楊立平

（北京電子科技職業(yè)學(xué)院汽車工程學(xué)院，北京 100016）

汽車發(fā)動機(jī)濕式油底殼的完善與改造
—— 一種汽車發(fā)動機(jī)油底殼新型實(shí)用專利

楊立平

（北京電子科技職業(yè)學(xué)院汽車工程學(xué)院，北京 100016）

當(dāng)汽車在剎車、加速、上下陡坡行駛時，傳統(tǒng)油底殼會發(fā)生吸油口無油現(xiàn)象，常此以往就會直接影響發(fā)動機(jī)的性能和壽命。在傳統(tǒng)油底殼基礎(chǔ)上進(jìn)行改造的新型發(fā)動機(jī)油底殼，很好地解決了吸油空缺的問題。

濕式油底殼；完善；改造

CLC NO.:U464 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)15-52-03

前言

發(fā)動機(jī)作為汽車的核心部件，其性能的好壞對汽車的整體性能具有較大的影響。發(fā)動機(jī)主要由引擎、曲軸箱和潤滑系統(tǒng)組成，發(fā)動機(jī)油底殼是曲軸箱的下半部分。它的作用是封閉曲軸箱，防止雜質(zhì)進(jìn)入其內(nèi)，并且作為潤滑系統(tǒng)中儲油槽的外殼，收集和存儲由發(fā)動機(jī)各摩擦表面流回的潤滑油，散去部分熱量，防止?jié)櫥脱趸?/p>

1 現(xiàn)有濕式發(fā)動機(jī)油底殼存在的問題與解決方法

1.1 存在的問題

當(dāng)汽車在行駛過程中，會遇到不同的路況。駕駛員根據(jù)路面的各種情況，可能采取剎車、啟動，或路面形成的坡道，而使發(fā)動機(jī)油底殼內(nèi)的潤滑油在自身慣性或重力作用下，容易發(fā)生油流波動或油流飛濺的現(xiàn)象。

油流的波動或飛濺可引起以下兩方面的問題：一是使得潤滑油滲入引擎中的氣缸內(nèi)，潤滑油在氣缸內(nèi)燃燒不充分造成缸內(nèi)積碳；二是使得油底殼的吸油口出現(xiàn)瞬時真空吸油狀態(tài)，影響潤滑油的供油連續(xù)性，造成整個潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)短暫的無潤滑現(xiàn)象。

1.2 解決方法

針對上述存在的問題，現(xiàn)有的技術(shù)中通常是在油底殼內(nèi)部固定設(shè)置擋油板。雖然可以對油流起到一定的穩(wěn)定作用，但是當(dāng)油流波動比較劇烈，如緊急制動或上下坡道時，則會造成吸油空白甚至油流飛濺，其穩(wěn)定效果不理想。另外，現(xiàn)有技術(shù)中汽車發(fā)動機(jī)油底殼多數(shù)為深槽狀，深槽狀的發(fā)動機(jī)油底殼雖然可以對潤滑油的供油連續(xù)性起到一定的作用，但是深槽狀的油底殼會使發(fā)動機(jī)的重心提高進(jìn)而造成整個車輛的重心升高，影響了汽車的平穩(wěn)性和速度的提升。因此，一種能夠改善供油連續(xù)性和防止?jié)櫥惋w濺而造成缸內(nèi)積碳的發(fā)動機(jī)油底殼亟待出現(xiàn)。

2 新型油底殼的基本思路

該油底殼的設(shè)計(jì)是加裝可移動的擋油板，其目的是可將現(xiàn)有帶有深槽的油底殼，變成平底的油底殼而降低發(fā)動的整體高度，最終降低整車的高度，近一步改善汽車的提速和穩(wěn)定性。移動擋油板可以將由于汽車剎車造成的油流沖擊，或陡坡造成的傾斜形成的油量局部減少（油泵的吸油口處）迅速回流，防止吸油口出現(xiàn)真空狀態(tài)而造成瞬時空吸油狀態(tài)。同時，移動式擋油板還可以降低潤滑油的飛濺高度（不超過正常飛濺潤滑的高度），從而有效降低氣缸內(nèi)的積碳量。

