7.1.3.1 润滑系统的作用及润滑方式
1.润滑系统的作用
润滑系统的主要作用是减少运动件之间的摩擦，以减轻机件磨损，延长寿命，降低功率消耗。如曲轴以7000r/min的高速旋转，一旦缺少润滑，马上烧熔“抱轴”；活塞与活塞环在气缸中高速往复运动，其线速度高达17～23m/s，也容易因缺少润滑造成发热而“拉缸”。
润滑系统还兼有冷却、清洁、密封、防氧化锈蚀、降低噪声功能，在换气系统的液压挺柱和可变气门升程控制中，润滑油还起传力和控制作用。
2.润滑方式
（1）压力润滑 以一定的压力把润滑油供入摩擦表面的润滑方式。润滑可靠，但结构较为复杂。主要用于曲轴主轴承、连杆轴承及凸轮轴承等负荷较大的摩擦表面的润滑。
（2）飞溅润滑 利用发动机工作时运转零件撞击机油溅起来的油滴或油雾润滑摩擦表面的润滑方式。该方式结构简单，但可靠性较差。主要用于负荷较轻的气缸壁面和配气机构的凸轮、挺柱、气门杆、摇臂等零件的工作表面。
（3）润滑脂润滑 通过定期加注润滑脂来润滑零件工作表面的方式。如水泵及发电机轴承等。
7.1.3.2 润滑系统的组成
1.润滑系总体组成
一般由油底壳、机油集滤器、机油泵、机油滤清器、机油冷却器等组成。如图7-1所示为一款桑塔纳2000GSi型乘用车发动机润滑系统。
2.润滑系主要部件结构原理
（1）油底壳 用于存储润滑油。它由薄钢板冲压而成，为防止润滑油渗漏，其与机体结合面加垫片和密封胶密封。
（2）机油集滤器 它安装在油底壳润滑油的入口，用来滤除润滑油中粗大的杂质。
机油集滤器有浮式和固定式两种。浮式集滤器（图7-2）的浮筒3能随着油底壳油平面高低浮动，始终浮在油面上，以吸入上层干净的机油。滤网2采用金属丝编织，有弹性，中央有环口，一般情况下，借助滤网弹性，环口压紧在浮筒罩1上。浮筒罩边缘有缺口，浮筒罩与浮筒装合后形成进油狭缝。
正常工作时，机油从油底壳经进油狭缝、滤网进入吸油管（图7-2a），大杂质被滤网滤除。当滤网被杂质堵塞时，滤网上方真空度提高，将滤网吸向上方，环口离开浮筒罩，机油经进油狭缝和环口直接进入吸油管（图7-2b），以防供油中断。
浮式集滤器由于浮在机油油面上，容易吸入油面的泡沫而使机油压力下降，可靠性差。而固定式集滤器的浮筒淹没在油面下，其他结构与浮式集滤器类似。它工作可靠，但容易吸入油底壳底部杂质。
（3）机油泵 用于将油底壳中的机油吸出，并以一定压力压向各润滑部位。按其结构不同分为齿轮式和转子式两种。齿轮式又分外接齿轮式和内接齿轮式两种。
图7-1 桑塔纳2000GSi型乘用车发动机润滑系
1—加机油口盖 2—凸轮轴轴颈 3—液压挺柱 4—气缸盖主油道 5—气缸盖-气缸体主油道 6—活塞销 7—连杆油道 8—曲轴油道 9—油压开关 10—单向阀 11—油压开关 12—机油滤清器 13—旁通安全阀 14—限压阀 15—气缸体主油道 16—溢流阀 17—机油泵 18—机油泵链轮 19—链条 20—曲轴链轮 21—曲轴 22—凸轮轴
图7-2 机油集滤器
a）滤网未堵塞 b）滤网堵塞
1—浮筒罩 2—滤网 3—浮筒 4—吸油管 5—固定油管
1）外接齿轮式机油泵如图7-3所示。为了防止封闭在轮齿径向间隙内的油压过高引起的工作阻力加大和机油泵轴衬套加快磨损，在泵盖上加工有卸压槽4，使轮齿径向间隙内的机油经卸压槽流入出油腔。
