发动机教案13Word文件下载.docx

发动机教案13Word文件下载.docx

《发动机教案13Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发动机教案13Word文件下载.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

丰田-5A发动机；

S195发动机；

桑塔纳2000整车；

常用拆装工具等

教材分析及教学内容：

导入新课

听说过汽车定期维护保养的时候要更换机油和机油滤清器吗？

见过驾驶室仪表板上的机油压力报警灯吗？

为什么要设置润滑系统？

没有可以吗？

汽车的润滑系是怎样工作的？

通过设问引入新课。

相关知识：

一、发动机润滑系的作用

发动机工作时，传力零件相对运动表面之间不能直接接触。

因为，任何零件的工作表面，即使经过极为精密的加工，也难免存在一定程度的表面粗糙度。

在它们接触且相对运动时，必然产生摩擦和磨损。

而摩擦产生的阻力，既要消耗动力，阻碍零件的运动，又使零件发热，甚至导致工作表面烧损。

因此，必须进行润滑。

即在两零件的工作表面之间加入一层润滑油使其形成油膜，将零件完全隔开，处于完全的液体摩擦状态。

这样，功率消耗和磨损就会大为减少。

1.润滑：

将润滑油不断地供给各零件的摩擦表面，形成润滑油膜，减小零件的摩擦、磨损和功率消耗。

2.清洁

发动机工作时，不可避免地要产生金属磨屑，空气所带入的尘埃及燃烧所产生的固体杂质等。

这些颗粒若进入零件的工作表面，就会形成磨料，大大加剧零件的磨损。

而润滑系通过润滑油的流动将这些磨料从零件表面冲洗下来，带回到曲轴箱。

在这里，大的颗粒沉到油底壳底部，小的颗粒被机油滤清器滤出，从而起到清洁的作用。

3.冷却

由于运动零件的摩擦和混合气的燃烧，使某些零件产生较高的温度。

而润滑油流经零件表面时可吸收其热量并将部分热量带回到油底壳散入大气中，起到冷却作用。

4.密封

发动机气缸壁与活塞、活塞环与环槽之间间隙中的油膜，减少了气体的泄漏，保证气缸的应有压力，起到了密封作用。

5.防腐蚀

由于润滑油粘附在零件表面上，避免了零件与水、空气、燃气等的直接接触，起到了防止或减轻零件锈蚀和化学腐蚀的作用。

三、发动机的润滑方式

发动机工作时，由于各运动零件的工作条件不同，因而所要求的润滑强度和方式也不同。

零件表面的润滑，按其供油方式可分为压力润滑和飞溅润滑。

现代汽车发动机都采用复合式润滑方式。

1.压力润滑 

对负荷大，相对运动速度高（如，主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承等）的零件，以一定压力将机油输送到摩擦面间隙中进行润滑的方式。

2.飞溅润滑对外露、负荷较轻、相对运动速度较小（如：

活塞销、气缸壁、凸轮表面和挺杆等）的工作表面，依靠运动零件飞溅起来的油滴或油雾进行润滑的方式。

3.润滑脂润滑对一些不太重要、分散的部位，采用定期加注润滑脂的方式进行润滑，如发动机水泵轴承、发电机、起动机和分电器等总成的润滑，即采用这种方式。

四、润滑系的组成和润滑油路

为了保证发动机得到正常的润滑，发动机润滑系一般由机油滤清器、机油泵、油底壳、机油散热器以及机油标尺等组成。

此外，润滑系统还包括机油压力表、温度表和机油管道等。

如图为桑塔纳2000的润滑系示意图。

当发动机工作时，机油泵从油底壳中吸取机油，经由机油滤清器过滤后的机油在机油滤清器支架内分为3路：

一路进入气缸体主油道，经主油道将机油分配到各曲轴主轴承，再由曲轴上的斜油孔通往各连杆轴承，由连杆体上的油孔通往连杆小头衬套；

第二路通过安装在机油滤清器上的一个单向阀进入气缸体，通向气缸体上平面油道，经气缸盖的第四个螺栓孔进入气缸盖主油道，由此将机油分配到各凸轮轴轴颈和液压挺柱（单向阀的作用是在发动机停机时能保持气缸盖油道内存油，防止发动机再次起动时缸盖供油不足，导致液压挺柱不能正常工作）；

