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第6章 冷却系、润滑系的构造与维修第第6章章 冷却系、润滑系的构造与维修冷却系、润滑系的构造与维修中国铁道出版社中国铁道出版社 6.1 冷却系的构造冷却系的构造 2. 冷却系的分类冷却系的分类 发动机冷却系按冷却介质的不同，可分为水冷发动机冷却系按冷却介质的不同，可分为水冷和风冷两类：和风冷两类： (1)水冷却系水冷却系 通过冷却水在水套内循环流动吸通过冷却水在水套内循环流动吸收热量，再将热量散入大气而进行冷却的一系列装收热量，再将热量散入大气而进行冷却的一系列装置。水冷却系因冷却效率高、散热均匀、工作可靠置。水冷却系因冷却效率高、散热均匀、工作可靠而广泛用于汽车发动机上。而广泛用于汽车发动机上。 (2)风冷却系风冷却系 将发动机中高温将发动机中高温零件的热量，通过装在气缸体和气零件的热量，通过装在气缸体和气缸盖表面的散热片直接散入大气中缸盖表面的散热片直接散入大气中而进行冷却的一系列装置。而进行冷却的一系列装置。6.1.2 水冷却系的水路循环水冷却系的水路循环 目前发动机上普遍采用的是强制循环式水冷目前发动机上普遍采用的是强制循环式水冷却系，如图却系，如图6-2所示。它利用水泵将冷却水提高所示。它利用水泵将冷却水提高压力，使其在发动机冷却系中循环流动，并通过压力，使其在发动机冷却系中循环流动，并通过散热器将热量散入大气中。散热器将热量散入大气中。图图6-2 CA6110ZW柴油机冷却系统循环图柴油机冷却系统循环图1-加水口加水口 2-节温器节温器 3-增压器增压器 4-放水开关放水开关 5-机油冷却器机油冷却器 6-水泵水泵 7-风扇风扇 8-放水开关放水开关 9-水箱散热器水箱散热器 10-中冷器中冷器 11冷却空气冷却空气 6.1.3 冷却系的主要部件冷却系的主要部件; 1.散热器散热器 散热器（俗称水箱），其作用是将散热器（俗称水箱），其作用是将冷却水的热量散发到大气中，使发动机冷却水的热量散发到大气中，使发动机得到正常的工作温度。得到正常的工作温度。 散热器加水口通过闭式冷却系的散热器加水口通过闭式冷却系的散热器盖密封，这种闭式冷却系的散散热器盖密封，这种闭式冷却系的散热器盖为压力式结构，当冷却水受热热器盖为压力式结构，当冷却水受热膨胀使系统压力增大时，仍能密封而膨胀使系统压力增大时，仍能密封而不致因水温达到不致因水温达到373K（100）以上）以上时冷却水在此喷出。因散热器盖上制时冷却水在此喷出。因散热器盖上制有卸压阀和真空阀，其工作原理如图有卸压阀和真空阀，其工作原理如图6-4所示。所示。图图6-4 散热器盖、卸压阀散热器盖、卸压阀工作原理图工作原理图1-蒸气排出管蒸气排出管 2-蒸气阀蒸气阀 3-空气阀空气阀 4-散热器盖散热器盖 2.节温器节温器 节温器的作用是随发动机负荷节温器的作用是随发动机负荷的变化及冷却水温的变化，自动调的变化及冷却水温的变化，自动调节进入散热器的冷却水流量，以保节进入散热器的冷却水流量，以保证发动机的最佳温度运转。证发动机的最佳温度运转。 如图如图6-6所示，为双阀蜡式节所示，为双阀蜡式节温器。它主要由推杆温器。它主要由推杆1、上支架、上支架2、大循环阀座大循环阀座3、大循环阀门、大循环阀门4、小循、小循环阀门环阀门8、小循环阀门弹簧、小循环阀门弹簧9、下支、下支架架10、大循环阀门弹簧、大循环阀门弹簧11和温度感和温度感应体等组成。应体等组成。图图6-6 双阀蜡式节温器的构造双阀蜡式节温器的构造1-支架支架 2-主阀门主阀门 3-推杆推杆 4-石蜡石蜡 5-胶管胶管6-副阀门副阀门 7-节温器外壳节温器外壳 8-弹簧弹簧 当冷却系统达到当冷却系统达到349K（76）时，）时，节温器温度感应体内的石蜡开始熔化，节温器温度感应体内的石蜡开始熔化，由固态逐渐变成液态使体积发生膨胀，由固态逐渐变成液态使体积发生膨胀，其中的橡胶管被压缩变形并推动中心杆其中的橡胶管被压缩变形并推动中心杆向上移动。