CN107461274B - 通过偏转进行的发动机油流控制 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及通过偏转进行的发动机油流控制。一种发动机设置有汽缸体和具有一部分油道以及偏转件的梯状框架。所述发动机具有金属对金属式密封件，所述金属对金属式密封件位于所述梯状框架与所述汽缸体之间以周向地围绕所述油道，发动机还具有垫圈式密封件，所述垫圈式密封件位于所述梯状框架与所述汽缸体之间而处于外侧并与所述油道间隔开。所述偏转件位于所述金属对金属式密封件与所述垫圈式密封件之间。一种发动机组件设置有构件，所述构件具有偏转件并形成油道。所述偏转件具有遵循油道外壁的形状的弧形偏转件表面，以对逸出油道的油重新导向。梯状框架被构造为提供偏转表面，而所述偏转表面被设置为引导高压油远离相邻的RTV密封件。

Description

通过偏转进行的发动机油流控制
相关申请的交叉引用
本申请根据美国法典第35卷第119条第(a)款至第(d)款要求于2016年6月6日提交的GB 1609835.2的外国优先权的权益，该优先权文件的全部内容通过引用包含于此。
技术领域
本发明涉及对设计目的旨在控制车辆发动机内的润滑剂(还称为油)的流动的特征进行的改进或者涉及对使用所述特征的改进，尤其涉及油的流动的偏转。
背景技术
金属对金属式密封件布置在车辆系统内的各个位置，通常用于对车辆系统中存在一些公差缺陷的部件进行内部密封，即，尽管不能100％有效，但是密封件仍然可以执行其所需的功能。
例如，发动机内部的发动机低端的油连接仍然可以在密封件不太完美的情况下有效地发挥作用，这是因为通过这些密封件逸出的油将被排回到油底壳。油可以安全地排回到油底壳而不离开发动机。因此，对继续运行的发动机感知质量没有不利影响，但是发动机的燃料消耗将增加，泵送要求也将增加。因此，改善或最大化整个发动机密封效率的目的仍然存在。
当金属对金属式密封件开始泄漏时，可能导致从泄漏点喷射油。如果包含密封件的管道是高压管道，则油可能处于高压或被加压。这种油会对邻近的密封件造成损害，特别是由室温硫化(RTV)硅橡胶形成的密封件。
正是在这种背景下，提出本发明。
发明内容
根据本发明的实施例，提供有一种被构造为设置有偏转表面的梯状框架或发动机组件，所述偏转表面被设置为引导高压油远离相邻的RTV密封件。如果高压油直接射在RTV密封件上，那么油可能会逐渐地使密封件失效。偏转表面被构造为转移高压油，以防止高压力油直接降落在RTV密封件上。借此方法，保持了RTV密封件的完整性和随之的发动机效率以及用户对此发动机质量的看法。
在实施例中，一种发动机设置有：汽缸体，限定有与所述汽缸体的下表面相交的油道的一部分；梯状框架，具有与所述油道的另一部分相交的上表面和与所述油道的另一部分相邻的偏转件。所述发动机具有：金属对金属式密封件，位于所述梯状框架的上表面与所述汽缸体的下表面之间，以周向地围绕所述油道；垫圈式密封件，位于所述上表面与所述下表面之间以位于外侧并与所述油道间隔开。所述偏转件位于所述金属对金属式密封件与所述垫圈式密封件之间。
在另一实施例中，一种发动机组件设置有构件，所述构件具有偏转件并形成与上表面相交的油道。所述偏转件具有弧形偏转件表面，所述弧形偏转件表面遵循所述油道的外壁的形状并被定位为邻近于所述油道的外壁且处于所述油道的外壁的径向外侧，以对从所述油道逸出并流向相邻的室温硫化型密封件的油进行重新导向。
根据本发明的一个实施例，所述偏转件位于所述油道的外壁与所述构件的外边缘区域之间，所述外边缘区域被构造为容纳所述室温硫化型密封件。
根据本发明的一个实施例，所述偏转件具有与所述构件的上表面共面的顶部表面。
根据本发明的一个实施例，所述偏转件具有平行于所述构件的上表面并相对于所述构件的上表面偏移的顶部表面。
根据本发明的一个实施例，所述油道的外壁横向地延伸到所述构件的上表面。
根据本发明的一个实施例，所述偏转件横向地延伸至构件的上表面，从延伸的支承延伸至顶面，以提供所述弧形偏转件表面。
根据本发明的一个实施例，所述弧形偏转件表面的半径大于所述油道的外壁的半径，使得所述偏转件部分地围绕所述油道。
根据本发明的一个实施例，所述发动机组件是梯状框架，而所述上表面被成型为与汽缸体的下表面配合。
附图说明
现在将仅通过示例的方式并参照附图进一步更具体地描述本发明，其中：
图1示出了穿过现有技术梯状框架的截面并突出显示关注区域；
图2示出了根据本发明的穿过梯状框架的截面；
图3示出了偏转表面的透视图；
图4根据本发明示出了偏转表面将如何工作。
具体实施方式
