任务一 机油检查与更换
教学目标
知识目标
1.了解润滑系统维护更换的作用及意义。
2.理解发动机采用的润滑方式及其特点。
3.熟悉润滑系统检查更换的项目内容。
能力目标
1.掌握机油检测的具体方法。
2.掌握润滑系统维护更换的操作方法。
3.能对润滑系统主要部件进行检修。
4.能对润滑系统常见故障进行分析和诊断。
知识链接
一、润滑系统概述
汽车发动机是内燃机型，发动机运动件和运动部分在工作时，零件工作面处于高速运动状态，有的零件还在很大的载荷下工作，如曲轴、凸轮轴、轴承、活塞与缸壁、凸轮等。发动机由于其结构复杂、工况指标高、工作条件复杂及工况变化大等原因，对润滑系统的要求很高。保证其工作可靠，不出故障，靠的是润滑油进行润滑。
1.发动机润滑系统的功能
发动机的内部有很多相对运动的零件，它们不仅承载着较大的热应力和机械力，而且在各零件表层之间会发生摩擦，损坏零件，增加发动机的耗损，严重时，发动机无法正常工作。因此，必须对发动机中相对运动的零件表面进行润滑。即在摩擦表面上覆盖上一层薄且均匀的润滑油，形成一层油膜，使相对运动的零件之间没有直接摩擦现象发生，从而达到降低功耗，减少磨损，延长寿命的功效。
润滑系统的功能是将润滑油增压后，送至发动机各个相对运动的零件之间的摩擦表层上，达到减轻运动件间的摩擦及磨损，同时还起到运动件的冷却、清洗摩擦件的表面、密封、防锈等作用。
2.润滑系统的润滑方式
发动机运转时，各部分零件的工作条件如载荷、速度、温度、位置等都不相同，各零件的运动方式也不相同，因此对润滑方式的要求及各零件所需要的润滑强度是不同的。因此，润滑系统通常采取几种润滑方法联合起来进行润滑。
（1）高压润滑方式。油底壳中的润滑油通过机油泵的加压以高压油的形态，经过相应的油路传递到相对运动零件的摩擦表面，如曲轴、连杆轴承等。
（2）飞溅润滑方式。发动机中运动的零件将润滑油飞溅出去形成油雾，所述油雾飞溅到零件相对摩擦的表面，达到润滑的目的，如润滑气缸壁、连杆小头衬套、活塞销座、正时齿轮等。
（3）润滑脂润滑方式。某些辅助机构的零件，如风扇、水泵轴、发电机轴等，采取按周期加注润滑脂的方式进行润滑。
3.发动机润滑系统的结构
汽车发动机常采取高压润滑和飞溅润滑两种方式结合一起分别对发动机不同位置的零件的摩擦表面提供机油，即采用的是联合形式的润滑系统。
如图4-1-1所示为桑塔纳汽油机润滑系统的构造示意图，该润滑系统主要由机油泵、机油滤清器、机油冷却器、集滤器、阀类组件等组成。此外，润滑系统还包括机油压力表、温度表、机油管道等。其他品牌汽车润滑油路大致相同。
二、汽车用机油
机油对于汽车来说相当于人的血液一样，说得简单一点，没有机油汽车就没有办法行驶。
1.机油的作用
（1）润滑减磨。当汽车启动后，活塞和气缸之间、主轴和轴瓦之间、正时齿轮等均存在着快速的相对摩擦，机油的一大作用就是在零件两个摩擦表面间形成油膜，油膜会将两个摩擦的零件表面隔开，从而达到减少磨损的目的。
（2）清洗清洁。机油的另一个作用就是通过循环流动，能够将发动机零件上的积碳、油泥、金属磨损颗粒等脏东西带回油底壳，达到清洗清洁的效果。
（3）密封防漏。机油还可以在有相对运动的零件间形成油膜，来提高它们的密封性，有利于防止漏气或漏油。
（4）防锈防蚀。机油通过零件的运动，会在零件表面形成油膜，这层油膜可以吸附在零件表面上，防止水、空气等与零件表面接触而使零件腐蚀生锈。
（5）冷却降温。机油能够将发动机中的部分热量带回油底壳，再散发至空气中，起到帮助冷却液冷却发动机的作用。
（6）减震缓冲。当发动机启动时，气缸口压力急剧上升，突然加剧活塞、活塞销、连杆和曲轴轴承上的负荷，这个负荷经过轴承的传递润滑，吸收冲击并减小振动，起到缓冲的作用。
2.机油分类
目前市场上的机油按照基础油的不同，可以简单地分为矿物质油和合成油两种，合成油中又可分为半合成机油和全合成机油。
（1）矿物质油。矿物油基是从原油提炼而得，也就是原油提出了油气、汽油、柴油、煤油、重油之后，接着提炼出矿物油基，最后留底的是沥青。矿物油基颜色透明微带浅琥珀色，就像色拉油的颜色。通常矿物机油成本很低，但因矿物油基较容易氧化，虽然现今矿物油都有添加各种进口添加剂，使用寿命仍为六个月左右。
