CN108194219B - 一种汽车发动机的缸盖系统油路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车发动机的缸盖系统油路，包括进气VVT控制油路、排气VVT控制油路和布置在气缸盖上的进气辅油道、排气辅油道、进气HLA油道、排气HLA油道，还包括进气主油道、排气主油道和与排气HLA油道连通的高压油泵挺柱润滑油路，进气主油道、排气主油道布置在气缸盖上，进气主油道的一端与缸体进气油道连通、另一端与进气辅油道连通，排气主油道的一端与缸体排气油道连通、另一端与排气辅油道连通。该油路能避免进气侧油压与排气侧油压相互影响，既保证VVT、HLA的响应性，又保证进气、排气凸轮轴和高压油泵挺柱的润滑。

Description

一种汽车发动机的缸盖系统油路
技术领域
本发明属于汽车发动机技术领域，具体涉及一种汽车发动机的缸盖系统油路。
背景技术
为了满足日趋严苛的发动机在动力性、经济性及排放等方面的要求，发动机的升级刻不容缓。越来越多的新技术在汽车发动机上得以运用及推广，如VVT（即可变气门正时）、HLA（即液压挺杆）技术、缸内直喷技术等在发动机上普遍运用。VVT技术可提升发动机动力性、燃油经济性及满足新排放法规要求；HLA技术可适时消除气门间隙，提升发动机NVH（振动及噪声）性能；而缸内直喷技术是一种实现稀薄气体燃烧的重要手段，其原理是高压汽油直接以雾状喷射到气缸内燃烧，极高的燃油压力和气缸压力保证了稀薄气体，能使燃烧更充分，效率更高，动力更强，在降低油耗和排放的同时提高发动机的经济性和动力性。
公开号为CN102425473A、名称为一种带液压挺杆油道的双VVT发动机润滑油路的专利申请中进气、排气VVT油道及进气、排气HLA油道的机油均由同一条缸盖主油道提供，存在进气侧油压、排气侧油压相互影响的问题，即在进、排气VVT调节过程中，一侧的调节必然导致油道的机油压力降低（调节需要机油），致使另一侧VVT的供油减少，从而导致VVT调节速度慢，致使VVT性能受限；同样，在进气、排气HLA调节气门间隙过程中，一侧的调节必然导致油道的机油压力降低，致使另一侧在调节气门间隙过程中不能适时将气门间隙调整为零，从而降低了气门机构NVH性能。
另外，在现有的直喷汽油发动机中，高压油泵挺柱的润滑是个难题，直喷汽油发动机中，大多数高压油泵挺柱布置在发动机尾端，且需单独外接润滑油路，甚至新增零部件才能满足高压油泵挺柱的润滑需求，使得整机装配难度较大，装配工艺较为复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车发动机的缸盖系统油路，以避免进气侧油压与排气侧油压相互影响，既保证VVT、HLA的响应性，又保证进气、排气凸轮轴和高压油泵挺柱的润滑。
本发明所述的汽车发动机的缸盖系统油路，包括进气VVT控制油路、排气VVT控制油路和布置在气缸盖上的进气辅油道、排气辅油道、进气HLA油道、排气HLA油道，进气VVT控制油路、进气HLA油道与进气辅油道连通，进气HLA油道上并联布置有多个进气HLA安装孔和多根与进气凸轮轴轴承座连通的进气凸轮轴润滑油道，进气HLA安装孔、进气凸轮轴润滑油道与进气HLA油道连通，排气VVT控制油路、排气HLA油道与排气辅油道连通，排气HLA油道上并联布置有多个排气HLA安装孔和多根与排气凸轮轴轴承座连通的排气凸轮轴润滑油道，排气HLA安装孔、排气凸轮轴润滑油道与排气HLA油道连通；所述缸盖系统油路还包括进气主油道、排气主油道和与排气HLA油道连通的高压油泵挺柱润滑油路，进气主油道、排气主油道布置在气缸盖上，进气主油道的一端与缸体进气油道连通、另一端与进气辅油道连通，排气主油道的一端与缸体排气油道连通、另一端与排气辅油道连通。
