Cummins ISF2.8 引擎潤滑系統(ГАЗель Next)

引擎潤滑系統為複合式:負荷最大的零件以壓力潤滑,其餘零件則以定向噴濺或由配合件間隙流出之機油噴濺潤滑。

潤滑系統之壓力由安裝於汽缸體前蓋內、由曲軸前端驅動之機油泵產生。

Cummins ISF2.8 引擎機油系統示意圖
圖1. 引擎機油系統示意圖:1 — 來自引擎油底殼;2 — 機油泵;3 — 機油壓力調節器;4 — 壓力調節閥關閉;5 — 壓力調節閥開啟;6 — 機油回流至油底殼;7 — 機油流向機油冷卻器;8 — 機油冷卻器;9 — 機油流向機油濾清器;10 — 機油濾清器;11 — 機油流向主油道;12 — 主油道;13 — 機油流向曲軸;14 — 曲軸主軸頸;15 — 曲軸連桿軸頸;16 — 活塞冷卻噴嘴;17 — 機油流向氣門機構;18 — 機油自氣門機構流出。

機油經集濾管進入潤滑系統,再進入擺線轉子式機油泵。經泵加壓後,機油送至安裝於機油冷卻器蓋內之壓力調節閥。

壓力調節閥

壓力調節閥用於將潤滑機油壓力維持在 320 kPa 以內。若泵後機油壓力超過 320 kPa,閥門開啟,機油進入洩壓通道並回流至油底殼。考量零件與油管之製造公差,各引擎之潤滑機油壓力差異可達 69 kPa。

旁通閥

隨後,機油流經機油冷卻器後到達旁通閥;當濾清器前後壓差超過 345 kPa 時,旁通閥開啟。閥門開啟壓力可在 ±34 kPa 範圍內變動。

機油濾清器

機油經機油冷卻器後通過全流式機油濾清器。通過全流式濾清器之機油導向汽缸體主油道及渦輪增壓器。

渦輪增壓器潤滑

渦輪增壓器機油供給與回流
圖2. 渦輪增壓器潤滑:1 — 渦輪增壓器進油接管;2 — 渦輪增壓器回油。

渦輪增壓器是第一個接收經過濾、冷卻之機油的總成,機油自主前正時齒輪蓋經油管加壓送達。連接於渦輪增壓器殼體底部之回油管,經汽缸體內通道將機油送回油底殼。

負荷零件之潤滑

主油道

此外,來自機油濾清器之潤滑機油經汽缸體前部、主前正時齒輪蓋後方之通道進入主油道。主油道之加壓機油供給主軸承、氣門機構及附件驅動裝置,亦供給傳動系統其他總成與零件(連桿、活塞及凸輪軸)。

主油道之機油送至主軸承、曲軸、活塞冷卻噴嘴及中間齒輪。曲軸再將機油送至連桿。氣門機構之潤滑由汽缸體內鑽孔之獨立通道供給。機油經汽缸蓋墊片之孔與槽流通。

氣門機構潤滑

引擎氣門機構潤滑
圖3. 氣門機構潤滑:1 — 主油道;2 — 機油流向汽缸蓋;3 — 機油流向凸輪軸;4 — 機油流向氣門機構;5 — 搖臂;6 — 機油自氣門機構流出。

汽缸體內鑽孔之通道延伸至汽缸蓋,通向搖臂支座及凸輪軸軸頸之孔。

真空泵潤滑
圖4. 真空泵潤滑:1 — 機油經汽缸蓋流向真空泵;2 — 真空泵;3 — 機油流向凸輪軸。

機油經支座內通道到達搖臂軸、其滾輪及十字頭墊。機油經汽缸體內通道供給真空泵驅動裝置及凸輪軸鏈條張緊器。

後正時齒輪潤滑

後正時齒輪及凸輪軸鏈條驅動由汽缸蓋孔噴出之機油射流潤滑。機油隨後經飛輪殼回流至油底殼。

建議機油

建議使用適用於嚴苛工況之 SAE 15W-40 機油。低溫下允許使用 10W-30 等低黏度機油,其可在 −5 °C 以下提供必要之機油供給。但長期使用低黏度機油會縮短引擎壽命。

