發(fā)布時(shí)間:2012-09-12
一、內(nèi)燃機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)
潤(rùn)滑系統(tǒng)的作用是將一定數(shù)量的清凈潤(rùn)滑油送到各摩擦副的表面,完成潤(rùn)滑、冷卻、密封和清潔作用后,將污染的潤(rùn)滑油收集,濾清、冷卻供重復(fù)使用。潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作起著舉足輕重的作用。內(nèi)燃機(jī)是潤(rùn)滑系統(tǒng)的主角。循環(huán)流動(dòng)的機(jī)油,將保持摩擦副間油膜,減少摩擦阻力和運(yùn)動(dòng)消耗,并減少機(jī)件磨損;將摩擦金屬細(xì)末帶走,使之不能加劇摩擦;同時(shí),流動(dòng)的機(jī)油將摩擦產(chǎn)生的熱量帶走,使運(yùn)動(dòng)機(jī)件不因溫度過(guò)高而燒損;粘性的機(jī)油還能在活塞環(huán)與氣缸之間構(gòu)成油膜,起到密封作用,增強(qiáng)汽缸壓力。因此,潤(rùn)滑系統(tǒng)在減少機(jī)械損失,提高機(jī)械效率、延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命等方面起著重要作用。
內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)應(yīng)滿足一下要求:
(1) 以一定壓力和一定的流量向各摩擦表面供給潤(rùn)滑油;
(2) 能對(duì)潤(rùn)滑油過(guò)濾清潔及冷卻,保持一定范圍的機(jī)油溫度;
(3) 潤(rùn)滑系統(tǒng)消耗功率要少,設(shè)置緊湊,便于維護(hù)。設(shè)置儀表監(jiān)督其可靠工作。
潤(rùn)滑系統(tǒng)可分為濕式曲軸箱和干式曲軸箱兩種形式。
濕式曲軸箱的機(jī)油貯存在發(fā)動(dòng)機(jī)的油底殼中,一般用一個(gè)油泵來(lái)泵送機(jī)油的循環(huán)。結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,多用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中,圖1-24為濕式曲軸箱潤(rùn)滑油示意圖。機(jī)油泵通過(guò)集濾器將油底殼內(nèi)一部分機(jī)油泵送經(jīng)過(guò)離心式機(jī)油濾清器而返回到油底殼內(nèi)。而將另一部分機(jī)油送至粗濾器,經(jīng)過(guò)安全閥和機(jī)油冷卻器(風(fēng)冷和水冷)進(jìn)入主油道。在這里機(jī)油分兩路,一路從曲軸一端的主軸承而進(jìn)入曲軸內(nèi)油道,經(jīng)過(guò)各曲軸軸頸和連桿軸頸以及活塞。另一路則進(jìn)入凸輪軸軸承座的油道又通向氣門搖臂支座及搖臂,另有噴油嘴將機(jī)油噴到定時(shí)齒輪。泵送到各潤(rùn)滑部位的機(jī)油不管是壓力輸送到,還是飛濺方式進(jìn)入,最后全部機(jī)油均散落到油底殼內(nèi),經(jīng)過(guò)濾清器而循環(huán)使用。
發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的機(jī)油貯存在專門的機(jī)油箱內(nèi),稱為干式油底殼潤(rùn)滑油路,圖1-25為干式油底殼潤(rùn)滑油路示意圖。干式潤(rùn)滑油路其特點(diǎn)是機(jī)油貯油箱在發(fā)動(dòng)機(jī)體外,而不在曲軸箱底部集油,其他與濕式潤(rùn)滑油路相似。干式潤(rùn)滑油路,它可使發(fā)動(dòng)機(jī)高度降低,機(jī)油工作條件得到改善,允許發(fā)動(dòng)機(jī)作大幅度的前后、左右傾斜等。但由于需要多個(gè)機(jī)油泵,管路多,而需要專門的油箱等,結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,一般很少采用。
內(nèi)燃機(jī)潤(rùn)滑油主油道主要技術(shù)參數(shù)見表1-1,主油道壓力為正常工作時(shí)壓力。
表1-1 主油道主要技術(shù)參數(shù)
項(xiàng)目 |
汽油機(jī) |
柴油機(jī) |
主油道壓力/kPa |
200~400 |
300~600 |
主油道流量[L/(hp·h)] |
15~30 |
20~50 |
機(jī)油冷卻熱量[kcal/(hp·h)] |
40~55 |
80~120 |
注:1hp=735W;1kcal=4.18kj
內(nèi)燃機(jī)機(jī)油底殼機(jī)油容量與發(fā)動(dòng)機(jī)功率密切相關(guān)。單位體積機(jī)油量負(fù)擔(dān)的功率數(shù),反映了發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑的苛刻程度。主油道內(nèi)潤(rùn)滑油流量亦與此相關(guān)。汽油機(jī)油升機(jī)油平均功率見表1-2.
