CN101424201B - 挡油盘 - Google Patents

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CN101424201B CN2008101739617A CN200810173961A CN101424201B CN 101424201 B CN101424201 B CN 101424201B CN 2008101739617 A CN2008101739617 A CN 2008101739617A CN 200810173961 A CN200810173961 A CN 200810173961A CN 101424201 B CN101424201 B CN 101424201B
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Abstract

本发明涉及挡油盘。本发明提供一种挡油盘装置，所述挡油盘装置构造为可安装在至少部分地被内燃机的发动机汽缸体限定的曲轴箱内。所述曲轴箱具有第一隔室和不相邻的第二隔室。所述内燃机具有可旋转地支撑在曲轴箱内的曲轴。所述挡油盘包括挡盘构件和至少部分地由所述挡盘构件限定的通道，所述通道与所述第一隔室和所述不相邻的第二隔室连通。所述通道可操作成允许所述第一隔室和所述不相邻的第二隔室之间的气体传输以减小内燃机的拖动摩擦。另外还提供了一种包含所述挡油盘的内燃机。

Description

挡油盘
技术领域
本发明涉及内燃机的挡油盘。
背景技术
油底壳通常设置在内燃机的发动机汽缸体和曲轴的下面，并且构造成接收从发动机汽缸体、气门系、曲轴和/或支撑曲轴的主轴承流出或以其他方式排出的油。油聚集在油底壳的集油槽中，然后从集油槽拾取位置泵送到与内燃机关联的润滑系统中。
曲轴的旋转和活塞的往复运动将促使气体在曲轴箱内运动，从而引起湍流，曲轴箱是所述曲轴容纳在其中的容积。这些湍流的气体可称作“风阻气流”。在内燃机的运行期间，否则将流入油底壳的一些油可能替代地被夹带到气体中。因此，一些车辆发动机包括挡油板，也称作“挡油盘”，从而使曲轴与油底壳分离，以便减少或消除曲轴旋转对存储或收集在油底壳中的油的影响。挡油板用来从气体除油并且防止气体对油的夹带，这允许油流回到集油槽并再循环通过发动机的润滑系统。另外，由于与活塞在内燃机内的往复运动相关联的泵送作用所导致的曲轴箱内的低效气体传输，内燃机的运行效率可能减小。该气体传输特性称作“隔室-隔室通气”(bay-to-bay breathing)。曲轴箱的容积或隔室之间的气体传输经常被结构障碍物(例如隔壁、主轴承盖等)阻碍。
发明内容
本发明提供一种挡油盘装置，所述挡油盘装置构造为可安装在至少部分地被内燃机的发动机汽缸体限定的曲轴箱内。所述曲轴箱具有第一隔室和不相邻的第二隔室，即，至少第三隔室位于所述第一隔室和第二隔室之间。所述内燃机具有可旋转地支撑在曲轴箱内的曲轴。所述挡油盘包括挡盘构件和至少部分地由所述挡盘构件限定的通道，所述通道与所述第一隔室和所述不相邻的第二隔室连通。所述通道可操作成充分允许所述第一隔室和所述不相邻的第二隔室之间的气体传输，从而减小内燃机的拖动摩擦力。另外还公开了一种包含所述挡油盘的内燃机。
本发明提供一种可安装在曲轴箱内的挡油盘，所述曲轴箱由内燃机的发动机汽缸体限定并且具有第一隔室和第二隔室以及位于所述第一隔室和第二隔室之间的至少第三隔室，每个隔室具有容纳气体的可变容积，所述内燃机具有曲轴，所述曲轴具有旋转轮廓并且可旋转地支撑在所述曲轴箱内，所述挡油盘包括：
