機 油 泵
機油泵的功用是保證機油在潤滑系統内循環流動,并在發動機任何轉速下都能以足夠高的壓力向潤滑部位輸送足夠數量的機油。
機油泵按結構形式可分為齒輪式和轉子式兩類。齒輪式機油泵又分外齧合齒輪式和内齧合齒輪式。
► 外齧合齒輪式機油泵
外齧合齒輪式機油泵殼體内裝有一個主動齒輪和一個從動齒輪。齒輪與殼體内壁之間的間隙很小,殼體上有進油口。發動機工作時,齒輪按下圖中所示箭頭方向旋轉,進油腔的容積由于輪齒向脫離齧合方向運動而增大,腔内産生一定的真空度,機油便從進油口被吸入并充滿進油腔。齒輪旋轉時把齒間所存的機油帶至出油腔内。由于出油腔一側輪齒進入齧合,出油腔容積減小,油壓升高,機油便經出油口被送到發動機油道中。機油泵通常由凸輪軸上的螺旋齒輪或曲軸前端齒輪驅動。在發動機工作時,機油泵不斷工作,從而保證機油在潤滑油路中不斷循環。
外齧合齒輪式機油泵的工作原理
當齒輪進入齧合時,齧合齒之間的機油,由于容積變小,在齒輪間産生很大的推力。為此,在泵蓋上銑出一條卸壓槽,使輪齒齧合時齒間擠出的機油可以通過卸壓槽流向出油腔。在機油泵蓋上裝有限壓閥,它可将主油道的油壓控制在正常範圍内(0.15~0.9MPa)。在限壓閥的柱塞端頭開有一個徑向環槽,用來儲存進入配合表面的磨屑和雜質,以保證柱塞運動靈活。
齒輪式機油泵由于結構簡單,制造較容易,并且工作可靠,所以應用廣泛。
► 内齧合齒輪式機油泵
内齧合齒輪式機油泵的工作原理與外齧合齒輪式機油泵基本相同。内齧合齒輪泵的内齒輪為主動齒輪,套在曲軸前端,通過花鍵由曲軸直接驅動。外齒圈是從動齒輪,裝在機油泵體内,泵體固定在機體前端。
内齧合齒輪式機油泵的結構
► 轉子式機油泵
轉子式機油泵的内轉子固定在主動軸上,外轉子在油泵殼體内,可自由轉動,兩者之間有一定偏心距。當内轉子旋轉時,帶動外轉子旋轉。轉子齒形齒廓設計得使轉子轉到任何角度時,内外轉子每個齒的齒廓線上總能互相成點接觸。這樣,内外轉子間便形成四個工作腔。某一工作腔從進油孔轉過時容積都增大,産生真空,機油便經進油孔吸入。轉子繼續旋轉,當該工作腔與出油孔相通時,腔内容積減小,油壓升高,機油經出油孔壓出。
轉子式機油泵結構緊湊,吸油真空度較高,泵油量較大,且供油均勻。當機油泵安裝在曲軸箱外且位置較高時,用此種油泵較為合适。
轉子式機油泵的工作原理
安 全 閥
機油泵必須在發動機各種轉速下都能供給足夠數量的機油,以維持足夠的機油壓力,保證發動機的潤滑。機油泵的供油量與其轉速有關,而機油泵的轉速又與發動機轉速成正比。
因此,在設計機油泵時,都是使其在低速時有足夠大的供油量。但是,在高速時機油泵的供油量明顯偏大,機油壓力也顯著偏高。另外,在發動機冷啟動時,機油黏度大,流動性差,機油壓力也會大幅度升高。
為了防止油壓過高,在潤滑油路中設置安全閥或限壓閥。一般安全閥裝在機油泵或機體的主油道上。當油壓升高到規定值時,安全閥開啟,多餘的機油返回機油泵進口,或直接流回油底殼。
機油安全閥
機油濾清器
機油濾清器的功用是濾除機油中的金屬磨屑、機械雜質和機油氧化物。如果這些雜質随同機油進入潤滑系統,将加劇發動機零件的磨損,還可能堵塞油管或油道。
機油濾清器有安裝在機油泵之前和機油泵之後兩種。安裝在機油泵之前的稱為機油集濾器。安裝在機油泵之後的又根據其布置方式,有全流式和分流式兩種。
► 集濾器
集濾器一般是濾網式的,裝在機油泵之前,防止粒度大的雜質進入機油泵。集濾器有浮式和固定式兩種。
浮式集濾器能吸入油面上較清潔機油,但油面上的泡沫易被吸入,使機油壓力降低,潤滑不太可靠。
