CN110242384B - 发动机润滑集成模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机润滑集成模块，包括模块本体以及集成于模块本体上的机油冷却器、机油滤清器和传感器单元。本发明的发动机润滑集成模块，具备机油过滤、散热、机油压力和温度监控等功能，提高了整体结构的紧凑性，使得发动机的布置更为紧凑，体现了多功能集成、通用性高、压损低、可靠性高的特点。

Description

发动机润滑集成模块

技术领域

本发明属于发动机润滑技术领域，具体地说，本发明涉及一种发动机润滑集成模块。

背景技术

为保证发动机正常运转，润滑油在机油泵的驱动下，经过机油滤清器的过滤、机油冷却器的散热，最终将合适压力、合适的温度、清洁的润滑油输送到各用油部件，如主轴颈、连杆颈、正时链条、凸轮轴等。

现有的发动机润滑系统，机油滤清器和机油冷却器分别作为两个独立单元安装在发动机的缸体上，需要占用很大的空间，使得发动机的整体布置显得不紧凑。由于油路长，导致机油压力建立时间增加、压损高，影响发动机可靠性。虽然有的厂家也在使用润滑模块结构，但现有的模块结构比较复杂，成本比较高，同时功能单一，通用性低，压损高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种发动机润滑集成模块，目的是提高结构紧凑性。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：发动机润滑集成模块，包括：

模块本体；

机油冷却器，其集成于模块本体上；

机油滤清器，其集成于模块本体上；以及

传感器单元，其集成于模块本体上，且用于检测机油压力和机油温度。

所述模块本体具有第一进油口和第一出油口，所述机油滤清器具有的第二进油口和第二出油口，所述机油冷却器具有第三进油口和第三出油口，第二进油口与第一进油口连通，第二出油口与第三进油口连通，第三出油口与第一出油口连通。

所述第一进油口和所述第一出油口处于所述模块本体的同一侧壁上，所述传感器单元对连接所述第三出油口和第一出油口的油路中的机油的压力和温度进行检测。

所述模块本体具有第一进水口和第一出水口，所述机油冷却器具有与第一进水口连通的第二进水口、与第一出水口连通的第二出水口、位于第二进水口和第二出水口之间的冷却水道以及位于所述第三进油口和第三出油口之间的冷却油道，冷却水道与冷却油道为交叉型布置。

所述第一进水口和第一出水口与发动机缸体连接，第一进油口接收来自发动机缸体的冷却液。

所述第一进水口和第一出水口与所述第一进油口和所述第一出油口处于所述模块本体的同一侧壁上，所述第一进水口和第一出水口的高度大于第一进油口和第一出油口的高度。

所述模块本体内部设置接收来自所述机油冷却器的滤后油路、与滤后油路连通的旁通前油路、与旁通前油路连通且用于将机油引导至所述机油冷却器的油冷前油路、用于将机油引导至所述第一出油口的油冷后油路以及用于控制旁通前油路与油冷后油路在连通状态与断开状态之间进行切换的第一旁通阀。

当所述机油冷却器的压损大于所述第一旁通阀的开启压力时，第一旁通阀处于打开状态，所述旁通前油路与油冷后油路处于连通状态，旁通前油路中的一部分机油依次经油冷后油路和所述第一出油口流入发动机主油道，旁通前油路中的另一部分机油经所述油冷前油路流入所述机油冷却器。

所述机油冷却器上设置放水阀，放水阀的位置低于发动机水套的位置。

所述机油滤清器的内部设置用于控制机油流向的第二旁通阀。

本发明的发动机润滑集成模块，具备机油过滤、散热、机油压力和温度监控等功能，提高了整体结构的紧凑性，使得发动机的布置更为紧凑，体现了多功能集成、通用性高、压损低、可靠性高的特点。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明发动机润滑集成模块的结构示意图；