挡盘构件；
其中，所述挡盘构件至少部分地限定与所述第一隔室和所述不相邻的第二隔室连通的通道；以及
其中，所述通道可操作以允许所述第一隔室和所述第二隔室之间的气体传输，从而减小所述内燃机的曲轴箱流体泵送损失。
如上所述的挡油盘，其特征在于，所述挡盘构件限定多个纵向延伸的槽，所述槽可操作促进油在所述曲轴箱内的回流。
如上所述的挡油盘，其特征在于还包括：至少一个盾形件，所述盾形件操作地连接到所述挡盘构件并且可操作接合所述发动机汽缸体以将从所述发动机汽缸体流出的油引导离开所述曲轴。
如上所述的挡油盘，其特征在于还包括：
操作地连接到所述挡盘构件的刮刀；以及
其中，当所述挡油盘安装在所述曲轴箱内时，所述刮刀被定位成充分邻近于所述曲轴以从所述曲轴剥离油。
如上所述的挡油盘，其特征在于，所述刮刀被成形为近似于所述曲轴的旋转轮廓。
如上所述的挡油盘，其特征在于，所述挡盘构件限定第一孔，所述第一孔可操作实现所述第一隔室和所述通道之间的连通，并且其中所述挡盘构件限定第二孔，所述第二孔可操作实现所述第二隔室和所述通道之间的连通。
本发明还提供一种内燃机，其包括：
部分地限定曲轴箱的发动机汽缸体，所述曲轴箱具有第一隔室和第二隔室以及位于所述第一隔室和第二隔室之间的至少第三隔室，每个隔室容纳气体；
安装在所述曲轴箱内的挡油盘；
其中所述挡油盘至少部分地限定通道；
其中所述通道与所述第一隔室和所述第二隔室连通；以及
其中，所述通道可操作成实现所述第一隔室和所述第二隔室之间的气体传输，从而减小所述内燃机的拖动摩擦。
如上所述的内燃机，其特征在于还包括：
曲轴，所述曲轴由所述发动机汽缸体可旋转地支撑在所述曲轴箱内；
刮刀，所述刮刀操作地连接到所述挡油盘并且定位成充分邻近于所述曲轴；以及
其中所述刮刀可操作从所述曲轴剥离油。
如上所述的内燃机，其特征在于，所述刮刀被成形为近似于所述曲轴的旋转轮廓。
如上所述的内燃机，其特征在于，所述挡油盘限定多个槽，所述多个槽沿着所述挡盘构件平行于所述曲轴的旋转轴线纵向延伸，并且可操作促进油在所述曲轴箱内的回流。
如上所述的内燃机，其特征在于还包括：
至少一个盾形件，所述盾形件操作地连接到所述挡油盘并且可操作接合所述发动机汽缸体以将从所述发动机汽缸体流出的油引导离开所述曲轴。
如上所述的内燃机，其特征在于，所述挡油盘限定第一孔，所述第一孔可操作实现所述第一隔室和所述通道之间的连通，并且其中所述挡油盘限定第二孔，所述第二孔可操作实现所述第二隔室和所述通道之间的连通。
如上所述的内燃机，其特征在于还包括：
至少一个主盖，可操作以相对于所述发动机汽缸体保持所述曲轴；
至少一个紧固件，可操作以相对于所述发动机汽缸体保持所述至少一个主盖；以及
其中所述至少一个紧固件可操作以将所述挡油盘安装在所述曲轴箱内。
如上所述的内燃机，其特征在于，所述至少一个紧固件包括双头螺栓，所述双头螺栓具有可被螺母接合的螺纹部分，其中所述挡油盘限定凹部，所述凹部可操作接收所述螺母的至少一部分。
本发明还提供一种可安装在曲轴箱内的挡油盘，所述曲轴箱由内燃机的发动机汽缸体限定并且具有被第二隔室和第三隔室分开的第一隔室和第四隔室，其中所述第一隔室、第二隔室、第三隔室和第四隔室各容纳可变容积的气体，所述内燃机具有曲轴，所述曲轴具有旋转轮廓并且可旋转地支撑在所述曲轴箱内，所述内燃机具有八缸构造，所述挡油盘包括：