（2）全合成机油。机油里只含有PAO或酯类合成物（ester），全部都是利用化学的方式人工制成的机油，最早是用在航空业，后续也用到了赛车中，如今在轿车中的使用已经非常普及。全合成机油的优点在于清洁度高、流动性强、降温能力好、抗氧化能力出色。
（3）半合成机油。半合成机油是指在合成机油中加入一部分矿物质机油，矿物油和合成机油的比例为4∶6。它的特点在于既有合成机油的优点又比全合成机油便宜。半合成机油的各方面表现要弱于全合成机油，但是价格上具有优势，更换周期略短于全合成机油。
矿物质机油和合成机油最大差别在于合成油使用的温度更广，使用期限更长，以及成本更高；同样的油膜要求，合成油可用较低的黏度就可达到要求，而矿物油就需用相对于合成油较浓的黏度才可达到如此要求。在相同的工作环境里，合成油因为使用期限比矿物油长很多，因此价格较高，但是比较换油次数之后，性价比仍较高。
3.机油标号
SAE标号的含义。SAE是英文“美国机动车工程师协会”的简称，SAE后边的标号标明机油的黏度值，比如：SAE5W-40，其中“W”代表W INTER冬天，“W”前面的数字代表低温情况下的流动黏性，这个数值越小说明机油的低温流动性越好，当车辆冷启动时对发动机的保护能力越好；“W”后面的数字则是机油在100℃时的黏度，数字越高黏度越高，下列是汽车常用的环境温度（℃）举例。
5 W耐外部低温-30℃
10 W耐外部低温-25℃
15 W耐外部低温-20℃
20 W耐外部低温-15℃
30 W耐外部高温30℃
40 W耐外部高温40℃
50 W耐外部高温50℃
机油的黏度随着温度的降低而变稠，即机油的流动性能变差；在低温启动时，若机油过稠，可能造成机油泵抽不出机油，从而造成启动时润滑困难。
（1）冬季常使用的机油，有0 W、5 W、10 W、15 W、20 W、25 W。
（2）夏季使用的机油（高温型），数字越大，其黏度越大，适用的最高气温越高。
（3）冬夏通分别为5 W/20、5 W/30、5 W/40、5 W/50、10 W/20、10 W/30、10 W/40、10 W/50、15 W/20、15 W/30、15 W/40、15 W/50、20 W/20、20 W/30、20 W/40、20 W/50，通用油提供多种黏度类别的润滑油以适应不同的需求。
API标号的含义。API是英文“美国石油协会”的简称，API后边的标号则标明机油的质量级别。图4-1-2所示为一般机油桶上的图形文字。
图4-1-2 一般机油桶上的图形文字
API机油分为三类。
① “S”开头系列代表汽油发动机用油规格：SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SJ、SL、SM、SN。
② “C”开头系列代表柴油发动机用油规格：CA、CB、CC、CD、CE、CF、CF-2、CF-4、CG-4、CH-4、CI-4。
③ 当“S”和“C”两个字母同时存在，则表示此机油为汽柴通用型。
在“S”或“C”后面的字母表示的含义：从SA一直到SN，每递增一个字母，机油的环保级别都会优于前一种，字母越靠后环保等级越高，国际品牌中机油级别多是SF级别以上的，目前环保级别最高的机油是SN级。
按ACEA的发动机油的分类ACEA（欧洲汽车制造商协会）是欧洲汽车制造业对汽车用润滑油的检验认证标准，它有三个不同的功率级。
① 以“A”开头，表示针对轿车中的汽油发动机油的规范，目前分为A1、A2、A3及A5四个等级。
② 以“B”开头，表示针对轻负荷柴油发动机油的规范，目前分为B1、B2、B3、B4及B5五个等级。
③ 以“E”开头，表示针对重负荷柴油发动机机油的规范，目前分为E2、E3、E4及E5四个等级。(https://www.daowen.com)
机油的选用原则，使用矿物油和部分合成油也行，但如果平时使用较少，推荐使用好一点的全合成油。至于黏度等级，比如有些欧洲和日系的厂商，近年来出于环保和节油的考虑，会推荐使用5 W-20这类低黏度的机油，只要按照厂商的推荐即可。当然，如果厂商没有特别规定的话，可以参考用车环境选择机油，一般情况下来说，市面上比较常见的0 W-40、5 W-30和5 W-40这类机油的适用性比较强，能适合中国大部分地区的气候和大部分车辆的使用。