第三路通往一个安全阀，油道内的压力过大时该阀打开，将部分机油旁通流回油底壳。

润滑油路如下图：

五、机油

汽车发动机润滑油简称机油，是车用润滑油中用量最大的，并且性能要求较高，品种要求繁多，工作条件非常苛刻的一种润滑油。

目前，国际上许多国家发动机油采用API质量分类法和SAE粘度分类法。

API质量分类法：

根据发动机油的用途和使用性能的高低，分为汽油发动机油的S系列，具体有SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ9个等级；

柴油发动机油的C系列，具体有CA、CB、CC、CD、CE、CF-4、CG-47个系列。

SAE粘度分类法：

按机油粘度大小，将内燃机油分为两组粘度等级系列：

W组粘度等级系列有0W、5W、10W、15W、20W和25W六个低温粘度等级；

非W组粘度等级系列有：

20、30、40、50和60五个高温粘度等级。

发动机油的选择应兼顾使用性能级别的选择和粘度级别的选择两个方面。

①发动机油使用性能级别的选择，主要根据发动机性能、结构、工作条件和燃料品质。

柴油机油使用性能级别的选择主要根据发动机的平均有效压力、活塞平均速度、发动机油负荷、使用条件和轻柴油的硫含量。

②粘度级别的选择发动机油粘度级别的选择。

主要是根据气温、工况和发动机的技术状况。

发动机油的粘度要保证发动机低温易于起动，而走热后又能维持足够粘度，保证正常润滑。

发动机润滑油粘度等级与适用温度范围如下：

SAE粘度级别

适用气温（℃）

5W/30

-30~30

10W/30

-25~30

15W/30

-20~30

15W/40

-20~40以上

20W/20

-15~20

30

-10~30

40

-5~40以上

六、润滑系主要零件的构造

1、机油泵

机油泵的功用是把一定量的机油压力升高，强制性地将机油压送到发动机各摩擦表面。

发动机上采用的机油泵分成齿轮式和转子式两种。

（1）齿轮式机油泵

组成：

由泵壳、主动轴、从动轴、主动齿轮、从动齿轮、油泵盖等组成。

如图所示。

机油泵壳体内装有一对主从动齿轮。

主动齿轮由凸轮轴上的斜齿轮或曲轴前端齿轮驱动，两齿轮与壳体内壁之间的间隙很小。

发动机工作时，齿轮按图中所示箭头方向旋转，进油腔由于轮齿向脱离啮合方向高速运动而产生一定的真空度，润滑油便从进油口被吸入并充满进油腔。

齿轮旋转时，把齿间所存的润滑油带到出油腔内。

由于出油腔一侧轮齿进入啮合，润滑油处于被压状态，油压升高，润滑油便经出油口被不断地压出。

在一些汽车发动机上采用了内啮合齿轮式机油泵，这种机油泵的机体内腔装有内齿圈，小齿轮的中心线与内齿圈的中心线不同心，啮合后留有一牙形空腔，在该空腔处设置有一个月牙形块，将内、外齿分开。