所述高压油泵挺柱润滑油路包括开设在气缸盖上且与排气HLA油道连通的油泵挺柱润滑辅助油道和开设在凸轮轴末端轴承盖上的油泵挺柱润滑连接油道、第一环形油槽，凸轮轴末端轴承盖上开设有高压油泵挺柱安装孔，油泵挺柱润滑连接油道与油泵挺柱润滑辅助油道连通，第一环形油槽布置在高压油泵挺柱安装孔的孔壁上，且与油泵挺柱润滑连接油道连通。
所述凸轮轴末端轴承盖上开设有排气凸轮轴末端轴承孔，排气凸轮轴末端轴承孔的孔壁上开设有第二环形油槽，第二环形油槽与油泵挺柱润滑连接油道连通，用于对排气凸轮轴末端轴颈进行润滑。
所述进气VVT控制油路包括开设在气缸盖上且与进气辅油道连通的进气VVT主油道，开设在凸轮轴前端轴承盖上的进气VVT连接油道、进气VVT辅助油道，开设在进气凸轮轴前端轴颈上的进气凸轮轴环形油槽、进气凸轮轴油孔，安装在进气凸轮轴前端的进气VVT的A、B油腔和安装在进气凸轮轴前端且位于进气VVT内侧的进气机油控制阀的A、B油道；所述进气VVT主油道与进气VVT连接油道连通，进气VVT连接油道与进气VVT辅助油道连通，进气VVT辅助油道与进气凸轮轴环形油槽连通，进气凸轮轴环形油槽通过进气凸轮轴油孔与进气机油控制阀的A油道（或B油道）连通，进气机油控制阀的A油道（或B油道）与进气VVT的A油腔（或B油腔）连通。
所述凸轮轴前端轴承盖上开设有进气凸轮轴前端轴承孔，所述进气VVT辅助油道为开设在进气凸轮轴前端轴承孔的孔壁上的环形油槽。
所述排气VVT控制油路包括开设在气缸盖上且与排气辅油道连通的排气VVT主油道，开设在凸轮轴前端轴承盖上的排气VVT连接油道、排气VVT辅助油道，开设在排气凸轮轴前端轴颈上的排气凸轮轴环形油槽、排气凸轮轴油孔，安装在排气凸轮轴前端的排气VVT的A、B油腔和安装在排气凸轮轴前端且位于排气VVT内侧的排气机油控制阀的A、B油道；所述排气VVT主油道与排气VVT连接油道连通，排气VVT连接油道与排气VVT辅助油道连通，排气VVT辅助油道与排气凸轮轴环形油槽连通，排气凸轮轴环形油槽通过排气凸轮轴油孔与排气机油控制阀的A油道（或B油道）连通，排气机油控制阀的A油道（或B油道）与排气VVT的A油腔（或B油腔）连通。
所述凸轮轴前端轴承盖上开设有排气凸轮轴前端轴承孔，所述排气VVT辅助油道为开设在排气凸轮轴前端轴承孔的孔壁上的环形油槽。
所述进气VVT辅助油道和排气VVT辅助油道通过铸造直接成型，所述第一环形油槽和第二环形油槽通过铸造直接成型。
本发明中进气主油道与排气主油道为两条独立的油道，充油效率高，避免了进气侧油压与排气侧油压相互影响，既保证了VVT、HLA的响应性，又保证了进气凸轮轴、排气凸轮轴和高压油泵挺柱的润滑。
附图说明
图1为本发明的缸盖系统布置结构示意图。
图2为本发明中的气缸盖上的油路结构示意图。
图3为本发明中的凸轮轴末端轴承盖的背面的结构示意图。
图4为本发明中的凸轮轴末端轴承盖上的油路结构示意图。