但是，由于推杆上端受上支向上移动。但是，由于推杆上端受上支架的限制，所以迫使温度感应体向下移架的限制，所以迫使温度感应体向下移动使大循环阀门逐渐开启。动使大循环阀门逐渐开启。与此同时，小循环阀门在弹簧的作用下与此同时，小循环阀门在弹簧的作用下随温度感应体下移而逐渐关闭，冷却水随温度感应体下移而逐渐关闭，冷却水的循环方式由小循环向大循环过渡。随的循环方式由小循环向大循环过渡。随着发动机冷却水温度的继续升高到着发动机冷却水温度的继续升高到359K（86）以上时，大循环阀门全开而小）以上时，大循环阀门全开而小循环阀门全闭如图循环阀门全闭如图6-7b所示，使发动机所示，使发动机冷却水控制在最佳工作温度冷却水控制在最佳工作温度353363K（8090）范围内。）范围内。 图图6-7 节温器形成的小循环节温器形成的小循环 反之，当冷却水的温度降低于反之，当冷却水的温度降低于76以下时，液态的石蜡则开始以下时，液态的石蜡则开始凝固、收缩，大循环阀门在弹簧凝固、收缩，大循环阀门在弹簧的作用下压紧在阀座上，同时小的作用下压紧在阀座上，同时小循环阀门上移，使之重新恢复到循环阀门上移，使之重新恢复到小循环工作状态。小循环工作状态。 3.水泵水泵 水泵一般安装在发动机前端，水泵一般安装在发动机前端，通常与风扇一起用带轮同轴驱动。通常与风扇一起用带轮同轴驱动。水泵的作用是对冷却水加压后，水泵的作用是对冷却水加压后，使之在冷却系中循环流动。使之在冷却系中循环流动。图图6-8 离心水泵示意图离心水泵示意图1-水泵壳体水泵壳体 2-叶轮叶轮 3-进水管进水管 4-出水管出水管 工作原理如图工作原理如图6-8所示。当叶轮所示。当叶轮2旋转旋转时，水泵内的水被叶片推动一起旋转，时，水泵内的水被叶片推动一起旋转，在离心力的作用下甩向叶轮边缘，由壳在离心力的作用下甩向叶轮边缘，由壳体体1收集送往出水口收集送往出水口4，压入发动机冷却，压入发动机冷却水道。与此同时，叶轮中心因具有负压水道。与此同时，叶轮中心因具有负压而使散热器中的水经进水管被吸入水泵。而使散热器中的水经进水管被吸入水泵。6.2 润滑系的构造与维润滑系的构造与维修修6.2.1 润滑系功用及润滑方式润滑系功用及润滑方式 润滑系的功用是将清洁的润滑油以一定润滑系的功用是将清洁的润滑油以一定的压力不断的供给各运动零件的摩擦表面，的压力不断的供给各运动零件的摩擦表面，以减少零件的摩擦和磨损；流动的润滑油还以减少零件的摩擦和磨损；流动的润滑油还能清除摩擦表面的磨屑、尘砂、积炭等杂质；能清除摩擦表面的磨屑、尘砂、积炭等杂质；此外，润滑油还能吸收摩擦表面的热量，填此外，润滑油还能吸收摩擦表面的热量，填充零件间隙与空隙，减少气体泄漏，帮助充零件间隙与空隙，减少气体泄漏，帮助活塞环加强密封，减缓零件间冲击振动，降活塞环加强密封，减缓零件间冲击振动，降低工作噪声及防止零件间表面生锈。低工作噪声及防止零件间表面生锈。 发动机润滑多采用压力润滑、发动机润滑多采用压力润滑、飞溅润滑和重力润滑相结合的综飞溅润滑和重力润滑相结合的综合润滑方式。合润滑方式。6.2.3 机油的规格选用机油的规格选用表表5-1 机油牌号与适用最低气温的关系机油牌号与适用最低气温的关系 发动机润滑系的组成及润滑油路发动机润滑系的组成及润滑油路 1. 润滑系的组成润滑系的组成主要由：油底壳、机油泵、限压阀及旁主要由：油底壳、机油泵、限压阀及旁通阀、机油滤清器、机油冷却器、机油通阀、机油滤清器、机油冷却器、机油压力表、温度表和机油尺，此外，发动压力表、温度表和机油尺，此外，发动机润滑系还包括部分油管和在发动机机机润滑系还包括部分油管和在发动机机体上加工出的油道等组成。体上加工出的油道等组成。 