浅议发动机机油润滑系统及其故障诊断技术.docx
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浅议发动机机油润滑系统及其故障诊断技术
浅议发动机机油润滑系统及其故障诊断技术
摘要
发动机机油如同人体血液,流遍周体至关紧要。
汽车行驶中,机油压力报警灯被点亮∕闪烁,汽车则寸步不可行驶。
并不复杂的发动机润滑系统对保证汽车正常行驶至关重要。
本论文针对润滑系统的若干棘手问题予以运行过程的机理分析,提出了切实可行的解决方案。
频繁启动的短途运行工况,冷车启动造成的机油量增加过多以及机油乳化,机油温度过低使机油流动性变差,导致润滑不良最终产生严重的机械磨损。
这是目前润滑系统的致命缺陷,尤其是高寒地区频繁启动短途工况用户,无异于雪上加霜,发动机寿命大为降低。
本论文对冷车频繁启动工况,润滑系统的致命缺陷而导致发动机磨损严重这一技术缺陷,予以探讨并且提出了创新解决方案。
关键词:
发动机;润滑系统;机油消耗量;机油压力;机油乳化;冷启动
Abstract
Engineoil,likehumanblood,flowsthroughthebodyvital.Cardriving,oilpressurealarmlightsarelit∕flashing,thecarcannotmove.Anon-complexenginelubricationsystemisessentialtokeepthecarrunningproperly.Inthispaper,somedifficultproblemsoflubricationsystemtorunthemechanismanalysis,putforwardpracticalsolutions.Inthispaper,theauthorputsforwardsomeuniqueopinionsandfeasiblesolutionstotheproblemsoffrequentshort-distanceoperation,excessiveoilquantityandoilemulsification.Thecoldcarstartsbecausetheoiltemperatureistoolowtomaketheoilfluiditypoor,resultinginpoorlubricationresultinginseveremechanicalwear.Thisisthefataldefectoflubricationsystematpresent,especiallytheuserswhofrequentlystartshort-distanceworkingconditioninthehighcoldarea,itistantamounttoaddingworse,andtheenginelifeisgreatlyreduced.Thispaperdiscussesthetechnicaldefectofseriousenginewearduetofataldefectsoflubricationsysteminthestart-upconditionofcoldcar,andputsforwardsomeinnovativesolutions.
Keywords:
Engine;lubricationsystem;oilconsumption;oilpressure;oilemulsification;coldstart
1绪论
1.1引言
当今中国的经济发展比之前越来越快,伴随着我国的经济发展,汽车的社会保有量很大,且与日俱增。
在当今这个时代里,汽车已成为人们出行的必需品被大量使用,先进的汽车使用技术以及优质的维护与保养,于汽车的优质运行至关重要。
发动机是汽车的心脏,为汽车行驶提供源源不断的动力,让汽车稳定的运行。
