CN101519989A - 用于车辆的干式贮油箱组件 - Google Patents

Abstract

用于车辆的干式贮油箱组件，设有限定了内腔的壳体。壳体设置有横向延伸部分以为内腔增加横向容积，并且具有至少一个内部挡板，内部挡板在内腔中在横向延伸部分的下方连接于壳体且设置成减少腔内的机油飞溅。干式贮油箱组件对于高性能应用例如赛车尤其有用，且它可以使用来自标准车辆应用的构件，这样使得生产这些构件的规模经济最大化，而且它也适用于通常在标准驾驶条件下使用、但偶尔经历高性能使用的车辆。

Description

用于车辆的干式贮油箱组件

技术领域

【0001】本发明涉及干式贮油箱组件，其具有至少一个设置成减少机油飞溅的内部挡板和扩展的横向容积以允许运转期间的更高的机油水平。

背景技术

【0002】乘用车上的内燃发动机的润滑系统可以是湿式或者干式油底壳润滑系统。湿式油底壳润滑系统通常在批量生产的车辆中使用。润滑剂存储在曲轴和油盘的下方。油盘必须较大较深以容纳足够量的润滑剂，例如机油，以润滑发动机。

【0003】干式油底壳润滑系统使用外部箱体来将部分机油存储在发动机外部。因此，在发动机下的较大较深的油盘不再需要。因此，在车辆中发动机的主要重量可以处于更低高度水平。干式油底壳润滑系统通常和高性能发动机一起使用，例如赛车中。

【0004】在使用了干式油底壳润滑系统的车辆中，从外部油箱或储罐中泵出机油供给轴承或者其他需要润滑的发动机零件。在发动机的运转期间从曲轴轴承甩出的机油淋到位于曲轴箱的较低部位的油底壳中。油底壳接收的机油被回油泵泵回到油箱中。这种机油包含大量的夹带空气，夹带空气是在润滑过程中由于飞溅而吸收到机油中的。夹带空气降低了机油的润滑效率。有时，在外部油箱中设置脱气器或者空气分离器以除去机油中的空气，使得从油箱返回到发动机的机油是除去空气的。

发明内容

【0005】干式贮油箱组件(dry sump oil tank assembly)被用于润滑发动机，适合用于高性能车辆如赛车，或者用于可能偶尔经历高性能条件的标准乘用车。干式贮油箱组件包括限定了内腔的壳体。壳体设置有横向延伸部分用以为内腔增加横向容积。因此，内腔的总容积增加了而无需增加壳体的高度。此外，具有足够的机油容积可解决油面下降问题，而无需提高发动机非运转时的机油水平。因此，干式贮油箱组件的顶部附近的空气分离器上固定的曲轴箱强制通风系统不会由于发动机停用或者低速运转时的高机油水平而受到机油的污染。

【0006】干式贮油箱组件还包括至少一个内部挡板，其在内腔中在横向延伸部分的下方连接至壳体。挡板设置成减少腔内的机油飞溅，从而防止拾油器问题，如果在车辆的高速运动(例如，转弯、刹车、加速等)时壳体底部附近的拾油器或者机油入口暴露出来，此问题就会发生。

【0007】第一内部挡板可以被集成在油箱组件的上方壳体部分内，其形成扩展的横向容积。第一挡板朝着壳体的底表面倾斜，并且具有通风口以允许空气从挡板的下面排出。另一个内部挡板可以在第一内部挡板的下方固定于壳体，并且具有排列成同心圆的开口。在一些实施例中，每个开口具有不小于2毫米且不大于10毫米的直径，开口的总面积为大约但不限于，在挡板处截取的内腔的横向截面的总面积的16％。这样的排列使高速转弯时的机油飞溅最小化。

【0008】从下面对实施本发明的最佳模式的详细描述，并结合附图，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将显而易见。