机油冷却器的组成，如图机油冷却器的组成，如图6-15所示，所示，机油冷却器总成由双头螺栓、油道密封圈、机油冷却器总成由双头螺栓、油道密封圈、小垫圈、弹簧垫圈、六角螺母及垫片、机小垫圈、弹簧垫圈、六角螺母及垫片、机油冷却器盖板、油道螺塞、油冷却器盖板、油道螺塞、O型密封圈、型密封圈、安全阀总成、密封垫圈、平垫圈等组成。安全阀总成、密封垫圈、平垫圈等组成。图图6-15 机油冷却器机油冷却器1-机油冷却器总成机油冷却器总成 2-双头螺栓双头螺栓 3-油道密封圈油道密封圈 4-小垫圈小垫圈 5、16-弹簧垫圈弹簧垫圈 6-I型六型六角螺母角螺母 7-垫片垫片 8-机油冷却器盖板垫片机油冷却器盖板垫片 9、17、18-螺栓螺栓 10-冷却器盖板冷却器盖板 11-油道油道螺塞螺塞 12-O型密封圈型密封圈 13-安全阀总成安全阀总成 14-O型密封圈型密封圈 15-平垫圈平垫圈 2.发动机的润滑油路发动机的润滑油路 发动机的润滑油路基本相似，发动机的润滑油路基本相似，只是由于润滑系的工作条件和某些只是由于润滑系的工作条件和某些具体结构的不同而稍有差别。具体结构的不同而稍有差别。1、CA6110型发动机润滑系统采用型发动机润滑系统采用复合式润滑方式如图复合式润滑方式如图6-16所示。所示。6-16 CA6110发动机润滑系发动机润滑系 2. 滤清器滤清器 发动机在运转过程中，由于金属磨屑、发动机在运转过程中，由于金属磨屑、灰尘、水、积炭、燃烧气体和空气对润滑灰尘、水、积炭、燃烧气体和空气对润滑油的氧化作用，使润滑油变脏，导致润滑油的氧化作用，使润滑油变脏，导致润滑油的变化，加速零件的磨损及堵塞油道，。油的变化，加速零件的磨损及堵塞油道，。 有全流式机油滤清器、分流式机油滤有全流式机油滤清器、分流式机油滤清器和并用式机油滤清器。清器和并用式机油滤清器。 （1）集滤器）集滤器 集滤器装在机油泵之前的吸集滤器装在机油泵之前的吸油端，多采用滤网式，防止粒度油端，多采用滤网式，防止粒度大的杂质进入机油泵，发动机使大的杂质进入机油泵，发动机使用的集滤器目前分为浮式集滤器用的集滤器目前分为浮式集滤器和固定式集滤器两种。和固定式集滤器两种。 （2）机油粗滤器）机油粗滤器 粗滤器用于滤去机油中粒度较粗滤器用于滤去机油中粒度较大（直径为大（直径为0.050.10mm以上）以上）的杂质。它对机油的流动阻力较小，的杂质。它对机油的流动阻力较小，故可以串联于机油泵与主油道之间，故可以串联于机油泵与主油道之间，即属于全流式滤清器。即属于全流式滤清器。1-密封垫密封垫 2-滤芯滤芯 3-六角头螺栓六角头螺栓 4-平垫圈平垫圈 5-弹簧垫圈弹簧垫圈图图6-23 机油粗滤器的构造机油粗滤器的构造如图如图6-23所示，一种为单级纸质滤所示，一种为单级纸质滤清器，一种为双级旋装式滤清器。清器，一种为双级旋装式滤清器。滤清器壳体由环形密封圈密封。当滤清器壳体由环形密封圈密封。当滤芯被积污堵塞，其内外压差达到滤芯被积污堵塞，其内外压差达到1517KPa时，旁通阀的球阀即被顶时，旁通阀的球阀即被顶开，大部分机油不经滤芯滤清，直开，大部分机油不经滤芯滤清，直接进入主油道，以保证主油道所需接进入主油道，以保证主油道所需的机油量。的机油量。（3）机油细滤器）机油细滤器 机油细滤器主要滤去机油中的细机油细滤器主要滤去机油中的细小杂质（直径在小杂质（直径在0.001-0.005mm），），其流量小阻力大，机油流量仅占机油其流量小阻力大，机油流量仅占机油泵流量的泵流量的1015%。故多数细滤器安。故多数细滤器安装方法为分流式，即与主油道并联。装方法为分流式，即与主油道并联。 如如CA6110型柴油发动机均采用型柴油发动机均采用离心式机油滤清器如图离心式机油滤清器如图6-24所示。所示。