挡盘构件；
其中，所述挡盘构件限定可操作促进油在所述曲轴箱内的回流的多个槽；
操作地连接到所述挡盘构件的刮刀；
其中，当所述挡油盘安装在所述曲轴箱内时，所述刮刀被定位成充分邻近于所述曲轴以从所述曲轴剥离油；
其中，所述挡盘构件至少部分地限定与所述第一隔室和所述第四隔室连通的通道；以及
其中，所述通道可操作以允许所述第一隔室和所述第四隔室之间的气体传输，从而减小所述内燃机的拖动摩擦。
如上所述的挡油盘，其特征在于，所述刮刀被成形为近似于所述曲轴的旋转轮廓。
如上所述的挡油盘，其特征在于，所述挡盘构件限定第一孔，所述第一孔可操作实现所述第一隔室和所述通道之间的连通，并且其中所述挡盘构件限定第二孔，所述第二孔可操作实现所述第四隔室和所述通道之间的连通。
结合附图从以下实施本发明的最佳方式的详细说明中可以清楚理解本发明的上述特征和优点以及其它特征和优点。
附图说明
图1是内燃机的底侧的分解透视图，所述内燃机具有可安装在曲轴箱内的挡油盘，所述曲轴箱具有第一、第二、第三和第四隔室；
图2是图示出图1的第一、第二、第三和第四隔室中的每个隔室的排出容积与曲轴转角的曲线关系的图表；
图3是图1的挡油盘的底侧的透视图；
图4是图1的挡油盘的顶侧的透图；以及
图5是图2和图3的挡油盘的一部分的剖视图，示出了安装所述挡油盘的方法。
具体实施方式
参看附图，其中，在各视图中，相同的附图标记对应于相同或相似的部件，在图1中示出了内燃机的一部分，总体上以标记10标出。图1的内燃机10是八缸V型发动机。内燃机10包括发动机汽缸体12，发动机汽缸体12优选由铸造金属形成，例如铝、铁、镁等。发动机汽缸体12具有适于将油盘(未示出)安装到内燃机10的安装表面13。发动机汽缸体12可旋转地支撑曲轴14。曲轴14相对于发动机汽缸体12被多个主轴承盖16保持，并且绕旋转轴线(以A标注)转动。主轴承盖16通过紧固件17安装到发动机汽缸体12。曲轴14操作将活塞(未示出)的往复运动转变为旋转运动。
发动机汽缸体12至少部分地限定曲轴箱18。曲轴箱18包括对应于第一和第二汽缸(均未示出)的第一隔室20、对应于第三和第四汽缸(均未示出)的第二隔室22、对应于第五和第六汽缸(均未示出)的第三隔室24、以及对应于第七和第八汽缸(均未示出)的第四隔室26。发动机汽缸体12的特征在于具有“深裙式(deep skirt)”设计，使得裙部28和30从发动机汽缸体12悬垂或伸出，并且与主轴承盖16配合以部分地限定第一、第二、第三和第四隔室20、22、24和26。第一、第二、第三和第四隔室20、22、24和26各自随内燃机10的运行而发生容积变化并且在其中包含一定量的气体。
挡油盘32构造成安装在内燃机10的曲轴箱18内。挡油盘32优选设置在内燃机10的曲轴14和油盘之间，并且可操作在内燃机10的运行期间减少曲轴箱18内的风阻气流或湍流气体的卷油(oil entrainment)。挡油盘32优选由冲压金属形成，例如钢或铝。多个螺母34(其中之一示于图1)与紧固件17配合将挡油盘32安装在曲轴箱18内。在下文将参照图5更详细地讨论通过紧固件17和螺母34安装挡油盘32的方法。在下文将参照图3和4更详细地讨论挡油盘32的各个方面。
用于内燃机10的示范性点火顺序(即，包含在汽缸内的燃料空气混合物被点燃以启用或启动相应活塞的膨胀冲程的顺序)是1-8-4-3-6-5-7-2(遵循汽缸编号规定，其中，八缸发动机的一个汽缸组包括按升序奇数编号的汽缸，而相对的汽缸组包括按升序偶数编号的汽缸)。这样，如图2的曲线图36所示，可以绘制由活塞的往复运动产生的第一、第二、第三和第四隔室20、22、24和26内的相对排出容积相对于曲轴14的旋转角的曲线。