附图说明

【0009】图1是车辆的一部分的示意性透视图，包括发动机以及和发动机流体连通的干式贮油箱组件；

【0010】图2是沿图1中线2-2截取的干式贮油箱组件的示意性透视剖视图；

【0011】图3是图1和图2中干式贮油箱组件的下方壳体部分内的挡板的俯视图。

具体实施方式

【0012】参照附图，其中同样的标记号指代同样的构件，图1示出了车辆10的一部分，包括与干式贮油箱组件14相连的发动机12。机油供应软管16向干式贮油箱组件14提供由位于发动机12的底部的油底壳(sump)18所收集的机油。泵组件，图1中不可见，受到发动机曲轴20的驱动，迫使机油通过机油供应软管16流向干式贮油箱组件14的机油入口22。连接软管24引导来自机油入口22的机油进入分离器26，在这里机油被除去空气，用于曲轴箱强制通风(PCV)系统的空气被从任何夹带机油中分离出来，如将对图2进一步讨论的。被除去空气的机油淋到下方壳体部分28中，在这里机油通过机油返回软管30返回到油泵组件中，以在润滑发动机12时重新使用。泵组件包括压力段，它通过返回软管30从干式贮油箱组件14吸取除去空气的流体供给发动机12。泵组件还包括回油段，它将夹带空气的机油通过连接软管24供应给干式贮油箱组件14，如本领域技术人员所公知的。

【0013】参照图2，干式贮油箱组件14具有机油测量装置34。在这个实施例中，机油测量装置34是量油尺，但是也可以是通常使用的其他任何类型的机油测量装置。机油测量装置34被安装在空气分离器26上，并且延伸通过其上的开口进入到内腔36中，内腔36是由空气分离器26、下方壳体部分28、上方壳体部分38以及延伸部分39形成的，延伸部分39分别连接在下方壳体部分28和上方壳体部分38之间，如图2所示。上方壳体部分38、下方壳体部分28以及延伸部分39一起形成了干式贮油箱组件14的壳体40。空气分离器26也包括开口41、42(示于图2)，它们支撑代表PCV系统的PCV结构形成口43、44(即，孔口)(示于图1)。PCV口43、44引导空气分离器26中的空气分别通过通风管45、46进入到PCV系统的剩余构件(未示出)。加油口盖48(示于图1)也被支撑并安装在空气分离器26上。

【0014】参照图2，内部挡板50，由空气分离器26形成或者集成在空气分离器26中，设置成为通过连接软管24供应的机油除去空气。内部挡板50包括竖直引导部分51，其引导来自连接软管24的机油通过开口52进入到上方通道53。内部挡板50设置成产生螺旋状流动路径，该路径使机油螺旋式向下通过空气分离器26，这使得机油冲击内部挡板50和空气分离器26的内壁，凭此来为机油除去空气。具体来说，机油通过连续螺旋流到螺旋式通道的中间部分55，再到螺旋式通道的下方部分54，最后到出口部分56，从这里机油向下流动通过上方壳体部分38到达下方壳体部分28，并且被收集在拾油器58的周围，拾油器58与图1中的返回软管30相连。

【0015】在图1和图2中都很明显，机油入口22和拾油器58在下方壳体部分28的一侧60处，而在下方壳体部分28的底表面62之上。下方壳体部分28形成冰冷凝阱，使得干式贮油箱组件14内的任何冷凝液将冻结在机油入口22和拾油器58之下，这样就不会干扰流入和流出干式贮油箱组件14的机油。

【0016】对于本领域技术人员人员来说是很明显的，空气分离器26和下方壳体部分28的上文提到的特征，即，机油测量装置34、PCV口43和44、安装于侧面的机油入口22以及形成冰冷凝阱的底表面62，使得空气分离器26和下方壳体部分28对于批量生产的、标准性能的车辆很有用。因此，可以通过生产用于标准车辆的空气分离器26和下方壳体部分28来实现规模经济，将这些直接焊接在一起而无需上方壳体部分38和延伸部分39，上方壳体部分38和延伸部分39主要是为高性能车辆提供实用性，如将在下文讨论的。对于高性能车辆，空气分离器26被焊接或者用紧固件64(图1中示出了多个紧固件)连接到上方壳体部分38，上方壳体部分38被焊接到延伸部分39上，延伸部分39又被焊接到底部壳体部分28上。因此，干式贮油箱组件14也适合于通常在标准驾驶条件下使用、但偶尔经历高性能使用的车辆。