图5为本发明中的凸轮轴前端轴承盖的背面的结构示意图。
图6为本发明中的气缸盖上的油路与凸轮轴前端轴承盖上的油路的对应关系图。
图7为本发明中的进气VVT控制油路的部分结构示意图。
图8为本发明中的排气VVT控制油路的部分结构示意图。
图9为本发明中的进气凸轮轴的结构示意图。
图10为本发明中的排气凸轮轴的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。
如图1至图10所示的汽车发动机的缸盖系统油路，包括进气VVT控制油路、排气VVT控制油路，布置在气缸盖1上的竖直的进气主油道1-1、竖直的排气主油道1-2、水平的进气辅油道1-3、水平的排气辅油道1-4、水平的进气HLA油道1-7、水平的排气HLA油道1-8和与排气HLA油道1-8连通的高压油泵挺柱润滑油路，进气主油道1-1位于气缸盖1的进气侧，进气主油道1-1的一端与缸体进气油道连通、另一端与进气辅油道1-3连通，将缸体进气油道内的机油引至气缸盖1上，排气主油道1-2位于气缸盖1的排气侧，排气主油道1-2的一端与缸体排气油道连通、另一端与排气辅油道1-4连通，将缸体排气油道内的机油引至气缸盖1上，进气VVT控制油路、进气HLA油道1-7与进气辅油道1-3连通，进气HLA油道1-7上并联布置有八个进气HLA安装孔1-9和四根与进气凸轮轴轴承座1-13连通的进气凸轮轴润滑油道1-11，八个进气HLA安装孔1-9与进气HLA油道1-7连通，实现对进气HLA的控制，以使其适时调整进气门间隙，提升发动机NVH性能，四根进气凸轮轴润滑油道1-11与进气HLA油道1-7连通，实现对进气凸轮轴中间轴颈7-4的润滑，排气VVT控制油路、排气HLA油道1-8与排气辅油道1-4连通，排气HLA油道1-8上并联布置有八个排气HLA安装孔1-10和四根与排气凸轮轴轴承座1-14连通的排气凸轮轴润滑油道1-12，八个排气HLA安装孔1-10与排气HLA油道1-8连通，实现对排气HLA的控制，以使其适时调整排气门间隙，提升发动机NVH性能，四根排气凸轮轴润滑油道1-12与排气HLA油道1-8连通，实现对排气凸轮轴中间轴颈8-4的润滑。
进气主油道1-1与排气主油道1-2为两条独立的油道，其分别与缸体进气油道和缸体排气油道相连通，而缸体进气油道和缸体排气油道的机油量由机油泵保证，这样在进气VVT3（或排气VVT4）调节过程中，进气主油道1-1（或排气主油道1-2）的油充足供给，且该油道的机油使用不会影响到排气主油道1-2（或进气主油道1-1）的机油量，也即是不会影响排气VVT4（或进气VVT3）的调节，能同时保证进、排气VVT最大限度发挥性能。同理，进气HLA、排气HLA在调节气门间隙过程中其供油油道相互独立、单独供给，不会因为一侧的调节而致使另一侧油道的机油压力下降，从而能够最大限度发挥HLA性能，最终提升发动机的整体NVH性能。