图2是本发明发动机润滑集成模块的主视图；

图3是本发明发动机润滑集成模块的安装面视图；

图4是第一旁通阀处的剖视图；

图5是机油冷却器油层剖面视图；

图6是机油滤清器剖面视图；

图中标记为：1、模块本体；2、机油冷却器；3、放水阀；4、传感器单元；5、机油滤清器；6、机油冷器螺栓；7、油路堵头；8、第一进水口；9、第一出油口；10、第一出水口；11、第一进油口；12、滤后油路；13、旁通前油路；14、油冷前油路；15、油冷后油路；16、第一旁通阀；17、第二出水口；18、第三进油口；19、第三出油口；20、第二进水口；21、止回阀；22、滤纸；23、第二旁通阀；24、第二出油口。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

需要说明的是，在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”和“第三”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。

如图1至图6所示，本发明提供了一种发动机润滑集成模块，包括模块本体1、机油冷却器2、机油滤清器5和传感器单元4，机油冷却器2、机油滤清器5和传感器单元4均集成于模块本体1上，机油滤清器5用于对机油进行过滤，机油冷却器2用于对机油进行冷却，传感器单元4用于检测机油压力和机油温度。

具体地说，如图1至图6所示，模块本体1是用于与发动机缸体固定连接，机油冷却器2、机油滤清器5和传感器单元4与模块本体1集成一体，形成的发动机润滑集成模块结构紧凑，无外围油路、水路，而且具备机油过滤、散热、机油压力和温度监控等功能，使得发动机的布置更为紧凑，体现了多功能集成、通用性高、压损低、可靠性高的特点。

如图1至图6所示，机油滤清器5位于模块本体1的下方，机油滤清器5与模块本体1的下端固定连接，机油冷却器2位于机油滤清器5的上方，机油冷却器2在模块本体1的上端处与模块本体1固定连接。模块本体1具有第一进油口11和第一出油口9，机油滤清器5具有的第二进油口和第二出油口24，机油冷却器2具有第三进油口18和第三出油口19，第二进油口与第一进油口11连通，第二出油口24与第三进油口18连通，第三出油口19与第一出油口9连通。第一进油口11和第一出油口9处于模块本体1的同一侧壁上，模块本体1的该侧壁与发动机缸体相贴合，第一进油口11接收来自发动机缸体的机油，第一出油口9将机油引导至发动机缸体中。机油经过机油滤清器5的过滤后，进入机油冷却器2中，机油从第三进油口18进入机油冷却器2中，经机油冷却器2的冷却后，机油从第三出油口19流出，再流向第一出油口9，模块本体1的内部设置连通第三出油口19和第一出油口9的油路，传感器单元4对连接第三出油口19和第一出油口9的油路中的机油的压力和温度进行检测，通过集成的传感器单元4实现对发动机机油压力、温度状况进行实时监控，确保发动机运行的可靠性。而且，在机油进入第一出油口9之前，传感器单元4检测机油压力和机油温度，并将信号传递至控制器，当传感器单元4检测到机油温度高于设定值或机油压力低于设定值时，控制器接收到信号，并发出指令至结果显示端，最后由结果显示端发出报警信号，确保发动机的可靠运行。

如图1至图6所示，模块本体1具有第一进水口8和第一出水口10，机油冷却器2具有与第一进水口8连通的第二进水口20、与第一出水口10连通的第二出水口17、位于第二进水口20和第二出水口17之间的冷却水道以及位于第三进油口18和第三出油口19之间的冷却油道，冷却水道与冷却油道为交叉型布置。第一进水口8和第一出水口10与发动机缸体连接，第一进油口11接收来自发动机缸体的冷却液，第一出水口10将冷却液引导至发动机缸体中。第一进水口8和第一出水口10与第一进油口11和第一出油口9处于模块本体1的同一侧壁上，第一进水口8和第一出水口10的高度大于第一进油口11和第一出油口9的高度，第一进水口8和第一出水口10大致处于同一高度，第一进油口11位于模块本体1的下端，第一出油口9位于第一进油口11的上方。来自发动机缸体的冷却液依次经第一进水口8和第二进水口20流入机油冷却器2的冷却水道中，流入机油冷却器2的冷却油道中的机油与流入冷却水道中的冷却液发生热交换，最后冷却液依次将第二出水口17和第一出水口10流入发动机缸体中，实现对机油的降温或升温。