【0017】参照图2，干式贮油箱组件14还包括几个为高性能车辆应用例如赛车专门设计的特征。首先，上方壳体部分38具有横向延伸部分37，其具有非圆柱的形状并且横向向外的延伸超出大致圆柱形状的空气分离器26、延伸部分39和下方壳体部分28。具体来说，横向延伸部分37提供了内腔36的扩展的横向容积66。扩展的横向容积66也可以被称作附腔，它增加了干式贮油箱组件14容纳机油的能力。这解决了“油面下降”现象，即干式贮油箱组件14中的机油的工作水平，在车辆不使用的时候较高，而在使用的时候被降低，因为机油要流经整个润滑系统。严重的油面下降会导致机油的工作水平不够，使得机油入口22和拾油器58在高速操纵期间可能暴露出来，这导致所不期望的油压降。上方壳体部分38的扩展的横向容积66使得具有较高的工作水平，即使发生油面下降，使用时的机油工作水平也足够高，使得机油入口22和拾油器58就不会暴露出来。在图2中标出了未使用时的发动机的示例性机油水平70和使用时的发动机的工作机油水平72，用以说明油面下降现象。扩展的横向容积66允许足够高的使用时的工作机油水平72，而将未使用时的机油水平70的高度最小化，该高度从底表面62起向上测量而得(假设干式贮油箱组件14通常是竖直安装在车辆上)，使得机油就不会污染图1中的PCV分离器26(这种污染被称作“倒翻(pullover)”)。扩展的横向容积66“不均匀地分布”，为不规则的横向突出，不对称地围绕壳体40的大致圆柱部分的中心轴线。

【0018】干式贮油箱组件14还包含内部挡板74、76，它们解决了机油飞溅的问题，此问题在高性能车辆中由于高速操纵而更加严重。内部挡板74是整体环形挡板，此处被称作第一环形挡板，它被铸造成上方壳体部分38的一部分。整体环形挡板74具有外周78和内周80，挡板表面82从外周78朝着内周80向下倾斜。在这个实施例中内周80通常是狭长槽，其尺寸被设计为允许连接管24延伸通过。内部挡板74的形状至少部分地由连接管24的形状决定。挡板表面82的角度由在车辆加速或者转弯所引起的最大侧面载荷时的机油溅射角度决定。在图1中很明显，为了更好地防止高重力运动时机油流出挡板74，内部挡板74的一侧下探得更低。此外，在内部挡板74中机加出通风口84以允许困在挡板74下面的空气通过挡板74向上排出。

【0019】内部挡板76，此处被称作第二挡板，通过环绕内部挡板76的周围分布的凸片85固定在内腔36内的延伸部分39上(图1中示出了一个凸片85)。内部挡板76具有外侧部分86，外侧部分86朝着底表面62向下弯曲，用以将向着内部挡板76的底表面飞溅的机油改变方向使其向下。

【0020】参照图3，形成或者机加出具有管道开口88的内部挡板76，其中，连接管24延伸通过管道开口88，如图1所示。此外，形成或者机加出具有多个开口90的内部挡板76，其中，多个开口90排列成一定式样并具有尺寸，式样和尺寸均设置成有效地最小化从下方壳体部分28向着内部挡板76上方飞溅的机油、而仍然允许足够流量的相对较冷、已除去空气的机油通过开口90到达底部壳体部分28。首先，开口90的式样包括中心开口90A，它居中在内部挡板76的中心C处。开口90围绕中心开口90A以同心圆式排列，如由假想线所表示的，假想线连接着每个同心圆上各自的开口。在这个示例性实施例中，优选地但不限于，包括中心开口90A在内有100个开口90，每个开口90具有不小于2毫米且不大于10毫米的直径D1。已经确定，小于2毫米的开口可以阻止相对较冷、已除去空气的机油回到下方壳体部分28，而具有大于10毫米的直径的开口在可能无法充分地在飞溅期间将机油保持在下方壳体部分28内，从而使得拾油器58暴露出来。开口90加在一起的面积为，优选地但不限于，在内部挡板76的上表面92处截取的腔36的横截面处的内腔36的面积的大约16％。在这个实施例中，因为延伸部分39为圆柱状，相关横截面的面积是具有直径D2的圆，按如下计算：

π/4*(D2)²

【0021】尽管在这个实施例中，开口90具有基本相同的尺寸并且以内部挡板76的中心C为中心围绕，但开口90的尺寸可以在上面讨论的范围内变化，而且中心开口90A不需要与挡板的中心C对齐。

