CN105888767A

CN105888767A - 油盘和包括该油盘的发动机组件

Info

Publication number: CN105888767A
Application number: CN201610035156.2A
Authority: CN
Inventors: A.R.扎德; A.R.瓦德瓦; R.A.巴克曼; C.普尤
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-02-12
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2016-08-24
Also published as: US20160237867A1; DE102016101858A1

Abstract

一种发动机组件包括具有油盘主体的油盘。油盘主体包括限定构造为收集油的空腔的内盘表面和与内盘表面相对的外盘表面。发动机组件还包括布置在空腔内的热交换器。所述热交换器浸没于收集在油盘空腔中的油里，并且能够接收传热流体，以便促进在所述空腔中的油与流过所述热交换器的传热流体之间的热传递。

Description

油盘和包括该油盘的发动机组件

技术领域

本公开涉及一种油盘和包括该油盘的发动机组件。

背景技术

油盘可以收集用于润滑内燃发动机的油。在内燃发动机的操作过程中，油可在内燃发动机内循环以润滑该内燃发动机的运动部件，消散热能并防止所述内燃发动机的磨损。在润滑发动机的运动部件之后，所述油通过油盘收集。

发明内容

为了最大限度地提高内燃发动机预热时的燃料效率，在油盘的油应被尽可能快地加热到最佳温度。当油处于它的最佳温度时，在油中的燃料稀释可以被最小化。此外，在油中的水分可通过将油的温度维持在其最佳水平而被最小化，从而最大化发动机油的寿命。因此，目前公开的发动机组件包括能够将内燃发动机预热时加热油所花费的时间最小化的油盘。在一个实施例中，发动机组件包括具有油盘主体的油盘。油盘主体包括限定构造为收集油的空腔的内盘表面和与内盘表面相对的外盘表面。发动机组件还包括布置在空腔内的热交换器。热交换器浸没于收集在油盘的空腔中的油里，并且可以接收传热流体，以便促进在空腔中的油与流过热交换器的传热流体之间的热传递。可以设想的是，所述热交换器可放置在油盘空腔内部的油泵的泵吸入口之下，从而独立于油泵流速而促进所述油的冷却或加热。替换地地，泵拾取管入口可以位于热交换器之下以最大化通过热交换器的油流。因为热交换器被布置在空腔的内部，油盘主体可以是全部或部分地用轻质材料制成，诸如聚合物、复合材料或任何合适的聚合材料。本公开还涉及一种包括上述发动机组件的车辆。

