第三节 润滑系统新技术
现代发动机润滑系统除了对发动机运转部件进行润滑和冷却外，还需要以压力方式驱动液压挺柱、正时链条张紧器以及用油压控制可变配气正时机构（DVVT）。传统的机油泵输油压力随发动机转速升高而升高，这种控制方式会出现发动机在低速运转时机油压力不足，而高速运转时压力过高，只能打开润滑系统的限压阀泄掉多余的压力的问题。如何解决发动机低速时供油压力不足导致润滑不良和高速时对发动机功率造成的浪费，现代发动机大都通过可调机油压力的机油泵来解决这方面的问题。常见可调压力机油泵有两种形式。
一、移动齿轮式可调机油泵
1.结构组成（图1-38）
图1-38 结构组成
2.工作原理
新调节方式的理念是这样的：采用两个不同的压力。低压约为180kPa（相对）。当发动机转速达到约3500r/min时就切换到高压，这时压力约为330kPa（相对）。压力调节是通过调节齿轮泵的供油量来实现的。
两级调节机油泵控制策略如图1-39所示。
图1-39 移动齿轮泵控制策略
（1）起动时机油压力调节（图1-40）
图1-40 移动齿轮泵起动时机油压力调节
发动机机油通过已过滤机油侧的压力通道作用到调节活塞的所有面上以及移动单元的两侧。发动机控制单元激活机油压力调节阀N428，使可控压力通道处于打开状态，于是机油压力就作用到调节活塞的所有面上。
移动单元就保持在这个位置上。该泵以最大供油能力来供油，直至建立起低压（约180kPa）。如果发动机怠速运行的话，压力可能低于这个值。这个压力值过低会损坏发动机，因此必须对机油压力值进行监控。这个监控工作由机油低压压力开关F378来完成。
（2）达到低压时的机油压力调节（图1-41）
图1-41 移动齿轮泵达到低压时机油压力调节
如果发动机转速升高，那么机油压力也稍微提高，这就使得调节活塞顶着调节弹簧发生了移动。于是通向前部活塞面的机油通道就封闭，与此同时通向无压力的回流管（进入油底壳）开口打开。这时，后部活塞面上的液压力大于弹簧力。
于是移动单元就顶着压力弹簧发生了移动，泵的从动齿轮相对于主动齿轮也就发生了轴向移动。此时泵的容积流量（供油能力）减小，也就是根据发动机的机油耗油情况进行了适配。这个容积流量（供油能力）的适配就使得机油压力保持在一个相对恒定的水平。
（3）切换到高压时的机油调节（图1-42）
在发动机转速超过约3500r/min时就切换到高压状态。此时机油压力调节阀N428断电。这就使得可控压力通道被关闭，与此同时也关闭了通向油底壳内的无压力腔的开口。由于现在调节活塞的一个作用面不再作用有机油压力，调节弹簧的力就占上风。调节活塞继续移动，通向移动单元前部活塞面的机油通道被打开。
这时作用在前部活塞面的机油压力和弹簧力再次将移动单元向回推，直到该泵的两个齿轮几乎完全正面相对，这时泵以最大供油能力供油。移动单元保持在这个位置上，直至机油压力达到约330kPa。
（4）达到高压时的机油调节（图1-43）
机油压力调节阀N428仍然处于断电状态。调节活塞与调节弹簧之间力的关系由机油压力来保持（有效的活塞面积减小了）。如果发动机转速继续升高，那么移动单元又开始移动（就像低压状态时那样）。
图1-42 移动齿轮泵切换到高压时的机油调节
图1-43 移动齿轮泵达到高压时的机油调节
移动齿轮微课
切换由高压机油压力开关F22（在机油滤清器模块上）记录下来。可控机油通道在高压时仍由机油压力调节阀N428保持关闭状态。
二、容积可调式叶片机油泵
1.结构组成