参看图2，曲线图36图示出第一、第二、第三和第四隔室20、22、24和26相对于排量为4.7升的示范性八缸V型内燃机的曲轴转角的排出容积。曲线38图示出在内燃机10的运行期间第一隔室20排出的容积。排出容积的正值表示第一隔室20的容积大于平衡值，即零排出容积。或者，排出容积的负值表示第一隔室20的容积小于平衡值。类似的规定也适用于对应第二隔室22的曲线40、对应第三隔室24的曲线42和对应第四隔室26的曲线43。在图2中如曲线38和43所示，第一隔室20和第四隔室26的相应容积是相反且交替排出的。类似地，曲线40和42图示出第二隔室22和第三隔室24的相应容积是相反且交替排出的。由于第二隔室22和第三隔室24充分邻近于彼此，因此排出的气体可交替地从第二隔室22传给第三隔室24并第三隔室24传给第二隔室22，以便平衡气体流量和减小第二隔室22和第三隔室24之一内的任何压力升高，从而减小内燃机10内的拖动摩擦损失。然而，第一隔室20和第四隔室26基本上不彼此相邻，即，第一隔室20和第四隔室26被第二隔室22和第三隔室24分开，如图1所示；因此，气体必须穿过以平衡气体流量和减小第一隔室20和第四隔室26之一内的任何压力升高的路径可能是曲折的或迂回的，从而导致拖动摩擦损失的增大和内燃机10的运行效率的降低。在内燃机10运行期间的这种隔室之间的气体传输被称为隔室-隔室通气。
现在参看图3并继续参看图1，示出了图1的挡油盘32，其进一步图示出优选实施例的各方面。挡油盘32包括至少部分限定通道46(示于图4)的挡盘构件44。通道46基本上延伸挡盘构件44的长度，并且与第一隔室20和第四隔室26连通。通道46可操作促进在内燃机10运行期间由第一隔室20和第四隔室26的容积变化(见图2)所产生的第一隔室20和第四隔室26之间的气体传输交换。通道46优选由管槽式构件48形成，所述管槽式构件48由金属板形成并附接或安装到挡盘构件44。管槽式构件48可由钢、不锈钢、铝等形成，并且可使用已知的紧固手段(例如焊接、粘接、机械紧固等)固定于挡盘构件44。
图4所示的盾形件50和52从挡盘构件44悬垂或伸出，并且构造成接合发动机汽缸体12的相应裙部28和30。盾形件50和52可操作将从气缸盖(未示出)和发动机汽缸体12流出的油引导离开旋转的曲轴14，从而减少或防止所述油被曲轴箱18内的气体夹带。盾形件50和52可与挡盘构件44一体形成，或者可以分别形成并使用已知的紧固技术连接。
参看图4并继续参看图1和3，示出了图3的挡油盘32的顶侧(即，与曲轴14相邻的一侧)的透视图。窗或孔54由挡盘构件44限定，并且可操作提供第一、第四隔室20、26和通道46之间的连通。挡盘构件44限定了多个气窗或槽56，所述气窗或槽56可操作促进从旋转的曲轴14甩出的油的回流。槽56优选大致平行于曲轴14的旋转轴线A沿着挡盘构件44纵向延伸。刮刀58安装于挡盘构件44，使得当挡油盘32安装到内燃机10时，刮刀58被定位成充分邻近于曲轴14。刮刀58具有成形轮廓60以近似于曲轴14的旋转轮廓。刮刀58可操作在内燃机10的运行期间从旋转的曲轴14剥离油或除油，从而减小风阻气流卷油的可能性。
