汽车发动机湿式油底壳的完善与改造—— 一种汽车发动机油底壳新型实用专利

杨立平

（北京电子科技职业学院汽车工程学院，北京 100016）

汽车发动机湿式油底壳的完善与改造
—— 一种汽车发动机油底壳新型实用专利

杨立平

（北京电子科技职业学院汽车工程学院，北京 100016）

当汽车在刹车、加速、上下陡坡行驶时，传统油底壳会发生吸油口无油现象，常此以往就会直接影响发动机的性能和寿命。在传统油底壳基础上进行改造的新型发动机油底壳，很好地解决了吸油空缺的问题。

湿式油底壳；完善；改造

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

前言

发动机作为汽车的核心部件，其性能的好坏对汽车的整体性能具有较大的影响。发动机主要由引擎、曲轴箱和润滑系统组成，发动机油底壳是曲轴箱的下半部分。它的作用是封闭曲轴箱，防止杂质进入其内，并且作为润滑系统中储油槽的外壳，收集和存储由发动机各摩擦表面流回的润滑油，散去部分热量，防止润滑油氧化。

1 现有湿式发动机油底壳存在的问题与解决方法

1.1 存在的问题

当汽车在行驶过程中，会遇到不同的路况。驾驶员根据路面的各种情况，可能采取刹车、启动，或路面形成的坡道，而使发动机油底壳内的润滑油在自身惯性或重力作用下，容易发生油流波动或油流飞溅的现象。

油流的波动或飞溅可引起以下两方面的问题：一是使得润滑油渗入引擎中的气缸内，润滑油在气缸内燃烧不充分造成缸内积碳；二是使得油底壳的吸油口出现瞬时真空吸油状态，影响润滑油的供油连续性，造成整个润滑系统出现短暂的无润滑现象。

1.2 解决方法

针对上述存在的问题，现有的技术中通常是在油底壳内部固定设置挡油板。虽然可以对油流起到一定的稳定作用，但是当油流波动比较剧烈，如紧急制动或上下坡道时，则会造成吸油空白甚至油流飞溅，其稳定效果不理想。另外，现有技术中汽车发动机油底壳多数为深槽状，深槽状的发动机油底壳虽然可以对润滑油的供油连续性起到一定的作用，但是深槽状的油底壳会使发动机的重心提高进而造成整个车辆的重心升高，影响了汽车的平稳性和速度的提升。因此，一种能够改善供油连续性和防止润滑油飞溅而造成缸内积碳的发动机油底壳亟待出现。

2 新型油底壳的基本思路

该油底壳的设计是加装可移动的挡油板，其目的是可将现有带有深槽的油底壳，变成平底的油底壳而降低发动的整体高度，最终降低整车的高度，近一步改善汽车的提速和稳定性。移动挡油板可以将由于汽车刹车造成的油流冲击，或陡坡造成的倾斜形成的油量局部减少（油泵的吸油口处）迅速回流，防止吸油口出现真空状态而造成瞬时空吸油状态。同时，移动式挡油板还可以降低润滑油的飞溅高度（不超过正常飞溅润滑的高度），从而有效降低气缸内的积碳量。

3 新型油底壳的构成与作用

3.1 新型油底壳的基本构成

如图1所示，新型油底壳主要由壳体1，侧挡块2，压力开关3，前侧板4，滚轮5和9，弧形移动挡板6，底板挡块7，水平移动挡板8，底板10，连接绳11，换向导轮12等组成。

图1

3.2 各部件的作用

移动板挡块的作用是，分别限制弧形回油板和水平移动挡油板行程和非工作时的位置；工作状态显示开关的作用是时时显示移动挡油板是否在工作，开关接通或断开显示灯，以便告诉司机是否有故障；弧形回油板的功用是将冲击到油底壳壁上的油尽快导流回到油底壳底部，以快速将吸油口处短缺的油回补；滚动轮的作用是带动弧行板和水平移动挡油板顺畅移动减小移动阻力；水平移动挡油板的功用是阻止由于冲击或道路倾斜造成的油流前移（刹车或下坡）或后移（加速或上坡），保证吸油口处尽快恢复足够的油量；换向导轮的功用是将弧形回油板的运动方向反向传递给水平移动挡油板，使由于刹车或加速造成的吸油口处减少的油流迅速回补；导轨的作用是让移动挡油板和弧形回油板按照规定的线路移动；回位弹簧的功用是使移动挡油板迅速回到初始位置，以便下个工作循环；拉线的作用是连接弧形回油板与水平挡油板，同时与换向轮配合使水平挡油板与弧形回油板形成反向运动。

4 新型油底壳的工作原理

车辆在行驶过程中，车辆无非就是启动、刹车对于油箱的燃油造成波动，或是汽车在上、下坡道时，造成油流前倾后涌。这四种情况是造成燃油吸油不利的根本原因，下面就这四种情况下油箱的工作原理进行分析。

