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发动机润滑系统结构与主要部件的检修

发布时间:2017-12-08
赵淑华
(高唐县农业机械管理局,山东高唐,252800)
  摘 要:从润滑系统的功用谈起,强调了润滑系统的重要性,详细的讲述了润滑系统主要组成部件的结构特点及检修方法,以提高发动机润滑系统的修理质量。
  关键词:发动机;润滑系统;检修
  1 润滑系统的功用
  柴油机工作时,各运动件表面之间由于存在相对高速运动而产生摩擦。如果金属表面直接摩擦,不仅会使柴油机内部功率损耗增加,而且会使摩擦表面迅速磨损,同时摩擦产生的大量热量,又会导致某些零件工作表面熔化,造成柴油机无法正常工作。为了保证柴油机正常工作,必须对各相对运动零件的表面进行润滑,使零件之间形成润滑油膜,将直接摩擦变为间接的液体摩擦,以减少磨损和功率损耗。润滑系统的作用主要有减摩作用、冷却作用、清洗作用、防锈作用、密封作用和缓冲作用。
  柴油机的润滑方式因各运动件的结构和工作条件不同而异。常用的润滑方式有以下几种:①压力循环润滑:这种方式是利用机油泵,将压力油送至各摩擦表面进行润滑,其特点是润滑效果好,工作可靠,并有冷却、清洗作用和缓冲作用,在循环过程中能对润滑油进行滤清和冷却。②飞溅油雾润滑:这种方式是通过运动件的甩油作用将飞溅的油滴或油雾送到摩擦表面进行润滑。如汽缸壁、配气凸轮、挺柱等均采用这种润滑方式。特点是结构简单,功率消耗少,但润滑不可靠,润滑油耗量大,并容易使润滑油氧化和泡沫化。③定期加润滑剂润滑:柴油机的一些辅助装置的运动件,如风扇、水泵、发电机等采用定期加注润滑剂的方法进行润滑。柴油机多数采用压力循环润滑为主,飞溅润滑为辅的综合润滑方式。
  2 润滑系统主要组成及工作过程
  柴油机润滑系统主要由油底壳、机油泵、机油滤清器、机油冷却器、调压阀、旁通阀等组成,如图所示。这些部件与机体、汽缸盖按一定的装配顺序连接在一起构成机油循环系统。
1.滤清器;2.安全阀;3.摇臂轴;4.凸轮轴;5.机油压力表;6.主油道;7.活塞;8.油底壳;9.集滤器;10.机油泵;11.正时齿轮;12.限压阀
图 495柴油机润滑油路示意图
  当柴油机工作时,机油泵被驱动,润滑油经机油集滤器吸入机油泵,增压之后沿油管进入润滑油滤清器,经滤清后的润滑油进入主油道,再分五路对柴油机的主轴瓦、连杆轴瓦及凸轮轴、正时齿轮等零件进行润滑。
  3 主要组成部件
  3.1机油泵
  柴油机润滑系统的机油泵主要有齿轮式机油泵和转子式机油泵。
  (1)齿轮式机油泵。由一对外啮合齿轮、泵体、传动齿轮组成。齿轮式机油泵工作时,由于齿轮两侧被盖板密封,齿轮与泵体工作腔内壁间隙很小。因此,当齿轮转动时,进油腔因齿轮脱开啮合而使进油腔形成一定的真空度。机油则从进油口被吸入并充满进油腔。同时齿轮旋转时,把齿间的机油顺泵体壁带到出油腔,由于出油腔一侧轮齿进入啮合,出油腔容积缩小,油压升高,机油便从出油口压出。齿轮式机油泵由于结构简单、油压高、工作可靠、使用寿命长,加工维修均较方便,而且对机油黏度的变化不敏感,因此在中型柴油机上应用广泛。