固定式集濾器如下圖所示,裝在油面下面,吸入的機油清潔度稍遜于浮式集濾器,但可防止泡沫吸入,潤滑可靠,結構簡單,目前汽車發動機都是采用這種集濾器。
► 全流式機油濾清器
全流式機油濾清器串聯于機油泵和主油道之間,因此全部機油都經過它濾清。目前在轎車發動機上普遍采用全流式機油濾清器。
全流式機油濾清器的濾芯有多種形式,目前大部分汽車發動機都采用紙質濾芯。紙質濾芯的機油濾清器有兩種結構形式,一種是可分解式,更換時隻要把紙濾芯換掉即可,如下圖所示;另一種是整體式,更換時要整個更換。
全流式機油濾清器有一定的使用期限,到期應更換。當機油濾清器在使用期限内濾芯被雜質嚴重堵塞時,機油濾清器進油口處的機油壓力會升高,當壓力達到規定值時,會打開機油濾清器中的旁通閥(下圖),此時機油不通過濾芯的過濾而直接進入主油道。雖然這時機油未經過濾就被輸送到各個潤滑表面,但總比缺少潤滑油要好得多。
► 分流式機油濾清器
貨車特别是重型貨車的發動機一般采用全流式 分流式的機油濾清器布置方式,如下圖所示。全流式濾清器也稱為粗濾器,用于過濾機油中粒徑在0.05mm 以上的雜質;分流式濾清器也稱為細濾器,用來濾除粒徑在0.001mm 以上的細小雜質,而且隻過濾機油泵供油量的5%~10%的機油。
分流式細濾器有過濾式和離心式兩種類型。目前離心式機油細濾器應用較多,這種濾清器内有一個轉子,通過滾動軸承支承在一根軸上,如下圖所示。轉子内有兩個噴射方向相反的噴嘴,它是利用潤滑系統本身的壓力能,當機油進入轉子從噴嘴上噴出時,産生一個反作用力矩,驅動轉子飛快地轉動。轉子内的油在離心力作用下,分離出固态雜質,積聚在轉子内壁上。轉子中心部分的油變得清潔,從噴嘴流回油底殼。
離心式機油濾清器
離心式機油濾清器的特點是性能穩定,結構可靠,沒有需要更換的濾芯,隻要定期拆卸轉子,清潔沉積在轉子壁上的污垢後即可重新使用,使用壽命很長。它的不足在于結構複雜,價格較高,笨重等,對維護人員有較高的技術要求。
機油散熱器
在增壓發動機等高性能大功率的強化發動機上,由于熱負荷大,必須裝設機油散熱器。機油散熱器布置在潤滑油路中,其工作原理與散熱器相同。發動機機油散熱器分為風冷式和水冷式兩類。
風冷式機油散熱器很像一個小型散熱器,利用汽車行駛時的迎面風對機油進行散熱。這種機油散熱器散熱能力大,多用于賽車及熱負荷大的增壓發動機汽車上。東風EQ6100-1型發動機的機油散熱器是管片式結構,如下圖所示,和一般的冷卻水散熱器類似,裝在發動機冷卻水散熱器的前面,利用風扇風力使機油冷卻。
EQ6100-1型發動機的機油散熱器
風冷式機油散熱器在發動機啟動後需要很長的暖機時間才能使機油達到正常的工作溫度,所以普通轎車上很少采用。
水冷式機油散熱器外形尺寸小,布置方便,且不會使機油散熱過度,機油溫度穩定,因而在轎車上應用較廣。水冷式機油散熱器多數安裝在機油濾清器的上方,通過冷卻系統中流過的冷卻液進行冷卻。水冷式機油散熱器不需要太大的散熱面積,體積較小。在啟動暖車期間油溫較低時,可從冷卻水吸熱而迅速提高機油溫度。
水冷式機油散熱器
機油壓力警告燈
現在的轎車都在儀表盤上設有一個機油壓力警告燈,它由安裝在發動機油道上的機油壓力開關控制,可以在機油壓力不足的時候,點亮警告燈,并提示駕駛員要停車檢查,有的轎車甚至還設有壓力保護,一旦壓力不足,發動機馬上熄火。
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