一种发动机润滑系统及方法与流程

1.本发明涉及发动机润滑技术领域，具体来说，是指一种发动机润滑系统及方法。


背景技术：

2.发动机润滑系统通过油泵将润滑油传送到各个用油部件，各个用油部件在润滑油的润滑作用下正常工作。但是，发动机不仅要求润滑油能够到达各用油部件的用油位置，而且还要求到达各用油位置的润滑油具备一定的油液压力，以保证各用油部件的正常工作。例如，主轴承、连杆轴承、凸轮轴以及增压器等用油部件的摩擦副需要一定压力的润滑油来建立油膜，以保护摩擦副的摩擦表面；可变正时气门需要一定压力的润滑油以调节凸轮轴的角度；活塞冷却喷嘴需要一定压力的润滑油以带走摩擦副表面的热量，等等。
3.相关技术中，发动机通过一个油泵将润滑油泵送至依次串联在油路上的各用油部件，导致了各用油部件建立油压的时间过长，特别是位于油路末端的用油部件，容易造成发动机各用油部件的损坏。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，第一方面，提供一种发动机润滑系统，以解决发动机的各用油部件建立油压时间过长的技术问题。
5.本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：
6.一种发动机润滑系统，所述发动机包括第一用油部件以及第二用油部件，所述润滑系统包括：
7.第一油泵，所述第一油泵通过管路与所述第一用油部件相连接；以及，
8.第二油泵，所述第二油泵通过管路与所述第二用油部件相连接；
9.其中，所述第一油泵独立地提供所述第一用油部件以润滑油压，所述第二油泵独立地提供所述第二用油部件以润滑油压。
10.在上述技术方案的基础上，该发动机润滑系统还可以做如下的改进。
11.在一些实施方式中，所述第一用油部件包括主轴承与连杆轴承，所述主轴承的油道与连杆轴承的油道通过第一油管相连接，所述第一油泵与所述第一油管相连接。
12.在一些实施方式中，所述第一油泵为定排量泵、电动油泵或者变排量泵。
13.在一些实施方式中，所述第二用油部件包括活塞冷却喷嘴、链条张紧器、可变正时气门、凸轮轴、燃油泵以及增压器，所述活塞冷却喷嘴的油道、链条张紧器的油道、可变正时气门的油道、凸轮轴的油道、燃油泵的油道以及增压器的油道通过第二油管相连接，所述第二油泵与所述第二油管相连接。
14.在一些实施方式中，所述第二油泵为电动油泵或者变排量泵。
15.在一些实施方式中，所述第一油泵与所述第一用油部件之间通过管路连接有第一滤清器；所述第二油泵与所述第二用油部件之间通过管路连接有第二滤清器。
16.在一些实施方式中，所述第一油泵与所述第一用油部件之间通过管路连接有第一
冷却器；所述第二油泵与所述第二用油部件之间通过管路连接有第二冷却器。
17.在一些实施方式中，所述发动机润滑系统还包括控制器，当所述第一油泵和/或所述第二油泵采用电动油泵时，所述控制器与所述电动油泵相连接。
18.第二方面，本发明还提供一种发动机润滑方法，应用于上述的发动机润滑系统，包括以下步骤：
19.启动所述第一油泵独立地提供所述第一用油部件以润滑油压；
20.启动所述第二油泵独立地提供所述第二用油部件以润滑油压。
21.在上述技术方案的基础上，该发动机润滑方法还可以做如下的改进。
22.在一些实施方式中，所述第一用油部件管路的管径大于所述第二用油部件管路的管径，当所述发动机润滑系统的环境温度低于预设值时，先启动所述第二油泵后，再启动所述发动机。
23.与现有技术相比，本发明提供的发动机润滑系统具有的有益效果是：
24.本发明根据不同用油部件所需润滑油压的不同，将发动机各用油部件划分为第一用油部件与第二用油部件，再通过第一油泵与第二油泵分别独立地提供第一用油部件和第二用油部件以润滑油压，使得两路管路可以分别快速的建立发动机不同用油部件的油液压力，极大地缩短了发动机各用油部件建立油压的时间，延长了发动机的使用寿命。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1是发动机不同用油部件油压需求的曲线图；
27.图2是本发明发动机润滑系统的结构示意图；
28.图3是本发明发动机润滑方法的流程图。
29.图中：
