CN110714807A - 用于发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐 - Google Patents

Abstract

本发明涉及发动机润滑系统领域，公开了一种用于FSAE赛车发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，包括油罐本体，油罐本体内设置有分离隔板，分离隔板上方设置有油气分离器，下方设置有过滤器；油气分离器包括连接在一起的涡流形成管和离心力控制管；涡流形成管为圆柱形，其顶部穿过油罐本体的顶盖设置在油罐本体外；涡流形成管的顶部正上方设置有溢流口，顶部侧壁上设置有沿侧壁切向的润滑油入口；离心力控制管为上大下小的锥形管，其设置在涡流形成管下方，底部穿过分离隔板与过滤器内部相通；油罐本体的侧壁底部设置有供油口，底部设置有卸油口。本发明可以实现润滑油的油气分离，降低润滑油的含气量，可以广泛应用于发动机润滑系统领域。

Description

用于发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐

技术领域

本发明涉及发动机润滑系统领域，具体涉及一种用于FSAE赛车发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，其可以及时分离从刚参与过发动机润滑的润滑油中所掺杂的混合气，保证发动机润滑系统工作的可靠性和稳定性。

背景技术

在FSAE赛车中，对发动机往往有特殊的要求，例如，在搭载湿式油底壳润滑系统的发动机上，由于车辆在高速过弯、急加速和急减速等工况下受到的水平方向上的作用力，导致湿式油底壳内的润滑油液面剧烈晃动，润滑系统抽油不畅的情况时有发生，这直接导致发动机润滑系统供油压力不足，损坏发动机。为了解决这类问题，一般不得不增加油底壳的高度和容积，而所牺牲的是受整车质心高度影响较大的车辆操控性能和轻量化的潜力。因此，干式油底壳润滑系统对于车辆性能的提升具有重大的意义。目前，现有技术中赛场上的赛车使用的大多干式油底壳润滑系统的外部储油罐的油气分离方式为以碰撞分离和过滤分离为主，这种储油罐的油气分离效果并不好，在一定程度上限制干式油底壳润滑系统在的普及。例如，有些车队所公开的干式油底壳润滑系统的储油罐中所带的油气分离器是采用若干直径不同的圆柱型金属滤网同心排布的结构，润滑油从内部透过滤网层层流出，通过与滤网直接碰撞完成油气分离，这种分离方式的分离效率较低。对于润滑系统最重要的组成之一的润滑油来说，润滑油中含气量的大小讲直接决定干式油底壳润滑系统的润滑性能，因此，需要提出一种适用于干式油底壳润滑系统的外部储油罐。

发明内容

针对现有技术中干式油底壳润滑系统的外部储油罐的油气分离效果差，所要解决的技术问题为：提供一种用于FSAE赛车发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，通过在储油罐中设置油气分离器的结构，利用高速润滑油液所携带的动能形成油液的旋流运动，在离心力的作用下完成油气分离，以实现参与过发动机润滑后的润滑油的油气分离，降低润滑油的含气量。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，包括油罐本体，所述油罐本体内设置有分离隔板，分离隔板上方设置有油气分离器，下方设置有过滤器；所述油气分离器包括连接在一起的涡流形成管和离心力控制管；所述涡流形成管为圆柱形，其顶部穿过油罐本体的顶盖设置在油罐本体外；所述涡流形成管的顶部正上方设置有溢流口，顶部侧壁上设置有沿侧壁切向的润滑油入口；所述离心力控制管为上大下小的锥形管，其设置在涡流形成管下方，底部穿过分离隔板与过滤器内部相通；所述油罐本体的侧壁底部设置有供油口，底部设置有卸油口。