如图所示：

（2）转子式机油泵

转子式机油泵主要由内转子、外转子和油泵壳体组成。

内转子有4个外齿，通过键固定于主动轴上。

外转子有5个内齿，外圆柱面与壳体配合。

内外转子有一定的偏心距，外转子在内转子的带动下转动。

壳体上设有进油口和出油口。

在内外转子的转动过程中，转子每个齿的齿形齿廓线上总能互相成点接触。

因此，在内外转子之间形成了四个互相封闭的工作腔。

由于外转子总是慢于内转子，这四个工作腔在旋转过程中不但位置改变，容积大小也在改变。

每个工作腔总是在最小时与壳体上的进油孔接通，随后容积逐渐变大，形成真空，把机油吸进工作腔。

当该容积旋转到与泵体上的出油孔接通且与进油孔断开时，容积逐渐变小，工作腔内压力升高，将腔内机油从出油孔压出。

直至容积变为最小，重又与进油孔接通开始进油为止。

与此同时，其他工作腔也在进行着同样的工作过程。

2、机油滤清装置

汽车发动机在工作过程中,金属磨屑和大气中的尘埃以及燃料燃烧不完全所产生的炭粒会渗入机油中,机油本身也因受热氧化而产生胶状沉淀物,这些物质会逐渐使润滑油变脏。

如果把这样的脏机油直接送到运动零件表面,机油中的机械杂质就会成为磨料,加速零件的磨损,并且引起油道堵塞及活塞环、气门等零件胶结。

因此必须在润滑系中设有机油滤清器，使循环流动的机油在送往运动零件表面之前得到净化处理，保证摩擦表面的良好润滑，延长其使用寿命。

润滑油滤清方式示意图

a）全流式；

b）分流式；

c）并用式

1-机油泵；

2-旁通阀；

3-滤清器

为了保证润滑油的滤清效果，一般润滑系中装有几个不同滤清能力的滤清器：

集滤器、粗滤器和细滤器，分别串联和并联在主油道中。

与主油道串联的滤清器称全流式滤清器，一般为粗滤器；

与主油道并联的滤清器称分流式滤清器，一般为细滤器，过油量为10%～30%。

（1）集滤器

集滤器是具有金属网的滤清器，安装于机油泵进油管上，其作用是防止较大的机械杂质进入机油泵。

汽车发动机所用的集滤器有两种：

浮式集滤器和固定式集滤器。

浮式集滤器的构造如图4-13所示，它是由浮子、滤网、罩及焊在浮子上的吸油管等组成。

当机油泵工作时，浮式集滤器是在机油表面吸油，能吸入油面上较清洁的机油，但油面上的泡沫易被吸入，使机油压力降低，润滑欠可靠，目前已经被淹没在油面之下的固定式集滤器取代。

