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機油濾清器及潤滑全過程
    在一個系統中,用一種多孔的介質將液體或氣體中的固體微粒除去,稱作過濾,為完成這樣的使命采用的附件稱為濾清器.濾清器包括有空氣濾清器、機油濾清器、燃油濾清器通稱為三濾。

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,目前汽車發動機所用的集濾器分為浮式集油器和固定集油器兩種。

粗濾器

    用以濾去機油中粒度較大(直徑為0.05-0.1mm以上)的雜質,它對機油的流動阻力較小,故可串聯于機油泵與主油道之間,即屬于全流式濾清器。

細濾器

    細濾器用以清除直徑在0.001mm以上的細小雜質。由于這種濾清器對于機油的流動阻力較大,故多做成分流式,即與主油道并聯,只有少量機油過細濾器。因此,細濾器屬于分流式濾清器。

全流式

    參加潤滑的機油均全部經過濾清器。旁通閥 ---- 發動機工作時,若機油粗濾器被雜質嚴重淤塞或者由于氣溫低而機油粘度大時,主油道就會缺油,發動機就會失去潤滑,這是很危險的,特別是主軸承和連桿軸承,如果沒有機油潤滑就會燒壞,軸承合金會因磨擦發熱而流失,甚至和軸頸熔焊在一起,最終迫使發動機停止工作。

機油限壓閥

    它的作用是在機油壓力過高時泄壓,以維持主油道內的正常油壓(150-600Kpa)。機油限壓閥是一個球閥(或柱塞)并用彈簧鎖緊,主油壓超過規定時,球閥即克服彈簧壓力而被頂開,一部分機油流回泵內進行小循環,而起到卸壓作用,限壓閥一般 裝在機油泵上,以便和機油泵一塊在試驗臺上檢驗調整機油泵的出油量和出油的壓力,但也有一部分發動機將限壓閥安裝在氣缸體主油道上或粗濾器的總成座上。限壓閥彈簧的預緊力是在出廠時進行過校正的,在使用中一般不要因機油壓力過低而隨意改變限壓彈簧的張力,因為這種油壓的降低不是彈簧張力所造成的。

    在一般情況下,機油泵出的油量大于用油量幾倍,(高速時)工作時限壓閥一直處于脈動式的溢油狀態,多數潤滑油在機油泵內進行小 環或流回油底殼。隨著發動機的磨損,回油量逐漸減少,當回油停止時發動機就接近大修了。


    機油在循環使用過程中經常會受到灰塵、積炭和機械磨損的銅、鐵屑等其他雜質的污染。因此必須在機油進入主油道之前采用機油濾清器對它進行過濾,使之保持清潔。以減少機件的磨損,延長機件和潤滑油的使用壽命,F在一般中小型發動機普遍使用旋裝式一次性機油濾清器,國家機械行業標準稱之為旋裝式機油濾清器總成。


    這種旋裝式機油濾清器是由強度較高的薄鋼板拉制成的簡易外殼和紙質復合濾芯裝成一體的。螺紋法蘭盤沖有多個進油孔,密封件固定板上壓制有密封圈槽,以使裝密封圈。以上這些零件的材料很重要,它的材質好壞關系到整個濾清器的密封性能和使用效果。

    殼體內的濾芯主要由中心管、微孔濾紙和上下端蓋組成。濾芯中心管是濾芯的骨架,用薄鋼板制成,中心管上加工出許多圓孔。微孔濾紙一般都折疊成紙扇形和波紋形以保證最小體積內有最大的過濾面積,并提高濾芯的剛度,濾芯的濾紙是采用規定的機油濾紙,并按照濾紙性能要求用濾芯膠粘劑與上下端蓋經熱固化處理而粘合在一起的。大部分的機油濾清器端蓋上還裝有旁通閥,以便在冷起動發動機時,由于機油粘度大,通過濾芯的阻力增大,致使該閥開啟保證及時向主油道供油。


    機油濾清器的基本工作原理如圖2所示,機油泵從油底殼抽出的機油,以一定的壓力(0.3-0.4Mpa),從濾清器的進油口,(螺紋蓋板的多個沖孔)進入濾清器的濾芯紙格表面,經濾芯過濾后進入中心管,再從出油口(即中心螺紋孔)流進發動機的主油道執行潤滑。

    當冷起動發動機,或濾芯被堵塞時,而造成過油阻力增大時,機油的壓力就會克服旁通閥彈簧的壓力而被打開,機油便從該閥直接進入主油道,以保證及時潤滑。但值得注意的是:濾清器自身由于雜質增多而被堵塞時是其發揮正常功效的時候。因此要求濾清器必須定期更換。


影響機油濾清器壽命的主要因素: 


    機油的化學性質是影響機油濾清器壽命的最大因素: 
    油液內的化學物質會逐漸失效; 
    潤滑油受燃油稀釋會打破油液的化學平衡; 
    由于發動機燃燒產生的積炭以及一些酸性物質,使油液逐漸變質老化而導致大的污染顆粒堵塞濾清器。

機油油壓不正常是造成機油濾清器損壞的重要因素:

