轿车润滑系统过滤装置设计指南.docx

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1、轿车润滑系统过滤装置设计阐明书学院：机械学院班级：车辆131班姓名：苏朝阳学号:目录一、绪论31、1润滑系统过滤装置设计的用途和工作目的1、2润滑系统过滤装置的工作原理1、3本次润滑系统过滤装置应到达的目的二、润滑系统过滤装置的设计52、1润滑系统油路的设计方案2、2润滑系统过滤装置设计方案2、3润滑系统过滤装置过滤方式选择2、4润滑系统过滤装置阀的选择2、5润滑系统液压泵的选择三、润滑系统过滤装置的设计计算133、1润滑系统重要参数数值3、2机油流量计算3、3主油道压力计算3、4管路压力损失3、5机油泵压力计算3、6机油压力随功率变化特性四、元件时选择4、1滤清器的选择4、2液压阀时选择4、

2、3液压油时选择1618五、参照文献一、绪论1、1润滑系统过滤装置设计的用途和工作目的发动机工作过程中，金属磨屑、尘土、高温下被氧化的积碳和胶状沉淀物、水等不停混入润滑油。机油滤清器位于发动机润滑系统中。它的上游是机油泵，下游是发动机中需要润滑的各零部件。其作用是对来自油底壳时机油中有害杂质进行滤除，以洁净时机油供应曲轴、连杆、凸轮轴、增压器、活塞环等运动副，起到润滑、冷却、清洗作用，从而延长这些零部件的寿命，并保待润滑油的清洁，延长其有效期限。润滑系统过滤装置应具有滤清能力强，流通阻力小，使用寿命长等性能。1、2润滑系统过滤装置的工作原理机油滤清器的过滤原理可以分为三类：机械分离、离心分离和磁

3、性吸附。一、机械分离按其作用形式又可分为纯机械分离、架空分离和吸附分离等三种。1、纯机械分离常见的有网格过滤，在滤材表面上有一定尺寸日勺小孔，机油中的固态粒子，尺寸不小于小孔的就被阻拦在滤材外表面上。2、架空分离是指导先有一种或数个小粒子附着于尺寸不小于它们的滤材孔穴的内壁上，使孔穴的尺寸变小，后来的粒子由于通不过去而堆积起来，形成架空现象，使过滤出来的粒子尺寸不不小于孔穴尺寸。由于机油中粒子开头多数是不规则的，因此架空现象易于形成。3、机油中尚有胶性物质，常粘附在滤材表面或孔穴内壁，这就是吸附分离。二、离心分离是使机油通过一种高速旋转的转子，没中杂质受离心力作用被抛向转子内壁，从而从机油中分

4、离出来。三、磁性吸附是运用永久磁铁将机油中的铁质粒子吸附过来，不让它们在机油中来回循环，危害机件。实际的过滤作用，不是单一原理的作用，而是上述几种原理组合起来时,这也就阐明：为何名义孔径尺寸为50微米的滤网，可以对20微米或更小日勺粒子具有一定过滤能力。1、3本次润滑系统过滤装置应到达的目的汽车对机油滤清器的规定；(1)过滤精度，滤出所有30um的颗粒，(2)减少进入润滑间隙并引起磨损的颗粒(3um-30um)(3)机油流量符合发动机的机油需求量。(4)更换周期长，至少长于机油的寿命(公里，时间)(5)过滤精度符合保护发动机，减少磨损的规定。(6)容灰量大，适合恶劣环境。(7)能适应较高的机油

5、温度和腐蚀环境。(8)过滤机油时压差越低越好，以保证使机油能通过顺畅。二、润滑系统过滤装置的设计2、1润滑系统油路的设计方案润滑系重要由机油泵、集滤器、粗滤器、细滤器、限压阀和机油压力表等构成，润滑系的作用是对发动机所有运动的部件进行润滑，减少零件的摩擦和磨损，流动的机油不仅可以清除摩擦表面的磨屑等杂质，并且还可以冷却摩擦表面。气缸壁与活塞环上0油膜还能提高气缸的密封性。此外，机油还可以防止零件生锈。海大众桑塔纳2023型轿车采用AJR型的发动机，其润滑系都是压力润滑与飞溅润滑相结合的复合润滑系统。桑塔纳轿车润滑系统的构造与油路如下图2T所示。2（图2-1）桑塔纳轿车发动机润滑系统示意图1-旁