3 新型油底殼的構(gòu)成與作用

3.1 新型油底殼的基本構(gòu)成

如圖1所示，新型油底殼主要由殼體1，側(cè)擋塊2，壓力開關(guān)3，前側(cè)板4，滾輪5和9，弧形移動擋板6，底板擋塊7，水平移動擋板8，底板10，連接繩11，換向?qū)л?2等組成。

圖1

3.2 各部件的作用

移動板擋塊的作用是，分別限制弧形回油板和水平移動擋油板行程和非工作時的位置；工作狀態(tài)顯示開關(guān)的作用是時時顯示移動擋油板是否在工作，開關(guān)接通或斷開顯示燈，以便告訴司機(jī)是否有故障；弧形回油板的功用是將沖擊到油底殼壁上的油盡快導(dǎo)流回到油底殼底部，以快速將吸油口處短缺的油回補(bǔ)；滾動輪的作用是帶動弧行板和水平移動擋油板順暢移動減小移動阻力；水平移動擋油板的功用是阻止由于沖擊或道路傾斜造成的油流前移（剎車或下坡）或后移（加速或上坡），保證吸油口處盡快恢復(fù)足夠的油量；換向?qū)л喌墓τ檬菍⒒⌒位赜桶宓倪\(yùn)動方向反向傳遞給水平移動擋油板，使由于剎車或加速造成的吸油口處減少的油流迅速回補(bǔ)；導(dǎo)軌的作用是讓移動擋油板和弧形回油板按照規(guī)定的線路移動；回位彈簧的功用是使移動擋油板迅速回到初始位置，以便下個工作循環(huán)；拉線的作用是連接弧形回油板與水平擋油板，同時與換向輪配合使水平擋油板與弧形回油板形成反向運(yùn)動。

4 新型油底殼的工作原理

車輛在行駛過程中，車輛無非就是啟動、剎車對于油箱的燃油造成波動，或是汽車在上、下坡道時，造成油流前傾后涌。這四種情況是造成燃油吸油不利的根本原因，下面就這四種情況下油箱的工作原理進(jìn)行分析。

4.1 剎車

當(dāng)汽車采取剎車時由于慣性所致，導(dǎo)致底殼中的油會向前沖擊，從而造成油泵吸油口處出現(xiàn)短時的無油狀態(tài)。為避免該現(xiàn)象，采用了移動式擋油板和弧形回油板。其過程是：當(dāng)剎車時，慣性使得潤滑油向前沖擊，同時正是慣性也使得弧形回油板向前上方移動，在移動時有兩個現(xiàn)象形成。其一，是將前沖的潤滑油在弧形回油板上降低飛濺高度。如果沒有弧形板，就沒有緩沖（直接飛濺到與低部形成900的在油底殼側(cè)壁上導(dǎo)致沖擊過大飛濺高度增加）。其二，弧形回油板可以迅速將沖擊到其上的潤滑油反向回流到油底殼（油隨著弧形回油板高度的上升會增加其勢能，因此很快地反流到油底殼）。這里有兩層意思：其一是弧形回油板上升自身的勢能增加，將附著在上面的油迅速回流到油底殼，是相對于原由油底殼垂直殼體而言的，因該板不動只能依靠油的自重回流當(dāng)然速度就慢；其二是指由于弧形板向前上方移動，縮短了油流的沖擊距離，加之弧形板在油底殼水平板與垂直板所形成的直角處，有一定的擋油作用，減少了飛濺油的數(shù)量，且降低了飛濺高度，因此油的回流速度則增快。

與此同時，水平移動擋油板在弧形回油板的帶動下，會向與之相反的方向移動。一方面阻止?jié)櫥拖蚯皼_擊。同時為防止相向運(yùn)動而產(chǎn)生的飛濺現(xiàn)象，在水平移動擋油板上設(shè)有穿行孔。其目的是減少反方向運(yùn)動造成的沖擊力而形成飛濺，但又有阻擋油流前沖的功能。保證油泵吸油口處有足夠高度的潤滑油，防止吸油真空狀態(tài)，提高發(fā)動機(jī)的潤滑效果。