在机油泵齿轮与泵盖之间加有垫片密封，同时可以通过调整垫片厚度，调整齿轮端面间隙在0.05～0.20mm。该间隙过大，机油压力下降，泵油量减少。
2）内接齿轮式机油泵如图7-4所示。外齿轮5为主动齿轮，套在曲轴前端，通过花键套8直接由曲轴驱动。内齿轮6为从动齿轮，安装在机油泵体内，泵体固定在发动机机体前端。当主动齿轮旋转时，带动从动齿轮旋转，进油容积由小变大，不断进油；出油容积不断由大变小，油压升高。这种齿轮泵直接由曲轴驱动，无需中间传动机构。所以零件数少，体积小，成本低，但泵油效率较低。
图7-3 外接齿轮式机油泵
a）工作原理 b）结构
1—机油泵体 2—机油泵被动齿轮 3—衬套 4—卸压槽 5—驱动轴 6—机油泵主动齿轮 7—驱动齿轮 8—机油泵端盖 9—压力调节阀 A—进油腔 B—过渡油腔 C—出油腔
图7-4 内接齿轮式机油泵
a）结构 b）工作原理
1—安全阀弹簧 2—安全阀柱塞 3—曲轴前油封 4—机油泵体 5—主动外齿轮 6—从动齿轮（内齿轮） 7—O形密封圈 8—花键套
3）转子式机油泵如图7-5所示。它由内外转子等零件组成。内转子5有多个凸齿，外形为次摆线，固定在机油泵驱动轴4上，由机油泵齿轮1驱动。外转子3比内转子多一个凹齿，它自由地安装在机油泵壳体2内，并与内转子啮合转动。内外转子有一定偏心距，它们与机油泵体和泵盖组成了进油腔、过渡油腔和出油腔。
机油泵工作时，内转子带动外转子旋转，进油腔容积不断由小变大，腔内产生一定真空度，润滑油从油底壳被吸入进油腔。随后经过过渡油腔，再进入出油腔，出油腔容积由大变小，使润滑油压力升高，再送往各润滑油道。
如图7-6所示也是一种转子式机油泵，其内外转子的齿数较多，还带有安全阀6。(www.xing528.com)
图7-5 转子式机油泵
a）结构 b）工作原理
1—机油泵齿轮 2—壳体 3—外转子（被动） 4—驱动轴 5—机油泵内转子（主动齿轮）
图7-6 转子式机油泵（带安全阀）
1—发动机体 2—机油泵体 3—外转子 4—内转子 5—驱动轴 6—安全阀 7—出油孔
A—进油腔 B—过渡油腔 C—出油腔
（4）安全阀 机油泵由发动机驱动，当发动机转速升高时，机油泵运转速度加快，输油量增加，机油压力升高。为了防止压力过高，在润滑油路中（有的直接在机动泵上或滤清器上）设置有安全阀6，如图7-6所示。当机油压力超过规定值时，安全阀打开，多余的润滑油经安全阀流回机油泵的进油腔或流回油底壳。
（5）机油滤清器 它用来滤除润滑油中的金属屑、机械杂质和润滑油氧化物。
机油滤清器若串联安装在机油泵与主油道之间，所有机油经过滤清器过滤，称该滤清器为全流式滤清器，如图7-7所示；若滤清器与主油道并联安装，只有一部分机油经过滤清器过滤，称该滤清器为分流式滤清器；有的发动机两种滤清器都有（如重型货车发动机），全流式滤清器作为粗滤器，滤除机油中直径为0.05mm以上的较大杂质后，机油再进入主油道，润滑各运动零件表面；分流式滤清器作为细滤清器，滤除机油中直径为0.001mm以上的细小杂质后，机油再返回油底壳。
全流式滤清器外壳内安装有纸滤芯总成，如图7-7b所示，机油泵来的机油从滤芯外围进入滤清器中心，过滤后的干净机油经出油口进入主油道。
