怠速下发动机润滑油压研究及应用

周 晶，潘 平，张国勇

（1.四川化工职业技术学院，四川泸州646005；2.泸州凯联汽车贸易有限公司，四川泸州646005）

前言

在整车耐久性试验过程中，某型号发动机怠速运转时润滑油压力警告灯偶尔闪烁；试验车在150k m/h（转速在4000r p m左右），从5档换成空挡，发动机转速降到怠速时，润滑油压力警告灯点亮。在发动机出厂试验中也发现了同系列其他发动机也出现了从高速突卸，润滑油压力警告灯点亮，怠速油压较低现象。

1.发动机润滑系统结构原理：

发动机润滑系统的功能是把具有一定压力和合适温度的清洁润滑油不断地输送到发动机各摩擦表面，使其间形成一层油膜，以减少摩擦损失和零件的磨损；把零件摩擦产生的热量带走，冷却摩擦表面，并将摩擦表面的磨屑和杂质清洗干净，保证零件正常工作。它包括油底壳、润滑油压力报警器、润滑油泵、润滑油收集器、润滑油滤清器、曲轴箱通风系统，还有连接管路等。系统简图如图1所示：

1.1 润滑油压力过低的危害：

发动机曲轴、连杆等重要部件因受到高压气体作用，润滑系统需要将润滑油建立较高的压力后才能送到它们之间的摩擦表面。如果润滑油路中压力过低，将导致各零件表面润滑不良，摩擦阻力增大，磨损加剧。短时间内使发动机受到严重破坏，并导致主要运动零件的恶性机械故障，影响发动机寿命，甚至使其报废。[1]

1.2 根据问题分析中的原因，主要针对该型号发动机做如下检测与试验

图1 系统简图

按照汽车故障诊断的基本原则：先简单后复杂，先外后里，按照水、电、气、油分系统检查，综合判断的原则进行。

因此，当润滑油压力警告灯点亮、润滑油压力表显示润滑油压力过低时，必须停车检查，及时排除故障

2.润滑油压低的问题分析：

2.1 原因种类

（1）润滑油油量少；（2）润滑油粘度低；（3）润滑油压力报警器失效，以及报警器与报警灯间的线路故障；（4）集滤器滤网堵塞或漏气；（5）主轴承、连杆轴承或凸轮轴承间隙过大；（6）润滑油压力限压阀弹簧刚度不够或卡在打开位置；（7）润滑油泵间隙过大（间隙包括内外转子啮合间隙、转子端面间隙、外转子与正时罩盖径向间隙）等。[2][5]

2.2 绘制鱼刺图：

图2 鱼刺图

（1）在试验过程中，检查所用润滑油牌号，加润滑油到接近上刻线；

（2）检测润滑油压力报警器；

（3）检查集滤器；

（4）检测主轴承、连杆轴承或凸轮轴承间隙，并根据检测结果更换相应的轴瓦或轴承盖；

（5）检测限压阀弹簧及阀体；

（6）检测润滑油泵。

3.实施过程：

3.1 对试验过程中润滑油油量进行检查

润滑油油位加到接近上刻线，过低的油位将导致润滑油泵吸不到足够的润滑油，使得油路的润滑油压力偏低；检查润滑油为型号15W-40，满足使用要求（该型号发动机所要求润滑油型号为15W-40）。在整车试验中也检查了润滑油油位，不缺润滑油。

3.2 检测润滑油压力报警器

根据润滑系统的工作原理，可能是压力报警器故障而误报压力过低。因此，分析压力报警器电路。由于报警器能工作，说明整个电路能供电，所以利用正常报警压力来检查是否是压力报警器故障。用三通管、压力表、万用电表等组成检测润滑油压力报警器的设备。经检测，发动机润滑油压力报警器的报警压力在50-60K P a之间，符合使用要求（报警器的报警压力在50±10K P a）。

3.3 检测润滑油集滤器

根据润滑系统的工作原理，润滑油经过集滤器和粗滤器后进入主油道，如果这两个滤清器堵塞也会导致润滑油压力过低。因此，拆下发动机的集滤器，经观察，没有堵塞现象；并用通风管向集滤器中通气，没有堵塞现象。因更换润滑油时，粗滤器一起更换。所有润滑油滤清器不是造成压力低的原因。

3.4 更换全新曲轴主轴瓦

根据润滑系统的工作原理，润滑油润滑各个摩擦表面后，由各个缝隙流出，滴落回油底壳，曲轴主轴承的轴瓦为润滑油泄漏量最大处。因此，检查此处非常必要。将发动机换上新主轴瓦合上缸体后，在性能台架上试验，从高速突卸，怠速油压最低出现54K P a，达到了报警压力范围。说明主轴瓦间隙不是造成压力低的主要原因。[4]

3.5 检测润滑油泵

3.5.1 测量数据分析

在油泵试验台上检测该型号发动机润滑油泵流量，数据为表1所示：

图纸上技术要求为：油泵转速650r p m，出口压力为 300K P a时[6]，流量≥3.8L/min（试验油10W/30，油温85±5℃）。 所以油泵怠速时流量明显低于要求的流量。因此，发动机润滑油压力过低的故障点应为油泵故障。[7][8]

表1 该型号发动润滑油泵测试数据

3.5.2 查找原因

（1）拆检该发动机限压阀弹簧与限压阀阀体：①检测结果为：弹簧长度为44.76mm（标准要求为45±0.5mm）；弹簧弹力为37.2mm时，力值为70.20N（标准要求为64±6N）。阀体处没有异物，阀体表面没有明显的划痕。虽然弹簧弹力超出了标准要求，但弹簧的刚度越大，回位应越快，密封会更紧密[9]。②将弹簧弹力更高的限压阀弹簧装在该油泵上试验：新弹簧自由长度为45.09mm；弹簧弹力为37.2mm时，力值为72.39N。换装弹簧后在性能台架试验，从2000r p m突卸，怠速油压为57K P a（油温95℃）依然在报警压力范围内。所以限压阀弹簧、限压阀体不是油压低的主要原因。[11]

（2）检测油泵转子：利用塞尺检测油泵间隙，数据如表2所示：

从检测结果可以看出,内外转子啮合间隙，外转子与正时罩盖径向间隙超差较严重。外转子与正时罩盖间隙虽超出了标准要求，但比要求的最小间隙要小，不会影响润滑油压力。另外，还检测了其它油压低的发动机润滑油泵，都存在内外转子啮合间隙超差现象，都超过了0.20mm（用下划线标出）[3][10]。所以发动机怠速油压低主要原因是怠速时润滑油泵供油量不足，而供油量不足是因为油泵转子配合间隙严重超出标准要求。试验发动机换装新润滑油泵后，在性能台架上进行验证试验，怠速润滑油压力恢复正常。

表2 油泵转子数据

4.结束语：

1.本文采用鱼刺图对发动机润滑油压低的问题进行研究，研究表明，此方法对于润滑油压问题的研究提供较为理想的方法

2.某型发动机润滑油压低的问题中采用了实验方法进行相关影响因素的排除，为找到其影响因素具有较强的实践性。

3．本文的研究对于类似的故障问题提供了理论与实践依据。