如图2、图3、图4所示，优选的，高压油泵挺柱润滑油路包括开设在气缸盖1上且与排气HLA油道1-8连通的油泵挺柱润滑辅助油道1-15和开设在凸轮轴末端轴承盖9上的第一环形油槽9-2、油泵挺柱润滑连接油道9-1，凸轮轴末端轴承盖9上开设有高压油泵挺柱安装孔9-3和排气凸轮轴末端轴承孔9-5，油泵挺柱润滑连接油道9-1与油泵挺柱润滑辅助油道1-15连通，第一环形油槽9-2布置在高压油泵挺柱安装孔9-3的孔壁上，第一环形油槽9-2与油泵挺柱润滑连接油道9-1连通，排气凸轮轴末端轴承孔9-5的孔壁上开设有第二环形油槽9-4，第二环形油槽9-4与油泵挺柱润滑连接油道9-1连通。润滑油经油泵挺柱润滑辅助油道1-15流出后，在油泵挺柱润滑连接油道9-1的入口处，分走横纵两个方向，横向进入第二环形油槽9-4内，对排气凸轮轴末端轴颈8-5进行润滑，纵向经油泵挺柱润滑连接油道9-1进入第一环形油槽9-2内，对安装在高压油泵挺柱安装孔9-3内的高压油泵挺柱进行润滑，第一环形油槽9-2和第二环形油槽9-4通过铸造直接成型，降低了制造成本。
由于高压油泵挺柱安装孔9-3内布置有第一环形油槽9-2，只要第一环形油槽9-2里面有润滑油进入，就可以在高压油泵挺柱安装孔9-3与高压油泵挺柱之间的间隙形成均匀的润滑油膜，润滑高压油泵挺柱的挺柱体，润滑油还可以通过高压油泵挺柱安装孔9-3与高压油泵挺柱之间的间隙向下流向高压油泵凸轮，对高压油泵凸轮和挺柱滚轮进行润滑，并且不受发动机布置角度以及发动机工况的影响，保证了高压油泵挺柱在各种发动机布置角度、各种发动机工况下都可以得到充分润滑，从而大大提升了高压油泵挺柱的润滑效果，降低了出现异常磨损的风险。
如图5至图10所示，优选的，进气VVT控制油路包括开设在气缸盖1上且与进气辅油道1-3连通的斜向上的进气VVT主油道1-5，开设在凸轮轴前端轴承盖2上的进气VVT连接油道2-1、进气VVT辅助油道2-3，开设在进气凸轮轴前端轴颈7-3上的进气凸轮轴环形油槽7-1、进气凸轮轴油孔7-2，安装在进气凸轮轴7前端的进气VVT3的A、B油腔和安装在进气凸轮轴7前端且位于进气VVT3内侧的进气机油控制阀5的A、B油道。凸轮轴前端轴承盖2上开设有进气凸轮轴前端轴承孔2-5，进气VVT辅助油道2-3为开设在进气凸轮轴前端轴承孔2-5的孔壁上的环形油槽，进气VVT辅助油道2-3通过铸造直接成型，降低了制造成本。进气VVT主油道1-5与进气VVT连接油道2-1连通，进气VVT连接油道2-1与进气VVT辅助油道2-3连通，进气VVT辅助油道2-3与进气凸轮轴环形油槽7-1连通，进气凸轮轴环形油槽7-1通过进气凸轮轴油孔7-2与进气机油控制阀5的A油道（或B油道）连通，进气机油控制阀5的A油道（或B油道）与进气VVT3的A油腔（或B油腔）连通，从而实现对进气VVT3的提前（或滞后）控制，实现进气相位的调节。具体的油路走向依次为：进气主油道1-1、进气辅油道1-3、进气VVT主油道1-5、进气VVT连接油道2-1、进气VVT辅助油道2-3、进气凸轮轴环形油槽7-1、进气凸轮轴油孔7-2、进气机油控制阀5的A油道（或B油道）、进气VVT3的 A油腔（或B油腔），实现对进气VVT3的提前（或滞后）控制，该进气VVT控制油路还可以同时对进气凸轮轴前端轴颈7-3进行润滑，一条油路多种用途，实现了油路结构的最优化布置，并且进气机油控制阀5直接安装在进气凸轮轴7前端且位于进气VVT3内侧，油路短，响应快，最大限度发挥了进气VVT的性能。