多个凹部62由挡盘构件44限定，并且可操作充分围住紧固件17的至少一部分，从而允许挡油盘32在安装到内燃机10时更紧密地装配于曲轴14。在下文将参照图5更详细地讨论相对于内燃机10安装挡油盘32的方法。
现在参看图5，示出了图1的内燃机10的一部分的剖视图，图示出与优选实施例相符的紧固方法。紧固件17包括可操作成螺纹接合发动机汽缸体12的双头螺栓64。螺母66螺纹接合所述双头螺栓64并且与垫圈68配合，从而相对于发动机汽缸体12保持主轴承盖16。由挡盘构件44限定的凹部62构造成在其中接收螺母66的至少一部分，使得挡盘构件44相对于曲轴14被紧凑地安装，如图1所示。螺母34螺纹接合双头螺栓64从螺母66伸出的螺纹部分72。螺母34可操作相对于内燃机10保持挡盘构件44。双头螺栓64和螺母66可以一体形成或者是分离的(如图5所示)，并且仍然在本发明要求保护的范围内。
通过借助通道46减小曲轴箱18的第一隔室20和第四隔室26之间的流动限制，可以减小内燃机10的曲轴箱流体泵送损失，从而改进内燃机10的高速动力输出。另外，挡油盘32可操作减少气体内的卷油，从而进一步减小内燃机10内的摩擦损失。由于减小了的摩擦损失，挡油盘32可降低高发动机转速和全负荷运行条件时的大部分油温度。此外，挡油盘32有效地减少油发泡(oil aeration)，从而改进在部分负荷和全负荷运行条件下高发动机转速时的内燃机10的润滑系统的有效性。
上文的讨论主要集中于八缸V型内燃机的隔室-隔室通气特性，然而，本领域技术人员可想到所述的挡油盘可以包括在替代性发动机结构内，例如六缸V型发动机和直列式发动机，并且仍然在本发明所要求保护的范围内。虽然已经详细描述了实施本发明的最佳方式，但是，本发明所涉及的本领域技术人员可想到在所附权利要求范围内的实施本发明的各种替代性设计和实施例。

Claims (17)

1.一种可安装在曲轴箱内的挡油盘，所述曲轴箱由内燃机的发动机汽缸体限定并且具有第一隔室和第二隔室以及位于所述第一隔室和第二隔室之间的至少第三隔室，每个隔室具有容纳气体的可变容积，所述内燃机具有曲轴，所述曲轴具有旋转轮廓并且可旋转地支撑在所述曲轴箱内，所述挡油盘包括：
挡盘构件；
其中，所述挡盘构件至少部分地限定与所述第一隔室和所述不相邻的第二隔室连通的通道；以及
其中，所述通道可操作以允许所述第一隔室和所述第二隔室之间的气体传输，从而减小所述内燃机的曲轴箱流体泵送损失。
2.根据权利要求1所述的挡油盘，其特征在于，所述挡盘构件限定多个纵向延伸的槽，所述槽可操作促进油在所述曲轴箱内的回流。
3.根据权利要求1所述的挡油盘，其特征在于还包括：至少一个盾形件，所述盾形件操作地连接到所述挡盘构件并且可操作接合所述发动机汽缸体以将从所述发动机汽缸体流出的油引导离开所述曲轴。
4.根据权利要求1所述的挡油盘，其特征在于还包括：
操作地连接到所述挡盘构件的刮刀；以及
其中，当所述挡油盘安装在所述曲轴箱内时，所述刮刀被定位成充分邻近于所述曲轴以从所述曲轴剥离油。
5.根据权利要求4所述的挡油盘，其特征在于，所述刮刀被成形为近似于所述曲轴的旋转轮廓。
6.根据权利要求1所述的挡油盘，其特征在于，所述挡盘构件限定第一孔，所述第一孔可操作实现所述第一隔室和所述通道之间的连通，并且其中所述挡盘构件限定第二孔，所述第二孔可操作实现所述第二隔室和所述通道之间的连通。
7.一种内燃机，包括：
部分地限定曲轴箱的发动机汽缸体，所述曲轴箱具有第一隔室和第二隔室以及位于所述第一隔室和第二隔室之间的至少第三隔室，每个隔室容纳气体；
