大家都知道機(jī)油是用來潤(rùn)滑發(fā)動(dòng)機(jī)的，每隔一段時(shí)間就要換一次機(jī)油。但是你知道機(jī)油是如何在發(fā)動(dòng)機(jī)中流動(dòng)的嗎？機(jī)油是如何輸送到所有摩擦表面的？今天我們就來詳細(xì)說說發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)是如何工作的，機(jī)油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)循環(huán)的過程和路線。首先，我來告訴你為什么發(fā)動(dòng)機(jī)需要潤(rùn)滑。大家都知道發(fā)動(dòng)機(jī)一定要上油，油的主要作用是潤(rùn)滑。沒有機(jī)油，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)損壞，但為什么會(huì)損壞可能不太清楚。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是一種復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器，它將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，并向外界輸出。在能量轉(zhuǎn)換過程中，大量部件按照一定的軌跡運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)過程中，零件以一定的力作用于另一個(gè)零件，產(chǎn)生高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，稱為摩擦副。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中有幾十個(gè)摩擦副，它們之間的配合間隙也各不相同，從幾微米到幾十毫米不等。任何零件的表面都不是絕對(duì)光滑的，而是具有一定程度的表面粗糙度。即使我們看起來像一個(gè)光滑的零件，在顯微鏡下觀察，它的表面也是不平整的。因此，這些摩擦副的表面不可避免地會(huì)發(fā)生摩擦和磨損。摩擦?xí)a(chǎn)生阻力，阻礙零件運(yùn)動(dòng)，消耗車的動(dòng)力。實(shí)驗(yàn)表明，發(fā)動(dòng)機(jī)的摩擦阻力約消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率的25%。我們還可以更形象地看一下這個(gè)摩擦阻力的大?。何覀儼衍囃Ｔ?0%的斜坡上，掛一檔，松開剎車、手剎、離合器，車就能穩(wěn)定地呆在原地，這主要是發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)摩擦阻力。另外，摩擦副之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)通過摩擦產(chǎn)生熱量，使零件發(fā)熱。在沒有潤(rùn)滑的情況下，兩種金屬會(huì)高速摩擦，產(chǎn)生的熱量甚至可以將金屬熔化燒結(jié)在一起。這就是所謂的發(fā)動(dòng)機(jī)“拉缸”和“熔瓦”。由于缺乏潤(rùn)滑和散熱，摩擦副燒結(jié)在一起，這是最嚴(yán)重的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械故障。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦的種類可分為滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦。滾動(dòng)摩擦阻力小，所以在汽車上盡量使用滾動(dòng)摩擦，比如各種軸承，就是典型的滾動(dòng)摩擦；而滑動(dòng)摩擦阻力的相對(duì)比例較大，如活塞環(huán)與氣缸壁之間、曲軸與氣缸體之間、連桿之間等，屬于滑動(dòng)摩擦。此外，根據(jù)摩擦副之間的摩擦介質(zhì)，可分為干摩擦、邊界摩擦、混合摩擦和液體摩擦。這幾種摩擦在汽車中同時(shí)存在，發(fā)動(dòng)機(jī)的大部分零件都是液體摩擦，如曲軸和缸體、連桿、凸輪軸、氣門等。邊界摩擦在氣缸壁和活塞環(huán)之間。為了減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率消耗和摩擦引起的零件磨損，需要對(duì)零件的摩擦面進(jìn)行潤(rùn)滑，即在兩個(gè)零件的工作面之間加一層潤(rùn)滑油，形成油膜，使零件完全分離，保持完全液體摩擦的狀態(tài)。