如图1至图5所示，第二进水口20、第二出水口17、第三进油口18和第三出油口19呈矩形分布，第二进水口20和第三进油口18处于与第一方向相平行的同一直线上，第二出水口17和第三出油口19也处于与第一方向相平行的同一直线上，第二进水口20和第三出油口19处于与第二方向相平行的同一直线上，第二出水口17和第三进油口18也处于与第二方向相平行的同一直线上，第一方向为水平方向且第一方向与机油冷却器2的长度方向相平行，第二方向为竖直方向，第一方向与第二方向相垂直，第二进水口20、第二出水口17、第三进油口18和第三出油口19设置于机油冷却器2的与模块本体1相贴合的同一侧面上。冷却水道和冷却油道为在机油冷却器2的内部设置的空腔体，冷却水道和冷却油道具有一定的长度，冷却水道的长度方向与冷却油道的长度方向之间具有夹角且该夹角为锐角，冷却油道的长度方向与第三进油口18和第三出油口19所在的直线相平行(对应矩形的一条对角线)，冷却水道的长度方向与第二进水口20和第二出水口17所在的直线相平行(对应矩形的另一条对角线)。机油冷却器2的油、水通道采用交叉型布置，增加流通长度，可以提高机油的散热效率。

如图1至图6所示，模块本体1内部设置接收来自机油冷却器2的滤后油路12、与滤后油路12连通的旁通前油路13、与旁通前油路13连通且用于将机油引导至机油冷却器2的油冷前油路14、用于将机油引导至第一出油口9的油冷后油路15以及用于控制旁通前油路13与油冷后油路15在连通状态与断开状态之间进行切换的第一旁通阀16。通过在机油冷却器2前设置旁通阀，实现机油的部分冷却，通过机油压力自动分配需要冷却的机油。滤后油路12与第二出油口24连通，发动机工作过程中，机油从第一进油口11进入模块本体1中，机油再流入机油滤清器5中，机油经过机油滤清器5的过滤后，进入滤后油路12，再流向旁通前油路13。当第一旁通阀16处于闭合状态，旁通前油路13与油冷后油路15不直接连通，旁通前油路13与油冷后油路15处于断开状态，流入旁通前油路13中的机油再流入冷却前油路，冷却前油路与第三进油口18连通，冷却后油路与第一出油口9和第三出油口19连通，流入冷却前油路中的机油再流入机油冷却器2中，流入机油冷却器2中的机油经第三出油口19再流入冷却后油路中，流入冷却后油路中再流入第一出油口9中，最后机油流入发动机主油道中。

如图1至图5所示，第一旁通阀16位于旁通前油路13和油冷后油路15之间，发动机低速运行时，润滑系统机油流量低，机油冷却器2的压损小，机油冷却器2的压损小于第一旁通阀16的开启压力，第一旁通阀16处于闭合状态，过滤后的机油需经过油冷前油路14进入机油冷却器2，并通过油冷后油路15进入第一出油口9，最后流入发动机主油道。当机油冷却器2的压损大于第一旁通阀16的开启压力时，第一旁通阀16处于打开状态，旁通前油路13与油冷后油路15处于连通状态且旁通前油路13与油冷后油路15直接连通，不需经过油冷前油路14和机油冷却器2实现连通，旁通前油路13中的机油可直接流入油冷后油路15中，而且旁通前油路13中的一部分机油依次经油冷后油路15和第一出油口9流入发动机主油道，旁通前油路13中的另一部分机油经油冷前油路14流入机油冷却器2，同样，流入机油冷却器2中的机油经第三出油口19再流入冷却后油路中，流入冷却后油路中再流入第一出油口9中，最后这部分机油也流入发动机主油道中。

在发动机冷启动过程中，水温上升速度高于机油，可以通过冷却液对机油进行加热，加速机油的升温，利于润滑油膜的建立及燃油的节省。

发动机处于中、高速运行时，润滑系统机油流量增加，机油冷却器2的压损加大，当压损大于第一旁通阀16的开启压力后，第一旁旁通阀处于打开状态，部分机油不经过机油冷却器2，直接进入第一出油口9，流入发动机主油道。本发明中，第一旁通阀16的作用就是控制机油冷却器2的压力损失，确保发动机主油道机油压力满足要求，同时可以根据需要，调整第一旁通阀16的开启压力，提高模块的通用性，最终将清洁的、温度合适的、压损满足要求机油输入发动机主油道，确保发动机的可靠运行。