发动机组件中，入口和出口中的每一个延伸穿过顶壁部分。

发动机组件还可包括至少部分地布置在空腔内的油泵，并且热交换器至少部分地布置在油泵与油盘主体的底壁之间。

发动机组件中，油盘主体至少部分地由聚合材料制成。

一种油盘，包括：

限定构造为收集油的空腔的油盘主体，其中，所述油盘主体包括：

侧壁；

联接到所述侧壁的底壁；和

由所述油盘主体形成并且延伸穿过所述侧壁的壁开口；

至少部分地布置在所述空腔内的热交换器，其中，所述热交换器至少部分地延伸穿过所述壁开口；并且

其中，所述热交换器构造为接收传热流体，以便促进在所述空腔中的油与流过所述热交换器的传热流体之间的热传递

油盘还包括围绕所述壁开口布置的不透液的密封件。

油盘中，热交换器包括布置在空腔之外的外交换器部分。

油盘还包括延伸穿过外交换器部分和油盘主体的多个紧固件，以便将热交换器联接到油盘主体。

油盘中，油盘主体至少部分地由聚合材料制成。

一种车辆，包括：

包括油盘主体的油盘，其中，所述油盘主体包括：

限定构造为收集油的空腔的内盘表面；

与所述内盘表面相对的外盘表面；

布置在所述空腔内的热交换器，其中，所述热交换器构造为浸没于收集在所述油盘的空腔中的油里；并且

车辆中，油盘主体限定延伸穿过其中的壁开口，并且壁开口部分地接收热交换器，使得热交换器被部分地布置在空腔之外。

当结合附图时，本公开的以上特征和优点以及其他特征和优点从对用于实施本公开的最佳模式的以下详细描述中是显而易见的。

附图说明

图1是一种包括根据本公开的实施例的发动机组件的车辆的示意图，其中，所述发动机组件包括油盘；

图2是图1所示的油盘的示意性透视图，其中，所述油盘包括热交换器；

图3是图2的油盘的示意性顶视图；

图4是没有热交换器的油盘的示意性透视图；和

图5是图2中所示的油盘沿图3的剖切线5-5截取的示意性剖视图。

具体实施方式

参考附图，其中遍及几个附图的相同参考编号对应相同或相似的部件，参考图1-5，诸如汽车的车辆10包括发动机组件12。发动机组件12包括构造为推进车辆10的内燃发动机14。除其他用途外，内燃发动机14采用油O用于润滑。发动机组件12还包括联接到内燃发动机14的油盘16。因此，油O能够在内燃发动机14与油盘16之间流动。具体地，用来润滑内燃发动机14的油O可以流至油盘16。油盘16然后收集油O。发动机组件12还包括连接到油盘16的油泵18。因此，油泵18可以将油O从油盘16移回到内燃发动机14以及其他车辆部件。油泵18包括被构造为接收空腔44中的油O的泵吸入口19，诸如通道、管或导管。泵吸入口19与空腔44(具体是第一隔室54)流体连通，以便允许油O从空腔44(具体是第一隔室54)流入到油泵18内。油泵18被至少部分地布置在空腔44内。

为了最大化内燃发动机14预热时的燃料效率，油盘16中的油O应尽可能快地被加热到最佳温度。当油O处于其最佳温度时，在油中的燃料稀释可以被最小化。此外，在油O中的水分可通过将油的温度维持在其最佳水平而被最小化，从而最大化发动机油的寿命。发动机组件12的油盘16能够将内燃发动机14预热时加热油O所花费的时间最小化。

油盘16被构造为容纳油O，并且包括具有多个壁38的油盘主体36。例如，在所描绘的实施例中，油盘主体36包括限定油盘16的周界的至少一个侧壁38a和联接到侧壁38a的至少一个底壁38b。侧壁38包括顶壁部分38c。油盘主体36限定内盘表面40和与内盘表面40相对的外盘表面42。内盘表面40限定开放空腔44，其构造、成型并确定尺寸以收集并容纳油O。油盘主体36可全部或部分地由聚合材料制成，诸如聚合复合材料，以便最大限度地降低成本。可选地，油盘主体36可全部或部分地由金属材料制成，诸如铸造金属(例如铸铁)，以便增强油盘16的结构整体性。

油盘16包括联接到至少一个壁38的分隔壁53。例如，分隔壁53可联接到侧壁38a和/或底壁38b。无论如何，分隔壁53将空腔44分隔为第一隔室54和第二隔室56。第二个隔室56大于第一隔室54。换句话说，第一隔室54具有的体积(即，第一体积)小于第二隔室56的体积(即，第二体积)，以便最大限度地减少加热油盘16中的油O所需要的时间，因为如下面详细讨论的，油O首先在第一隔室54中加热或冷却。作为一个非限制性的例子，第一隔室54的体积范围可以在空腔44总体积的1/4至1/5内，而第二隔室56的体积范围可以在空腔44总体积的3/4至4/5内。这些体积范围确保了在第一隔室54中的油O被尽可能快地加热(或冷却)，因为第一隔室54(其是较小的隔室)被用来加热油O。首先在第一隔室54中加热油O有助于减少在内燃发动机14中的摩擦。因此，油O应首先被引导到第一隔室54。

油盘16还包括滴盘60，以引导源于诸如内燃发动机14的其他车辆部件的油O进入第一隔室54。滴盘60被联接到侧壁38a，并且至少部分地布置在空腔44内。此外，所述滴盘60相对于侧壁38a倾斜地成角度，并且沿第二隔室56的整个长度延伸，以便朝向第一隔室54引导油O。滴盘60的至少一部分布置在分隔壁53之上。然而，滴盘60是从分隔壁53隔开的，从而在其间限定间隙G。代替滴盘60(或除了滴盘60之外)，油盘16可以包括分流器以朝向第一隔室54引导油O。在油O的量在第一隔室54或第二隔室56中达到一定的水平时，间隙G允许油O流过分隔壁53。侧壁38a的高度(即，第一高度H1)大于所述分隔壁53的高度(即，所述第二高度H2)，以便即使在油O通过间隙G流过分隔壁53时允许油盘16容纳油O。