表1-2 汽油機(jī)升機(jī)油平均功率
功率/hp |
平均功率/(hp/L) |
功率/hp |
平均功率/(hp/L) |
50~100 |
20 |
150~200 |
37 |
100~150 |
27 |
200~250 |
51 |
發(fā)動(dòng)機(jī)在使用過(guò)程中維持主油道設(shè)定的機(jī)油流量和壓力是至關(guān)重要的,是保證發(fā)動(dòng)機(jī)各摩擦副正常工作的基礎(chǔ)。
1、 機(jī)油泵
發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論采用濕式或干式潤(rùn)滑油路,都需要有一機(jī)油泵作輸送潤(rùn)滑油的動(dòng)力,使?jié)櫥驮谟吐分醒h(huán)流動(dòng)。
高速發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用齒輪式機(jī)油泵。齒輪式機(jī)油泵由兩個(gè)互相嚙合的齒輪組成.齒輪式機(jī)油泵,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工方便,而且工作可靠,壽命也長(zhǎng),所以應(yīng)用很廣。
此外,還有一種轉(zhuǎn)子式機(jī)油泵結(jié)構(gòu)緊湊,外形小應(yīng)用日益廣泛。
機(jī)油泵的供油量一般為循環(huán)油量的2~3倍。一般可按發(fā)動(dòng)機(jī)的功率估算。汽油機(jī)約為功率(N)的
2、 機(jī)油濾清器
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),機(jī)油不斷被磨屑,和來(lái)自外界的灰塵所污染,同時(shí)油品在高溫下氧化生成可溶性酸性物質(zhì)和不可溶的膠狀沉淀物和煙怠等。為了及時(shí)清除機(jī)油中這些有害沉淀物質(zhì),保證機(jī)油清潔,延長(zhǎng)機(jī)油的使用期,在發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)中設(shè)置了機(jī)油濾清器。
機(jī)油濾清器可分為粗濾清器和細(xì)濾清器兩類。粗濾清器用來(lái)濾清約40μm的雜質(zhì)顆粒,串聯(lián)于主油道之前,進(jìn)入主油道的機(jī)油全部經(jīng)過(guò)粗濾清器。細(xì)濾清器的濾清細(xì)度可達(dá)5~10μm,一般只通過(guò)總循環(huán)油量的10%~30%。
屬于粗濾清器的有網(wǎng)式、刮片式、繞線式等類型。刮片式濾清器,他的濾清器效果穩(wěn)定,能在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行中清除雜質(zhì),應(yīng)用較廣,見圖1-27.
細(xì)濾清器由微孔濾紙制成,它的過(guò)濾細(xì)度可達(dá)10~25μm,且流通阻力小。圖1-28 為紙質(zhì)濾芯濾清器。紙濾芯一般不進(jìn)行清洗保養(yǎng),堵塞后,更換新的芯子,紙濾芯可作粗過(guò)濾,也可作細(xì)過(guò)濾。
細(xì)濾芯器還有離心式濾清器。離心式濾清器的優(yōu)點(diǎn)是濾清效果好,濾清阻力小,不必更換濾芯,其濾清能力基本不受沉淀物積聚的影響。缺點(diǎn)是在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或低溫工作時(shí),濾清能力較差,對(duì)機(jī)油中膠質(zhì)的過(guò)濾能力差。離心式濾清器見圖1-29.
粗過(guò)濾器也稱全流式過(guò)濾器,細(xì)過(guò)濾器也稱分流式過(guò)濾器。
3、 機(jī)油冷卻器
為了保持機(jī)油溫度在許可范圍內(nèi)變化,常需要對(duì)機(jī)油進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。使油底殼內(nèi)機(jī)油溫度不要太高,通常在70~120℃范圍。用空氣作為冷卻介質(zhì)的裝置稱為機(jī)油散熱器,用水作為介質(zhì)的稱為機(jī)油冷卻器。機(jī)油冷卻器或散熱器可以串聯(lián)或并聯(lián)在主油路中。
機(jī)油散熱器的結(jié)構(gòu)與水冷卻器的結(jié)構(gòu)相似,一般都是管片式。機(jī)油冷卻器的結(jié)構(gòu)如圖1-30,冷卻水在管內(nèi)流動(dòng),管外有很多散熱片以增加散熱面積。它的安裝位置比較自由,機(jī)油溫度不隨氣溫而變化。