润滑模块的进、出水口直接与缸体连接，减少不必要的管路连接；冷却液从缸体水套流出后，经进水口进入润滑集成模块，通过机油冷却器2后，回到出水口，最终进水缸体，回到水泵泵前通道。

如图1所示，机油冷却器2上设置放水阀3，放水阀3与机油冷却器2内部的冷却水道连通，放水阀3的位置低于发动机水套的位置，当发动机长时间不运行或保养更换冷却液时，可以通过该放水阀3对发动机进行放水。

作为优选的，机油冷却器2为板翘式机油冷却器2，油、水通道为交叉型，流通长度增加，利用提高机油冷却器2的冷却效率；在油层中，机油由第三进油口18流向第三出油口19；在水层中，由第二进水口20流向第二出水口17。

如图6所示，机油进入机油滤清器5后，通过滤纸22的过滤后，从而第二出油口24流出。作为优选的，机油滤清器5的内部设置用于控制机油流向的第二旁通阀23，避免因机滤堵塞导致发动机机油压力低的问题，确保发动机的机油压力。机油滤清器5为倒置布置，时刻保持冲油状态，有效的减小发动机油压建立时间，减小发动机启动过程中的磨损。当机油滤清器5严重堵塞时，压损增加，当机油滤清器5的压损高于第二旁通阀23的开启压力时，第二旁通阀23打开，部分机油不经过过滤，直接经机油冷却器2进入发动机，确保发动机主油道的机油压力满足要求。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.发动机润滑集成模块，其特征在于，包括：

模块本体；

机油冷却器，其集成于模块本体上；

机油滤清器，其集成于模块本体上；以及

传感器单元，其集成于模块本体上，且用于检测机油压力和机油温度；

其中，机油冷却器、机油滤清器和传感器单元与模块本体集成一体，机油滤清器位于模块本体和机油冷却器的下方，机油滤清器与模块本体的下端固定连接，机油冷却器在模块本体的上端处与模块本体固定连接；

模块本体具有第一进油口和第一出油口，机油滤清器具有的第二进油口和第二出油口，机油冷却器具有第三进油口和第三出油口，第二进油口与第一进油口连通，第二出油口与第三进油口连通，第三出油口与第一出油口连通；第一进油口和第一出油口处于模块本体的同一侧壁上，模块本体的该侧壁与发动机缸体相贴合，第一进油口接收来自发动机缸体的机油，第一出油口将机油引导至发动机缸体中；

机油经过机油滤清器的过滤后，进入机油冷却器中，机油从第三进油口进入机油冷却器中，经机油冷却器的冷却后，机油从第三出油口流出，再流向第一出油口，模块本体的内部设置连通第三出油口和第一出油口的油路，传感器单元对连接第三出油口和第一出油口的油路中的机油的压力和温度进行检测；

在机油进入第一出油口之前，传感器单元检测机油压力和机油温度，并将信号传递至控制器，当传感器单元检测到机油温度高于设定值或机油压力低于设定值时，控制器接收到信号，并发出指令至结果显示端，最后由结果显示端发出报警信号；

模块本体具有第一进水口和第一出水口，机油冷却器具有与第一进水口连通的第二进水口、与第一出水口连通的第二出水口、位于第二进水口和第二出水口之间的冷却水道以及位于第三进油口和第三出油口之间的冷却油道，冷却水道与冷却油道为交叉型布置；

第一进水口和第一出水口与发动机缸体连接，第一进油口接收来自发动机缸体的冷却液，第一出水口将冷却液引导至发动机缸体中；第一进水口和第一出水口与第一进油口和第一出油口处于模块本体的同一侧壁上；

第一进水口和第一出水口的高度大于第一进油口和第一出油口的高度，第一进水口和第一出水口处于同一高度，第一进油口位于模块本体的下端，第一出油口位于第一进油口的上方；来自发动机缸体的冷却液依次经第一进水口和第二进水口流入机油冷却器的冷却水道中，流入机油冷却器的冷却油道中的机油与流入冷却水道中的冷却液发生热交换，最后冷却液依次经第二出水口和第一出水口流入发动机缸体中，实现对机油的降温或升温；