4.2 下陡坡時

當(dāng)車行進(jìn)在比較陡的下坡道時，油底殼的潤滑油也會前沖而造成與剎車時同樣的問題。此時，水平擋油板會將前沖油流擋回到吸油口處，避免出現(xiàn)無油的現(xiàn)象。

4.3 提速或上坡時

當(dāng)車的加速度很大或是下陡坡時，油底殼中的油會向后沖擊或移動。同樣出現(xiàn)吸油口處無油或是飛濺等狀況。此時在油底殼后部的移動式擋油板裝置會和前擋油板一樣的原理，進(jìn)行工作并反向推動油流回到吸油口或防止飛濺。

5 各部件的設(shè)計(jì)思路

產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時，各部件的形狀和彼此間的連接與配合需要嚴(yán)格的控制。首先水平移動擋油板與油底殼底部的間隙，應(yīng)在保證水平移動板能順暢移動前提下，盡可能的小一些，以便確有阻擋油流的作用。

移動擋油板通過滾動輪與箱體的滑道連接，形成可移動的擋油板。輪子的功用是讓擋油板有快速的響應(yīng)，以便滿足回油和防飛濺的作用。

弧形回油板也是通過滾輪和箱體滑道相連接，同時，將板制作成弧形的目的是緩和由于剎車或下陡坡和加速或上陡坡時造成的油流的沖擊和迅速讓油回流到吸油口處。

拉線采用高抗拉強(qiáng)度的鋼絲線，為防止由于斷裂而損壞發(fā)動機(jī)，采用暗埋在箱體的孔中。

滾輪采用滾珠滾動軸承，該類軸承的摩擦系數(shù)低潤滑好，有利于移動板的有效移動。

滑道則采用焊接式，由上蓋板、側(cè)面板組成。

轉(zhuǎn)向滑輪采用帶溝槽的標(biāo)準(zhǔn)件，該輪安裝在箱體上的固定軸銷上。

回位彈簧采用標(biāo)準(zhǔn)件，要求具有足夠的回拉力但又不能造成太大前行阻力。

移動板擋塊焊接在箱體前側(cè)板和箱體底板適當(dāng)位置（保證回油有效推力即可）。

工作狀態(tài)顯示開關(guān)，采用壓力開關(guān)。只有移動板正常工作時，開關(guān)才會接通顯示燈才會閃亮。當(dāng)有沖擊或坡道時，顯示燈無閃亮則說明裝置損壞。

6 該專利油箱的有益效果

通過上述改造，解決了傳統(tǒng)深槽油底殼特別是平底油底殼，由于剎車或下陡坡、加速或上陡坡時造成的吸油口處出現(xiàn)無油現(xiàn)象，從而改善了發(fā)動機(jī)的瞬時無潤滑的問題。短時間無潤滑現(xiàn)象，若長此以往就會影響發(fā)動機(jī)的性能和壽命。

同時，由于水平移動擋油板和弧形回油板的作用，穩(wěn)定了油流的波動并防止了過高的飛濺。從而可大大減少由于飛濺到缸體內(nèi)的機(jī)油的燃燒而形成的積碳。因此，該方案的有益效果是提高了發(fā)動機(jī)的潤滑效率；減少發(fā)動機(jī)的積碳，最終改善了其性能并提高了壽命。

[1] 川崎昌美,新型V6發(fā)動機(jī)的開發(fā)[J].國內(nèi)內(nèi)燃機(jī),200739（2）：30～33

[2] 陸克久,DLC薄膜在發(fā)動機(jī)滑動摩擦副上的應(yīng)用[J].汽車工藝材料.2007（11）：68～69.

Improvement and Transformation of Wet Oil Sump for Automobile Engine——A New Practical Patent of Wet Oil Sump for Automobile Engine

Yang Liping
( College of Automotive Engineering, Beijing Polytechnic, Beijing 100016 )

When the car is braking, accelerating and running up and down steep slopes, there will be no oil in the suction port of a traditional oil sump. Over time the performance and useful life of the engine will be directly affected. A new type of engine oil pan based on the traditional one solves the problem of oil absorption vacancy very well.

wet sump; improvement; transformation

U464

A

1671-7988 (2017)15-52-03

楊立平，就職于北京電子科技職業(yè)學(xué)院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.15.019