油盘16具有隔室开口58，诸如延伸穿过分隔壁53的通孔，并且发动机组件12包括联接到分隔壁53的阀62，以便打开或关闭隔室开口58。由此，阀62至少部分地布置在隔室开口58内，并且可以是挡板阀或适于阻挡第一隔室54与第二隔室56之间经由隔室开口58的流体流动(例如，油流动)的任何种类的阀。因此，阀62可在打开位置与闭合位置之间移动。当阀62处于打开位置时，第一隔室54与第二隔室56经由隔室开口58处于流体连通，因此，油O可在第一隔室54与第二隔室56之间经由隔室开口58流动。在关闭位置中，阀62阻止第一隔室54与第二隔室56之间的流体流动。

发动机组件12包括布置在第一隔室54内的热交换器32。热交换器32直接地放置在油泵18的泵吸入口19之下，以便减少到大气中的热损失。可选地，拾取管可延伸通过热交换器，使得所述拾取管入口低于所述热交换器，以确保被吸入到拾取管的所有油都已经通过热交换器。通过在油盘组装到发动机时与热交换器集成并且密封到所述泵的拾取管，这可以是便利的。当第一隔室54充满油O时，热交换器32可浸没在油O中。因为热交换器32布置在空腔44内，油盘主体36可以全部或部分地由轻质材料制成，诸如聚合物、复合材料或任何合适的聚合材料。对油盘16使用轻质材料提高了车辆10的燃料经济性。相比顶壁部38c，热交换器32布置得更靠近油盘主体36的底壁38b，以便促进在空腔44中的油O与流过热交换器32的传热流体F之间的热传递。另外，热交换器32可包括延伸穿过第一隔室54的多个管64。每个管64被构造为传输传热流体F。因此，传热流体F能够流过热交换器32的管64，以便促进在第一隔室54中的油O与流过热交换器32的传热流体F之间的热传递。热交换器32还包括使管64相互连接的杆76。紧固件72延伸穿过杆76，并且进入油盘主体36的空腔44的内部，以便将热交换器32(和管64)联接到油盘主体36。

热交换器32可以被至少部分地布置在油泵18与底壁38b之间，以便促进传热流体F与油O之间的热传递。具体地，热交换器32可以被直接放置在泵吸入口19之下，以便独立于油泵的流速而促进流过热交换器32的传热流体F与空腔44中的油O之间的热传递。

油盘16限定了延伸穿过油盘主体36的壁开口66(图4)。在所描绘的实施例中，壁开口66延伸穿过壁38中的一个。例如，壁开口66可延伸穿过油盘主体36的侧壁38a中的一个。壁开口66通向空腔44(例如，第一隔室54)，并且被构造、成形并确定尺寸为适于部分地容纳热交换器32。因此，热交换器32部分地穿过壁开口66并且在油盘主体36的空腔44之外布置。换句话说，热交换器32的一部分延伸穿过壁开口66。油盘16还包括联接到油盘主体36并且围绕所述壁开口66布置的不透液的密封件68，以便抑制流过热交换器32的传热流体F与布置在油盘16的空腔44中的油O的混合。具体地，不透液的密封件68至少部分地围绕热交换器32(特别是热交换器32的延伸穿过壁开口66的部分)，以便防止传热流体F泄漏到空腔44内。热交换器32的布置在空腔44之外的部分被称为外交换器部分70(图2)。不透液的密封件68可以由任何合适的不透液材料制成，诸如橡胶。外交换器部分70延伸超出壁开口66的边界，以便防止传热流体F泄漏到油盘16的空腔44内。多个紧固件72(诸如螺钉或螺栓)可以延伸穿过外交换器部分70和油盘主体36，以便将热交换器32联接到油盘主体36。油盘主体36包括多个孔74(图4)，其被构造、成形并确定尺寸以容纳紧固件72。孔74围绕壁开口66布置，并且各自延伸穿过外盘表面42和内盘表面40。

紧固件72可以延伸穿过入口46和外交换器部分70，以便将入口46联接到外交换器部分70。此外，紧固件72可延伸穿过出口48和外交换器部分70，以便将出口48联接到外交换器部分70。入口46与管道64流体连通。出口48也与管道64流体连通。入口46的至少一部分延伸穿过油盘主体36的顶壁部分38c，以便相对于油盘主体36固定入口46。出口48的至少一部分延伸穿过油盘主体36的顶壁部分38c，以便相对于油盘主体36固定出口48。

发动机组件12还包括传热流体源22，其能够容纳所述传热流体F。传热流体F可以是适于传递热量的任何流体(例如，液体)。作为非限制性的例子，传热流体F可以是冷却剂，诸如乙二醇。流体源22与输入通路24(例如，导管、管道、管等)流体连通。输入通路24在油盘16之外，并且流体地联接在油盘16与流体源22之间。因此，传热流体F可以从流体源22流动到油盘16。流体输送泵26也联接到输入通路24，以便将传热流体F从流体源22通过输入通路24移动至油盘16。

