CN101158299B - 一种发动机气缸体润滑油道 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种发动机气缸体润滑油道，机油泵泵出的高压油进入贯穿发动机前后端的主油道，主油道将机油分别引入主轴承润滑油道，主轴承润滑油道延伸至主轴承孔的孔壁处，主轴承润滑油道的旁侧的主轴承孔的孔壁上开设有节流孔，主轴承孔上安装的主轴瓦上开设有第一孔、第二孔以及将第一孔、第二孔连通的油槽，油槽沿主轴瓦的工作面环状开设，所述的第一孔和第二孔分别与主轴承润滑油道和节流孔相连，节流孔的出油口方向指向活塞所在的方向。本发明用节流孔来代替单向阀的喷嘴，通过调整节流孔的倾斜角度，使出油口方向指向活塞所在的方向，以确保润滑油可以喷射到活塞上，达到最佳冷却润滑效果。

Description

一种发动机气缸体润滑油道
技术领域
本发明属于发动机设计领域，具体地说，涉及一种增压发动机活塞的强制冷却润滑。
背景技术
传统上，自然吸气汽油发动机活塞依赖曲柄连杆机构飞溅上去的润滑油完全能够满足冷却润滑要求，不需要单独的强制冷却润滑。随着技术的发展，发动机采用各种先进技术，提高发动机性能。其中增压即是先进技术中的一种，它可以使发动机轻量化，从而提高发动机的经济性。
增压技术的出现使得发动机的升功率大幅上升，这也使得发动机的热负荷大幅度提高。如果活塞的冷却润滑不采取措施，将发生拉缸等故障。一般的增压发动机的活塞冷却润滑，通过气缸体上开冷却油孔，然后安装一个带单向阀的喷嘴，当发动机工作在一定条件需要润滑时，单向阀打开，向活塞裙部喷油，通过润滑油带走活塞表面的温度，从而实现的冷却润滑。
但是就安装这个带单向阀的喷嘴，气缸体的加工复杂了，零部件数量增加了，整个发动机的制造成本将上升。
发明内容
本发明的目的就是提供一种发动机气缸体润滑油道，在无需增加气缸体的加工量又可以减少零件数量的前提下实现增压发动机的活塞冷却润滑。
为实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种发动机气缸体润滑油道，其特征在于：机油泵泵出的高压油进入贯穿发动机前后端的主油道，主油道将机油分别引入主轴承润滑油道，主轴承润滑油道延伸至主轴承孔的孔壁处，主轴承润滑油道的旁侧的主轴承孔的孔壁上开设有节流孔，主轴承孔上安装的主轴瓦上开设有第一孔、第二孔以及将第一孔、第二孔连通的油槽，油槽沿主轴瓦的工作面环状开设，所述的第一孔和第二孔分别与主轴承润滑油道和节流孔相连，节流孔的出油口方向指向活塞所在的方向。
由上述技术方案可知，本发明是用节流孔来代替现有技术中的单向阀的喷嘴，这样既简化了气缸体的加工，又减少了零件数量，大大降低了发动机制造成本。由于机油压力必须高于一定压力单向阀才开启，而节流孔一直是开着的，因此，采用节流孔在发动机低速时会对发动机机油压力产生影响。该问题可以通过控制节流孔的直径来解决。由于孔径比较小，因此可以和喷嘴起到同样的效果。调整节流孔的倾斜角度，使出油口方向指向活塞所在的方向，以确保润滑油可以喷射到目标物即活塞上，使其达到最佳冷却润滑效果。
附图说明
图1是气缸体的等轴视图；
图2是气缸体装配上主轴瓦的等轴视图；
图3是活塞冷却节流孔的剖面图；
图3a、3b和3c分别是图3中的活塞冷却节流孔的三种结构放大意图；
图4、5分别是图3中A--A剖面图，其中图5为装配有主轴瓦的示意图。
具体实施方式