（2）粗滤器

粗滤器通常串联在机油泵与主油道之间，属于全流式滤清器，它用于滤去机油中粒度较大的杂质（直径为0.05～0.1mm以上）。

粗滤器是过滤式滤清器，其工作原理是利用机油通过细小的孔眼或缝隙时，将大于孔眼或缝隙的杂质留在滤芯的外部。

根据滤芯的不同，粗滤器有各种不同的结构形式。

汽车发动机常用的粗滤器为金属片缝隙式、纸质滤芯式和锯末滤芯式。

如图是纸质滤芯式粗滤器。

全流式不可拆的滤清器

1-主油道；

2-机体；

3-密封圈；

4-外壳；

5-纸滤芯；

6-旁通阀；

7-金属骨筒；

8-连接座；

9-进油道

现在的滤清器都做成不可拆的，并且带有旁通阀，如上图所示。

（3）细滤器

机油细滤器用以清除机油中直径在0.01mm以上的细小杂质。

这种滤清器对机油的流动阻力较大，故多做成分流式，它与主油道并联，只允许少量的机油通过其滤清后回到油底壳。

细滤器有过滤式和离心式两种类型。

过滤式细滤器与粗滤器的结构基本相同，只是滤芯能过滤掉更细小颗粒的杂质，因此存在着滤清能力与通过能力的矛盾。

目前多数发动机均采用离心式细滤器，内容要求自学。

3、机油散热器

为了使机油保持最有利的工作温度，除了靠油底壳和其他零件的自然散热外，有的发动机还装有机油散热器。

机油散热器多装在冷却水散热器的前面，利用空气或水来冷却。

空气冷却的机油散热器结构与冷却水散热器相似，如图所示，多与主油道并联。

空气冷却的机油散热器

冷却水冷却的机油散热器，如图所示。

将机油散热器置于冷却水路中，串联在主油道之前。

冷却水在管外流动，润滑油在管内流动（或反之）。

当油温较高时靠冷却水降温，而在起动暖车油温较低时，则从冷却水吸热迅速提高机油温度。

水冷却的机油散热器油温能得到较好控制。

水冷却的机油散热器简图

1-前盖；

2-壳体；

3-后盖；

4-铜芯管及散热片；

5-放水开关

4、曲轴箱通风

曲轴箱通风的目的：

1）防润滑油变质及防燃油稀释机油，减轻机件的磨损。

因发动机工作时，一少部分可燃混合气和废气经活塞环漏入曲轴箱内。

由于温度的下降，漏入的气体一部分凝结在机油中，使机油变稀，性能变坏，同时能形成泡沫，影响供油。

2）减轻机件的磨损和腐蚀：

漏入曲轴箱的废气中的二氧化硫遇水生成酸类，腐蚀机件等。

3）降压、降温、防漏：

漏入曲轴箱的气体使曲轴箱内压力和温度升高，造成润滑油从曲轴油封、衬垫处渗漏。

4）回收可燃气体，减少污染：

将窜入曲轴箱内的气体再吸入到气缸内燃烧，对CH化合物进行回收利用，同时，减少了对大气的污染。

为了延长机油的使用期限，减轻零件磨损和腐蚀，发动机曲轴箱都设有强制性通风装置。

曲轴箱强制通风的组成及工作：

1）组成

如图所示，为带流量控制阀（PCV）的曲轴箱强制通风示意图。

它由进气滤清器、进气管、抽气管、流量控制阀等组成。

曲轴箱与进气管之间用抽气管连接。

2）曲轴箱强制通风的工作情况

带流量控制阀（PCⅤ）的曲轴箱通风示意图

1-进气滤清器；

2-化油器；

3-进气管；

4-抽气管；

5-流量控制阀；

6-挺杆室

当发动机工作时，曲轴箱内的气体经挺杆室和抽气管被吸入进气管，而新鲜空气经气门室罩上的小空气滤清器进入曲轴箱。

为了防止发动机怠速和小负荷工况过多的气体进入气缸，造成空燃比失调，加设了流量控制阀。

3）流量控制阀的工作情况

流量控制阀是一个单向阀，也称PCV阀，可以调节发动机怠速、中小负荷和大负荷时的通风强度。

（1）怠速时，进气管内真空度最大，单向阀被吸压在阀座上，曲轴箱中气体只能从阀的小孔通过，流量较小，保持怠速稳定。

（2）中等负荷时，进气管内真空度下降，阀在弹簧张力作用下离开阀座，使通风量适当加大，保证曲轴箱内气体及时抽出和新鲜冷空气的进入。

（3）大负荷时，进气管内真空度很小，阀门完全打开，通风量最大，曲轴箱内新旧气体大量对流。

流量控制阀还有止回功能，一旦“回火”即被气体关闭，防止曲轴箱内废气被点燃。

曲轴箱通风装置必须定期检查，若单向阀失效、管接头漏气，都会影响通风效果和空燃比A/F失准，造成怠速不稳，甚至熄火。

七、润滑系的报警装置

1、定期保养提醒

2、机油压力表和机油温度表

3、机油压力过低报警指示灯

如，桑塔纳2000的压力过低报警指示灯由两个油压开关控制：

（1）油压开关1：

为30kpa，位于气缸盖后端；

打开点火开关，仪表板中的机油压力警告灯即闪烁。

起动发动机，当机油压力大于30kPa时，开关1触点开启，该警告灯自动熄灭。

当发动机低速运转时，若机油压力低于30kPa时，则油压开关1触点闭合，机油压力警告灯闪烁。

（2）油压开关2：

为180kPa，位于机油滤清器支架上。

当发动机转速超过2150r/min时，如果机油压力达不到180kPa，油压开关2触点断开，机油警告灯闪烁，且警报蜂鸣器也同时报警。

八、润滑系的故障

故障和原因分析见教材。

课堂小结：

这次课我们学习了发动机的润滑系的结构与检修，要求同学们能掌握润滑系主要零件的结构；

掌握机油的检查；

机油和机油滤清器的更换；

会分析润滑系的故障。

作业：

1、发动机润滑系由哪些主要零件组成？

2、发动机工作时，机油压力过低报警灯点亮可能是哪些原因导致？