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中，能完成這一任務(wù)的裝置就是潤(rùn)滑系統(tǒng)，它能在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，向傳動(dòng)部件的摩擦面持續(xù)輸送足夠的、溫度適宜的清潔機(jī)油，并在摩擦面之間形成油膜，實(shí)現(xiàn)液體摩擦，從而達(dá)到降低摩擦阻力、降低功耗、減少零件磨損、提高發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性和耐久性的目的。發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)主要由機(jī)油、濾清器、機(jī)油泵、機(jī)油濾清器、機(jī)油冷卻器、機(jī)油管路、機(jī)油壓力傳感器、機(jī)油壓力表、機(jī)油壓力警示燈、機(jī)油溫度計(jì)、限壓閥、單向閥和旁通閥組成。其中，油是潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作介質(zhì)，具有潤(rùn)滑、清洗、冷卻、密封、防銹、減震等作用。同時(shí)也是液壓閥挺柱、可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)和正時(shí)鏈條張緊器的工作介質(zhì)。它是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的液體，被稱為“發(fā)動(dòng)機(jī)的血液”。

關(guān)于它的知識(shí)點(diǎn)有很多，之前的文章已經(jīng)詳細(xì)討論過了，這里就不贅述了。機(jī)油泵是潤(rùn)滑系統(tǒng)中的動(dòng)力裝置，潤(rùn)滑系統(tǒng)的壓力由機(jī)油泵建立，一般由曲軸正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)。它的作用是保證油在潤(rùn)滑系統(tǒng)中循環(huán)，并能在任何發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下以足夠高的壓力向潤(rùn)滑部位輸送足夠的油。油泵按結(jié)構(gòu)可分為齒輪式和轉(zhuǎn)子式，齒輪式又可分為內(nèi)齒輪式和外齒輪式。齒輪油泵具有效率高、功耗低、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，而轉(zhuǎn)子油泵具有結(jié)構(gòu)緊湊、供油量大、供油均勻、噪音低、真空度高等優(yōu)點(diǎn)。通常，旋轉(zhuǎn)油泵用于汽車的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，齒輪油泵用于卡車的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的潤(rùn)滑要求不同，越來越多的發(fā)動(dòng)機(jī)開始使用變排量機(jī)油泵，可以在不同轉(zhuǎn)速下輸出不同壓力和流量的機(jī)油，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速下的潤(rùn)滑要求。過濾器安裝在機(jī)油泵的前面，從油底殼中吸油。它是一個(gè)帶有金屬網(wǎng)的過濾器，可以防止大的機(jī)械雜質(zhì)進(jìn)入油泵。事實(shí)上，它是機(jī)油濾清器系統(tǒng)的一部分。它的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，由一個(gè)蓋子、一個(gè)過濾網(wǎng)和一個(gè)吸油管組成。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，機(jī)油通過機(jī)蓋和濾網(wǎng)之間的縫隙吸入，較大的雜質(zhì)被過濾掉，干凈的機(jī)油被吸入機(jī)油泵。當(dāng)濾網(wǎng)堵塞時(shí)，油泵吸油形成的真空迫使濾網(wǎng)向上，使濾網(wǎng)的圓孔離開蓋子。此時(shí)機(jī)油直接進(jìn)入吸油管，避免供油中斷。機(jī)油濾清器大家都很熟悉，俗稱“機(jī)油濾芯”，每次換機(jī)油都要同時(shí)更換。機(jī)油濾清器安裝在機(jī)油泵的后面和主油道的前面。它的功能是過濾金屬屑、積碳、膠體和其他雜質(zhì)。在油中，保持備用油的清潔，使循環(huán)油在輸送到運(yùn)動(dòng)部件表面之前得到凈化，以保證摩擦面的良好潤(rùn)滑，延長(zhǎng)其使用壽命。目前，紙質(zhì)濾芯廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)中，采用特殊微孔濾紙制成，可濾除機(jī)油中直徑為0.05~0.1mm的雜質(zhì)。根據(jù)濾油方式，潤(rùn)滑系統(tǒng)可分為全流式和分流式兩大類。全流式機(jī)油濾清器串聯(lián)在機(jī)油泵和主油路之間，所以所有的機(jī)油都通過它過濾。目前，全流式機(jī)油濾清器廣泛應(yīng)用于轎車和卡車。