输入通路24与热源28热连通。其结果是，热源28可以加热流经输入通路24的传热流体F。作为非限制性例子，热源28可以是排气歧管、废气再循环系统、涡轮增压器、发动机缸体、发动机缸盖或它们的组合。无论使用的是那种热源28，热量H可以在流经输入通路24的传热流体F与热源28之间传递。

输入通路24与冷却源30热连通。其结果是，所述冷却源30可以冷却流经输入通路24的传热流体F。在非限制性的例子中，冷却源30可以是车辆10的冷却系统。无论使用的是那种冷却源30，热量H可以在流经输入通路24的传热流体F与冷却源30之间传递。

热交换器32的入口46可以是管、管道或任何合适的导管，并且与所述流体源22通过输入通路24流体连通。因此，传热流体F可以在流体源22与热交换器32之间流动。另外，热交换器32的出口48可以是管、管道或任何合适的导管，并且与输出通路34流体连通。因此，在热量已经在油盘16的第一隔室54中的油O与流经热交换器32的传热流体F之间传递之后，传热流体F可以从热交换器32流到输出通路34。由于在油盘16油O可以通过从传热流体F交换热量而被冷却，发动机组件12不需要油冷却器。这样，发动机组件12(以及因此的车辆10)不具有用于冷却油盘16中的油O的油冷却器。然而，第二隔室56也可以包括用于冷却或加热油O的热交换器。

热交换器32与输入通路24流体连通。因此，传热流体F可以在输入通路24与热交换器32之间流动。当流过热交换器32时，热量可以在在第一隔室54的油O与流经热交换器32的传热流体F之间传递。发动机组件12还包括在油盘16之外的输出通路34(例如，导管、管道、管等)。输出通路34与热交换器32流体连通。因此，一旦热量已经在流经热交换器32的传热流体F与布置在油盘16中的油O之间传递之后，传热流体F可以在热交换器32与输出通路34之间流动。可以预期的是，油盘16可以包括一个或多个热交换器32。不管数量多少，流经热交换器32的传热流体F的流速可通过改变流体输送泵26的输出功率(即，泵送功率)而调节。

发动机组件12还包括与流体输送泵26通信(例如，电子通信)的控制器50。因此，控制器50可选地被称为热控制模块，并可以指令流体输送泵26调整其输出功率(即，泵送功率)。控制器50可以包括硬件元件，诸如处理器(P)、存储器(M)、电路，所述电路包括但不限于定时器、振荡器、模拟转数字(A/D)电路、数字转模拟(D/A)电路、数字信号处理器以及任何必要的输入/输出(I/O)设备和其他信号调节和/或缓冲电路。所述存储器(M)可以包括有形的非短暂性的存储器，诸如只读存储器(ROM)，例如，磁性存储器、固态/闪存存储器和/或光学存储器，以及足够数量的随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和类似物。控制器50可以发送信号(即，功率指令信号P_C)到流体输送泵26以增加或减少它的泵送功率。换句话说，控制器50被编程为调节该流体输送泵26的泵送功率，以便调节流经热交换器32的传热流体F的流速。

发动机组件12还包括与控制器50通信(例如，电子通信)的温度传感器52。温度传感器52可以是热电偶或适于测量所述油O的温度的任何其他传感器。在所描绘的实施例中，温度传感器52被布置在第一隔室54内，因此，可以测量在第一隔室54中的油O的温度。控制器50被编程为从温度传感器52接收信号(即，温度信号T)，其表示在第一隔室54中的油O的温度。

控制器50也与阀62通信(例如，电子通信)。因此，控制器50可以指令阀62在打开与关闭位置之间移动。具体地，控制器50被编程为发送信号(即，阀信号V)到阀62，从而使阀62移动至打开位置或关闭位置。例如，在第一隔室54中的油O的温度大于规定温度(即，第一预定温度)时，控制器50可以被编程为指令阀62从关闭位置移动到打开位置。此外，在第一隔室54中的油O的温度大于另一预定温度(即，第二预定温度)时，控制器50可以被编程为指令该流体输送泵26以调节(例如，增加)其泵送功率，以便调整(例如，增加)传热流体F的流速。所述第二预定温度可大于所述第一预定温度。