根据需要，在此提供本公开的详细实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例并可以以各种可替代形式实施。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应解释为具有限制性，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种形式利用本公开的代表性基础。
图1示出了发动机的梯状框架100和汽缸体110，其中，梯状框架位于汽缸体和油底壳(未示出)之间。梯状框架100可支撑主轴承和发动机曲轴。梯状框架100和汽缸体110均限定有在梯状框架100连接到汽缸体110时直接流体地连接的高压油道101的部分。在梯状框架100和汽缸体110之间有两个密封件：金属对金属式密封件(metal-to-metal seal)102沿着与发动机内部(inner engine)106相邻的高压油道101设置在中间，而垫圈式密封件104(例如)沿着梯状框架和汽缸体的外边缘区域设置在更加远离发动机内部106的界面上。在装配发动机时，汽缸体110的下表面与梯状框架100的上表面以及密封件102、104配合。
金属对金属式密封件102被选择用于内部密封，这是因为如果密封件失效，那么从位于梯状框架100和汽缸体110之间的高压油道101逸出的油将排回到油底壳。尽管这在发动机的效率方面将具有一些负面影响，但是这种密封件的失效不会直接导致油离开发动机并进而损害用户对该发动机整体的看法。由于实施金属对金属式密封件更为经济(这是由于在组装期间不需要额外的零件或额外的密封剂应用)，并且在失效的情况下金属对金属式密封件已经具有有限的负面影响，因此金属对金属式密封件被优选用于这个位置。
垫圈式密封件104被设置在离发动机内部106更远的界面处。垫圈式密封件包括额外的零件，通常形式为确保不漏油的室温硫化型(RTV)垫片或O型环。这在该位置处是尤其重要的，因为从该密封件104漏出的油不会自然地流回至油底壳并可能会离开发动机，这不利地影响了用户对此发动机的看法。
图1示出了在具有传统的梯状框架时在金属对金属式密封件102失效并且油从高压油道101漏出的情况下油120所采取的路径。油120射在垫圈式密封件104上。油120处于高压并可能会破坏垫圈式密封件104的完整性。因此，这产生了关注区域130。如果高压油或加压油120对垫圈式密封件104造成损坏，那么油可能会沿箭头A所标示方向从发动机中渗出。
图2示出了与图1相同的穿过梯状框架10和汽缸体11的截面，但是图2中所示的梯状框架10设置有根据本公开的偏转表面(deflection surface)14或偏转件表面(deflector surface)14。偏转件15与梯状框架10是一体的。梯状框架10是铸件而偏转件15作为铸造工艺的部分而产生或在铸造工艺期间产生。
偏转件15包括支承(support)16和偏转表面14。偏转件15使得油120从金属对金属式密封件102进行的喷射中断并将其朝着位于梯状框架10下方且与汽缸体11相对的油底壳(未示出)转移回去。如将从图2显而易见的，垫圈式密封件104不再位于油120从金属对金属式密封件102喷射的路径中。
图3示出了梯状框架10的局部透视图，该图清晰地示出了偏转件15。偏转件15具有延伸的支承16和偏转表面14。偏转表面14是弧形的。偏转表面14与金属对金属式密封件102的形状十分符合，但不接触金属对金属式密封件102，金属对金属式密封件102位于从梯状框架10通向汽缸体11中的高压油道101中。偏转表面14的弧形是半径比高压油道101的半径略大或比高压油道101的外表面或外壁的半径略大的圆弧。如所示出的，偏转表面14的内边缘17与高压油道101的外边缘或外表面间隔开，并且内边缘17的半径大于相邻的高压油道101的半径。支承16延伸远离偏转表面14，最初大体上正交地延伸，然后呈曲线地远离，以与梯状框架10的表面连接。支承16的精确构造对偏转件15的机能不重要。支承16将以任意可行的方法成型，以在某位置上设置偏转表面14，从而将高压油喷雾转移远离垫圈式密封件104。
如果由于工艺的限制而需要机加工，则可以对偏转表面14的顶部进行机加工。在示出的实施例中，在机加工梯状框架10的结合表面或者与汽缸体11和密封件102配合的表面的同时机加工偏转件15的顶部，使得偏转件顶部与梯状框架的表面共面。这归因于高压油道101与偏转件15接近以及刀具的尺寸。然而，在一些实施例中，如果顶部表面离高压油道101足够远，则可单独地机加工顶部表面。在这样的构造中，偏转件15将会比金属对金属式密封件102更高，或者偏移到梯状框架表面上方，从而优化对RTV密封件104的保护。