分流是指一部分機(jī)油從機(jī)油泵出來，進(jìn)入細(xì)濾器，經(jīng)過更仔細(xì)的過濾，再回到油底殼。細(xì)濾器一般是離心式的，可以去除油中直徑大于0.001mm的細(xì)小雜質(zhì)。一般不需要更換，保養(yǎng)時(shí)清洗即可。這種分流過濾通常用于大型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。但為了保證油的供應(yīng)，只對(duì)10%的油進(jìn)行精濾，另外90%的油進(jìn)行粗濾。另外，為了保證主油路的壓力，機(jī)油壓力過低時(shí)會(huì)關(guān)閉精濾的過濾通道。關(guān)于機(jī)油濾清器，我想多說幾句。它是汽車中的消耗品。有些人不太重視。他們經(jīng)常使用非常昂貴的油，但只使用便宜的濾油器。其實(shí)它的作用很重要。如果把機(jī)油比作發(fā)動(dòng)機(jī)的血液，機(jī)油濾清器堪稱“發(fā)動(dòng)機(jī)之腎”，可見其重要性。機(jī)油濾清器的一個(gè)很重要的指標(biāo)就是污染能力，污染能力是指機(jī)油濾清器過濾和包容機(jī)油中雜質(zhì)的能力。它與機(jī)油濾清器的濾紙消耗量直接相關(guān)。一般濾芯越大，濾紙?jiān)蕉?，污染能力越大，能用的時(shí)間越長(zhǎng)。此外，機(jī)油濾清器中還有兩個(gè)重要的閥門，——單向閥和旁通閥，可以防止機(jī)油回流，防止機(jī)油濾清器堵塞時(shí)供油中斷。

在很多假冒的機(jī)油機(jī)械濾清器中，這些零件都是不合格的，會(huì)影響機(jī)油的過濾效果和供油，所以一定要選擇優(yōu)質(zhì)的正品機(jī)油機(jī)械濾清器。機(jī)油冷卻器一般用于大負(fù)荷、高強(qiáng)化、高增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)，很少用于普通自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，也叫機(jī)油散熱器。它的作用是將機(jī)油的熱量散發(fā)到周圍的空氣中，防止機(jī)油過熱。潤(rùn)滑油路中串聯(lián)一般分為風(fēng)冷與水冷，在水冷式汽車中應(yīng)用廣泛。它在冷卻水道中安裝油冷卻器，通過冷卻液的循環(huán)流動(dòng)來冷卻油。這種布置小巧方便，不會(huì)使機(jī)油過冷，油溫穩(wěn)定。因?yàn)闄C(jī)油的壓力高于冷卻液的壓力，如果在水中發(fā)現(xiàn)機(jī)油，基本可以判斷機(jī)油冷卻器損壞。機(jī)油壓力傳感器、機(jī)油溫度傳感器、機(jī)油壓力表、機(jī)油壓力警示燈和機(jī)油溫度計(jì)屬于潤(rùn)滑系統(tǒng)的信號(hào)和報(bào)警裝置，可以在儀表板上顯示潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作狀態(tài)，提醒駕駛員注意。一般有兩個(gè)油壓傳感器，一個(gè)安裝在主油路中，監(jiān)測(cè)潤(rùn)滑系統(tǒng)的總壓；另一個(gè)安裝在氣缸蓋上，用于監(jiān)控氣缸蓋上的機(jī)油壓力。一般來說，當(dāng)主油路中的機(jī)油壓力低時(shí)，機(jī)油壓力警示燈會(huì)亮起并長(zhǎng)時(shí)間鳴響，而當(dāng)氣缸蓋中的機(jī)油壓力低時(shí)，機(jī)油壓力警示燈會(huì)間歇性閃爍并鳴響。一般油溫略高于水溫，在100-110之間，超過一定閾值也會(huì)報(bào)警。但在普通家用車中，一般沒有油溫顯示。接下來，我們來看看機(jī)油在發(fā)動(dòng)機(jī)中是如何循環(huán)的。在此之前，我們先來看看發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑方式。由于發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)部件的工況不同，對(duì)于不同載荷和相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的傳動(dòng)部件，采用不同的潤(rùn)滑方式，主要有壓力潤(rùn)滑、飛濺潤(rùn)滑和脂潤(rùn)滑。壓力潤(rùn)滑是指在一定壓力下向摩擦表面供油的潤(rùn)滑方式。一般用于主軸承、連桿軸承、凸輪軸承等重載摩擦面的潤(rùn)滑。飛濺潤(rùn)滑是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，利用運(yùn)動(dòng)部件濺起的油滴或油霧來潤(rùn)滑摩擦表面的一種潤(rùn)滑方式。這種方法主要用于輕負(fù)荷的氣缸壁和配氣機(jī)構(gòu)的凸輪、挺桿、氣門桿、搖臂的工作表面的潤(rùn)滑。