15 W-40、15 W-50这类高黏度的油，这种机油的好处是密封性会比较好，比较容易保持，对于开了10年以上，里程数超过20万公里甚至是30万公里的老车，如果老车使用中低黏度的机油，有可能会导致油压不够，从而无法满足发动机的润滑需求，加剧磨损。
三、机油过滤装置
机油过滤装置主要是机油滤清器，机油滤清器的结构和功能与可换式燃油滤清器相同，其滤芯可滤除掉约10 μm的颗粒。悬浮在机油中的污染物如金属颗粒、炭黑和灰尘粒子会降低机油的质量，并导致磨损的增加。使用机油滤清器能延长更换机油的时间间隔，并改善机油的冷却效果。然而，机油滤清器无法去除液体状和溶解在机油中的污染物，对在发动机运转过程中产生的机油的化学和物理性变化（如老化）也没有效果。
所以，机油滤清器是滤除润滑油中的各类杂质，提高润滑油的清洁度，降低发动机的机械磨损的。机油滤清器有集滤器、机油粗滤器和机油细滤器三种。
1.集滤器
集滤器的作用是防止粒度大的杂质进入机油泵。集滤器都装在机油泵进油孔之前，装在油底壳里，是润滑油进入油道的第一个过滤装置。一般都是金属滤网式的，有浮式和固定式两种，图4-1-3所示是集滤器的结构。
2.滤清器
现代汽车发动机为了简化结构，方便更换，都采用粗滤芯与细滤芯串联，而且设置在同一外壳内的复合式滤清器，所以，提到滤清器一般都指复合式滤清器。
如图4-1-4所示为桑塔纳2000型轿车发动机的机油滤清器结构图。该滤清器集粗、细滤清芯为一体，从油底壳来的脏油从端盖周边的机油孔进入滤清器内，从外向内流过褶纸滤芯和尼龙滤芯，经过滤后进入滤清器中心油腔。当机油压力大于单向阀的弹簧弹力时，推开单向阀，过滤后的机油流向发动机。褶纸滤芯由棉花、毛绒、人造纤维等不同类型的材料制成，能吸附不同类型和不同直径的杂质。使脏油从滤孔的外部流向内部的原因是外面粗滤的面积增大，其中褶纸滤芯为粗滤芯，尼龙滤芯为细滤芯。
为了安全起见，滤清器设有一个旁通阀，如果滤芯被堵塞，这时压力增大，使旁通阀打开，机油绕过滤芯直达中心油腔，可防止发动机缺油。当发动机停止工作时，机油泵也停止工作。滤清器中心油腔的压力下降，单向阀在弹簧的作用下关闭，以维持发动机内有足够的机油，便于下次启动。
目前，为了维护方便，很多发动机采用了旋转式滤芯。其滤芯和滤清器的薄金属外壳制成不可拆式结构，直接旋装在滤清器盖上。拆、装时需使用专用扳手。更换机油时把滤清器一起更换掉。
技能实训一 机油检查与更换
step 1 检查发动机润滑机油液位
（1）发动机油位检查
① 启动发动机，并运行至正常工作温度，熄火后放置10 min再进行检查。
② 拔出机油标尺用干净的抹布擦拭干净后，插回原位，插到底停留片刻之后拔出。检查发动机的油面高度是否在机油标尺“M IN”和“MAX”两个刻度线之间。
③ 如果机油量不足，需补充相同牌号机油到正常液位。反之，则应抽取一部分机油，直到液位符合标准。
（2）检查发动机润滑油质量
发动机润滑油质量的鉴别方法有以下三种：
① 搓捻鉴别法。用机油标尺取出油底壳中的少许机油，放在手指上搓捻。搓捻时，若有黏稠感觉，并有拉丝现象，说明机油未变质，仍可继续使用，否则应进行更换。
② 油尺鉴别法。抽出机油标尺对着光亮处观察刻度线是否清晰，当透过机油看不清油尺上的刻线时，说明机油过脏，需立即更换。
③ 油滴检查法。在滤纸上滴一滴油底壳中的机油，若油滴中心沉积环很大，呈黑褐色且均匀无颗粒，周围黄色浸润很小，说明机油变质应更换。若油滴中心沉积环小且颜色较浅，周围的黄色浸润痕迹较大，表明机油还可使用。
step 2 更换发动机机油
更换汽车机油需要先举升车辆到合适高度，拧松放油螺丝放掉旧机油，更换机油滤清器再加入新机油，检查新机油加注量并且盖上机油口盖，最后发动车辆检查滤清器放油螺丝是否漏油及机油液位是否正常。具体步骤如下。
① 运转发动机，使其达到工作温度。然后使用千斤顶将车辆顶起，拉起手刹并将前轮用木楔挤上。