图1所示为气缸体10的等轴视图，机油泵泵出的高压油通过其他零部件油道首先进入油道4，然后进入油道5，通过机油滤清器进入油道6，再进入贯穿发动机前后端的主油道1，主油道1将机油分别引入主轴承润滑油道20，主轴承润滑油道20与主轴承孔40连通，即主轴承润滑油道20延伸至主轴承孔40的孔壁处，主轴承润滑油道20的旁侧的主轴承孔40上开设有节流孔30，主轴承孔40上安装的主轴瓦50的孔壁上开设有第一孔51、第二孔52以及将第一孔51、第二孔52连通的油槽53，即第一孔51和第二孔52开设在油槽53内，油槽53沿主轴瓦50的工作面环状开设，第一孔51和第二孔52贯穿主轴瓦50，将其内外壁连通，所述的第一孔51和第二孔52分别与主轴承润滑油道20和节流孔30相连，节流孔30的出油口方向指向活塞所在的方向。
图2所示为气缸体装配上主轴瓦的等轴视图，通过上主轴瓦50上油槽53与上主轴瓦50上的第一孔51连通，上主轴瓦50上的第二孔52与图1中活塞冷却节流孔30连通，这样高压油沿此通道首先进入主轴瓦50的油槽53，满足对主轴承的润滑，同时进入活塞冷却节流孔30，喷射到活塞底部，满足对活塞的冷却润滑。当节流孔30的直径小到一定程度，各部分油道中的油压将满足发动机设计要求，如果同时通过节流孔30的润滑油的流量也满足活塞冷却润滑要求，这样节流孔30即可替代带单向阀的喷嘴。
图3所示为沿过气缸孔3的轴线2和主轴承孔40的轴线41所在的理论平面进行剖切的活塞冷却节流孔30的剖面图，其中图3a、图3b、图3c是节流孔30的三种放大后的剖面形状。
如图3a、3b、3c所示，所述的节流孔30自主轴承孔40处的进油口到出油口一侧，其孔径由大变小。
如图3a所示，所述的节流孔30包括大孔径和小孔径的两段直孔构成。
如图3b所示，所述的节流孔30包括两头的大孔径和小孔径的直孔，两者之间有锥孔段过渡。
如图3c所示，所述的节流孔30包括两头的大孔径段和锥孔段构成。
这三种截面形状的大直径段主要为了提高机械加工经济性，小直径段主要起节流作用。将小直径段的长度设计较短，大直径段长度设计越长，机械加工经济性越好。同时减小了小直径段本身的沿程阻尼损失，高压油由此喷出的有效高度将增加。直径由大变小时必然会产生局部阻尼损失，不同的截面变化形式产生的局部阻尼损失也是不一样的，图3a中的形状产生的局部阻尼损失最大，b、c形状产生的局部阻尼损失相当，但是c形状相对与b形状少了一段小直径的孔，当由大直径变到相应的小直径时即为节流孔的末端。综合几方面因素，可以看出3种不同的截面形状优缺点如下：
图3a中的形状结构简单，没有锥孔，机械加工经济性好，但局部阻尼损失和沿程阻尼损失的总和比图3b、图3c大；
图3b中的形状相对于a形状增加了一段锥孔过渡，这样局部阻尼损失可以减小，因此局部阻尼损失和沿程阻尼损失的总和比图3a形状小，但是机械加工经济性较图3a形状差；
图3c中的形状相对于图3a、图3b形状局部阻尼损失和沿程阻尼损失的总和最小，但是和图3b形状一样机械加工经济性较差，由于锥孔的末端即为节流孔的末端，而节流孔的小直径段的公差要求较高，因此图3c形状在机械加工过程中控制更困难。
所述的节流孔30的孔径φ1～3mm，本发明采用的节流孔直径为φ1.5mm，一般不会超过φ3mm，节流孔30的直径与整个发动机的油道布置密切相关，如果设计的直径不满足要求，可以改变直径、改变机油泵的性能、改变其他油道布置等措施来实现。