30.10—第一油管；11—主轴承；12—连杆轴承；13—第一滤清器；14—第一冷却器；
31.20—第二油管；21—活塞冷却喷嘴；22—链条张紧器；23—可变正时气门；24—凸轮轴；25—增压器。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全面的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
33.相关技术中，发动机内的各用油部件通过分布的油道依次串联，再通过一个油泵将润滑油泵送至各用油部件。如图1所示，发明人经研究发现，发动机不同的用油部件随发动机转速的增加，呈现出不同的机油润滑油压力需求趋势。具体来说，发动机主轴承的机油压力需求随发动机转速的增加而直线上升；发动机增压器的机油压力需求随发动机转速的
增加先曲线上升，再保持定值；可变正时气门、链条张紧器、燃油泵等用油部件的机油压力需求随发动机转速的增加始终保持定值。此外，连杆轴承的机油压力需求也随发动机转速的增加而增加；活塞冷却喷嘴以及凸轮轴的机油压力需求也随发动机转速的增加始终保持定值。
34.发动机内不同用油部件所需的润滑油压不同。发动机启动过程中，各用油部件根据距离油泵的远近逐步建立油压，位于油道末端的用油部件建立油压的时间最长。特别是在低温环境下，由于润滑油的粘度非常大、流动困难，因此油压建立的时间也更长。此外，如果只采用一个油泵将润滑油泵送至依次串联的各用油部件，当主轴承的机油压力需求得到满足时，其它用油部件的润滑油压力必然过剩，导致油泵泵送能力的浪费。
35.实施例1：
36.本发明提供一种发动机润滑系统，如图2所示，根据发动机各用油部件所需的润滑油压力的不同，将发动机各用油部件划分为第一用油部件和第二用油部件。其中，第一用油部件包括主轴承11与连杆轴承12，第二用油部件包括活塞冷却喷嘴21、链条张紧器22、可变正时气门23、凸轮轴24、增压器25以及燃油泵(图中未示出)。
37.不难发现，第一用油部件所需的润滑油压力随发动机转速的增加而增加，第二用油部件所需的润滑油压力随发动机转速的增加始终保持定值。
38.如图2所示，在一些实施方式中，发动机润滑系统包括第一油泵(图中未示出)、第二油泵(图中未示出)、第一油管10以及第二油管20。第一油管10分别与主轴承11的油道和连杆轴承12的油道连通。也即是进入第一油管10内的润滑油能够通过主轴承11的油道到达主轴承11、通过连杆轴承12的油道到达连杆轴承12。
39.可以理解的是，第一油管10、主轴承11的油道以及连杆轴承12的油道之间是串联的方式，润滑油通过第一油管10流入主轴承11后，再通过主轴承11和连杆轴承12之间的连接油道流入连杆轴承12。
40.如图2所示，第一油泵与第一油管10相连接，即图2中第一油管10端部的箭头所示。第一油管10并不局限于直线管型，根据发动机内部空间的大小，可以将第一油管10设计为工字型、l字型、z字型或者其他空间三维形状。第一油泵接入第一油管10的位置，既可以是第一油管10的其中一端，也可以是第一油管10的中部任意位置。为了使主轴承11和连杆轴承12能够尽快的建立润滑油压，选择将第一油泵接入第一油管10的中部位置较佳，从而使进入第一油管10的润滑油能够同时从两侧流入主轴承11的油道和连杆轴承12的油道，缩短第一用油部件建立润滑油压的时间。
41.如图2所示，在第一油泵与第一用油部件之间通过管路连接有第一滤清器13和第一冷却器14。流入第一用油部件的润滑油能够通过第一滤清器13进行过滤，流入第一用油部件的润滑油能够通过第一冷却器14进行冷却，以避免含有杂质或者较高热量的润滑油对第一用油部件造成损坏，有利于延长第一用油部件的使用寿命。
42.相较于通过一个油泵将润滑油泵送至依次串联的多个用油部件，本实施例的第一油泵仅需要对主轴承11和连杆轴承12所需的润滑油进行泵送，极大的缩短了整个油路的路径，能够保证发动机启动后，第一用油部件位置的油压可迅速的建立，满足主轴承11和连杆轴承12的润滑需求。
43.值得注意的是，第一油泵可选用定排量泵，定排量泵通过发动机的曲轴驱动。润滑