4.1 刹车

当汽车采取刹车时由于惯性所致，导致底壳中的油会向前冲击，从而造成油泵吸油口处出现短时的无油状态。为避免该现象，采用了移动式挡油板和弧形回油板。其过程是：当刹车时，惯性使得润滑油向前冲击，同时正是惯性也使得弧形回油板向前上方移动，在移动时有两个现象形成。其一，是将前冲的润滑油在弧形回油板上降低飞溅高度。如果没有弧形板，就没有缓冲（直接飞溅到与低部形成900的在油底壳侧壁上导致冲击过大飞溅高度增加）。其二，弧形回油板可以迅速将冲击到其上的润滑油反向回流到油底壳（油随着弧形回油板高度的上升会增加其势能，因此很快地反流到油底壳）。这里有两层意思：其一是弧形回油板上升自身的势能增加，将附着在上面的油迅速回流到油底壳，是相对于原由油底壳垂直壳体而言的，因该板不动只能依靠油的自重回流当然速度就慢；其二是指由于弧形板向前上方移动，缩短了油流的冲击距离，加之弧形板在油底壳水平板与垂直板所形成的直角处，有一定的挡油作用，减少了飞溅油的数量，且降低了飞溅高度，因此油的回流速度则增快。

与此同时，水平移动挡油板在弧形回油板的带动下，会向与之相反的方向移动。一方面阻止润滑油向前冲击。同时为防止相向运动而产生的飞溅现象，在水平移动挡油板上设有穿行孔。其目的是减少反方向运动造成的冲击力而形成飞溅，但又有阻挡油流前冲的功能。保证油泵吸油口处有足够高度的润滑油，防止吸油真空状态，提高发动机的润滑效果。

4.2 下陡坡时

当车行进在比较陡的下坡道时，油底壳的润滑油也会前冲而造成与刹车时同样的问题。此时，水平挡油板会将前冲油流挡回到吸油口处，避免出现无油的现象。

4.3 提速或上坡时

当车的加速度很大或是下陡坡时，油底壳中的油会向后冲击或移动。同样出现吸油口处无油或是飞溅等状况。此时在油底壳后部的移动式挡油板装置会和前挡油板一样的原理，进行工作并反向推动油流回到吸油口或防止飞溅。

5 各部件的设计思路

产品在设计时，各部件的形状和彼此间的连接与配合需要严格的控制。首先水平移动挡油板与油底壳底部的间隙，应在保证水平移动板能顺畅移动前提下，尽可能的小一些，以便确有阻挡油流的作用。

移动挡油板通过滚动轮与箱体的滑道连接，形成可移动的挡油板。轮子的功用是让挡油板有快速的响应，以便满足回油和防飞溅的作用。

弧形回油板也是通过滚轮和箱体滑道相连接，同时，将板制作成弧形的目的是缓和由于刹车或下陡坡和加速或上陡坡时造成的油流的冲击和迅速让油回流到吸油口处。

拉线采用高抗拉强度的钢丝线，为防止由于断裂而损坏发动机，采用暗埋在箱体的孔中。

滚轮采用滚珠滚动轴承，该类轴承的摩擦系数低润滑好，有利于移动板的有效移动。

滑道则采用焊接式，由上盖板、侧面板组成。

转向滑轮采用带沟槽的标准件，该轮安装在箱体上的固定轴销上。

回位弹簧采用标准件，要求具有足够的回拉力但又不能造成太大前行阻力。

移动板挡块焊接在箱体前侧板和箱体底板适当位置（保证回油有效推力即可）。

工作状态显示开关，采用压力开关。只有移动板正常工作时，开关才会接通显示灯才会闪亮。当有冲击或坡道时，显示灯无闪亮则说明装置损坏。

6 该专利油箱的有益效果

通过上述改造，解决了传统深槽油底壳特别是平底油底壳，由于刹车或下陡坡、加速或上陡坡时造成的吸油口处出现无油现象，从而改善了发动机的瞬时无润滑的问题。短时间无润滑现象，若长此以往就会影响发动机的性能和寿命。

同时，由于水平移动挡油板和弧形回油板的作用，稳定了油流的波动并防止了过高的飞溅。从而可大大减少由于飞溅到缸体内的机油的燃烧而形成的积碳。因此，该方案的有益效果是提高了发动机的润滑效率；减少发动机的积碳，最终改善了其性能并提高了寿命。

[1] 川崎昌美,新型V6发动机的开发[J].国内内燃机,200739（2）：30～33

[2] 陆克久,DLC薄膜在发动机滑动摩擦副上的应用[J].汽车工艺材料.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

杨立平，就职于北京电子科技职业学院。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.15.019