汽車潤滑系統的組成和工作原理
汽車潤滑系統由油底殼、集濾器、機油泵、機油濾清器、油管和發動機殼體上加工出的油道等組成。
潤滑系統起著潤滑、冷卻、清洗、密封和防銹的作用,并為液壓氣門間隙調節器及可變氣門正時裝置提供壓力機油。
大眾 EA211 1.4T 發動機潤滑系統的結構如圖 6-2 所示。
潤滑系統油路


發動機運轉時,油底殼中的機油經集濾器粗濾后,被機油泵吸入。機油泵泵出有壓力的機油,經機油濾清器過濾后進入主油道。主油道的機油大部分用來潤滑曲軸主軸承和連桿軸承,少部分進入凸輪軸潤滑油道。進入凸輪軸潤滑油道的機油部分用來潤滑凸輪軸軸承,另一部分進入凸輪軸正時調節器。機油最后回流至油底殼。




豐田 ZR 發動機的潤滑系統如圖 6-4 所示。該系統由曲軸通過鏈條來驅動齒輪機油泵,氣缸體上有噴油嘴用于冷卻和潤滑活塞。豐田 2NZ-FE 發動機的潤滑系統通過曲軸直接驅動機油泵。


大眾 3.6L VR 發動機的機油循環回路如圖 6-5 所示。
潤滑系統的機油壓力由自吸式偏心機油泵產生,該泵裝在缸體內并由鏈條驅動。受安裝位置的限制,吸上來的機油所經的路程較長,這對部件的初始供油是不利的。為保證初始供油,從安裝在機油泵后的機油儲油腔中來獲取機油。機油泵從油底殼中抽取機油,并將機油加壓后送至機油濾清器 - 冷卻器模塊,機油在此被過濾并冷卻后再送到發動機的各潤滑點。

機油泵

轉子式機油泵(圖 6-6) 由一個內轉子和一個外轉子組成。內轉子為被驅動部件,外轉子在內轉子的齒上滾動,并以這種方式在機油泵殼體內旋轉。內轉子比外轉子少一個齒,因此每轉動一圈就可將機油從一個外轉子齒隙壓送到下一個齒隙。轉動時吸油側空間增大,而壓力側空間相應減小。這種結構可在流量較大的情況下產生較高壓力。

圓柱齒輪式機油泵(圖 6-7)為外嚙合齒輪泵,通常設計為油底殼泵(布置在油底殼上)。這種機油泵的兩個外嚙合齒輪相互嚙合在一起,其中一個是驅動齒輪。未嚙合齒輪的齒頂沿機油泵殼體滑動,將機油從抽吸室輸送至壓力室。


可調節機油泵(圖 6-8)由圓柱齒輪機油泵發展而來。該機油泵的非驅動齒輪(機油泵輪)可沿軸向移動,以此調節機油輸送量。與傳統機油泵相比,這種按需調控的供油方式可降低機油泵的平均驅動功率,減少發動機耗油量。

可調節機油泵的工作原理如圖 6-9 和圖 6-10 所示。

機油泵由驅動鏈輪 2驅動。位于驅動軸上的一個機油泵輪,驅動另一個帶控制活塞 4 的機油泵輪 3。通過兩個機油泵輪從油底殼和進油濾網 1 吸入機油,隨后將其壓入連接機油濾清器的機油通道 6 內。此時,兩個機油泵輪以最大重疊率重疊,以此達到最大機油輸送功率。

向發動機輸送了過多機油時,機油壓力緩慢升高,機油經過濾后進入用于控制機油量的通道 7。由于此時機油壓力升高,活塞 8 可克服彈簧 9 的作用力移動,從而使未過濾機油通道與活塞 4 之間的機油通道開啟。
控制活塞克服壓縮彈簧5 作用力移動,減少了機油泵輪的重疊,從而減小了可輸送的機油量。
如果在達到最小輸送功率的情況下機油壓力繼續提高,則會使溢流閥 10 打開,以此限制發動機內的最大機油壓力。
機油濾清器與機油冷卻器
機油濾清器通過內部的濾芯對機油進行過濾,去除機油中的雜質,減少發動機的磨損,保護發動機運動部件。機油冷卻器負責在暖機階段使機油迅速升溫,則并在發動機正常工作后對機油進行足夠的冷卻,避免發動機在高功率輸出且熱負荷較高時出現機油過熱情況。機油壓力開關用于監控潤滑系統。當機油壓力未超過彈簧限定的某一限值(機油壓力過底) 時,機油壓力指示燈點亮。機油濾清器與機油冷卻器的安裝位置如圖 6-11 所示。
為在機油濾清器堵塞時為潤滑部位供油,在與濾清器平行的位置裝有濾清器旁通閥。濾清器堵塞時,其前后的機油壓力差增大,旁通閥就會打開,從而確保機油(雖未經過濾) 仍可到達潤滑部位。機油濾清器旁通閥的工作原理如圖 6-12 所示。
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