第二进水口、第二出水口、第三进油口和第三出油口呈矩形分布，第二进水口和第三进油口处于与第一方向相平行的同一直线上，第二出水口和第三出油口也处于与第一方向相平行的同一直线上，第二进水口和第三出油口处于与第二方向相平行的同一直线上，第二出水口和第三进油口也处于与第二方向相平行的同一直线上，第一方向为水平方向且第一方向与机油冷却器的长度方向相平行，第二方向为竖直方向，第一方向与第二方向相垂直，第二进水口、第二出水口、第三进油口和第三出油口设置于机油冷却器的与模块本体相贴合的同一侧面上；

冷却水道和冷却油道为在机油冷却器的内部设置的空腔体，冷却水道的长度方向与冷却油道的长度方向之间具有夹角且该夹角为锐角，冷却油道的长度方向与第三进油口和第三出油口所在的直线相平行，冷却水道的长度方向与第二进水口和第二出水口所在的直线相平行；

模块本体内部设置接收来自机油冷却器的滤后油路、与滤后油路连通的旁通前油路、与旁通前油路连通且用于将机油引导至机油冷却器的油冷前油路、用于将机油引导至第一出油口的油冷后油路以及用于控制旁通前油路与油冷后油路在连通状态与断开状态之间进行切换的第一旁通阀；

滤后油路与第二出油口连通，发动机工作过程中，机油从第一进油口进入模块本体中，机油再流入机油滤清器中，机油经过机油滤清器的过滤后，进入滤后油路，再流向旁通前油路；当第一旁通阀处于闭合状态，旁通前油路与油冷后油路不直接连通，旁通前油路与油冷后油路处于断开状态，流入旁通前油路中的机油再流入冷却前油路，冷却前油路与第三进油口连通，冷却后油路与第一出油口和第三出油口连通，流入冷却前油路中的机油再流入机油冷却器中，流入机油冷却器中的机油经第三出油口再流入冷却后油路中，流入冷却后油路中再流入第一出油口中，最后机油流入发动机主油道中；

第一旁通阀位于旁通前油路和油冷后油路之间，机油冷却器的压损小于第一旁通阀的开启压力，第一旁通阀处于闭合状态，过滤后的机油需经过油冷前油路进入机油冷却器，并通过油冷后油路进入第一出油口，最后流入发动机主油道；

当机油冷却器的压损大于第一旁通阀的开启压力时，第一旁通阀处于打开状态，旁通前油路与油冷后油路处于连通状态且旁通前油路与油冷后油路直接连通，不需经过油冷前油路和机油冷却器实现连通，旁通前油路中的机油可直接流入油冷后油路中，而且旁通前油路中的一部分机油依次经油冷后油路和第一出油口流入发动机主油道，旁通前油路中的另一部分机油经油冷前油路流入机油冷却器，同样，流入机油冷却器中的机油经第三出油口再流入冷却后油路中，流入冷却后油路中再流入第一出油口中，最后这部分机油也流入发动机主油道中；

发动机处于中、高速运行时，润滑系统机油流量增加，机油冷却器的压损加大，当压损大于第一旁通阀的开启压力后，第一旁通阀处于打开状态，部分机油不经过机油冷却器，直接进入第一出油口，流入发动机主油道；

机油进入机油滤清器后，通过滤纸的过滤后，从第二出油口流出；

机油滤清器的内部设置用于控制机油流向的第二旁通阀，机油滤清器为倒置布置，时刻保持冲油状态；

当机油滤清器的压损高于第二旁通阀的开启压力时，第二旁通阀打开，部分机油不经过过滤，直接经机油冷却器进入发动机。

2.根据权利要求1所述的发动机润滑集成模块，其特征在于，所述机油冷却器为板翘式机油冷却器，冷却水道和冷却油道为交叉型；在油层中，机油由第三进油口流向第三出油口；在水层中，由第二进水口流向第二出水口。

3.根据权利要求1所述的发动机润滑集成模块，其特征在于，所述机油冷却器上设置放水阀，放水阀与机油冷却器内部的冷却水道连通，放水阀的位置低于发动机水套的位置。

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