機油泵

擺線轉子式機油泵
圖5. 機油泵。

引擎採用擺線轉子式機油泵,位於主前正時齒輪蓋內,由曲軸直接驅動。

機油冷卻器

機油冷卻採用全流式機油冷卻器,位於主前正時齒輪蓋內。

前蓋內之全流式機油冷卻器
圖6. 全流式機油冷卻器。

機油流經機油冷卻器板片,由板片後方循環之引擎冷卻液冷卻。

機油濾清器

機油過濾採用全流式機油濾清器,位於引擎前部進氣歧管側。更換時建議先將濾清器注滿機油再安裝,以避免壓力建立延遲。

機油壓力調節器

機油壓力調節器用於避免機油壓力過高。

前蓋內之機油壓力調節器
圖7. 機油壓力調節器。

壓力調節器位於主前正時齒輪蓋內,排氣歧管側。

潤滑系統旁通閥

潤滑系統旁通閥安裝於主前正時齒輪蓋內,機油冷卻器後方。

潤滑系統旁通閥
圖8. 潤滑系統旁通閥。

當機油濾清器壓降過大時,旁通閥開啟,未經過濾之機油繼續進入引擎潤滑系統。

引擎油底殼

集油管(圖9箭頭)內建於油底殼。

油底殼內之集油管
圖9. 引擎油底殼內之集油管。

集油管以成型塑膠製成,並以摩擦焊接固定於油底殼。浸入機油之管段設有孔洞,以防止大型異物進入潤滑系統。部分引擎型號之油底殼可安裝額外加熱器,以利低溫下引擎運作。

潤滑系統故障診斷

診斷潤滑系統故障時,須檢查所有與機油壓力相關之明顯因素。車輛儀錶板設有引擎機油壓力過低警示燈。

機油壓力過低警示燈
圖10. 機油壓力過低警示燈。

若引擎運轉時機油壓力過低警示燈亮起,且於提高轉速時仍持續亮著,應立即停機並查明原因。

潤滑系統檢查

打開引擎蓋,等待二至三分鐘使機油流回油底殼,然後檢查機油油位。查看車輛前部下方——油底殼是否破損、是否有機油滲漏。注意機油濾清器。

檢查機油濾清器是否滲漏
圖11. 檢查機油濾清器。

若蓋板橡膠墊片損壞,或濾清器鎖緊不足,機油可能自其下方滲漏。

抽出機油尺。

抽出機油尺
圖12. 抽出機油尺。

機油尺位置如下。

機油尺位置
圖13. 機油尺位置。

以抹布擦拭後插回原位。

插回前擦拭機油尺
圖14. 擦拭機油尺。

再次抽出機油尺。

再次抽出機油尺以判斷油位
圖15. 再次抽出機油尺。

油膜油位應位於機油尺刻紋區內。若油位過低,添加機油至標準油位。

起動引擎。若油位正常時警示燈熄滅,可繼續行駛。若警示燈仍亮,檢查機油壓力感測器是否正常。為此,拆下機油壓力感測器,並於其位置安裝機械壓力錶。

以機械壓力錶取代感測器
圖16. 以機械壓力錶取代機油壓力感測器。

若最低怠速轉速下壓力超過 25 kPa(0.25 kgf/cm²),且隨轉速升高而上升,則感測器或其電路故障。

機油尺上有黑色機油薄膜表示機油中含燃油。混濁無色機油表示機油中含冷卻液。

機油中含冷卻液

機油中出現冷卻液之可能原因:

機油中含冷卻液之徵兆
圖17. 混濁機油——含冷卻液之徵兆。
  • 經膨脹塞滲漏;
  • 機油冷卻器元件密封失效;
  • 汽缸蓋或墊片損壞;
  • 汽缸體裂紋;
  • 鑄件氣孔。

