一种油底壳组件、发动机、发动机机油冷却方法以及汽车与流程

1.本发明属于汽车发动机领域，具体涉及一种油底壳组件、发动机、发动机机油冷却方法以及汽车。


背景技术：

2.目前发动机冷机启动时，由于机油温度较低，导致机油粘度较大，增大了发动机运动件摩擦功，使得发动机油耗上升且机油温度提升较慢。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例期望提供一种不使用机油冷却器即能够使机油快速升温并维持在正常温度范围内的油底壳组件、发动机以及汽车。
4.本技术实施例提供一种油底壳组件，用于发动机，包括：
5.油底壳，形成有第一油腔、第二油腔和第三油腔，所述第一油腔用于收集来自发动机的机油，所述第二油腔用于供机油收集器抽吸机油，
6.切换机构，用于控制所述第一油腔、所述第二油腔和所述第三油腔中的至少任意两个导通或截止，以使得所述油底壳具有不同的油腔连通状态。
7.在一些实施方案中，所述油腔连通状态包括：
8.第一连通状态，所述第一油腔与所述第二油腔连通，且所述第一油腔、所述第二油腔分别与所述第三油腔之间相互隔离；
9.第二连通状态，所述第三油腔和所述第二油腔通过所述第一油腔连通。
10.第三连通状态，所述第一油腔和所述第二油腔通过所述第三油腔连通。
11.在一些实施方案中，所述第三油腔环绕在所述第一油腔和所述第二油腔的周侧。
12.在一些实施方案中，所述第三油腔的侧壁的外表面的至少一部分为所述油底壳的迎风面。
13.在一些实施方案中，所述切换机构用于根据所述第一油腔中的机油的温度切换所述油底壳的油腔连通状态。
14.在一些实施方案中，所述切换机构构造为：
15.当所述第一油腔中的机油的温度低于第一预设温度，所述油腔处于第一连通状态；
16.当所述第一油腔中的机油的温度高于等于第一预设温度且小于第二预设温度，所述油腔处于第二连通状态；
17.当所述第一油腔中的机油的温度高于等于第二预设温度，所述油腔处于第三连通状态。
18.在一些实施方案中，油底壳组件包括：
19.外油底壳；
20.内油底壳，设置于所述外油壳内，所述内油底壳的外表面与所述外油底壳的内表
面共同限定出第三油腔；
21.设置于所述内油底壳内的第一隔板，所述第一隔板将所述内油底壳的空间间隔出所述第一油腔和所述第二油腔，
22.所述第一隔板上设置有第一安装孔，所述内油底壳设置有第二安装孔和第三安装孔；
23.所述切换机构包括多个控制阀，所述第一安装孔、所述第二安装孔以及所述第三安装孔处设置有所述控制阀。
24.在一些实施方案中，所述油底壳组件包括第二隔板，所述第二隔板阻隔设置于所述内油底壳的侧壁和所述外油底壳之间，所述第二安装孔和所述第三安装孔位于所述第二隔板的相对两侧。
25.在一些实施方案中，所述第二隔板位于所述内油底壳的后侧。
26.在一些实施方案中，所述控制阀中的其中一个为三通阀，所述三通阀的一端贯穿所述内油底壳且位于所述第三安装孔内，所述三通阀的另一端贯穿所述第一隔板且位于第一安装孔内，所述三通阀的第一阀口位于所述第一油腔内，所述三通阀的第二阀口位于所述第二油腔内，所述三通阀的第三阀口位于所述第三油腔内；所述三通阀能够关闭所述第三阀口并连通所述第一阀口和所述第二阀口，或者能够关闭所述第一阀口且连通所述第三阀口和第二阀口。
27.在一些实施方案中，各所述控制阀为温控阀，且其温控部位均用于感知所述第一油腔中的机油的温度，以根据所述第一油腔中的机油的温度打开或关闭。
28.在一些实施方案中，设置于所述第二安装孔处的控制阀为第一温控阀，所述第一温控阀的开启温度为第一预设温度，所述三通阀的阀芯开启温度为第二预设温度，且所述第二预设温度高于所述第一预设温度，所述第一温控阀为常闭式温控阀；当所述机油温度小于所述第二预设温度，所述三通阀关闭所述第三阀口并连通所述第一阀口和所述第二阀口，当所述机油温度大于等于所述第二预设温度，所述三通阀关闭所述第一阀口并导通所述第二阀口与所述第三阀口。