图图6-24 离心式机油细滤器离心式机油细滤器1-转子总成转子总成 2-密封垫密封垫 3-六角头螺栓六角头螺栓 4-转型弹簧垫圈转型弹簧垫圈 5-平垫圈平垫圈 6.2.5 曲轴箱通风曲轴箱通风 发动机运转时，少量的可燃混合气发动机运转时，少量的可燃混合气和废气经活塞环漏入曲轴箱内。漏入曲轴和废气经活塞环漏入曲轴箱内。漏入曲轴箱内的可燃混合气形成水蒸汽将稀释机油，箱内的可燃混合气形成水蒸汽将稀释机油，使机油粘度下降；废气中的水蒸气凝结于使机油粘度下降；废气中的水蒸气凝结于润滑油中形成泡沫，影响润滑油的循环。润滑油中形成泡沫，影响润滑油的循环。废气中的水蒸气和酸性物质将侵蚀零件和废气中的水蒸气和酸性物质将侵蚀零件和使润滑油的油质变坏。使润滑油的油质变坏。 同时，漏入曲轴箱内的气体使箱内压同时，漏入曲轴箱内的气体使箱内压力和温度升高，将造成机油从油封、衬垫力和温度升高，将造成机油从油封、衬垫处泄漏。因此曲轴箱必须设有通风装置，处泄漏。因此曲轴箱必须设有通风装置，使漏入的气体排入大气中。使漏入的气体排入大气中。 6.2.6 润滑系的常见故障润滑系的常见故障 发动机在使用过程中，由于各种因发动机在使用过程中，由于各种因素的影响，润滑系的技术状况会逐素的影响，润滑系的技术状况会逐渐变坏，导致发动机工作不正常，渐变坏，导致发动机工作不正常，甚至严重影响发动机的使用寿命。甚至严重影响发动机的使用寿命。 润滑系技术状况变坏的明显标志是润滑系技术状况变坏的明显标志是机油压力变低。机油压力过低会造成润滑机油压力变低。机油压力过低会造成润滑不良，甚至会造成严重的机械事故。不良，甚至会造成严重的机械事故。 机油压力过低，可以从机油压力表上机油压力过低，可以从机油压力表上观察，现象为压力指示低于规定压力值或观察，现象为压力指示低于规定压力值或刚启动时机油压力正常，而后降至低于规刚启动时机油压力正常，而后降至低于规定压力。定压力。1. 造成机油压力过低的主要原因造成机油压力过低的主要原因 机油温度过高，机油混入燃油机油温度过高，机油混入燃油或水，机油粘度标号低造成机油过稀，或水，机油粘度标号低造成机油过稀，致使润滑系统达不到规定流量和压力，致使润滑系统达不到规定流量和压力， 机油泵零件磨损，主、被动齿轮机油泵零件磨损，主、被动齿轮磨损严重，致使间隙过大，转子与泵壳间磨损严重，致使间隙过大，转子与泵壳间隙过大；隙过大；O型密封圈或垫圈损坏，旁通阀型密封圈或垫圈损坏，旁通阀关闭不严造成输出压力降低。关闭不严造成输出压力降低。 发动机主轴承和连杆轴承间隙过发动机主轴承和连杆轴承间隙过大或油路泄漏造成机油压力下降。大或油路泄漏造成机油压力下降。 2. 机油压力过低的诊断机油压力过低的诊断 检查机油储量油面是否过低，机检查机油储量油面是否过低，机油是否变稀。若机油储量不足，刚启动时，油是否变稀。若机油储量不足，刚启动时，机油泵输油具有一定压力，当机油正常循机油泵输油具有一定压力，当机油正常循环时，油底壳油量减少，机油泵不能正常环时，油底壳油量减少，机油泵不能正常吸油，造成润滑系统内压力下降，出现刚吸油，造成润滑系统内压力下降，出现刚启动时机油压力表压力正常，然后出现压启动时机油压力表压力正常，然后出现压力下降至低于规定范围的现象。机油质量力下降至低于规定范围的现象。机油质量变劣、变稀、泄漏使机油压力偏低。变劣、变稀、泄漏使机油压力偏低。 检查机油压力表和机油感应检查机油压力表和机油感应塞工作是否正常。如果机油压力表良塞工作是否正常。如果机油压力表良好，可将机油压力感应塞从缸体上拆好，可将机油压力感应塞从缸体上拆下来，换用机油压力表进行检查，压下来，换用机油压力表进行检查，压力正常，说明感应塞失灵。否则，应力正常，说明感应塞失灵。否则，应检查旁通阀弹簧是否过软或折断。检查旁通阀弹簧是否过软或折断。 拆下油底壳，检查集滤器拆下油底壳，检查集滤器是否有污物堵塞，检查机油泵是否是否有污物堵塞，检查机油泵是否良好。良好。