    由于限壓閥被卡住而不能正常卸壓使機油壓力遠遠高于正常油壓,高油壓下,輕者濾清器的密封圈會被沖壞而漏油,重者會把外殼鼓起,螺紋蓋板向外凸,甚至把整個封底沖脫。

    冷車起動發動機時,特別是在冬天,氣溫在-15℃以下時,機油未受熱前粘度很大,極易在油路中形成高油壓.這樣也很容易沖壞濾清器.因此要求使用的機油的粘度必須符合使用的溫度范圍,而且車未熱前最好不要猛轟油門。

潤滑系的基本任務:

    發動機在工作時,傳力零件的相對運動表面之間必然產生磨擦,金屬表面之間的磨擦不僅會增大發動機內部的功率消耗,使零件工作表面迅速磨損,而且由于磨擦產生的熱可能導致零件工作表面燒損,致使發動機無法運轉。 
    因此,為保證發動機的正常工作,必須對相對運動表面加以潤滑,也就是在磨擦表面上覆蓋一層潤滑油,使金屬表面間隔一層薄的油膜,以減小磨擦阻力;降低功率損耗,減輕機件的磨損,延長發動機的使用壽命。所以,潤滑系的基本任務就是將機油不斷地供給各零件的磨擦表面,減少零件的磨擦和磨損。

潤滑系的組成和潤滑油路 :

    現代發動機的潤滑油路方案大致相似。有曲軸的主軸頸,連桿軸頸,凸輪軸軸頸,凸輪軸止推凸緣,正時齒輪和分電器傳動軸等都用壓力潤滑。其余部分用飛濺潤滑。

    當發動機工作時,(如圖1)機油泵11經固定式集濾器14從油底殼中吸取機油,這樣可以防止較大的機械雜質進入到機油泵內。被機油泵壓出的機油分成兩路:大部分的機油,經機油粗濾器(全流紙質濾清器)9濾清稍大的機械雜質后流入縱向的主油道4,執行潤滑任務。另有一小部分機油(約10%-15%)經進油限壓閥15流入機油細濾器(離心式機油濾清器)16內濾清較細的機械雜質和膠質,氧化物等后流回油底殼。

    由此可知,機油細濾器與機油粗濾器及主油道是并聯的。這是因為細濾器的阻力較大,如果與主油道串聯,則難以保證主油道的暢通,并使發動機消耗于驅動機油泵的功率增大。所以采取并聯的方式,雖然每次經細濾器過濾的油量較少,但是機油經過不斷地循環流動仍可取得良好的濾清效果的,實踐表明一般汽車每行駛五十公里左右。全部機油能通過細濾器一次。

    若機油泵出油壓力低于一定值(本例中為0.1Mpa即1公斤力)則機油細濾器進油限壓閥15不開啟,以保證壓力全部進入主油道。進入主油道4的機油,通過上曲軸箱中的七條并聯的橫向油道5分別潤滑主軸頸和凸輪軸軸頸。機油還通過曲軸的斜向油道,從主軸頸處流向連桿軸頸。(曲軸銷)同時也經凸輪軸的第二、第四頸處,經兩個上油道2通向搖臂支座。潤滑搖臂軸,推桿球頭和氣門端部。第三條橫向油道還通向機油泵傳動軸3?梢娨陨线@些磨擦表面都能得到壓力潤滑。還有一部分機油,由第一條橫向油道通過噴油嘴6噴射出來,以潤滑正時齒輪副。

    此外第一、二橫向油道之間還有油管從主油道接出通過空氣壓縮機曲軸中心的油道,潤滑空壓機的連桿軸頸后,由加油管流回到油底殼中,(這一條油路在圖上未畫出)。在主油道中還裝有機油壓力傳感器和油壓過低信號器,并通過導線分別與駕駛室中的機油壓力表和機油壓力過低警報燈連接,借以測量油壓,并顯示潤滑系的工作狀態。

    當連桿大頭上對著凸輪軸一側的小孔與曲軸的連桿軸頸上的油道孔口相通時,機油即由此小孔噴向凸輪表面,氣缸壁及活塞等處。潤滑推桿球頭和氣門端的機油順推桿表面流下到環形挺柱內,再由挺柱下部的油孔流出與飛濺到活塞內部的機油,濺落在連桿小頭的切槽內,借以潤滑活塞。

    若機油粗濾器被雜質嚴重淤塞,將使整個油路不能暢通。因此在機油泵與主油道之間,與粗濾器并聯設置一個旁通閥8。當粗濾器進油和出油道中的壓力差到0.15-0.18Mpa(1.5-1.8公斤力)時,旁通閥即被推開,使機油不經過粗濾器濾清而直接進入主油道,以保證對發動機各部分的有效潤滑。

    如果潤滑系中油壓過高(例如在冷車起動特別是冬天)時,機油粘度大,就可能出現油壓過高現象,則將增加發動機功率損失。為此在機油泵端蓋內設置柱塞式限壓閥12。當機油泵出油壓力超過0.6Mpa(6公斤力)時,作用在閥上的機油總壓力將超過限壓閥彈簧的預緊力。頂開柱塞閥而使一部分機油流回到機油泵的進油口,在機油泵內進行小循環。

    大部分的車都把限壓閥裝在機油泵的出油道到粗濾器之間的位置上當壓力超出額定的壓力時部分的機油就會直接通過此閥回到油底殼。其實此閥在正常行車時是處于時開時關的狀態的。一般情況下,怠速時是關閉的,高速時開啟的。


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