安装在所述曲轴箱内的挡油盘；
其中所述挡油盘至少部分地限定通道；
其中所述通道与所述第一隔室和所述第二隔室连通；以及
其中，所述通道可操作成实现所述第一隔室和所述第二隔室之间的气体传输，从而减小所述内燃机的拖动摩擦。
8.根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于还包括：
曲轴，所述曲轴由所述发动机汽缸体可旋转地支撑在所述曲轴箱内；
刮刀，所述刮刀操作地连接到所述挡油盘并且定位成充分邻近于所述曲轴；以及
其中所述刮刀可操作从所述曲轴剥离油。
9.根据权利要求8所述的内燃机，其特征在于，所述刮刀被成形为近似于所述曲轴的旋转轮廓。
10.根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于，所述挡油盘限定多个槽，所述多个槽沿着所述挡盘构件平行于所述曲轴的旋转轴线纵向延伸，并且可操作促进油在所述曲轴箱内的回流。
11.根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于还包括：
至少一个盾形件，所述盾形件操作地连接到所述挡油盘并且可操作接合所述发动机汽缸体以将从所述发动机汽缸体流出的油引导离开所述曲轴。
12.根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于，所述挡油盘限定第一孔，所述第一孔可操作实现所述第一隔室和所述通道之间的连通，并且其中所述挡油盘限定第二孔，所述第二孔可操作实现所述第二隔室和所述通道之间的连通。
13.根据权利要求7所述的内燃机，其特征在于还包括：
至少一个主盖，可操作以相对于所述发动机汽缸体保持所述曲轴；
至少一个紧固件，可操作以相对于所述发动机汽缸体保持所述至少一个主盖；以及
其中所述至少一个紧固件可操作以将所述挡油盘安装在所述曲轴箱内。
14.根据权利要求13所述的内燃机，其特征在于，所述至少一个紧固件包括双头螺栓，所述双头螺栓具有可被螺母接合的螺纹部分，其中所述挡油盘限定凹部，所述凹部可操作接收所述螺母的至少一部分。
15.一种可安装在曲轴箱内的挡油盘，所述曲轴箱由内燃机的发动机汽缸体限定并且具有被第二隔室和第三隔室分开的第一隔室和第四隔室，其中所述第一隔室、第二隔室、第三隔室和第四隔室各容纳可变容积的气体，所述内燃机具有曲轴，所述曲轴具有旋转轮廓并且可旋转地支撑在所述曲轴箱内，所述内燃机具有八缸构造，所述挡油盘包括：
挡盘构件；
其中，所述挡盘构件限定可操作促进油在所述曲轴箱内的回流的多个槽；
操作地连接到所述挡盘构件的刮刀；
其中，当所述挡油盘安装在所述曲轴箱内时，所述刮刀被定位成充分邻近于所述曲轴以从所述曲轴剥离油；
其中，所述挡盘构件至少部分地限定与所述第一隔室和所述第四隔室连通的通道；以及
其中，所述通道可操作以允许所述第一隔室和所述第四隔室之间的气体传输，从而减小所述内燃机的拖动摩擦。
16.根据权利要求15所述的挡油盘，其特征在于，所述刮刀被成形为近似于所述曲轴的旋转轮廓。
17.根据权利要求15所述的挡油盘，其特征在于，所述挡盘构件限定第一孔，所述第一孔可操作实现所述第一隔室和所述通道之间的连通，并且其中所述挡盘构件限定第二孔，所述第二孔可操作实现所述第四隔室和所述通道之间的连通。
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