滤清器使用一定时间后，滤芯外留下了较多杂质，应该按说明书要求及时更换新滤清器。为了防止用户未及时更换新滤清器，造成滤芯堵塞、发动机缺机油的严重后果，在滤清器中设置有安全阀1，当滤芯堵塞，机油压力升高时，能克服弹簧的压力，顶开安全阀，直接进入主油道。
滤清器的滤芯材料有纸质、锯末和金属等。纸质滤芯结构简单、质量小、体积小、滤清效果好、成本低、保养方便，得到广泛应用。
图7-7 全流式滤清器
a）滤清器 b）纸滤芯总成
1—安全阀 2—纸滤芯 3—密封圈 4—来自机油泵的机油 5—过滤后的机油 6—防漏阀
为了提高机油过滤效果，有的发动机采用双滤芯，如图7-8所示，称复合滤清器。正常情况下，从机油泵来的机油经进油口进入外滤芯（粗滤芯）6，再进入内滤芯（细滤芯）7，然后经中心油道从出油口流向主油道。
当内滤芯堵塞时，内滤芯前后压差达0.09～0.1MPa时，旁通阀15打开，机油从旁通阀流向主油道；当外滤芯堵塞时，外滤芯前后压差达0.2～0.25MPa时，安全阀3打开，机油从安全阀流向主油道。
（6）机油冷却器 机油在发动机机体内循环，温度高达95℃以上，尤其是热负荷较高的发动机。过高的温度使机油粘度下降，不利于在摩擦表面形成油膜润滑，同时加快机油氧化变质，失去润滑作用，所以有些发动机带有机油冷却器。
机油冷却器分风冷和水冷两种。风冷式机油冷却器安放在发动机前部，其结构与冷却系统的散热器相似（见6.2），靠汽车行驶时迎面风对机油进行冷却。
水冷式机油冷却器靠冷却液冷却。如图7-9所示，在全流式机油滤清器4上带有水冷式机油冷却器，从冷却系统散热器出水管引来的冷却液在冷却器芯2的外面流过，而从机油泵来的机油经冷却器芯进入机油滤清器过滤，再经冷却器芯流出，在冷却器内进行热交换。
图7-8 复合式滤清
1—拉杆螺母 2—安全阀弹簧 3—安全阀 4—橡胶垫 5—壳体 6—外（粗）滤芯 7—内（细）滤芯 8—橡胶下油封 9—橡胶密封圈 10—滤芯底座弹簧 11—拉杆螺栓 12—橡胶上油封 13—密封圈 14—锁紧螺母 15—旁通阀 16—旁通阀弹簧 17—滤清器盖
7.1.3.3 发动机润滑油路
不同发动机润滑油路不同，但基本原则相同，对于负荷较大的曲轴主轴颈、连杆轴颈、凸轮轴颈等采用压力润滑，而气缸、活塞、齿轮等，则采用飞溅润滑。一般油路示意图如图7-10所示。
图7-9 水冷式机油冷却器
1—冷却器壳体 2—冷却器芯 3—安全阀 4—机油滤清器
图7-10 发动机润滑油路示意图
当发动机工作时，机油泵运转，油底壳的机油被吸上来，经过机油滤清器过滤，进入主油道再分为多路。
第一路经主油道将机油分配到各曲轴主轴承，再由曲轴上的斜油孔通往各连杆轴承，由连杆体上的油孔通往连杆小头衬套，流出的机油喷向活塞销、气缸壁润滑气缸和活塞活塞环。
第二路经主油道将机油分配到各凸轮轴主轴承，同时经凸轮轴正时齿轮润滑正时齿轮室所有齿轮。
第三路经气缸体上的一个通向气缸体上平面的油道，经气缸盖机油油道到摇臂轴中心，再分配到各摇臂轴和气门顶，如果是顶置式凸轮轴，则可以润滑凸轮轴轴颈和液压挺柱。
同时，曲轴旋转带动连杆摆动，连杆大头撞击机油，使机油溅到活塞、气缸表面进行润滑。
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