在启动内燃发动机14之前，油位可以在分隔壁53的高度(即，第二高度H2)以上。因此，当内燃发动机14关闭时，油O可以于分隔壁53之上在第一隔室54与第二隔室56之间流动。然而，在这一时刻，阀62处于关闭位置。因此，油O不能在第一隔室54与第二隔室56之间通过隔室开口58流动。在内燃发动机14启动之后，油泵18将一些油O移出油盘16，因此，油位下降。此时，油位未到达分隔壁53的高度(即，第二高度H2)。因为在此时阀62仍处于关闭位置，油O不会在第一隔室54与第二室56之间流动(或者在分隔壁53装饰或者通过隔室开口58)。

当内燃发动机14持续运行时，传热流体F在被引入到热交换器32之前被加热或冷却。如上所述，为了加热传热流体F，热量可在传热流体F流经输入通路24时从热源28(例如，排气歧管)传递至传热流体F。为了冷却传热流体F，热量可在传热流体F流经输入通路24时从传热流体F传递到冷却源30。被加热或被冷却的传热流体F随后被引入热交换器32，同时油O处于油盘16的第一隔室54。在这一时刻，传热流体F从入口46通过热交换器32流到出口48。在传热流体F流经热交换器32时，热量在布置于油盘16的第一隔室54中的油O与流经热交换器32的传热流体F之间传递，以便冷却或加热油O。由于热传递被热交换器32促进，在第一隔室54中油O的温度最终达到它的最佳温度(即，第一预定温度)。一旦温度传感器52检测到第一隔室54中油O达到最佳温度(即，第一预定温度)，控制器50接收来自温度传感器52的信号(即，温度信号T)。在接收到该温度信号T时，控制器50指令阀62从关闭位置移动到打开位置。作为响应，阀62从关闭位置移动到打开位置，从而允许油O在第一隔室54与第二隔室56之间通过隔室开口58流动。如果油O的温度超过最佳温度的范围，则传热流体F的流速可以增大以冷却油盘16中的油O。例如，如果油O通过温度传感器52测量的温度超过最大阈值温度(即，第二预定温度)，则控制器50可以指令流体输送泵26增加其泵送功率，以增加流过热交换器32的热传递流体F的流速。热传递流体F的增大的流速可以帮助冷却油盘16中的油O，直到油O的温度低于最大阈值温度(即，第二预定温度)。

虽然已经详细描述了用于执行本公开的最佳模式，那些熟悉本公开所涉及领域的人员将认识到落入所附权利要求范围内的各种替代设计和实施例。

Claims

1.一种发动机组件，包括：

包括油盘主体的油盘，其中，所述油盘主体包括：

限定构造为收集油的空腔的内盘表面；

与所述内盘表面相对的外盘表面；

其中，所述热交换器构造为接收传热流体，以便促进在所述空腔中的油与流过所述热交换器的传热流体之间的热传递。

2.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，所述油盘主体限定延伸穿过其中的壁开口，所述壁开口部分地接收所述热交换器，使得所述热交换器被部分地布置在所述空腔之外。

3.根据权利要求2所述的发动机组件，其中，所述油盘主体包括侧壁，并且所述壁开口延伸穿过所述侧壁。

4.根据权利要求3所述的发动机组件，还包括联接到所述油盘主体的不透液的密封件，其中，所述不透液的密封件围绕所述壁开口布置。

5.根据权利要求4所述的发动机组件，其中，所述热交换器部分地延伸穿过所述壁开口，并且所述不透液的密封件至少部分地围绕所述热交换器。

6.根据权利要求5所述的发动机组件，其中，所述热交换器包括布置在所述空腔之外的外交换器部分，并且所述发动机组件还包括延伸穿过所述外交换器部分和所述油盘主体的多个紧固件，以便将所述热交换器联接到所述油盘主体。

7.根据权利要求1所述的发动机组件，其中，所述热交换器包括构造为接收所述传热流体的多个管道，以及互连所述多个管道的杆。

8.根据权利要求7所述的发动机组件，还包括延伸穿过所述杆并进入油盘主体到所述空腔内部的多个紧固件，以便将所述热交换器联接到所述油盘主体。

9.根据权利要求7所述的发动机组件，还包括与所述多个管道流体连通的入口以及与所述多个管道流体连通的出口。

10.根据权利要求9所述的发动机组件，其中，所述油盘主体包括底壁，所述侧壁包括与所述底壁相对的顶壁部分，并且所述热交换器相比顶壁部分更靠近所述底壁。