所述的节流孔30的轴线31与气缸孔3的轴线2在平面内的投影夹角：15°＜r＜75°，所述的平面为同时过气缸孔3的轴线2和主轴承孔40的轴线41的平面。
在垂直于主轴承孔40的轴线41的平面内，节流孔30的轴线31与气缸孔3的轴线2的投影线重合或形成接近于重合的夹角。
图3所示，r为节流孔30的轴线31与气缸孔3的轴线2在该平面上的投影夹角，r角度与气缸孔3中心距以及气缸孔3直径的大小有关，当气缸孔3中心距和气缸孔直径一定时，通过改变r角，总能找到一个最佳的r角，使活塞冷却润滑效果达到最佳。在垂直于主轴承孔40的轴线41的平面内，节流孔30的轴线31与气缸孔3的轴线2的投影线也可以设计一定的夹角，但在这个平面内的夹角变化受主轴承孔40结构的限制，变化范围较小。图4给出的剖面正好垂直与主轴承孔40的轴线41，从中可以看出当前图例节流孔30的轴线31与气缸孔3的轴线2在该平面内的投影正好重合，根据产品需要可以设计一定倾斜角度，这样综合两个方向的角度形成一个空间角度，这样更容易满足活塞冷却润滑需要。当然空间角度对于机械加工来讲，需要更复杂的工艺装备，因此首先应用该发明的产品中只在图3剖面中设计了一个倾斜角度r；图4剖面中的投影角度为零，即节流孔30的轴线31与气缸孔3的轴线2的投影线重合。
在上述说明中，仅以图示的直列四缸发动机气缸体为例进行说明，在其它结构形式的气缸体如V型发动机气缸体中仍然可以实施。

Claims (7)

1.一种发动机气缸体润滑油道，其特征在于：机油泵泵出的高压油进入贯穿发动机(10)前后端的主油道(1)，主油道(1)将机油分别引入主轴承润滑油道(20)，主轴承润滑油道(20)延伸至主轴承孔(40)的孔壁处，主轴承润滑油道(20)的旁侧的主轴承孔(40)的孔壁上开设有节流孔(30)，主轴承孔(40)上安装的主轴瓦(50)上开设有第一孔(51)、第二孔(52)以及将第一孔(51)、第二孔(52)连通的油槽(53)，油槽(53)沿主轴瓦(50)的工作面环状开设，所述的第一孔(51)和第二孔(52)分别与主轴承润滑油道(20)和节流孔(30)相连，节流孔(30)的出油口方向指向活塞所在的方向，所述的节流孔(30)的孔径φ1～3mm。
2.根据权利要求1所述的发动机气缸体润滑油道，其特征在于：所述的节流孔(30)自主轴承孔(40)处的进油口到出油口一侧，其孔径由大变小。
3.根据根据权利要求1或2所述的发动机气缸体润滑油道，其特征在于：所述的节流孔(30)包括大孔径和小孔径的两段直孔构成。
4.根据根据权利要求1或2所述的发动机气缸体润滑油道，其特征在于：所述的节流孔(30)包括两头的大孔径和小孔径的直孔，两者之间有锥孔段过渡。
5.根据根据权利要求1或2所述的发动机气缸体润滑油道，其特征在于：所述的节流孔(30)包括两头的大孔径段和锥孔段构成。
6.根据权利要求1或2所述的发动机气缸体润滑油道，其特征在于：所述的节流孔(30)的轴线与气缸孔轴线在平面内的投影夹角：15°＜r＜75°，所述的平面为同时过气缸孔(3)的轴线(2)和主轴承孔(40)的轴线(41)的平面。
7.根据权利要求1或2所述的发动机气缸体润滑油道，其特征在于：在垂直于主轴承孔(40)的轴线(41)的平面内，节流孔(30)的轴线(31)与气缸孔(3)的轴线(2)的投影线重合或形成接近于重合的夹角。
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