排气VVT控制油路包括开设在气缸盖1上且与排气辅油道1-4连通的斜向上的排气VVT主油道1-6，开设在凸轮轴前端轴承盖2上的排气VVT连接油道2-2、排气VVT辅助油道2-4，开设在排气凸轮轴前端轴颈8-3上的排气凸轮轴环形油槽8-1、排气凸轮轴油孔8-2，安装在排气凸轮轴8前端的排气VVT4的A、B油腔和安装在排气凸轮轴8前端且位于排气VVT4内侧的排气机油控制阀6的A、B油道。凸轮轴前端轴承盖2上开设有排气凸轮轴前端轴承孔2-6，排气VVT辅助油道2-4为开设在排气凸轮轴前端轴承孔2-6的孔壁上的环形油槽，排气VVT辅助油道2-4通过铸造直接成型，降低了制造成本。排气VVT主油道1-6与排气VVT连接油道2-2连通，排气VVT连接油道2-2与排气VVT辅助油道2-4连通，排气VVT辅助油道2-4与排气凸轮轴环形油槽8-1连通，排气凸轮轴环形油槽8-1通过排气凸轮轴油孔8-2与排气机油控制阀6的A油道（或B油道）连通，排气机油控制阀6的A油道（或B油道）与排气VVT4的A油腔（或B油腔）连通，从而实现对排气VVT4的滞后（或提前）控制，实现排气相位的调节。具体的油路走向依次为：排气主油道1-2、排气辅油道1-4、排气VVT主油道1-6、排气VVT连接油道2-2、排气VVT辅助油道2-4、排气凸轮轴环形油槽8-1、排气凸轮轴油孔8-2、排气机油控制阀6的A油道（或B油道）、排气VVT4的A油腔（或B油腔），实现对排气VVT4的滞后(或提前)控制，该排气VVT控制油路还可以同时实现对排气凸轮轴前端轴颈8-3进行润滑，一条油路多种用途，实现了油路结构的最优化布置，并且排气机油控制阀6直接安装在排气凸轮轴8前端且位于排气VVT4内侧，油路短，响应快，最大限度发挥了排气VVT的性能。

Claims (7)

1.一种汽车发动机的缸盖系统油路，包括进气VVT控制油路、排气VVT控制油路和布置在气缸盖（1）上的进气辅油道（1-3）、排气辅油道（1-4）、进气HLA油道（1-7）、排气HLA油道（1-8），进气VVT控制油路、进气HLA油道（1-7）与进气辅油道（1-3）连通，进气HLA油道（1-7）上并联布置有多个进气HLA安装孔（1-9）和多根与进气凸轮轴轴承座（1-13）连通的进气凸轮轴润滑油道（1-11），进气HLA安装孔（1-9）、进气凸轮轴润滑油道（1-11）与进气HLA油道（1-7）连通，排气VVT控制油路、排气HLA油道（1-8）与排气辅油道（1-4）连通，排气HLA油道（1-8）上并联布置有多个排气HLA安装孔（1-10）和多根与排气凸轮轴轴承座（1-14）连通的排气凸轮轴润滑油道（1-12），排气HLA安装孔（1-10）、排气凸轮轴润滑油道（1-12）与排气HLA油道（1-8）连通；其特征在于：还包括进气主油道（1-1）、排气主油道（1-2）和与排气HLA油道（1-8）连通的高压油泵挺柱润滑油路，进气主油道（1-1）、排气主油道（1-2）布置在气缸盖（1）上，进气主油道（1-1）的一端与缸体进气油道连通、另一端与进气辅油道（1-3）连通，排气主油道（1-2）的一端与缸体排气油道连通、另一端与排气辅油道（1-4）连通；
所述高压油泵挺柱润滑油路包括开设在气缸盖（1）上且与排气HLA油道（1-8）连通的油泵挺柱润滑辅助油道（1-15）和开设在凸轮轴末端轴承盖（9）上的油泵挺柱润滑连接油道（9-1）、第一环形油槽（9-2），凸轮轴末端轴承盖（9）上开设有高压油泵挺柱安装孔（9-3），油泵挺柱润滑连接油道（9-1）与油泵挺柱润滑辅助油道（1-15）连通，第一环形油槽（9-2）布置在高压油泵挺柱安装孔（9-3）的孔壁上，且与油泵挺柱润滑连接油道（9-1）连通。