  (2)转子式机油泵。由两个偏心内啮合的转子和外壳组成。内转子由曲轴齿轮带动机油泵齿轮驱动(有的通过配气凸轮轴上的螺旋齿轮带动斜插式机油泵),外转子松套在壳体中由内转子带动向同一方向旋转。无论转到哪个位置,内转子的4个凸齿都与外转子的5个凹齿接触,所以内外转子之间就形成4个互相分隔的油腔。由于内外转子不同心,在工作时,它们之间形成的空腔容积不断变化,进油孔一侧容积由小变大,形成真空,吸入机油;随着转子转动,机油被带到出油孔一侧,容积由大变小,机油压力升高,被压送出去。机油泵体与泵盖之间装有调整垫片,用来保证泵体与泵盖间的密封,并保证转子的轴向间隙。
  3.2机油滤清器
  机油滤清器用来清除机油中的磨粒、尘土等机械杂质和胶状沉淀物,以减少零件的磨损,延长机油使用寿命,防止油路堵塞,保证各摩擦副润滑良好。在柴油机润滑系统中一般设有集滤器、粗滤器和细滤器。
  3.2.1集滤器
  它装在机油泵之前,一般为滤网式,主要防止大顆粒机械杂质吸入机油泵。滤清器有固定式和浮动式两种。固定式集滤器装在油面之下,易将机油下面的脏油吸入。浮动式集滤器在现代柴油机上得到广泛使用,主要由浮子、滤网、滤网罩、吸油管等组成。浮子能自由地随油面升降,金属滤网有弹性,中间有环口。滤网无堵塞时,依靠本身的弹性使环口紧压在滤网罩上,机油便从网罩与滤网之间的狭缝被吸入,机油中大颗粒杂质被滤去。当滤网堵塞时,由于滤网上方的真空度增大到克服滤网的弹力,使滤网上升,环口打开,机油便从环口进入吸油管,使供油不致中断。浮式集滤器能保证机油泵吸入较清洁的机油,但结构较复杂。集滤器工作一定时间后,应将滤网卸下,用清洁柴油清洗干净。若滤网有破损,应修理或更换,滤网孔的大小要合适,不能随意更改。安装集滤器时,吸油管接头的螺母一定要拧紧,否则将因吸入空气而影响机油泵吸油。
  3.2.2滤清器
  (1)金属片缝隙式粗滤器,滤清器壳体由上盖和外壳组成。滤芯由两种光滑的薄钢片(滤清片和隔片)组成并装在上盖中。滤清片之间的间隔为0.6~0.1mm,机油通过这些缝隙得到过滤。为了便于清洁滤芯,在滤清片之间装有厚度与隔片相同的刮片,刮片套装在矩形断面的刮片固定杆上。拧动滤芯轴顶端的手柄旋转滤芯时,嵌在滤清片之间的污物便被固定不动的刮片剔出,沉积在滤清器壳体内。阀门盖、弹簧及钢球组成旁通阀,当滤清器积污过多而堵塞时,旁通阀钢球顶开,机油不经滤芯而直接流入主油道,以防止供油中断。
  (2)纸质滤芯式粗(细)滤清器。滤清器壳体由滤清器座和外壳组成。壳体内装有滤芯。机油经滤座的进油口进入滤清器壳体内,通过滤芯过滤后进入芯筒内,然后经滤座的出油口进入机体主油道。滤芯两端都装有密封圈,以防止未滤清的机油通过。滤座中设有旁通阀。纸质滤芯的芯筒是滤芯的骨架,用薄铁皮制成,上面加工出许多圆孔,芯筒周围是经过酚醛树脂处理的微孔滤纸。为了增大滤芯面积,将滤纸折叠成扇形和波纹筒形。滤芯用塑胶与上、下端盖黏合在一起。纸质滤清器具有体积小、质量轻、结构简单、滤清效果好、过滤阻力小、成本低和保养方便等优点,在农业机械和汽车发动机上得到广泛应用。
  4 主要部件的检修
  4.1机油滤清器的检修
  机油滤清器主要损坏形式是:破裂和堵塞。机油滤清器一般不修理,而是采用更换滤芯的方法。一般新发动机(或大修后的发动机)应在工作100h更换机油滤清器的滤芯,以后每工作240h更换一次滤芯。
