发动机油标尺的设计及布置探讨

侯伟放陆 宾韦小凤周礼玮

（1.广西有色金属集团汇元锰业有限责任公司，广西 来宾 5461381；2.广西科技经济开发中心，广西 南宁 530022）

发动机油标尺的设计及布置探讨

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（1.广西有色金属集团汇元锰业有限责任公司，广西 来宾 5461381；2.广西科技经济开发中心，广西 南宁 530022）

发动机油标尺的设计及布置，关键是确定油标尺的上刻度线和下刻度线，然后是确定油标尺在发动机的具体布置位置，文章重点介绍了发动机油标尺的设计及布置过程，对发动机油标尺的设计及布置进行探讨。

发动机；油标尺；设计及布置

发动机都有油标尺，油标尺的作用是使用户能够随时检查发动机的机油液面位置，在需要添加机油时能及时添加机油，不致于发动机缺油运行。不同用途的发动机，发动机油底壳中机油液面的高度要求不尽相同，但油标尺的设计及布置都有一些共同的方法。下面对发动机油标尺的设计和布置进行三方面的探讨：（1）确定油标尺上刻度线；（2）确定油标尺下刻度线；（3）油标尺在发动机上的布置；（4）油标尺的校核。

1 确定油标尺上刻度线

确定油标尺上刻度线，也就是确定发动机最高机油液面位置。发动机有一个最高允许的机油液面位置，此位置定得太高太低对发动机都会造成不利的影响。定得太高，往往会造成发动机在某些工况下曲轴的曲拐打到机油液面，这对发动机的性能产生非常不利的影响；定得太低，往往会造成发动机油底壳储存机油不足，同样对发动机性能造成不利的影响。

如何确定发动机油标尺上刻度线呢？也就是如何确定发动机允许的最高机油液面位置呢？发动机允许的最高机油液面位置由发动机连杆轨迹最低点与发动机允许最大倾斜角度共同决定的。所谓发动机连杆轨迹最低点，即是指发动机工作时，连杆在运动过程中的最低的位置点。设计发动机时要求发动机在任何工况下，机油液面都不能高于发动机连杆轨迹最低点，也就是说发动机在任何工况下，连杆都不能打到机油液面。

连杆轨迹最低点的确定：

图1 发动机连杆运动轨迹图

发动机在任何工况下，机油液面与连杆轨迹最低点都要保持一个安全间隔，此安全间隔大约是10～15mm，重型发动机可以取大些，小型发动机可以取小些。

油标尺的上刻度线由发动机连杆轨迹最低点与发动机允许最大倾斜角度共同决定的，发动机允许最大倾斜角度，是根据发动机不同用途进行规定的。表 1是某些用途的发动机允许最大倾斜角度。

表1 发动机允许的最大倾斜角度及用途范围

油标尺上刻度线的确定，也就是发动机最高机油液面位置的确定，是由发动机连杆轨迹最低点，和发动机允许最大倾斜角度共同决定的。 新设计一款发动机时，首先要确定发动机连杆轨迹最低点位置，然后根据发动机的不同用途，找到发动机工作时发动机允许最大倾斜角度，保证发动机在最大允许倾斜角度下发动机的连杆轨迹不与机油液面干涉，也就是说发动机在任何工况下，连杆都不能打到机油液面。从而定出发动机允许的最高机油液面位置，也即定出了油标尺的上刻度位置。

2 确定油标尺下刻度线

发动机油标尺下刻度线是如何确定的呢？ 油标尺下刻度线确定是根据发动机的机油耗和添加机油的间隔时间计算出来的。例如一款发动机，我们设计发动机正常工作时，加机油间隔周期定为10天，根据发动机平均机油耗，即可计算出 10天内发动机的机油消耗的总量,从而可以计算出此机油总量在油底壳内的高度,此高度即是油标尺上下刻度之间的间隔，从而可定出油标尺的下刻度线。以下举例加以说明:

已知:YC6108ZQ发动机，标定功率180kW；燃油消耗率：210 g/kW·h；机油消耗率0.2%；发动机平均每天工作8小时；油底壳内腔：长X宽=860X260；机油密度0.9g/cm3

求解：发动机10天工作时间消耗的机油总量？消耗的机油总量对应的油底壳高度？

计算：

（1）发动机10天消耗的机油总量：210X180X8X10X0.2%=6048g

对应的体积容量为：6048/1000/0.9=6.72 L

（2）消耗的机油总量占油底壳的深度：6.72X1000000/860/260=30mm

所以，油标尺的上下刻度线间隔定为30mm。

由于油标尺的上刻度已经确定了，下刻度也就可以确定了。

3 油标尺在发动机上的布置

油标尺在发动机不同的位置进行布置，对油标尺测量的精度会产生不同的影响。如图2所示：

图2 油标尺在发动机上的不同位置布置图

当发动机不在水平状态而检查机油油面时，这种情况往往较多，例如，发动机安装在整车上往往会有一个1°～5°的安装倾角，例如，用户在检查机油油面时，整车往往不在水平状态，在这些状态下检查油标尺，就会出现油标尺测量不准确的问题。

如图 2所示，发动机出现某个小倾角，油底壳的油面就会向某一侧倾斜，当油标尺布置在发动机的前端，此时测出的机油油量就会偏多；当油标尺布置在发动机的后端，些时测出的机油油量就会偏小。解决此问题的办法就是油标尺尽量布置在油底壳的中间位置，此时不管发动机前倾或是后倾，测出的油面都是较准确的。

4 油标尺的校核

油标尺的校核就是校核发动机在各种倾斜角度下工作，发动机的吸油盘都不能吸入空气。如果一旦吸入空气，轻则会造成发动机缺油报警，重则会造成发动机严重故障。

油标尺的校核，是将发动机机油加到油标尺的下刻度线，发动机在各种最大倾斜角度下工作，发动机的吸油盘都不能吸入空气。一般在发动机设计阶段，用三维仿真模拟进行校核。

[1] 杨连生.内燃机设计[M].北京:机械工业出板社,1981.

Discussion on the design and arrangement of engine oil scale

Engine oil the desibn and layout of the scale,the key is to determine the oil scale calibration and calibration ,and then to determine the oil scale in the layout engine position.This article focuses on the design of the engine oil gauge and the arrangement process,discusses the design and arrangement of engine oil gauge.

Engine; oil gauge, design and layout

U464

A

1008-1151(2016)07-0063-02

2016-06-13

侯伟放（1970－），男，广西桂平人，广西有色金属集团汇元锰业有限责任公司工程师，从事设备安装、管理及维修。