CN107559063B - 一种发动机润滑系统、发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发动机润滑系统及发动机，发动机润滑系统包括吸油和回油两部分，吸油部分包括依次连接的滑油箱、风冷油冷器、主油泵，主油泵在曲轴的驱动下将滑油箱中的滑油吸进风冷油冷器中冷却，冷却后的滑油在主油泵的作用下进入主油道；回油部分包括两部分，第一部分是，进入活塞冷却喷嘴、主轴承、凸轮轴轴承和附件系统的滑油在重力作用下流回干式油底壳，并在曲轴箱的气压作用下将流回干式油底壳的滑油压回滑油箱，第二部分是，进入增压器、气门罩盖的滑油在回油泵的作用下，通过外接回油管将油吸回滑油箱。保证滑油泵直接从滑油箱取油，不会出现吸不到油的情况，对飞机飞行角度的限制较小，飞机可以做更多动作，提升飞行性能。

Description

一种发动机润滑系统、发动机

技术领域

本发明涉及发动机润滑系统，尤其是涉及一种高效、紧凑、重量轻的发动机润滑系统。

背景技术

现有的活塞发动机一般采用湿式油底壳存储滑油，其工作过程一般是通过滑油泵从油底壳底部吸出滑油，然后将其泵送到发动机需要润滑的摩擦表面，最后，滑油在重力的作用下流回发动机最下端的油底壳。随着国内通用航空市场的发展，将传统的汽车润滑系统应用于航空活塞发动机上的案例越来越多，然而，由于传统发动机一般采用湿式油底壳，发动机的倾斜角度会影响到滑油泵的正常吸油，同时角度过大会产生搅油，增加摩擦损失，因而使用传统活塞发动机在一定程度上限制了飞机的性能，增加飞机的布置难度，而且限制了飞机的飞行角度。

现有技术中，如专利号为201420393496.9，专利名称为发动机润滑系统、发动机及车辆的专利通过单独设置一个回油泵来实现的，虽然相较于上述湿式油底壳发动机来说，在性能上有所改善，但该发明中的技术方案要求回油泵的性能至少不能小于主油泵的性能，同时需要单独设置一套驱动轴系统，不仅增加了轴的重量和驱动系统的复杂性，而且增加了回油泵的重量，从飞机的角度来说，增加一套驱动系统就相当于降低了系统的可靠性和安全性，增加了发动机的重量就相当于减弱了发动机的竞争优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的问题提供一种发动机润滑系统及发动机，其目的是保证滑油泵直接从滑油箱取油，曲轴箱内的滑油通过压力强制回油，不会出现湿式油底壳滑油泵吸不到油的情况，对飞机飞行角度的限制比较小，飞机可以做更多的动作，提升飞机的飞行性能。

本发明的技术方案是该种发动机润滑系统包括吸油和回油两部分，吸油部分包括通过管路依次连接的滑油箱、风冷油冷器、主油泵，主油泵连接在曲轴的一端，主油泵在曲轴的驱动下将滑油箱中的滑油吸进风冷油冷器中冷却，冷却后的滑油在主油泵的作用下进入主油道，进入主油道的滑油分五部分，第一部分通过斜油道进入曲轴主轴颈、凸轮轴轴颈以及连杆轴颈，第二部分滑油通过主油道进入液压挺柱，沿着挺杆外管和挺杆之间的缝隙进入摇臂对应的摩擦部位，第三部分滑油从主油道经过单独的外置油管进入气门罩盖，起到冷却排气门的作用，第四部分滑油则在压力的作用下通过相应的油道进入附件系统和增压器系统对应的摩擦部位，起到润滑的作用，第五部分滑油进入活塞冷却喷嘴，起到冷却活塞的作用；回油部分包括两部分，第一部分是，进入活塞冷却喷嘴、主轴承、凸轮轴轴承和附件系统的滑油在重力的作用下流回干式油底壳，并在曲轴箱的气压作用下将流回干式油底壳的滑油压回滑油箱，第二部分是，进入增压器、气门罩盖的滑油在回油泵的作用下，通过外接回油管将油吸回滑油箱。

所述的回油泵和主油泵为共驱动轴，由曲轴直驱，吸油泵和主油泵采用一体式结构，采用一体式结构的吸油泵和主油泵的总称为滑油泵。

所述的发动机润滑系统还包括设置在主油泵的滑油滤清器，并且滑油滤清器的出口处设有保证主油道压力处于正常工作范围的泄压阀。

机滤座集成在滑油泵上。

滑油箱采用不锈钢板冲压而成。

一种发动机，所述的发动机包括上述发动机润滑系统。

具有上述结构的该种发动机润滑系统及发动机具有以下优点：

1.该种发动机润滑系统重量轻、零部件少、可靠性高。采用风冷油冷器，利用空气冷却滑油，省却了水冷油所需要的水冷系统、滑油泵驱动系统、曲轴箱通风系统等，包括水泵、水套、散热器、水箱、节温器、膨胀水壶和水管等，大大简化了发动机结构，降低发动机的复杂性，减少了发动机的零部件数量，同时也减轻了发动机的重量。

