摘 要

发动机内有很多发生摩擦的相对运动零件，润滑系统的作用就是减少零件的磨损。本次润滑系统设计的重点是在机油泵的设计上，机油泵的设计主要利用了发动机额定功率下润滑系统的循环油量。齿轮式机油泵相较于转子式具有结构简单、工作可靠并能产生较高供油压力的特点，因此选做本次所需设计机油泵。设计中根据润滑系统的结构稳定性，提供了包括齿数、模数、机油泵转速等在内的两组机油泵参数，通过经验公式的计算，并考虑供油的脉动的稳定性，选取了较优的第一方案。紧接着分析了机油滤清器的工作特性和设计要求，介绍了机油冷却装置的结构，并根据所选机油泵提供的供油量，选取了各自匹配的机油滤清器型号和机油冷却器。最后介绍了润滑系统的保养方法。

关键词：柴油机；润滑系统；齿轮式油泵；滤清器

Abstract

There are many relatively moving parts where friction occurs in the engine. The purpose of the lubrication system is to reduce parts wear.This lubrication system design is focused on the design of the oil pump,The design of the oil pump mainly uses the circulating oil volume of the lubrication system under the rated power of the engine.Gear type oil pump has the characteristics of simple structure, reliable operation and higher oil supply pressure compared with rotor type,so it is chosen to do the design of oil pump.According to the structural stability of the lubrication system, two sets of oil pump parameters including the number of teeth,modulus,and speed of the oil pump are provided.Through the calculation of the empirical formula and considering the pulsation of the oil supply, the better first plan is selected.Then the operating characteristics and design requirements of the oil filter are analyzed, the structure of the oil cooling device is introduced, and the matching oil filter model and oil cooler are selected according to the oil supply provided by the selected oil pump.Finally, the maintenance method of the lubrication system is introduced.

Key Words：Diesel engine; lubrication system; gear oil pump; filter

目录

第1章 绪论 1

1.1 背景和意义 1

1.2 国内外发动机润滑系统的研究现状 1

1.3 本次设计主要内容 1

第2章 4110型柴油机润滑系统设计 3

2.1 润滑系统的作用 3

2.2 润滑系统的设计要求 3

2.3 润滑系统的总体设计方案和参数选取 3

2.3.1 循环油量的确定 5

2.3.2 机油压力的确定 6

2.3.3 机油温度的确定 6

2.3.4 油底壳储油量的确定 6

2.4 本章小结 7

第3章 机油泵的设计和选型 8

3.1 机油泵的泵油量 9

3.2 机油泵方案一 10

3.3 机油泵方案二 11

3.4 机油泵两个方案对比 11

3.5 机油泵的供油压力 11

3.6 本章小结 12

第4章 机油滤清器的设计和选型 13

4.1 机油滤清器的工作特性 13

4.2 滤清器的设计要求 14

4.3 滤清器的分类 14

4.4 滤清器的计算 15

4.4.1 滤芯和滤清器类型的选取 16

4.4.2 滤芯面积的计算 16

4.5 本章小结 17

第5章 机油冷却装置的设计和选型 18

5.1 冷却装置的结构 18

5.2 机油散热器的计算 19

5.2.1 机油的热量 19

5.2.2 散热面积的计算 19

5.3 机油冷却装置的选取 20

5.4 本章小结 20

第6章 润滑系统的故障分析和维修保养 21

6.1 机油压力过高 21

6.2 机油压力过低 21

6.3 机油变质 22

6.4 润滑系统保养 22

6.5 本章小结 22

第7章 总结与展望 23

7.1 设计总结 23

7.2 设计展望 23

致谢 24

参考文献 25

第1章 绪论

背景和意义

有许多发生相对运动的零件存在于发动机的内部，这些零件不仅承载较大的机械力，还受很大的热应力。摩擦会发生在各个相对运动零件的表面间，情况轻微时能够使零件损坏，还会增加发动机的损耗^[1]。润滑系统主要是将数量足够、温度适当的洁净机油输送到各个需要润滑部位^[2]。油膜可以避免直接摩擦，延长发动机寿命。润滑系统对发动机的工作可靠性和耐久性起着决定性的作用。

国内外发动机润滑系统的研究现状

中国汽车工业在50年代和60年代时，发动机研究工作处于初期，通常将相关材料翻译成中文，以开发润滑系统。成功开发并组装成发动机之后，就可以通过按油路简单地评估润滑系统的性能。RICARDO法和AVL法都是两种常用的确定机油泵排量的经验设计法^[3]。它是零件和组件的简单组合，因此其系统性能差，难以获得定量参数，以至于难以找到优化方法。

随着系统学在工程领域内的应用，人们逐渐注意到“系统”的重要性。1970年，德国工程师利用计算机完成了大量的精密计算，之后第一次以系统的角度建立了润滑系统模型。后续研究者完成总成及零部件的开发也是在这个基础上。这一种方法分解了系统的性能指标，自上而下，发动机润滑系统的开发效率和水平得到大大提高了。随后此方法被广泛应用，并遵循“系统”设计理念^[4]。

福特汽车公司在1971年提出利用网络法研究润滑系统^[5]。网络法利用质量守恒、能量守恒等原理求出网络内部任意位置的压力、流量信息。