潤(rùn)滑脂是指通過潤(rùn)滑脂噴嘴定期加注潤(rùn)滑脂來潤(rùn)滑水泵、發(fā)電機(jī)軸承等部件的工作表面，現(xiàn)在已經(jīng)很少見了?，F(xiàn)在我們來看看機(jī)油在發(fā)動(dòng)機(jī)中的循環(huán)路線。機(jī)油儲(chǔ)存在油底殼中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)機(jī)油泵轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)闄C(jī)油泵具有自吸功能，可以通過濾清器把油底殼里的油吸出來，建立一定的壓力，送到機(jī)油濾清器。為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)，機(jī)油粘度過高，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)油壓力過高，通常在機(jī)油泵上安裝限壓閥。當(dāng)機(jī)油壓力超過一定值(一般為0.8MPa)時(shí)，限壓閥打開，多余的機(jī)油直接排入油底殼。油泵的流速通常在10至40升/分鐘之間。對(duì)于大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)，機(jī)油可以在30秒內(nèi)循環(huán)。一定壓力的機(jī)油從機(jī)油泵出來后，如果經(jīng)過充分過濾，機(jī)油會(huì)全部進(jìn)入機(jī)油濾清器；如果是分流過濾，大約10%的機(jī)油會(huì)進(jìn)入機(jī)油二次濾清器。為了保證主油路中的油壓正常，防止油壓過低時(shí)發(fā)生分流，在精濾機(jī)前設(shè)置了一個(gè)進(jìn)油限壓閥。只有當(dāng)油壓超過0.1MPa時(shí)，機(jī)油才能推動(dòng)限壓閥進(jìn)入機(jī)油細(xì)濾器。

具有一定壓力的機(jī)油進(jìn)入細(xì)機(jī)油濾清器后，會(huì)從兩個(gè)微小的噴嘴噴出。產(chǎn)生的反向力推動(dòng)細(xì)濾器高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速可達(dá)10000轉(zhuǎn)/分)，帶動(dòng)油液高速旋轉(zhuǎn)。產(chǎn)生的離心力將油中的雜質(zhì)甩到精濾殼內(nèi)壁上沉淀，過濾后的干凈油直接從出油口流回油底殼。為了防止二次濾油器堵塞造成油壓異常，還設(shè)置了旁通閥。當(dāng)壓力超過0.6MPa時(shí)，旁通閥打開，機(jī)油直接從旁通閥流回油底殼。細(xì)機(jī)油濾清器工作時(shí)會(huì)有輕微的“嗡嗡”聲，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后會(huì)持續(xù)幾秒鐘，這也是判斷其工作是否正常的方法之一。大多數(shù)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用全流式過濾。一定壓力的機(jī)油從機(jī)油泵出來后，會(huì)全部進(jìn)入機(jī)油濾清器，從濾芯的周邊孔進(jìn)入。經(jīng)過濾紙過濾后，雜質(zhì)和膠體會(huì)殘留在濾紙表面，干凈的油進(jìn)入濾芯中間，從出油口流出，進(jìn)入主油道。機(jī)油濾清器中有兩個(gè)非常重要的閥門：旁通閥和止回閥。當(dāng)機(jī)油濾清器堵塞時(shí)，旁通閥打開，機(jī)油不經(jīng)濾紙過濾直接進(jìn)入主油路；單向閥的作用是防止發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后機(jī)油回流到油底殼，保證發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后機(jī)油壓力直接形成，盡量減少發(fā)動(dòng)機(jī)干摩擦?xí)r間。這兩個(gè)閥門的開啟壓力是精確計(jì)算的。如果使用劣質(zhì)機(jī)油濾清器，這兩個(gè)閥門質(zhì)量差，濾紙過濾效果差，會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)油的過濾效果。如果安裝了水冷式機(jī)油散熱器，從濾清器出來的機(jī)油將直接進(jìn)入機(jī)油散熱器，經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液冷卻后流入主油路。為了避免機(jī)油散熱器堵塞造成的供油不足和機(jī)油壓力過大造成的機(jī)油散熱器損壞，在機(jī)油散熱器上設(shè)置了旁通閥。當(dāng)油壓高于0.4MPa時(shí)，旁通閥打開，油直接進(jìn)入主油路。進(jìn)入主油路的油是有一定壓力的，也就是所謂的“油壓”。通常在0.2和0.5 MPa之間。