图3中示出的偏转表面14沿着偏转件的长度具有基本上恒定的截面面积或者基本上恒定的宽度，在端部或端部区域略微呈锥形。这提供所需的对油的偏转，同时使得对梯状框架10的整体重量的增加最小化。然而，还应当理解，偏转表面14的厚度可以改变，同时仍允许偏转表面14根据需要起作用。
图3中示出的偏转表面14具有曲率角大体上不变的弧形。然而，在未在附图中示出的其他实施例中，曲率可以是非均匀的或者甚至可以不存在曲率。可修改曲率以将射在偏转表面14上的油引导回油底壳(未示出)。
图4示出了高压油道101的端视图，其中，偏转件15和偏转表面14将喷射的油120进行转移，以保护垫圈式密封件104。
根据本发明的实施例，提供有被构造为提供偏转表面的梯状框架，所述偏转表面被设置为引导高压油远离相邻的RTV密封件。如果高压油直接喷射在RTV密封件上，那么油可能会逐渐地使密封件失效。偏转表面被构造为转移高压油，以防止高压油直接降落在RTV密封件上。借此方法，保持了RTV密封件的完整性和随之的发动机效率以及用户对该发动机质量的看法。
偏转表面与梯状框架可以是一体的，使得提供偏转表面不需要任意额外的制造步骤或部件。
包括偏转表面的梯状框架可设置为铸件。铸造可以在单个制造步骤中获得为梯状框架设置偏转表面所需的复杂几何形状。
偏转表面可以是弧形的。弧形的偏转表面将射到其上的油进行引导以安全地流回到油底壳而不射在RTV密封件上。
如果工艺要求，可机加工偏转表面的至少一部分，尤其是偏转表面的顶部。
本领域技术人员将进一步理解的是，尽管已参照若干实施例通过示例的方式描述了本发明，但是本发明不限于所公开的实施例，并且在不脱离本发明由所附权利要求书限定的范围的情况下可构造可替代的实施例。虽然上文描述了示例性实施例，但是并非意味着这些实施例描述了本公开的所有可能形式。更确切地，说明书中所使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。此外，可组合各种实施的实施例的特征以形成本公开的进一步的实施例。

Claims (14)

1.一种发动机，包括：
汽缸体，限定与所述汽缸体的下表面相交的油道的一部分；
梯状框架，具有与所述油道的另一部分相交的上表面和与所述油道的所述另一部分相邻的偏转件；
金属对金属式密封件，位于所述梯状框架的上表面与所述汽缸体的下表面之间，以周向地围绕所述油道；以及
垫圈式密封件，位于所述上表面与所述下表面之间而位于外侧，且与所述油道间隔开；
其中，所述偏转件位于所述金属对金属式密封件与所述垫圈式密封件之间。
2.如权利要求1所述的发动机，其中，所述偏转件从所述梯状框架朝向所述汽缸体延伸。
3.如权利要求1所述的发动机，其中，所述偏转件具有与所述梯状框架的上表面共面的顶部表面。
4.如权利要求1所述的发动机，其中，所述偏转件具有相对于所述梯状框架的上表面偏移的顶部表面，使得所述汽缸体的下表面位于所述梯状框架的上表面与所述偏转件的顶部表面之间。
5.如权利要求1所述的发动机，其中，所述偏转件是弧形的。
6.如权利要求1所述的发动机，其中，所述偏转件符合并遵循所述油道的所述另一部分的外表面的形状。
7.如权利要求6所述的发动机，其中，所述偏转件的内边缘的半径大于所述油道的所述另一部分的外表面的半径。
8.如权利要求1所述的发动机，其中，所述垫圈式密封件包含室温硫化(RTV)材料。
9.如权利要求1所述的发动机，其中，所述偏转件由偏转件表面和延伸的支承进行限定。
10.如权利要求9所述的发动机，其中，所述延伸的支承从所述偏转件表面朝向所述梯状框架正交地延伸。
11.如权利要求9所述的发动机，其中，所述偏转件表面由弧形表面形成。
12.如权利要求11所述的发动机，其中，所述偏转件表面沿所述偏转件的长度方向具有恒定的宽度，并且所述偏转件表面的相对的端部区域呈锥形。
13.一种发动机组件，包括：构件，具有偏转件并形成与上表面相交的油道，所述油道具有横向地延伸到所述上表面的内壁和外壁，所述偏转件具有弧形偏转件表面，所述弧形偏转件表面遵循所述油道的外壁的形状并被定位为邻近于所述油道的外壁且处于所述油道的外壁的径向外侧，以对从所述油道逸出并流向相邻的室温硫化型密封件的油进行重新导向。
14.如权利要求13所述的发动机组件，其中，所述油道由管状结构限定，所述油道具有组件配合面，所述组件配合面在所述内壁和所述外壁之间延伸并且连接所述内壁和所述外壁，所述构件的外边缘区域被构造为容纳所述室温硫化型密封件。
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