。