2.根据权利要求1所述的汽车发动机的缸盖系统油路，其特征在于：
所述凸轮轴末端轴承盖（9）上开设有排气凸轮轴末端轴承孔（9-5），排气凸轮轴末端轴承孔（9-5）的孔壁上开设有第二环形油槽（9-4），第二环形油槽（9-4）与油泵挺柱润滑连接油道（9-1）连通。
3.根据权利要求2所述的汽车发动机的缸盖系统油路，其特征在于：
所述进气VVT控制油路包括开设在气缸盖（1）上且与进气辅油道（1-3）连通的进气VVT主油道（1-5），开设在凸轮轴前端轴承盖（2）上的进气VVT连接油道（2-1）、进气VVT辅助油道（2-3），开设在进气凸轮轴前端轴颈（7-3）上的进气凸轮轴环形油槽（7-1）、进气凸轮轴油孔（7-2），安装在进气凸轮轴（7）前端的进气VVT（3）的A、B油腔和安装在进气凸轮轴（7）前端且位于进气VVT（3）内侧的进气机油控制阀（5）的A、B油道；所述进气VVT主油道（1-5）与进气VVT连接油道（2-1）连通，进气VVT连接油道（2-1）与进气VVT辅助油道（2-3）连通，进气VVT辅助油道（2-3）与进气凸轮轴环形油槽（7-1）连通，进气凸轮轴环形油槽（7-1）通过进气凸轮轴油孔（7-2）与进气机油控制阀（5）的A油道或B油道连通，进气机油控制阀（5）的A油道或B油道与进气VVT（3）的A油腔或B油腔连通。
4.根据权利要求3所述的汽车发动机的缸盖系统油路，其特征在于：
所述凸轮轴前端轴承盖（2）上开设有进气凸轮轴前端轴承孔（2-5），所述进气VVT辅助油道（2-3）为开设在进气凸轮轴前端轴承孔（2-5）的孔壁上的环形油槽。
5.根据权利要求4所述的汽车发动机的缸盖系统油路，其特征在于：
所述排气VVT控制油路包括开设在气缸盖（1）上且与排气辅油道（1-4）连通的排气VVT主油道（1-6），开设在凸轮轴前端轴承盖（2）上的排气VVT连接油道（2-2）、排气VVT辅助油道（2-4），开设在排气凸轮轴前端轴颈（8-3）上的排气凸轮轴环形油槽（8-1）、排气凸轮轴油孔（8-2），安装在排气凸轮轴（8）前端的排气VVT（4）的A、B油腔和安装在排气凸轮轴（8）前端且位于排气VVT（4）内侧的排气机油控制阀（6）的A、B油道；所述排气VVT主油道（1-6）与排气VVT连接油道（2-2）连通，排气VVT连接油道（2-2）与排气VVT辅助油道（2-4）连通，排气VVT辅助油道（2-4）与排气凸轮轴环形油槽（8-1）连通，排气凸轮轴环形油槽（8-1）通过排气凸轮轴油孔（8-2）与排气机油控制阀（6）的A油道或B油道连通，排气机油控制阀（6）的A油道或B油道与排气VVT（4）的A油腔或B油腔连通。
6.根据权利要求5所述的汽车发动机的缸盖系统油路，其特征在于：
所述凸轮轴前端轴承盖（2）上开设有排气凸轮轴前端轴承孔（2-6），所述排气VVT辅助油道（2-4）为开设在排气凸轮轴前端轴承孔（2-6）的孔壁上的环形油槽。
7.根据权利要求6所述的汽车发动机的缸盖系统油路，其特征在于：
所述进气VVT辅助油道（2-3）和排气VVT辅助油道（2-4）通过铸造直接成型，所述第一环形油槽（9-2）和第二环形油槽（9-4）通过铸造直接成型。
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