  4.1.1粗滤器的清理
  (1)刮片式粗滤器。可以整体清洗,但一般是拆成单片清洗。清洗的方法是,用毛刷蘸煤油刷洗。清洗完后,在平台上检查钢质滤片,有变形者应进行校正;严重变形或折断者应进行更换并补齐。装复后的滤清器手柄,在正反方向上均应转动灵活,且没有轴向间隙感觉,否则,用增减滤片和刮片数量的方法加以调整。
  (2)绕线式粗滤器。在清洗时,除用毛刷刷洗外表面外,还可以用高压柴油或碱溶液喷洗,不允许用金属刷刷洗,以免损伤铜绕线;也不允许用棉纱擦洗,以免堵塞缝隙,并且不要将脏物弄到滤芯表面。清洗后的滤芯,最好进行一次通过能力的检验。将滤芯上口用塞子堵住,倒放入温度高于15℃的清洁柴油中,测定柴油渗到离滤芯上缘30mm位置时的时间。良好的滤芯,这段时间为20s。如果超过20s,说明通过性能不好,需进一步清洗。
  当金属绕线发生开断或破裂时,可用焊锡进行焊堵,但一般焊堵的总面积不应超过滤芯总通过面积的10%,否则将影响机油通过性能及流量,应更换新件。
  4.1.2过滤式细滤器的维修
  过滤式细滤器有纸质式和棉线式两种。这两种滤芯一般都比较便宜,为保证工作可靠性,大修时皆更换新件。纸质滤芯在安装时应注意将滤芯上、下密封胶圈放正,否则,会造成密封不良,影响滤清质量。滤清器盖的压紧螺栓不要拧得过紧,以防损坏滤清器盖。
  4.2机油泵的检修
  由于机油泵的润滑条件良好,磨损较轻,同时由于它的各部分配合较精密,装配要求高,因此,在发动机修理时不要轻易拆解;经机油泵试验台检验,确认为不能维持机油泵最低工作指标时,才进行拆卸修理。机油泵在工作中常见损坏形式有:泵盖的磨损、轴与轴套的磨损,以及内外转子磨损。
  (1)齿端间隙检查。将直尺横放在泵盖端面上,用塞尺测量直尺与齿轮端面之间的距离,正常值为0~0.05mm。间隙过大,可研磨泵壳端面;间隙过小,可加薄垫片调整。
  (2)主、被动齿轮啮合间隙检查。将塞尺插入两齿之间测量。正常间隙为0.1~0.3mm,測量时应在两两相隔120°的三个点分别测量,差值不应超过0.1mm。间隙过大或差值过大,应更换齿轮。
  (3)泵盖端面磨损检查。将直尺平放泵盖上,用塞尺测量,正常值应不大于0.05mm,间隙过大,应修磨平面。
  (4)齿顶与泵壳内腔间隙检查。用塞尺测量,一般值为0.05~0.15mm,间隙过大,应铣削内腔,然后镶套修复或更换。
  (5)齿轮轴与衬套间隙检查。可用千分尺测出轴与孔的尺寸,再计算出间隙,亦可用百分表测量。对主动齿轮轴与衬套,正常配合间隙为0.02~0.06mm;当间隙超过0.16mm时,应予更换衬套。
  (6)泵体裂纹的修复。一般可用铸508镍铜焊条焊补,焊后要求焊缝紧密无气孔,与泵盖接合表面平面度误差应不大于0.05mm。
  (7)泵盖工作平面磨损后的修复。当泵盖工作平面磨损深度超过0.1mm时,应加以修复。泵盖工作平面磨损较小时,可用手工研磨法消除磨损痕迹,即将泵盖放在平台或厚玻璃板上,在泵盖工作平面与平台表面之间加入气门砂进行研磨。当磨损量较大,存在严重不平时,应采用先车削后磨光的办法。
来源:《农机使用与维修》2017年5期


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