【0022】如上面所讨论的，干式贮油箱组件14对于高性能应用例如赛车尤其有用，且它可以使用来自标准车辆应用的构件，这样使得生产这些构件的规模经济最大化，而且它也适用于通常在标准驾驶条件下使用、但偶尔经历高性能使用的车辆。

【0023】尽管详细描述了实施本发明的最佳模式，但本发明所涉及领域的技术人员将认识到在所附权利要求范围内实践本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (13)

1.一种用于车辆的干式贮油箱组件，包括：

限定了内腔的壳体；其中壳体设置有横向延伸部分以为内腔增加横向容积；

至少一个内部挡板，其在内腔中在横向延伸部分的下方连接于壳体且设置成减少腔内的机油飞溅；

在壳体的底表面之上的机油入口；以及

空气分离器，其具有安装于分离器上的曲轴箱强制通风系统和机油测量装置。

2.权利要求1的干式贮油箱组件，其中，至少一个内部挡板包含整体环形挡板，其从整体环形挡板的外周到整体环形挡板的内周朝着壳体的底表面倾斜；以及其中，整体环形挡板具有通风口以允许空气通过通风口排出。

3.权利要求1的干式贮油箱组件，其中，至少一个内部挡板包含固定于壳体的挡板；其中，挡板具有排列成同心圆的开口；其中，每个开口具有不小于大约2毫米且不大于大约10毫米的直径；以及其中，开口的总面积为内腔在所述至少一个挡板处的面积的大约16％。

4.一种用于车辆的干式贮油箱组件，包括：

壳体，具有大致非圆柱状的上方壳体部分、大致圆柱状的中间壳体部分以及大致圆柱状的下方壳体部分；其中，上方壳体部分横向向外的延伸超出中间和下方壳体部分，使得壳体限定了在上方部分具有扩展的横向容积的内腔；

第一环形挡板，其与上方壳体部分相连；

第二挡板，与中间壳体部分固定；其中，第二挡板具有围绕挡板的中心排列成同心圆的开口；以及其中，第一环形挡板和第二挡板使得溅出下方壳体部分的机油飞溅最小化。

5.权利要求4的干式贮油箱组件，其中，下方壳体部分具有机油入口以接收机油；其中，机油入口在下方壳体部分的一侧；并且还包括：

空气分离器，具有支撑于其上的曲轴箱强制通风系统和量油尺；其中空气分离器固定于上方壳体部分之上。

6.权利要求5的干式贮油箱组件，其中，空气分离器具有内部挡板以为机油除去空气并将机油引导向下方壳体部分。

7.一种干式贮油箱组件，包括：

下方壳体部分，设置有机油入口；其中，下方壳体部分设置成将从机油入口接收的机油保持在其中；

连接软管；

空气分离器，用于从机油中分离夹带空气；其中，连接软管可操作地连接于下方壳体部分和空气分离器，以使机油从下方壳体部分流到空气分离器；其中，空气分离器进一步设置成用于从曲轴强制通风系统中分离机油以及用于安装机油水平测量装置；

上方壳体部分，可操作地连接在空气分离器和下方壳体部分之间；其中，相连接的下方和上方壳体部分以及空气分离器至少部分地限定狭长内腔；其中，机油入口在下方壳体部分的横向部分；以及其中，上方壳体部分横向向外的延伸超出下方壳体部分和空气分离器，使得狭长内腔具有扩展的横向容积。

8.权利要求7的干式贮油箱组件，其中，扩展的横向容积在上方壳体部分内非均匀地分布。

9.权利要求7的干式贮油箱组件，其中，上方壳体部分具有整体环形挡板，整体环形挡板从外周到内周朝着下方壳体部分倾斜。

10.权利要求9的干式贮油箱组件，其中，整体环形挡板具有通风口以允许空气通过通风口从整体环形挡板下方排出到上方壳体部分。

11.权利要求7的干式贮油箱组件，还包括：

下方壳体部分和上方壳体部分之间的延伸部分；以及

连接于延伸部分内的挡板；其中，挡板具有排列成同心圆的开口，这使得从下方壳体部分通过挡板的机油飞溅最小化。

12.权利要求11的干式贮油箱组件，其中，每个开口具有介于大约2毫米和10毫米之间的直径；以及其中，开口的总面积为内腔在所述挡板处的面积的大约16％。

13.权利要求11的干式贮油箱组件，其中，挡板具有连接于延伸部分的凸片。

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