因为需要发动机中间的零件高速的运动进行工作,所以这就会让相互运动的零件中间产生摩擦力,还会因摩擦让零件快速磨损,为了使零件的使用时间增加人们在发动机上使用了润滑系统来延长发动机的使用寿命和保障发动机的工作稳定性。
且汽车发动机润滑系统性能可以来决定汽车发动机的摩擦条件。
就像汽车发动机连杆大头轴承、凸轮轴轴承等,可以让润滑系统为发动机各个摩擦副提供动力润滑。
发动机摩擦功的大小是由各个摩擦副的工作状态直接决定了。
但为了避免润滑系统出现故障和发动机工作稳定性,我们就要定期对润滑系统进行保养和故障检查,发现故障就要进行诊断分析,然后对故障进行维修和润滑系统进行加强优化,使故障减少或消失。
这对汽车行业发展非常重要。
1.2国内外研究的现状
现在中国对发动机润滑系统的研究并不深入,现有的研究大部分零件之间的相互摩擦,如活塞环在缸内和缸壁的摩擦等,但对发动机故障及性能优化研究还是特别少。
而且我国现在一直还在沿用上世纪五六十年代汽车产业起步时用的资料进行研发,研发的还是润滑系统中的某个零件,如油泵或滤芯等零部件,并且这些零件开发出来只是简单测试一下零件的性能后直接组装到发动机上和发动机之间的配合并不是特别完善。
以上的研究方法都是相对简单的,且工艺较差,像油压就是固定数值无法随发动机的需求而变化,从而浪费了很多功率。
还无法获取比较准确的做工数值,对后续的润滑系统优化难度加大。
在二十世纪九十年代时,我国迎来汽车产业的快速发展,因市场经济的快速发展和我国汽车的自主品牌对外开放相互交流一起研发,其中相对著名的有现在的奔驰也就是当时的德国戴姆勒奔驰公司等其他国家的多个品牌。
对于发动机润滑系统当时的美国研究出来新的方法和技术,但是我们知道美国是非常保护知识产权的,保密措施非常好很难获取到资料。
后来我国的北京理工大学的左教授和装甲兵学院的毕教授都对润滑系统进行了深入的研究,而且还取得了非常多的重大研究成果。
1.3本文主要内容
对润滑系统进行研究,提出相对应的解决冷车启动时对发动机产生的危害,如机油压力降低、对节流孔磨损较大、发动机内冷凝产生水蒸气与机油混合润滑油量增加造成机油乳化等问题,进行深入的研究。
通过在发动机油底壳,设计加装电加热元件,在发动机启动之前,车主可以通过钥匙遥控接通电加热元件,对机油进行预热,以解决冷车启动机油温度过低的问题,延长发动机工作寿命。
2发动机润滑系统的工作及故障分析
2.1发动机润滑系统的作用
2.1.1润滑作用
给发动机的各个摩擦表面输送过滤后干净的机油[1],以减小摩擦零件表面的摩擦阻力和减小零件磨损。
2.1.2冷却作用
零件表面摩擦产生的热量,而这些热量会通过冷却系统带走很大一部分,但还会有一小部分需要机油通过润滑系统吸收摩擦零件表面剩余的热量带到油底壳中进行散热。
2.1.3清洗作用
发动机的工作环境是非常的差,因为发动机内部会产生积炭,这些积炭是混合气和灰尘在通过发动机进气系统进入发动机。
然后进行燃烧,而燃烧不充分就会在发动机的缸壁和气门上形成积炭。
还有就是机油在发动机中发生氧化也会形成一定量的油泥和积炭,这些油泥和积碳在发动机内部会影响混合气的燃烧,因燃烧不充分就会造成积炭。
还会造成发动机中的某一个零件或部位过热。
其次是大量的杂质会使活塞环工作不畅,然后发动机无法正常工作。
所以要对这些积炭油泥及时进行清理,这时就需要机油在发动机润滑系统中流动来解决,因机油中有一定量的分散剂和清净剂可以对零件表面行进清理和让积炭油泥一起流向油底壳,保持发动机中的清洁。
更换机油时就可以把积炭和油泥一起排出以保证发动机内部的干净和正常的工作运行。
2.1.4密封作用
在发动机中各零件中如活塞环和环槽、气门和气门座、气缸和活塞之间都会有一定间隙存在,是为了保证每个零件中间配合运动时不会造成卡顿,但是零件之间的间隙又会容易使混合气从燃烧室内进入曲轴箱。
这样会使发动机输出功率和气缸压力降低,还会加速机油的变质。