29.本技术实施例还提供一种发动机，所述发动机包括曲柄连杆机构以及前述实施例中所述的油底壳组件，所述油底壳组件用于封闭盛装所述曲柄连杆机构的曲轴箱。
30.本技术实施例提供了一种上述发动机的机油冷却方法，包括：
31.获取所述第一油腔的机油温度；
32.根据所述机油温度以及预设控制策略控制所述切换机构切换所述油底壳的油腔连通状态。
33.在一些实施方案中，根据所述机油温度以及预设控制策略控制所述切换机构切换所述油底壳的油腔连通状态，包括：
34.当所述机油温度低于第一预设温度，所述切换机构导通第一油腔与所述第二油腔连通，并隔离所述第三油腔；
35.当所述第一油腔中的机油的温度高于等于第一预设温度且小于第二预设温度，所述切换机构使得第三油腔和所述第二油腔通过所述第一油腔连通；
36.当所述第一油腔中的机油的温度高于等于第二预设温度，所述切换机构使得第一油腔和所述第二油腔通过所述第三油腔连通。
37.本技术实施例还提供一种汽车，所述汽车包括前述实施例中所述的发动机。
38.本技术实施例的油底壳组件，通过将油底壳内的第一油腔、第二油腔和第三油腔中的至少两个进行选择性导通或截止，在不同的油腔连通状态下，改变参与循环的机油量以及改变机油在油底壳组件内的流动轨迹，实现在发动机冷启动阶段，可以只有部分油底壳内的机油参与发动机循环，减少了机油进入发动机的流量，使得机油快速升温。当发动机的温度较高时，可以切换油腔连通状态，使得油底壳内的全部机油均参与循环，提升机油的散热效果。
附图说明
39.图1为本技术一实施例的油底壳组件第一连通状态的示意图；
40.图2为本技术一实施例的油底壳组件第二连通状态的示意图；
41.图3为本技术一实施例的油底壳组件第三连通状态的示意图。
42.附图标记说明
43.外油底壳1；内油底壳2；第一隔板3；第二隔板4；第一温控阀5；三通阀6；机油收集器7；第一油腔11；第二油腔12；第三油腔13；迎风面14；第一安装孔3a；第二安装孔3b；第三安装孔3c；第一阀口d；第二阀口e；第三阀口f
具体实施方式
44.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本技术宗旨的解释说明，不应视为对本技术的不当限制。
45.本发明实施例提供一种油底壳组件，请参阅图1，用于发动机，包括：油底壳和切换机构。油底壳内形成有第一油腔11、第二油腔12和第三油腔13。第一油腔11用于收集来自发动机的机油。第二油腔12用于供机油收集器7抽吸机油。切换机构用于控制第一油腔11、第二油腔12和第三油腔13中的至少任意两个导通或截止，以使得油底壳具有不同的油腔连通状态。
46.需要说明的是，发动机内部的机油会不断地排向第一油腔11，机油收集器7也会不断地抽吸第二油腔12中的机油，因此，无论油底壳处于哪种油腔连通状态，总会有一条通路将进入第一油腔11中的机油导向第二油腔12。
47.本技术实施例的油底壳组件，通过将油底壳内的第一油腔11、第二油腔12和第三油腔13中的至少两个进行选择性导通或截止，在不同的油腔连通状态下，可以改变参与循环的机油量以及改变机油在油底壳组件内的流动轨迹，实现在发动机冷启动阶段，可以只有部分油底壳内的机油参与发动机循环。例如只有第一油腔11与第二油腔12中的机油参与机油循环，减少了机油进入发动机的流量，使得机油快速升温。当发动机的温度较高时，可以切换油腔连通状态，使得油底壳内的全部机油均参与循环，提升机油的散热效果。
48.可以理解的是，在一定温度范围内，机油的粘性随着机油温度的上升而下降，在冷启动阶段，机油快速升温，可以尽快降低机油粘度，减小发动机的摩擦功，降低发动机油耗。
49.示例性地，请参阅图1，油腔连通状态包括：第一连通状态、第二连通状态以及第三连通状态。在第一连通状态下：第一油腔11与第二油腔12连通，且第一油腔11、第二油腔12
分别与第三油腔13之间相互隔离。在第二连通状态下：第三油腔13和第二油腔12通过第一油腔11连通。在第三连通状态下：第一油腔11和第二油腔12通过第三油腔13连通。