這里安裝了一個(gè)機(jī)油壓力傳感器，將機(jī)油壓力值轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳輸?shù)絻x表盤上，供駕駛員參考。一般在卡車或工程機(jī)械上，油壓表是用來顯示油壓的；另一方面，油壓警示燈在乘用車上的應(yīng)用更加廣泛。如果油壓過低，會(huì)造成潤(rùn)滑不良，加劇零件磨損；如果油壓過高，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)密封困難，油封泄漏，油耗增加。在主油路中，機(jī)油會(huì)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)向不同方向流動(dòng)，如曲軸主軸承、連桿軸承、活塞噴嘴、凸輪軸、氣門搖臂、液壓閥挺桿、正時(shí)齒輪、正時(shí)鏈條、增壓器、空氣泵、噴油泵、可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)、正時(shí)鏈條張緊器等。我們分開來說吧。1.主油路曲軸主軸承和連桿軸承：油從主油路的分支進(jìn)入曲軸主軸承。通常，帶有幾個(gè)支架的曲軸有幾個(gè)分支油路。例如，四缸發(fā)動(dòng)機(jī)通常有五個(gè)分支油路，六缸發(fā)動(dòng)機(jī)通常有七個(gè)分支油路。曲軸的主軸承有一個(gè)相應(yīng)的孔。從這里，油進(jìn)入主軸承和曲軸之間，潤(rùn)滑摩擦副。多余的機(jī)油從主軸承和曲軸之間的間隙流出，直接返回油底殼。一部分機(jī)油從曲軸主軸承通過曲軸內(nèi)部的油路流入連桿軸承，潤(rùn)滑連桿軸承和連桿軸頸，多余的機(jī)油也從它們之間的間隙流出，回到油底殼。對(duì)于下凸輪軸，一些機(jī)油從曲軸主軸承流入凸輪軸軸承，以潤(rùn)滑凸輪軸與氣缸體之間的摩擦副。多余的機(jī)油從凸輪軸軸頸上的溢流孔流出。

2.主油路活塞噴嘴：目前很多高強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室溫度高，所以活塞溫度也高。因此，需要一種特殊的裝置來冷卻活塞，這是通過活塞噴嘴來完成的。噴嘴安裝在與每個(gè)氣缸的主油道相對(duì)應(yīng)的位置。當(dāng)主油路壓力超過0.1MPa時(shí)，噴嘴上的閥門打開，一定壓力的油直接噴到活塞底部，冷卻活塞。溢出的機(jī)油中有一小部分用于潤(rùn)滑活塞銷和氣缸壁，其余的則落回到油底殼中。3.主油路是頂置凸輪軸、氣門搖臂和氣門等。機(jī)油從主油道向上分支，直接到達(dá)氣缸蓋，然后進(jìn)入凸輪軸軸頸和氣缸蓋之間，以及氣門搖臂和搖臂軸之間，在壓力下潤(rùn)滑這些零件。多余的油從這些摩擦副之間的間隙流出，被高速旋轉(zhuǎn)的凸輪軸帶動(dòng)四處飛濺，從而潤(rùn)滑氣門搖臂、氣門桿、氣門彈簧等。最后，所有的油流過缸蓋的油道。為了避免發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后機(jī)油回流，機(jī)油口處有一個(gè)單向閥，可以保持氣缸蓋內(nèi)一定的機(jī)油壓力。4.主油路正時(shí)齒輪、正時(shí)鏈條、增壓器、氣泵、噴油泵等。這些部位需要特殊的潤(rùn)滑，所以通常會(huì)單獨(dú)設(shè)置專門的潤(rùn)滑油通道或油嘴來導(dǎo)入機(jī)油，潤(rùn)滑后的機(jī)油在重力的作用下回流到油底殼。在這里，增壓器的潤(rùn)滑尤為重要。因?yàn)樵鰤浩鞯霓D(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速很高，工作溫度很高，需要的油流量大，壓力充足，對(duì)應(yīng)的油管比較粗。5.主油液壓氣門挺桿、可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)、正時(shí)鏈條張緊器：這些裝置屬于發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓伺服機(jī)構(gòu)，油液會(huì)在其中保持一定的壓力，經(jīng)常處于關(guān)閉狀態(tài)，與潤(rùn)滑系統(tǒng)幾乎沒有循環(huán)和交流。調(diào)節(jié)內(nèi)壓時(shí)，多余的油直接流出，沿固定油道返回油底殼。以上是發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)主要部件的結(jié)構(gòu)和工作原理以及油在潤(rùn)滑系統(tǒng)中的循環(huán)路徑。可以看到，幾乎所有零件中的油在潤(rùn)滑后直接流入油底殼，然后再次被吸到機(jī)油泵中，參與下一個(gè)循環(huán)。一般機(jī)油會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)循環(huán)半分鐘，應(yīng)該說效率很高。