所以要用润滑油在零件与零件的空隙中形成油膜,且油膜能让零件中间的空隙进行密封,从而可以保证零件中空隙的密封性。
2.1.5缓冲作用
通过润滑油在零件表面形成油膜可以吸收零件之间相互碰撞产生的震动,从而起到润滑油缓冲的作用。
2.1.6防锈作用
发动机在工作或放置中会因进入发动机的气体燃烧而产生水分或者酸性气体等,会对发动机内部的轴瓦、活塞、活塞环等一系列金属零件造成腐蚀。
但机油中含有一定量的防锈剂和其他添加剂具有防腐蚀的作用。
而防锈剂和添加剂可以在零件表面形成油膜,然后能抵挡水分子和者化学分子对发动机金属零件的伤害,可以起到防锈的作用。
2.2发动机润滑系统的润滑方式
2.2.1压力润滑
通过油泵让机油在发动机工作时按规定油压把机油不断的送到零件表面。
发动机采用压力润滑的大部分是工作中受到比较大的力和运动速度比较快的部件,还有凸轮轴轴承及连杆轴承、曲轴主轴承、气门摇臂等部件。
受到的力可能较小,但安装在发动机气缸上,所以就一定要用压力润滑。
2.2.2飞溅润滑
通过发动机润滑系统中部件工作时把机油以油滴或者油雾的形式飞溅到其他零件表面进行润滑称为飞溅润滑。
这主要应用于在外裸露的、相对载荷比较轻的气缸壁及配气凸轮、活塞销等零件的工作表面。
2.2.3脂润滑
通过润滑脂油嘴定时定量的加入润滑脂后可以对需要润滑的零件进行润滑。
这种润滑方式主要应用在发电机的轴承。
水泵等发动机的辅助系统中的零件上。
2.3发动机润滑系统的组成
油底壳、机油泵、滤清器等以下几个部件和多个其他部件组成了汽车发动机润滑系统[2]。
2.3.1油底壳
油底壳是加上密封垫和胶后固定在汽缸体底面上,然后用来对润滑油进行储存的容器。
2.3.2机油泵
通过发动机工作带动机油在任何条件下都能把机油按规定的油压和足量的机油送往需要润滑的金属零件摩擦表面。
可以保证机油在润滑系统中的循环流动。
2.3.3机油滤清器
作用是保持发动机润滑系统中机油的清洁来过滤机油中的机械杂质、金属磨屑以及机油本身氧化的产物。
例如各种有机酸、机油变质形成的胶质以及燃料燃烧产生的积炭等。
但是这些杂质进入发动机润滑系统中零件摩擦的表面,会造成零件的快速损坏。
同时也会引起油管油道的堵塞,而造成供油不足从而使零件造成损伤等严重事故。
2.3.4机油散热器
机油散热器是装在热负荷较高的汽车发动机上,可用来降低机油的温度。
发动机在工作时零件之间相互摩擦产生高温,期间机油在发动机内循环时可以吸收高温,不然油温过高就会造成机油的浓度被稀释。
不利于在零件金属摩擦表面形成油膜,会造成机件磨损加剧。
且还会因此加快机油老化变质,从而减短机油使用寿命。
2.3.5集滤器
通过金属丝编织而成的一个网罩,同时也是润滑油的入口。
可以用来防止润滑油中一些较大的杂质进入机油泵造成损坏。
2.3.6限压阀及旁通阀
限压阀是用来控制油压较高,旁通阀这是用来防止油路的堵塞后造成机油无法继续流通。
2.3.7机油压力表及温度表和机油尺
发动机润滑系中的油压表和油温表及其油尺,都是可以让驾驶员及时了解汽车行驶中发动机润滑系的工况。
2.4润滑系统的工作原理
汽车发动机润滑系统大部分油路设计都无差别[3],就以上海大众汽车桑塔纳为例说下发动机润滑系统如图2—1所示。
机油泵安装在发动机曲轴箱内部,由曲轴旁边的中间轴上的齿轮转动。
集滤器是安装在机油泵的进油口,在油泵和主油路之间安装机油滤清器来连接并对机油进行过滤。
在主油路上,有五条分油路与曲轴的五个主轴承孔连接,还有条油路把凸轮轴总油路和凸轮轴上五个凸轮轴轴承进行连接,另外的分油路和中间轴后轴承相连接,但是中间轴前轴承需要通过一条油路和滤清器出油路相连。
在润滑系统中,曲轴的主轴承、
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- 发动机 机油 润滑 系统 及其 故障诊断 技术