② 在油底壳下方放置旧油容器，找到油底壳的放油螺栓，慢慢拧开放油螺栓，小心不要接触到热油。让机油多滴下一段时间。检查放油螺栓，重新安装放油螺栓，注意不要将螺栓拧得过紧，防止油底壳损坏。
③ 将盛油容器移到油滤下方，使用机油滤芯扳手将滤芯拧松，再用手将其拧下。如果滤芯依然很热，记住一定要戴上手套。即便之前滤芯拧得很紧，也不必担心在拆下过程中会损坏滤芯，只要不损坏安装滤芯的接口螺丝和滤芯周围的部件就可以了，毕竟拆下的滤芯我们不再使用。
④ 参照用户使用手册选择合适的机油滤芯。注意不同的车型滤芯不同，滤芯不是通用件。
⑤ 使用新机油涂抹新滤芯的接口垫圈。如果滤芯安装位置是垂直的，可以在滤芯中倒入一些新机油，这样可以在下次发动机启动时减少干磨。用手将滤芯拧入，按照指示的方法将滤芯拧紧（通常是在用手将滤芯拧紧后再拧入3/4圈）。
⑥ 将新机油倒入油底壳，注意参照用户使用手册。可以使用漏斗，防止将机油倒在发动机外部。检查发动机下部是否有泄漏。如果没有泄漏，放下车辆，检查机油尺，并启动发动机，启动后仪表上的指示灯应该马上熄灭。最后，关闭发动机重复检查机油量，并根据当地法规处理旧机油和滤芯。
学后测试
1.说出机油的种类。
2.机油的选用原则是什么？
3.说明发动机机油的常用检查方法。
4.小组合作完成发动机机油的更换。
5.独立完成机油滤清器的更换。
6.简述废机油的正确处理，养成环保习惯。
7.简述换机油应注意的安全事项。
技能实训二 机油压力检测
当机油压力表显示的机油压力过低或过高时，有可能是油道中的油压真的过低或过高；有可能是实际油压正常而油压传感器、机油压力表等油压显示装置出现了故障，呈现出显示值与实际不符。因此，在诊断油压不正常的原因时，应首先进行后者的除外诊断。一般在下列三种情况出现时需要对发动机机油压力进行检测。
（1）发动机在正常的温度和转速下，机油压力表读数高于规定值。
（2）发动机在运转中，机油压力表读数突然增高。
（3）机油压力表读数低，但机油却冲裂机油压力传感器或机油滤清器盖等。
故障诊断与排除方法
（1）首先检查发动机机油黏度是否过大，若黏度过大，应换为正确牌号的机油。
（2）若机油压力表读数突然增高，而未见其他异常现象，应首先检查机油压力传感器上的导线是否搭铁。
若有搭铁，应使之绝缘。为了进一步确认，可接通点火开关后不启动发动机，若发动机机油压力表读数即升至很大，则为机油压力传感器内部损坏。
（3）为了进一步确认是否是真的油压偏高，可用一精确的机械式油压表连接在主油道上（机油压力传感器的连接螺纹孔处或主油道的螺塞处）测量，具体检查步骤如下。
① 查看机油量是否充足。
② 机油滤清器是否堵塞，油路是否漏油。
③ 从机油滤清器支座上取下机油压力传感器，在该螺孔处旋进接头，安装油压计，空转至水温达75～85℃，读取油压值。若油压正常，则为机油压力表或其传感器，线路故障；若油压也偏高，则属于润滑系统的油路及机件的故障。
（4）检查发动机机油限压阀是否调整不当或失灵后不能开启。若机油限压阀不能开启，当发动机高速运转时，很容易冲破机油滤清器盖上的密封垫，连续更换几个密封垫也照样冲破。有时也冲破空气压缩机的进油软管等薄弱连接部位。应清洗和调整机油限压阀，必要时换新件。
（5）若发动机油压冲坏机油滤清器的密封垫，甚至把滤清器的盖冲裂，而机油压力表的读数却很低，则为机油粗滤器的滤芯堵塞且旁通阀开启困难或缸体的主油道堵塞。这时，应首先清洗或更换机油滤清器滤芯，清洁旁通阀，限压阀及缸体的油道；其次再考虑调整限压阀，只有在润滑系统各油路及机件均正常的情况下，若油压仍不合适时，才可调整限压阀，以免掩盖其他故障隐患。
（6）对于新装的发动机，若曲轴主轴承，连杆轴承或凸轮轴轴承间隙偏小时，会引起油压略偏高，但不会使油压过高。
学后测试
1.为什么要对发动机机油压力进行检测？
2.在什么情况下对发动机机油压力进行检测？
3.用压力表对发动机机油压力进行检测的方法和步骤是什么？
4.对发动机机油压力进行检测不正常的故障排除方法有哪些？
5.机械式油压表的正确使用方法是什么？
6.通过查阅资料、互联网了解先进的发动机机油压力进行检测工具和方法。