所述润滑油入口与水平面呈角度，角度大小根据发动机的润滑油含气量及润滑油的物理特性调整。

所述供油口设置在距离油罐本体底平面50mm以上的位置。

所述油气分离器和过滤器设置与油罐本体同轴设置，所述卸油口设置在油罐本体底平面中心。

所述过滤器为侧壁上设置有多个过滤孔的的圆筒体，圆筒体的上方与分离隔板无缝连接，下方与油罐本体底平面无缝连接。

所述溢流口为穿设在涡流形成管的顶部开口上的圆形管形成。

所述的一种用于发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，还包括下固定板和上固定板，所述下固定板和上固定板为圆环形板，所述涡流形成管和离心力控制管分别通过下固定板和上固定板与油罐本体侧壁连接。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明通过储油罐内部特制的分离器结构，对润滑油液中来自发动机曲轴箱和罗茨泵的杂质气体进行离心处理，使之迅速脱离润滑油液。本发明所设计的油气分离器，引导润滑油切向进入一个圆柱型涡流形成管的内壁，在重力的作用下向下运动形成旋流运动，并产生离心力。由于杂质气体与润滑油液滴之间的密度差异，在旋流过程中液滴逐渐沿径向向外运动，气体逐渐向中心聚拢，由上而下气压逐渐上升，当气压达到临界值时便形成向上的反流，从分离器上端的溢流口排出，完成油气分离过程。由于不同流层之间的剪切力作用，液流的动能会逐渐下降，为保证分离器内的润滑油有足够的离心力和足够的分离时间，在分离器下部设计一个渐缩的圆锥型离心力控制管，通过逐渐减小旋流半径来延缓离心力的下降。因此，使用本发明中的储油罐，与普通储油罐相比，实际进入发动机内部润滑油道的润滑油液的含气率将大幅度降低（甚至为0）。由于杂质气体的影响被降低，机油的使用寿命将延长，在发动机内部高速运动的摩擦表面所建立的高压油膜相对稳定，降低发动机的磨损速率，可延长机器的使用寿命，同时降低维护成本。由于储油罐的出油口距其底部平面具有合适的距离，可充分沉降润滑油液中所夹带的金属碎屑等大密度杂质。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种外置储油罐的外部结构示意图；内部结构示意图；

图2为图1的AA剖视图；

图3为本发明实施例中分离器的示意图。

图中：1为油罐本体，2为分离隔板，3为油气分离器，4为过滤器，5为涡流形成管，6为离心力控制管，7为溢流口，8为润滑油入口，9为供油口，10为卸油口，11为下固定板，12位上固定板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1~3所示，本发明实施例提供了一种用于FSAE赛车发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，包括油罐本体1，所述油罐本体1内设置有分离隔板2，分离隔板2上方设置有油气分离器3，下方设置有过滤器4；所述油气分离器3包括连接在一起的涡流形成管5和离心力控制管6；所述涡流形成管5为圆柱形，其顶部穿过油罐本体1的顶盖设置在油罐本体1外；所述涡流形成管5的顶部正上方设置有溢流口7，其中，溢流口7为穿设在涡流形成管5的顶部开口上的圆形管形成顶部。所述涡流形成管5的侧壁上设置有沿侧壁切向的润滑油入口8；所述离心力控制管6为上大下小的锥形管，其设置在涡流形成管5下方，底部穿过分离隔板2与过滤器4内部相通；所述油罐本体1的侧壁底部设置有供油口9，底部设置有卸油口10。其中，圆锥形的离心力控制管6通过减小润滑油所做圆周运动的运动半径，可以减缓由于润滑油所受粘性力而引起的离心力下降。

具体地，本实施例中，所述润滑油入口8与水平面呈角度。此外，所述润滑油入口的截面为圆柱形状，其与水平面的所成的角度可根据不同发动机的润滑油含气量及润滑油的物理特性的不同而进行相应的调整，如若所匹配的发动机润滑油寒气率较高，可根据需要使用与水平面成一定仰角的切向入口，从而产生质量良好的涡流。

具体地，本实施例中，所述供油口9设置在距离油罐本体1底平面50mm以上的位置，则可以避免因润滑油泵吸入罐体底部的油泥杂质。

具体地，所述油气分离器3和过滤器4设置与油罐本体1同轴设置，所述卸油口10设置在油罐本体1底平面中心。具体地，本实施例中，所述过滤器4为侧壁上设置有多个过滤孔的的圆筒体，圆筒体的上方与分离隔板2无缝连接，下方与油罐本体1底平面无缝连接。从油气分离器3的下端口流出的润滑油进入过滤器中，经过滤器过滤后，从供油口9流出，因此过滤器可以起到过滤润滑油中的杂质的作用。