6、通阀2-机油泵3-粗集油器4-油底壳5-放油塞6-安全阀7-机油滤清器8-主油道9-油道10-曲轴11-中间轴12-压力开关13-凸轮轴油底壳内H润滑油经粗集滤器滤掉大的机械杂质后,被机油泵压入机油滤清器后分三路送出。第1路经主油道后分为两支：一支送入曲轴主轴承分油道，润滑主轴承，经曲轴内油道滑润连杆大端轴承，再经连杆内油道润滑连杆小端轴承后回到油底壳；另一支则进入中间轴日勺轴承（AJR型发动机无中间轴）后流回油底壳。第2路从主油道进入凸轮轴的轴承后再润滑气门机构，然后流回油底壳。第3路，在主油道油压太高或流量太大的状况下，润滑油冲开安全阀，分流回油底壳。机油滤清器上设有旁通阀，起动压力为0.

7、18MPa。当机油滤清器堵塞，润滑油通过压力开关短路进入主油道，防止发动机运动副因缺润滑油而烧坏。图310桑塔纳轿车润滑系油路（图2-2）桑塔纳轿车润滑系统油路2、2润滑系统过滤装置设计方案一般润滑系中装用儿种不一样滤清能力的滤清器一一集滤器、粗滤器和细滤器，分别并联或串联在主油道中。（与主油道串联的叫全流式滤清器，发动机工作时润滑油所有经滤清器滤清；与之并联的叫分流式滤清器）。其中粗滤器一串联在主油道中，为全流式；细滤器并联在主油道中，为分流式。现代轿车发动机上普遍只设有集滤器和一种全流式机油滤清器。粗滤器滤除机油中粒径为O.05mm以上的杂质，细滤器则用来滤除粒径为0.OO1mm以上的细小

8、杂质。（-）集滤器构造设计；机油集滤器安装在机油泵进油口前面，重要作用是防止较大的机械杂质进人机油泵集滤器装在机油泵前油底壳中，一般采用金属滤网式。固定式集滤器装在油面下，吸人的机油清洁程度稍差于浮式，但可防止泡沫吸人，构造简朴，采用也较广泛。（图2-3）集滤器（二）全流式机油滤清器（粗滤器）构造设计；1、滤纸：机油滤清器对滤纸的规定比空气滤清器更高，重要由于机油的温度变化从O到300度不等，在剧烈的温度骤变下，机油的浓度也发生对应变化，这会影响到机油的过滤流量。优质机油滤清器的滤纸要可以在剧烈的温度变化下，过滤杂质，同步又保证足够流量。2、橡胶密封圈：优质机油的滤清器密封圈是用特殊橡胶合成的

9、，保证100%不漏油。3、回流克制阀：只有优质机油滤清器中才具有。当发动机熄火时，它能防止机油滤清器变干；当发动机重新点火时，它立即产生压力，供应机油润滑发动机。（也称为止回阀）。4、溢流阀：只有优质机油滤清器中才具有。当外部温度减少到某一特定值或当机油滤清器超过正常有效期限时，溢流阀会在特殊压力作用下打开，让未通过滤的机油直接流进发动机。尽管如此一来，机油中的杂质会一同进入发动机，但比起发动机中没有机油而导致的损伤而言，这样的损伤要小得多。因此溢流阀是在紧急状况下保护发动机的关键。（也称为旁通阀）。（图2-4）粗滤器构造2、3润滑系统过滤装置过滤方式选择机油集滤器安装在机油泵进油口前面，重要

10、作用是防止较大的机械杂质进人机油泵集滤器装在机油泵前油底壳中，一般采用金属滤网式。全流式机油滤清器（粗滤器）是用来过滤机油中颗粒较大日勺杂质O由于它对机油流动阻力较小，因此一般是串联在机油泵与主油道之间，属于全流式滤清器。目前大多采用纸质滤芯式粗滤器。粗滤器由上盖、外壳、纸抽滤芯和旁通阀等构成。上盖上有进出油口，并与固定拉杆、外壳装合在一起，由密封圈密封，拉杆上套有纸质滤芯，滤芯分内外两层，外滤芯是由波折的微孔纸构成，内芯用金属丝编的滤网。工作时机油经内外两层滤芯过滤后进入主油道。滤芯靠弹簧的弹力顶在上盖上，并由密封圈保持滤芯内外外端的密封。旁通阀的进油口一侧，当滤芯堵塞而阻力过大时（进出油口