油经过第一滤清器13的过滤和第一冷却器14的冷却后流入第一油管10，第一油管10的润滑油流入主轴承11和连杆轴承12进行润滑。由于主轴承11和连杆轴承12的油压需求是随发动机转速的增加而逐渐变大的，这种特性正好符合定排量泵的泵油特性。定排量泵排量固定，所泵出的润滑油的流量和压力与发动机的转速成正比，因此，采用定排量泵独立地润滑主轴承11和连杆轴承12，可以精确地匹配主轴承11和连杆轴承12的润滑需求。由此，本实施例中的第一油泵可以相对减小油泵的泵送能力，例如可以选用更小型、泵送量更小、功耗更小的油泵，从而节省了第一油泵的成本，同时还降低了发动机的油耗。
44.可以理解的是，第一油泵也可以选用电动油泵，此时第一油泵可通过控制器的控制以实现自动启停的功能。控制器根据发动机的转速控制电动油泵的泵送量，同样能够满足第一用油部件的润滑油压需求。当然，第一油泵还可以选用变排量泵，使变排量泵保持泵送的定量，也即是将变排量泵作为定排量泵使用，也同样能够满足第一用油部件的润滑油压需求。
45.如图2所示，第二油管20分别与活塞冷却喷嘴21的油道、链条张紧器22的油道、可变正时气门23的油道、凸轮轴24的油道、增压器25的油道以及燃油泵的油道连通。也即是进入第二油管20内的润滑油能够通过活塞冷却喷嘴21的油道到达活塞冷却喷嘴21、通过链条张紧器22的油道到达链条张紧器22、通过可变正时气门23的油道到达可变正时气门23、通过凸轮轴24的油道到达凸轮轴24、通过增压器25的油道到达增压器25、通过燃油泵的油道到达燃油泵。其中，根据发动机型号的不同，燃油泵可能设置也可能不设置，因此图中并未示出燃油泵。如果需要设置燃油泵，则燃油泵的油道与凸轮轴24的油道连通即可。当然，根据发动机型号的不同，活塞冷却喷嘴21或者增压器25等用油部件也可能不设置。
46.可以理解的是，第二油管20、活塞冷却喷嘴21的油道、链条张紧器22的油道、可变正时气门23的油道、凸轮轴24的油道、增压器25的油道以及燃油泵的油道之间既可以是串联的方式，也可以是活塞冷却喷嘴21的油道、链条张紧器22的油道、可变正时气门23的油道、凸轮轴24的油道、增压器25的油道以及燃油泵的油道并联后再分别与第二油管20连通的方式。根据发动机的不同型号，本发明对活塞冷却喷嘴21的油道、链条张紧器22的油道、可变正时气门23的油道、凸轮轴24的油道、增压器25的油道以及燃油泵的油道布置方式不作具体限定。
47.如图2所示，第二油泵与第二油管20相连接，即图2中第二油管20端部的箭头所示。第二油管20也并不局限于直线管型，根据发动机内部空间的大小，也可以将第二油管20设计为工字型、l字型、z字型或者其他空间三维形状。第二油泵接入第二油管20的位置，既可以是第二油管20的其中一端，也可以是第二油管20的中部任意位置。为了使活塞冷却喷嘴21、链条张紧器22、可变正时气门23、凸轮轴24、增压器25以及燃油泵能够尽快的建立润滑油压，选择将第二油泵接入第二油管20的中部位置较佳，从而使进入第二油管20的润滑油能够同时从两侧流入活塞冷却喷嘴21的油道、链条张紧器22的油道、可变正时气门23的油道、凸轮轴24的油道、增压器25的油道以及燃油泵的油道，缩短第二用油部件建立润滑油压的时间。
48.同理，也可以在第二油泵与第二用油部件之间通过管路连接有第二滤清器和第二冷却器(图中未示出)。流入第二用油部件的润滑油能够通过第二滤清器进行过滤，流入第二用油部件的润滑油能够通过第二冷却器进行冷却，以避免含有杂质或者较高热量的润滑
油对第二用油部件造成损坏，有利于延长第二用油部件的使用寿命。
49.相较于通过一个油泵将润滑油泵送至依次串联的多个用油部件，本实施例的第二油泵仅需要对活塞冷却喷嘴21、链条张紧器22、可变正时气门23、凸轮轴24、增压器25以及燃油泵所需的润滑油进行泵送，极大的缩短了整个油路的路径，能够保证发动机启动后，第二用油部件位置的油压可迅速的建立，满足活塞冷却喷嘴21、链条张紧器22、可变正时气门23、凸轮轴24、增压器25以及燃油泵的润滑需求。