2.该种发动机润滑系统采用了外置滑油箱、外置油冷器和外接油管，安装外置件可以根据飞机的实际布置进行灵活地调整，可以合理利用飞机空间布局，减小了整个发动机的占用空间，通用性、适用性更强。

3.该种发动机润滑系统发动机的布置灵活、通用性好。采用干式油底壳可以有效降低发动机的Z向高度，同时外置的风冷油冷器和滑油箱，有利于实现发动机的自由布置，降低飞机的空间布置压力。

4.该种发动机润滑系统及发动机的可倾斜角度大。采用干式油底壳可以避免出现机油泵吸不到油的情况，发动机的倾斜角度更大，飞机可以做更多的飞行动作。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明发动机润滑系统的示意图。

在图1中，1：滑油箱；2：风冷油冷器；3：吸油泵；4：主油泵；5：滑油滤清器；6：凸轮轴；7：液压挺柱；8：挺杆；9：摇臂；10：排气门；11：曲轴；12：主轴承座；13：附件系统；14：活塞；15：连杆；16：增压器；17：气门罩盖。

具体实施方式

图1为本发明发动机润滑系统的示意图，该种发动机润滑系统包括吸油和回油两部分，吸油部分包括通过管路依次连接的滑油箱1、风冷油冷器 2、主油泵4，主油泵4连接在曲轴11的一端，主油泵4在曲轴11的驱动下将滑油箱1中的滑油吸进风冷油冷器2中冷却，冷却后的滑油在主油泵4的作用下进入主油道，进入主油道的滑油分五部分，第一部分通过斜油道进入曲轴11 主轴颈、凸轮轴6轴颈以及连杆15轴颈，第二部分滑油通过主油道进入液压挺柱7，沿着挺杆8外管和挺杆之间的缝隙进入摇臂9对应的摩擦部位，第三部分滑油从主油道经过单独的外置油管进入气门罩盖17，起到冷却排气门10的作用，第四部分滑油则在压力的作用下通过相应的油道进入附件系统13和增压器16 系统对应的摩擦部位，起到润滑的作用，第五部分滑油进入活塞14冷却喷嘴，起到冷却活塞的作用；回油部分包括两部分，第一部分是，进入活塞冷却喷嘴、主轴承、凸轮轴轴承和附件系统的滑油在重力的作用下流回干式油底壳，并在曲轴箱的气压作用下将流回干式油底壳的滑油压回滑油箱1，第二部分是，进入增压器16、气门罩盖17的滑油在回油泵3的作用下，通过外接回油管将油吸回滑油箱1。

进一步的，回油泵3和主油泵4为共驱动轴，由曲轴11直驱，吸油泵3和主油泵4采用一体式结构，采用一体式结构的吸油泵3和主油泵4的总称为滑油泵，在一定程度上减少了系统的复杂性，大大减少了发动机的零件数量，同时将机滤座集成到滑油泵上，使得发动机的结构更加紧凑，布置更加合理。采用干式油底壳可以有效减小发动机的Z向尺寸，降低发动机的重心，发动机工作会更加平稳可靠，同时增加了发动机的通用性和适用性。

进一步的，发动机润滑系统还包括设置在主油泵4上的滑油滤清器5，并且滑油滤清器5的出口处设有保证主油道压力处于正常工作范围的泄压阀。在主油泵4的作用下，滑油被泵出，经过滑油滤清器5过滤，滤出杂质，在滑油滤清器5的出口设置泄压阀，保证主油道的压力处于正常工作范围，当滑油压力过大时，多余的滑油流回主油泵，其余的滑油进入主油道。

滑油箱1采用不锈钢板冲压而成。外置的滑油箱1不仅有存储滑油的作用，还能起到排出曲轴箱废气的作用；还可以在发动机滑油温度高的时候，引入一股冷却气流，同时起到冷却滑油的作用，减轻了油冷器的冷却压力，降低了滑油温度出现高温报警的风险；而且在一定程度上降低了发动机的维修成本，增加了发动机的安全性和使用寿命。

本发明还提供一种发动机，发动机包括上述发动机润滑系统。

该发动机没有设置曲轴箱通风系统，而在废气压力的作用下通过外置滑油管进入滑油箱，通过滑油箱上的通风管排入大气，同时滑油也是在废气压力的作用下通过外置的滑油管压回滑油箱，无需使用专门的机油泵，以此实现排气和回油的作用。