11、的压力超过150-180Kpa）,机油顶开球阀直接进入主油道。2、4润滑系统过滤装置阀的选择限压阀和旁通阀装在机油滤清器（见图2-4）底座上，其内部构造如（图2-4）所示。限压阀由调整螺钉、限压弹簧和阀门构成，其作用是保证机油压力符合规定规定，防止因机油压力过高而破坏柴油机零件的正常润滑和损坏机油管接头等。一般状况下，机油压力过高或过低均可通过调整限压阀来到达规定规定。旁通阀由钢球、弹簧和锁紧螺母构成，其作用是当机油粗滤器阻塞时，机油不通过机油粗滤器而直接从旁通阀流到主油道中，保证柴油机正常运转。2、5润滑系统液压泵的选择AFE型发动机时机油泵为齿轮泵，由中间轴上日勺螺旋齿轮驱动，安装在气缸体

12、底平面第3缸附近设计日勺平台上。泵的出口直接向上通向气缸体润滑油道，进入安装在气缸体侧面的机油滤清器支架内。机油泵的进口与粗集滤器相连。机油泵的构造与分解见（图2-5）所示，机油泵所用油为SAE20号润滑油，在温度为80、转速为IOoOrmin,进口压力为0.O1Mpa,出口压力为0.6MPa的条件下，最小流量应为8.31min,实测可到达101min。低压压力开关报警压力为30kPa；发动机转速为2150r/min时报警压力为0.18MPa0（图2-5）AFE型发动机日勺机油泵1-密封垫片（0.1mm）2-分电器轴3-中间轴驱动齿轮4-分电器从动齿轮5-定位销6-机油泵轴上支承座7-定位螺孔

13、8-机油泵轴9-机油泵轴下支承和定位套10-机油泵壳体11-机油泵从动齿轮12-机油泵的积极齿轮13-从动齿轮轴14-衬垫（0.2rn）15-吸油管16-吸油管支承套17-集滤器18-0形密封圈19-机油泵盖20-短螺栓21-垫片1-机油泵壳体2-积极轴3-从动轴4-从动齿轮5-机油泵泵盖6、7、8-螺栓9-机油集滤器10-密封垫I1-阀弹簧三、润滑系统过滤装置的设计计算3、1润滑系统重要参数数值缸数排量最大转速最大功率四缸1.815200rm66kw1.4mmImm参数主轴系径向间隙mm0.03轴直径mm50轴承承载宽度mm19机油比热容2023密度875机油动力粘度0.008753、2机油

14、流量计算2沟v2b+0.552-1.5WqJzdb2n为机油动力粘度，c为润滑油比热容，力为相对间隙，P为润滑油密度，b为轴承承载宽度，d是轴的直径，当发动机转速为4000rmin时以最高功率工作时，带入表格中数据计算成果约为10.51min03、3主油道压力计算P=6(b-)z3d(2+32)为轴承与轴径的间隙，b为轴承宽度，d为轴承直径，E为曲轴偏心取0.05mm,带入表格数据计算得P大概为117.2kpao3、4管路压力损失管路压力损失与机油滤清器中的压力损失相比较小不予考虑。3、5机油泵压力计算考虑到到压力在机油滤清器中的损失，机油泵的压力应当比主油道的压力大。下图为机油滤清器压力损失

15、综合流量和温度考虑，机油泵的出油压力大体为129.2kpao3、6机油压力随功率变化特性824050607080功率PZkW9694928888684四、元件时选择4、1滤清器的选择博世(BOSCH)机油滤清器0986AF0051商品名称：博世0986AFOo51商品编号：274890商品毛重：400.OOg商品产地：中国大陆类别：机油滤清器外径内径高度马力功率8064125160118外壳/喷漆底板总成4、2溢流阀设计溢流阀的安全压力设定应考虑多种原因。流量阻力特性，在额定的流量下滤清器前后产生的压差，也是压力损失值，它的数值越小表达滤清器通过性越好。额定流量一般这样取:假如顾客提供机油泵设计流量或新机油泵实测流量，则滤清器流量可取机油泵流量值日勺50-60%；也有顾客向滤清器设计者提供内燃机主油道的设计流量。在这种状况下，滤清器的流量值应定在主油道设计流量的15-20倍。这是由于伴随内燃机能日勺正常磨损，主油道流量会对