機油冷卻器密封失效會導致機油與冷卻液混合。

機油冷卻器為液體混合來源
圖18. 機油冷卻器密封失效。

引擎熄火後,冷卻系統內之殘餘壓力可能導致冷卻液進入機油。

冷卻系統內之殘餘壓力
圖19. 冷卻系統內之殘餘壓力。

檢查潤滑系統密封性時,須於系統內建立 140 kPa 壓力。隨後拆下以下零件並檢查有無滲漏:

  • 搖臂蓋(滲漏表示汽缸蓋有裂紋);
  • 引擎油底殼放油塞(滲漏表示機油冷卻器、汽缸蓋墊片損壞,或汽缸蓋、汽缸體有裂紋);
  • 經膨脹塞滲漏。

機油中含冷卻液可能因汽缸蓋墊片損壞,或汽缸蓋、汽缸體裂紋所致。

檢查汽缸蓋墊片
圖20. 檢查汽缸蓋墊片。

冷卻液進入機油可能因機油冷卻器墊片或主前正時齒輪蓋墊片損壞所致。

主前正時齒輪蓋墊片
圖21. 主前正時齒輪蓋墊片。

機油被燃油稀釋

機油被燃油稀釋
圖22. 機油被燃油稀釋。

機油被燃油稀釋僅可能由以下五種原因造成:

  • 高壓泵軸封滲漏;
  • 燃油經活塞環滲漏;
  • 輸油泵;
  • 汽缸蓋於燃油濾清器與進氣歧管連接處裂紋;
  • 噴油嘴滲漏。

判定燃油進入機油來源時應運用邏輯。高壓燃油泵軸封磨損或損壞會使燃油進入正時齒輪室,再進入引擎油底殼。軸封設計使泵殼內壓力升高時密封更緊密。

高壓泵軸封唇口
圖23. 高壓泵軸封唇口。

壓力將唇口 1 更緊壓向軸。軸封磨損會於引擎起動與停機、泵殼內壓力低時造成滲漏。此故障難以透過泵加壓測試判定。

汽缸內不完全燃燒可能導致未燃燃油流入引擎油底殼。其原因可能為噴油嘴燃油滲漏,或活塞環作動不良導致壓縮力下降。

引擎首次起動時之白煙
圖24. 引擎首次起動時之白煙。

引擎首次起動時白煙增加,表示噴油嘴密封不良。噴油嘴燃油滲漏亦會導致引擎運轉不均與動力損失。須拆下、檢修或更換噴油嘴。

潤滑系統故障與排除方法

機油消耗過多

  • 檢查機油消耗標準。

將添加之機油量與車輛行駛里程對照。

  • 外部機油滲漏。

檢查引擎有無外部機油滲漏,找出滲漏位置,必要時檢修。

  • 曲軸箱通風系統阻塞。

檢查並清潔曲軸箱呼吸器與通風管。

  • 機油不符合技術要求。

更換機油與濾清器。

  • 換油間隔過長。

確認換油週期符合規定。

  • 機油冷卻器密封失效。

確認機油冷卻器無冷卻液滲漏。

  • 機油油位高於標準。

檢查機油油位。檢查機油尺校準與油底殼容量。添加機油至所需油位。

  • 使用時引擎傾斜角度超過標準。

參閱引擎技術規格——引擎傾斜角度要求。

  • 渦輪增壓器油封密封不良。

檢查渦輪增壓器壓縮機與渦輪之密封件。

  • 活塞環安裝不當(引擎大修或更換活塞後)。

檢查曲軸箱壓力。若曲軸箱壓力過高,檢查活塞環安裝是否正確。

  • 氣門桿間隙過大或氣門桿油封損壞。

檢查氣門桿與油封。

  • 汽缸蓋氣門導管磨損過度。

檢查氣門導管磨損程度。必要時更換汽缸蓋。

  • 活塞或活塞環損壞或磨損。

檢查進氣系統密封性。檢查活塞與活塞環有無損壞或磨損。

  • 引擎內部損壞。

為判定可能損壞位置,進行機油成分分析並檢查濾清器。

機油污染

  • 判定機油受何種物質污染。

進行機油成分分析以判定污染物質。