目前，发动机的热效率在不断提升，为了提高发动机的冷却效率，防止发动机出现局部过热现象，在此采用了排气门冷却喷嘴和活塞冷却喷嘴技术。发动机排气温度通常都非常高，为了降低排气门温度，在此专门设计了外置油管 (油道)直通主油道，采用喷射滑油的方式降低排气门的温度，防止零件局部温度过高、力学性能下降，以免出现变形和裂纹。同时，由于活塞总是处于高温、高压的工作环境下，易出现拉缸、烧熔和爆缸等故障，采用活塞冷却喷嘴，喷射滑油冷却活塞，提高了产品的可靠性和安全性。

该种发动机润滑系统及发动机还具有以下明显的优点：

发动机可倾斜角度大:由于传统发动机一般采用湿式油底壳，发动机的倾斜角度会影响到滑油泵的正常吸油，同时角度过大会产生搅油，增加摩擦损失，因而使用传统活塞发动机的飞机对飞行的角度有一定的限制，避免出现机油泵吸不到油的情况。采用干式油底壳的活塞发动机，滑油泵是直接从滑油箱取油，而曲轴箱内的滑油则是通过压力强制回油的，不会出现湿式油底壳滑油泵吸不到油的情况，对飞机飞行角度的限制比较小，飞机可以做更多的动作，一定程度上提升了飞机的飞行性能。

重量轻、零部件少、可靠性高：采用曲轴直驱共轴的主油泵和吸油泵、风冷的油冷器、曲轴箱压力回油及排气系统，在一定程度上减少了系统零件数目，发动机的重量更轻，同时降低了系统的复杂性，提高了发动机的安全性和可靠性。

发动机布置灵活：采用此种结构，发动机的重心低，结构尺寸小，同时外置的滑油箱和滑油冷却器可以根据飞机的布置，灵活地安排对应的安装位置，发动机布置更自由。

通航飞机对重量非常敏感，因而功重比高的航空活塞发动机具有更大的市场优势，采用风冷油冷器、曲轴箱废气回油技术、直驱共轴的双滑油泵，可以减少发动机的零件数量，减轻发动机的重量，提高发动机的功重比，该系统优势非常明显。

Claims (6)

1.一种发动机润滑系统，其特征在于：所述的发动机润滑系统包括吸油和回油两部分，吸油部分包括通过管路依次连接的滑油箱(1)、风冷油冷器(2)、主油泵(4)，主油泵(4)连接在曲轴(11)的一端，主油泵(4)在曲轴(11)的驱动下将滑油箱(1)中的滑油吸进风冷油冷器(2)中冷却，冷却后的滑油在主油泵(4)的作用下进入主油道，进入主油道的滑油分五部分，第一部分通过斜油道进入曲轴(11)主轴颈、凸轮轴(6)轴颈以及连杆(15)轴颈，第二部分滑油通过主油道进入液压挺柱(7)，沿着挺杆(8)外管和挺杆之间的缝隙进入摇臂(9)对应的摩擦部位，第三部分滑油从主油道经过单独的外置油管进入气门罩盖(17)，起到冷却排气门(10)的作用，第四部分滑油则在压力的作用下通过相应的油道进入附件系统(13)和增压器(16)系统对应的摩擦部位，起到润滑的作用，第五部分滑油进入活塞(14)冷却喷嘴，起到冷却活塞的作用；回油部分包括两部分，第一部分是，进入活塞冷却喷嘴、主轴承、凸轮轴轴承和附件系统的滑油在重力的作用下流回干式油底壳，并在曲轴箱的气压作用下将流回干式油底壳的滑油压回滑油箱(1)，第二部分是，进入增压器(16)、气门罩盖(17)的滑油在吸油泵(3)的作用下，通过外接回油管将油吸回滑油箱(1)。

2.根据权利要求1所述的一种发动机润滑系统，其特征在于：所述的吸油泵(3)和主油泵(4)为共驱动轴，由曲轴(11)直驱，吸油泵(3)和主油泵(4)采用一体式结构，采用一体式结构的吸油泵(3)和主油泵(4)的总称为滑油泵。

3.根据权利要求1或2所述的一种发动机润滑系统，其特征在于：所述的发动机润滑系统还包括设置在主油泵(4)上的滑油滤清器(5)，并且滑油滤清器(5)的出口处设有保证主油道压力处于正常工作范围的泄压阀。

4.根据权利要求3所述的一种发动机润滑系统，其特征在于：滑油滤清器座集成在滑油泵上。

5.根据权利要求4所述的一种发动机润滑系统，其特征在于：滑油箱(1)采用不锈钢板冲压而成。

6.一种发动机，其特征在于：所述的发动机包括权利要求1-5任一项权利要求所述的发动机润滑系统。