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摘要：发动机能否正常运转，在很大程度上取决于发动机冷却水温度、机油压力和机油温度。而机油的作用更为至关重要，机油压力和机油温度是否正常，直接关系到发动机能否正常工作，而机油冷却系统的安装使用，既解决了试验过程中发动机机油温度高的问题，同时也充分保证了正常的机油压力。 关键词：发动机 机油 冷却水 发动机能否正常运转，在很大程度上取决于发动机冷却水温度、机油压力和机油温度。水温、油温和油压处于正常范围，对于充分发挥发动机的效能，延长发动机的使用寿命，降低使用消耗等，有着极为重要的意义。而机油的作用更为至关重要，机油压力和机油温度是否正常，直接关系到发动机能否正常工作。 一、冷却水 我们知道，发动机的工作循环是在很高的温度下进行的，燃烧终了的温度可达 1700～2 000℃，甚至更高；气缸壁 200～300℃，气缸盖内壁和活塞顶部300～400℃；进气门头部300～400℃；排气门头部 600～800℃。在这样高的温度下，零件的强度、耐磨性大为降低；正常配合遭到破坏，机油大量烧损，润滑条件极度恶化，显然是无法正常工作的。因此，发动机必须得到冷却，这主要是由冷却水完成的。 发动机水温的高低，标志着发动机的温度，水温过高（95℃以上，一般发动机正常水温为75～95℃）,气缸套、缸盖外围的冷却水很快沸腾，水套内生成气泡，冷却能力大大降低。由于导热不良而形成局部过热，特别是按冷却水循环方向离散热器远、结构薄弱的部件，易造成局部变形、裂纹及烧损；造成机油粘度降低，机油烧损，发动机各润滑部位油膜破坏，加速机件磨损，严重时会造成烧瓦、拉缸等事故。发动机温度过高，还会使喷入气缸中的燃油提前燃烧，压缩力不足，功率下降。零件受热可能发生卡滞现象，轴承的工作能力也大大降低等一系列不良后果。 由此可见，发动机必须得到可靠的冷却。但是过分冷却，使发动机温度过低（60℃以下），也会产生以下不良后果： 1）润滑油粘度变大，流动性差，运动零件摩擦阻力增大。 2）由于零件温度过低，热量损失增加，燃烧过程恶化；并且容易在燃烧室内形成积炭，造成活塞环胶结等现象，压缩力不足，发动机功率下降。 3）水温过低，会造成零件磨损加剧，主要是缸套的磨损。经试验气缸壁温度为 50℃时，气缸的磨损比在 100℃时增加8 倍以上。 二、机油 1.发动机润滑油的作用虽然发动机润滑油的主要作用是润滑，但是它一直是身兼数职，对发动机的工作状况起着重要的作用。如果润滑油失去了作用，发动机将会受到严重损害。 润滑作用 发动机工作时转速很高，活塞与缸壁之间、连杆轴瓦与曲轴之间等部位配合紧密，如果这些配合部位得不到充分的润滑，就会产生干摩擦。干摩擦在短时间内产生的热量足以使金属熔化，造成机件的损坏甚至卡死(活塞拉缸、曲轴抱瓦等)，因此必须对发动机中的配合部位给予良好的润滑。 当润滑油流到配合部位后，会在摩擦表面形成一层油膜。为了保证润滑油可以顺利到达配合表面，发动机润滑油必须有一定的压力。 清洁作用 发动机的内部工作环境十分恶劣，通过进气系统吸入发动机的灰尘和混合气未完全燃烧后产生的物质会在气门、缸壁上形成积炭，润滑油在发动机内部被不断氧化，氧化物也容易形成油泥和积炭。积炭对发动机的工作影响很大，它不仅影响混合气的充分燃烧，而且会造成发动机内部局部过热，大量的胶质会使活塞环粘结卡滞，导致发动机不能正常运转。因此，必须及时将这些污物清理，这个清洗过程是靠润滑油在机体内循环流动来完成的。润滑油中含有清除积炭的清净剂和分散剂，能够清洁金属表面，分散污垢，保持发动机内部清洁。当更换润滑油时，这些杂质随同润滑油一起排出，因此润滑油会呈现较黑的颜色。 密封作用 发动机的气缸与活塞、活塞环与环槽、 大，气门与气门座之间均存在一定间隙，这样才能保证各配合件之间运动时不会卡滞，但这些间隙又容易造成燃烧室内的混合气窜入曲轴箱，结果不仅加速了润滑油的变质，还会降低气缸压力和发动机的输出功率。润滑油可以在各配合件的间隙中形成油膜，这些油膜可以起到密封作用，保证了气缸的密封性。 冷却作用 使主油路压力控制的过高。发动机工作时会产生大量的热量，这些热量中的大部分通过发动机冷却系统的循环带走，一部分通过润滑油从气缸、活塞等发动机内部表面吸收热量后带到油底壳中散发。 防锈作用 发动机在运转或停放时，进气中的水分、燃烧产生的酸性气体等都会对活塞环、轴瓦等金属部件造成腐蚀。润滑油中含有的防锈剂等具有防锈性能的多效添加剂，这些添加剂在金属表面形成排列整齐的致密吸附层，有效地抵制了各种腐蚀物质的侵入。 