该泵是在叶片式机油泵的基础上装配一个可旋转的调节环，通过机油压力调节电磁阀的控制使调节环发生旋转，从而改变叶片泵的供油腔，也就改变了供油压力的大小（图1-44）。
图1-44 容积可调式叶片泵结构组成
2.工作原理
（1）小供油状态（图1-45）
图1-45 小供油状态
在发动机以低转速运行时，发动机控制单元将已通电（15号线）的电磁阀N428搭铁，从而打开了第2个控制面所控制的机油油道。现在，两股机油流（压力是相同的）就作用在两个控制面上。由此而产生的力就大于控制弹簧的力，这使得调节环发生逆时针摆动。调节环摆到叶片泵的中心位置，减小了叶片之间的供油腔。根据发动机负荷、发动机转速、机油温度和其他工作参数切换到较低的机油压力，这样就可以降低机油泵所消耗的功率。
（2）大供油状态（图1-46）
当发动机转速超过2500r/min或者发动机转矩超过300N·m（全负荷加速）时，发动机控制单元J623会将电磁阀N428的搭铁断开，于是朝控制面2的机油通道被关闭。这时作用着的机油压力就只加到控制面1上，于是逆着控制弹簧力产生了一个较小的力。控制弹簧使得调节环绕着支座顺时针摆动。于是调节环摆离中心位置，叶片之间的供油腔就增大了。
图1-46 大供油状态
容积可变叶片泵微课
叶片之间的供油腔增大，就可以供应更多的机油。增大了的机油油流在经过油孔和曲轴轴承间隙时会形成一个阻力，这就使得机油压力升高。因此使用容积可调式机油泵可以实现两级机油压力。
3.润滑系统常见故障诊断分析
（1）机油红色报警
润滑系统常见故障有机油压力过低，此时机油压力由于不能满足发动机运转所需最低压力，会点亮红色机油压力警告灯。引起机油红色警告灯点亮的原因可能是机油泵供油压力偏低，也可能是机油压力低压开关损坏导致误报警。此时必须停车检查机油油位和机油压力是否正常，在确保机油油位和机油压力正常的情况下尽快行驶到维修厂检查具体原因。
（2）机油黄色报警
可能由于机油油位低于正常范围值或是机油油位传感器故障，此时仪表会提示“请检查机油油位或最多加入一升机油”。这种情况一般不影响当前正常行车，建议在方便时去服务站进一步检查具体原因。
（3）EPC灯亮
润滑系统在由低压切换到高压后机油高压开关没有监测到压力变化，此时发动机控制单元点亮EPC警告灯，同时伴有发动机转速最高不能超过4000r/min的限制。
此类故障首先应用机油压力表检查机油压力能否随发动机转速上升而进行相应切换，如能切换则故障在机油传感器及相关线路上；如机油压力不能随发动机转速进行切换，则重点检查机油滤清器是否堵塞、机油压力调节阀及相关线路以及可调机油泵本身是否存在故障。
4.典型案例
车型配置：奥迪Q7，装配3.0T发动机。
故障现象：客户反映仪表经常显示机油红色警告灯点亮。
诊断排除过程：用诊断仪检查相关系统，无故障码。进行路试观察，机油压力灯并未亮起。冷却液温度达到正常时用机油压力表检测机油压力。怠速时，机油压力偏低，只有70kPa左右（正常值为120～160kPa），在发动机转速为2500r/min以及3700r/min时，其压力可以达到正常值。
分析机油灯报警的原因有以下几方面：
·机油油位过低。
·机油泵问题，如磨损严重、滤网堵塞、压力调节阀故障等。
·机油压力传感器或线路问题。
·油道有泄漏等。
尝试替换了机油压力传感器、机油压力调节阀等，机油压力都没有明显的变化。拆解机油泵检查，机油泵滤网没有堵塞。分解机油泵时发现，机油泵泄压阀卡滞不回位。由于泄压阀卡滞泄漏，导致机油压力低。更换机油泵后检查机油压力，怠速时可达140kPa，工作压力正常。