具体地，如图2所示，本实施例提供的一种用于FSAE赛车发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，还包括下固定板11和上固定板12，所述下固定板11和上固定板12为圆环形板，所述涡流形成管5和离心力控制管6分别通过下固定板11和上固定板12与油罐本体1侧壁连接。通过设置下固定板11和上固定板12，可以使油气分离器3在储油罐内的结构更为稳定。

本发明的工作原理如下：参与过润滑的带有大量混合气的润滑油液从润滑油入口8处切向进入油气分离器3，在分离器3中通过涡流形成管5形成沿内壁面的涡旋流动，产生离心力，在重力和摩擦力的作用下，润滑油液不断向下运动且速度逐渐减小，进入分离器3下部的离心力控制管6内，随着运动半径的减小，在离心力的作用下，密度较小的气泡向分离器3的中央聚拢，在惯性作用下向下运动并导致气压由上往下逐渐增大，当气体下降到一定高度后形成向上的反流，将气体向上从溢流口7排出；通过离心力控制管6可以控制离心力减小的速率，延长涡旋流动的时间，在离心力的作用下完成含气润滑油的油气分离过程；分离后的气体从分离器上端口的溢流口7进入溢流管道排出，液体润滑油从分离器3下端口流出进入罐体下部的过滤器4内进行冷却。冷却后的润滑油液过滤器4内的较大空间内完成杂质沉降，然后最终干净的润滑油液从过滤器4上的小孔进入过滤器与罐体侧壁之间的空间内，然后从距罐体底部平面50mm以上处的供油口9处进入机油泵参与发动机机内润滑。当润滑油使用到规定的里程数时，拧开罐体1底部的卸油口10，清除油罐1内沉积的油泥。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种用于发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，其特征在于，包括油罐本体（1），所述油罐本体（1）内设置有分离隔板（2），分离隔板（2）上方设置有油气分离器（3），下方设置有过滤器（4）；所述油气分离器（3）包括连接在一起的涡流形成管（5）和离心力控制管（6）；所述涡流形成管（5）为圆柱形，其顶部穿过油罐本体（1）的顶盖设置在油罐本体（1）外；所述涡流形成管（5）的顶部正上方设置有溢流口（7），顶部侧壁上设置有沿侧壁切向的润滑油入口（8）；所述离心力控制管（6）为上大下小的锥形管，其设置在涡流形成管（5）下方，底部穿过分离隔板（2）与过滤器（4）内部相通；所述油罐本体（1）的侧壁底部设置有供油口（9），底部设置有卸油口（10）。

2.根据权利要求1所述的一种用于发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，其特征在于，所述润滑油入口（8）与水平面呈角度，角度大小根据发动机的润滑油含气量及润滑油的物理特性调整。

3.根据权利要求1所述的一种用于发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，其特征在于，所述供油口（9）设置在距离油罐本体（1）底平面50mm以上的位置。

4.根据权利要求1所述的一种用于发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，其特征在于，所述油气分离器（3）和过滤器（4）设置与油罐本体（1）同轴设置，所述卸油口（10）设置在油罐本体（1）底平面中心。

5.根据权利要求1所述的一种用于发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，其特征在于，所述过滤器（4）为侧壁上设置有多个过滤孔的的圆筒体，圆筒体的上方与分离隔板（2）无缝连接，下方与油罐本体（1）底平面无缝连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，其特征在于，所述溢流口（7）为穿设在涡流形成管（5）的顶部开口上的圆形管形成。

7.根据权利要求1所述的一种用于发动机干式油底壳润滑系统的外置储油罐，其特征在于，还包括下固定板（11）和上固定板（12），所述下固定板（11）和上固定板（12）为圆环形板，所述涡流形成管（5）和离心力控制管（6）分别通过下固定板（11）和上固定板（12）与油罐本体（1）侧壁连接。

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