缓冲作用 当发动机起动、加速或负荷发生较大变化时，活塞销、连杆的大小端以及曲轴轴瓦等部件均要承受振动的剧烈变化，黏度适当的润滑油可以吸收部分冲击能量，起到缓冲的作用。 2、机油温度 粘度是机油的一项重要指标。只有采用粘度合适的机油，才能在摩擦表面间形成油膜，以保证机件的良好润滑；并带走摩擦而生的金属屑末，冷却那些无法靠水或气流冷却的一些零件（如活塞、轴承）。润滑油的冷却能力，并不单纯依赖于它的导热性等性质。而主要是靠通过摩擦表面的机油流量。粘度过小，则机油易从配合间隙流失。因此保持机油合适的粘度是极其重要的。而粘度主要是受温度的影响。所以保持正常的油温是保持机油粘度的重要条件。 3、机油压力 机油压力必须足以克服各管道的阻力，才能将机油可靠的供应到所需要的各个地方去。机油压力对于零件的润滑状况影响较过高、过低都会引起配合件，特别是主轴瓦、连杆瓦及各轴承、铜套润滑、冷却不良，造成剧烈磨损，甚至烧坏及更严重的事故。 机油压力过高的原因有：①机油粘度过大，机油型号选择不合适，发动机温度过低。②润滑油路堵塞或机油压力表失灵。压力表以后油路和回油阀油路，由于机油脏，使其堵塞，压力增高。③回油阀压力调整过高，或回油阀卡死，失灵，不回油使压力增高。④安全阀不严，开启压力低，长期使部分机油不经粗滤器，即进入主油道，增加主油道压力和流量。 机油压力过低的原因有：①机油粘度过低，发动机温度过高，油底壳机油量不足。②机油泵严重磨损间隙过大或吸油滤网堵塞。机油泵垫损坏渗漏机油，使其供油不足。③发动机主轴承、连杆轴承、凸轮轴及轴套等润滑部位磨损，间隙增大，润滑油渗漏过多。回油阀钢球与阀座磨损，封闭不严，漏油。回油阀弹簧弹力减弱或折断。④机油集滤器、机油滤清器或机油油道堵塞。机油油缓冲作用 道或油封漏油。 4、机油冷却装置 在试验过程中，我们会发现发动机在高转速、大负荷工况时，机油温度会很高，有时甚至会超过 130℃，如果发动机机油温度长时间过高，会造成机油粘度下降、机油流动性大，机油在各摩擦副之间难以形成油膜，机油压力下降，造成零部件润滑不良、磨损加快，更严重的会造成发动机拉缸、抱瓦等，使发动机失效，因此，在长时间试验时，在润滑系统安装冷却系统是十分必要的。 机油冷却装置形式主要有一下几种： （1） 机油外循环独立冷却，该冷却系统与发动机润滑系统并不相连，只是在油底壳处将机油抽出，由外部循环泵，经过热交换器冷却后，再注入发动机内部，不会对发动机的机油压力产生影响，发动机工作比较可靠，但时该系统也有一定的缺点，由于在外部加装了泵强制循环机油冷却，对机油产生一定的搅动作用，当机油重新注入发动机内部时，在机油里可能会产生气泡，对发动机内部润滑产生一定影响。 外冷却水循环热机油外循环独立冷却系统结构示意图如下：
（2） 机油冷却装置直接与发动机润滑系统相连，该冷却装置参与发动机润滑系统工作，在发动机机油泵与机油滤清器之间串联一个热交换器，不需外加泵，利用发动机机油泵自身压力使机油循环流动，通过热交换器，使机油冷却温度降低后，通过机油滤清器返回主油道。该热交换器可以采用外部冷却水循环，也可使用发动机冷却水循环冷却，采用外部冷却水循环冷却可以精确控制机油温度，对发动机冷却系统不产生影响。采用发动机冷却水循环冷却会对发动机冷却系统产生一定影响，如果机油温度过高，会造成发动机冷却水温度上升过多，造成发动机冷却效果不良，故是否选用连接方式可根据不同发动机实际情况而定。在发动机刚起动时，机油温度较低、粘度较大，机油流动性差，润滑油通过机油滤清器到达润滑部位的时间长，采用发动机冷却水循环冷却，发动机冷却水可以起到预热机油的作用，使机油温度迅速上升到正常工作范围。该冷却装置的缺点是在发动机润滑系统增多了连接处，由于经过机油泵的机油具有较高压力，需考虑密封性要求；另外要考虑发动机自身安装空间的限制，如果连接管路过长，势必会带来机油压力降低的风险。 该机油冷却装置示意图如下 （a）外部冷却水循环冷却
（b）发动机冷却水循环冷却
通过试验证明，加装机油冷却系统后，能够使机油温度明显降低，确保机油压力在正常范围内，给发动机提供持续、有效的润滑，保证发动机平稳、有效运转。 综上所述，可以看出，保持发动机在正常的水温、机油温度和机油压力下工作是极其重要的。只要能正确掌握发动机的温度和机油压力，就能有效的工作，延长其使用寿命。  |
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