50.值得注意的是，第二油泵可选用电动油泵，电动油泵通过控制器单独驱动。润滑油经过第二滤清器的过滤和第二冷却器的冷却后流入第二油管20，第二油管20的润滑油流入活塞冷却喷嘴21、链条张紧器22、可变正时气门23、凸轮轴24、增压器25以及燃油泵进行润滑。由于活塞冷却喷嘴21、链条张紧器22、可变正时气门23、凸轮轴24、增压器25以及燃油泵的油压需求是随发动机转速的增加而始终保持定值的，通过控制电动油泵的转速可以在发动机不同转速下控制油泵的泵油量，从而达到控制润滑油压的目的，能够灵活地保证第二用油部件在发动机低转速和高转速时的油压需求。
51.可以理解的是，第二油泵也可以选用变排量泵，此时第二油泵也可通过发动机的曲轴驱动。当第一油泵选用定排量泵时，由于第一油泵与第二油泵均为机械泵，则第一油泵或者第二油泵可以通过链条与齿轮的配合连接在发动机的凸轮轴上，通过凸轮轴驱动第一油泵或者第二油泵。当第一油泵与第二油泵均选用电动油泵时，则可以将第一油泵与第二油泵电性连接控制器，通过控制器来控制第一油泵和第二油泵的自动启停。但是，由于定排量泵会随发动机转速的提高而增加泵油量，造成第二油管20各用油部件的润滑油压过剩，因此，第二油泵不能选用定排量泵。
52.本实施例相较于通过一个油泵将润滑油泵送至依次串联的多个用油部件的方式，根据发动机各用油部件所需的润滑油压力的不同，将发动机各用油部件划分为第一用油部件和第二用油部件，分别通过两个油泵提供第一用油部件和第二用油部件以润滑油压，并且两个油泵的类型分别根据第一用油部件和第二用油部件的不同润滑油压需求而设置。
53.一方面，一个油泵将润滑油泵送至依次串联的多个用油部件的方式，需要更长的时间才能将润滑油泵送到油路末端的用油部件，造成末端用油部件磨损和损坏。现实中经常出现发动机经过多次启动后出现凸轮轴断裂、增压器损坏等故障。经调查发现大部分是由于油压建立太慢，用油部件润滑不够所导致。因此，本实施例相对缩短了建立润滑油压的路径，从而缩短了润滑油压建立的时间，能够使各用油部件更快速的得到润滑，避免了各用油部件的损坏，延长了用油部件的使用寿命。
54.另一方面，一个油泵必须将泵送能力设计得足够大，以保证第一用油部件的油压需求，此时其余用油部件的油压已经超过标准值，造成了油泵泵送能力的浪费。例如，在某工况下，主轴承11的油压需求大于400kpa，而增压器25等其他用油部件的油压需求为200kpa，此时油泵必须保证油道的油压大于400kpa，增压器25的油压也会接近400kpa，超出了增压器25的油压需求，最终影响发动机的油耗效果。本实施例通过第一油泵独立地润滑主轴承11和连杆轴承12，可以精确地匹配主轴承11和连杆轴承12的润滑需求，有利于选用更小型、泵送量更小、功耗更小的油泵，从而节省第一油泵的成本和发动机的油耗。第二油泵独立地润滑活塞冷却喷嘴21、链条张紧器22、可变正时气门23、凸轮轴24、增压器25以及燃油泵，与第一油泵完全分隔供油，实现了发动机各用油部件所需润滑油压的按需供应的
功能。
55.实施例2：
56.在低温环境时，润滑油的粘度较大，流动阻力较大。加之发动机第二用油部件的油道多为缸盖油道的布置形式，使得第二油管20的管径一般小于第一油管10的管径。在此情况下，位于发动机油路末端的用油部件的润滑油压就更难以建立，所需时间更长。
57.为了解决这一技术问题，本实施例基于与上述实施例以同样的发明构思，本发明还提供一种发动机润滑方法，如图3所示，设定一个温度的预设值，当发动机润滑系统的环境温度低于预设值时，在车辆上电后并且发动机启动前，控制第二油泵提前运行，以将润滑油预先泵送至活塞冷却喷嘴21、链条张紧器22、可变正时气门23、凸轮轴24、增压器25以及燃油泵等用油部件。待发动机启动时，第一油管10与第二油管20的润滑油压再同步建立，可以极大保护发动机末端的用油部件，保证发动机的可靠性。解决了发动机在低温环境下启动容易导致各用油部件损坏的技术问题。当发动机润滑系统的环境温度高于预设值时，则第二油泵可无需提前运行。
58.可以理解的是，环境温度的预设值以及第二油泵提前运行的时间，可以根据标定进行相应的设计。第一用油部件与第二用油部件的润滑油压建立顺序也可以根据发动机各用油部件的先后运行顺序而确定，即越先运行的用油部件越早建立润滑油压。若第一油泵和第二油泵采用电动油泵，还可与控制器电性连接，以实现第一油泵和第二油泵在低温环境下自动启停的功能。
59.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。