50.该实施例中，在发动机冷启动阶段，油底壳组件处于第一连通状态。第一连通状态中只有第一油腔11和第二油腔12内的机油参与循环，减少了进入发动机循环的机油容量。
51.发动机的油温在合适范围内时，油底壳组件处于第二连通状态。第二连通状态中第一油腔11、第二油腔12以及第三油腔13内的机油均参与循环，使得油底壳组件内的机油均参与对发动机的润滑和降温。
52.在发动机的油温超过设定的温度时，油底壳组件处于第三连通状态。第三连通状态中油底壳组件内的机油先从第一油腔11通过第三油腔13后再进入第二油腔12，延长了机油在油底壳组件内流动的行程，提升机油的散热效果。
53.示例性地，请参阅图1，第三油腔13环绕在第一油腔11和第二油腔12的周侧。
54.该实施例中，第三油腔13具备较长的流道，使得机油在第三油腔13中可流动经过较长的行程，机油流动过程中有充分的时间进行降温。
55.需要说明的是，发动机持续大负荷运行时，机油温度会超过极限温度值。机油温度过高会使机油粘度过低甚至氧化变质，降低润滑作用，加剧零件磨损。现有技术中，通过额外设置的机油冷却器对其进行降温。
56.为此，示例性地，请参阅图1，第三油腔13的侧壁的外表面的至少一部分为油底壳的迎风面14。需要说明的是，油底壳的迎风面14是指在汽车行进中，直接面对着前进方向的油底壳外侧面。
57.该实施例中，汽车行进过程中，迎面吹来的风即可对第三油腔13内流动的机油进行降温，降温效果能够满足机油的散热需求。因此，本技术实施例中的发动机可以取消机油冷却器。
58.示例性地，切换机构用于根据第一油腔11中的机油的温度切换油底壳的油腔连通状态。
59.可以理解的是，第一油腔11中的机油收集来自发动机的机油，第一油腔11中的机油最能准确反映出发动机内部的机油温度。
60.该实施例中，第一油腔11的位置可准确反馈出流经发动机机油的初始温度，为切换机构的动作提供准确的输入信息。
61.示例性地，切换机构构造为：当第一油腔11中的机油的温度低于第一预设温度，油腔处于第一连通状态；当第一油腔11中的机油的温度高于等于第一预设温度且小于第二预设温度，油腔处于第二连通状态；当第一油腔11中的机油的温度高于等于第二预设温度，油腔处于第三连通状态。
62.该实施例中，第一预设温度可以是70℃～85℃(摄氏度)，例如，70℃、75℃、80℃、85℃等。当机油温度低于第一预设温度时，说明发动机处于冷机启动状态，此时切换机构使得油腔处于第一连通状态，可实现发动机快速升温。
63.第二预设温度为发动机正常工作时的上限温度。第二预设温度可以为120℃～130℃，例如，120℃、125℃、130℃等。当第一油腔11中的机油的温度高于等于第一预设温度且小于第二预设温度时，意味发动机的油温处于合适的范围内，切换机构使得油腔处于第二连通状态，可保证油底壳组件中的机油全部参与到发动机的润滑循环过程。
64.当第一油腔11中的机油的温度高于等于第二预设温度时，证明发动机中机油温度过高。此时切换机构使得油腔处于第三连通状态，通过改变机油的流动轨迹，油底壳组件内的机油先从第一油腔11通过第三油腔13后再进入第二油腔12，延长了机油在油底壳组件内流动的行程，使得机油流动过程中有充分的时间进行降温。
65.示例性地，请参阅图1，油底壳组件，包括：外油底壳1、内油底壳2、第一隔板3。内油底壳2设置于外油壳内，内油底壳2的外表面与外油底壳1的内表面共同限定出第三油腔13。
66.第一隔板3设置在内油底壳2内，第一隔板3将内油底壳2的空间间隔出第一油腔11和第二油腔12。
67.示例性地，内油底壳2、外油底壳1以及第一隔板3可由薄钢板冲压而成，再采用焊接的方式进行连接。也可以采用铸铁或铝合金浇铸成型的方式制造。
68.第一隔板3上设置有第一安装孔3a，内油底壳2设置有第二安装孔3b和第三安装孔3c。
69.切换机构包括多个控制阀，第一安装孔3a、第二安装孔3b以及第三安装孔3c处设置有控制阀。
70.该实施例中，内油底壳2和外油底壳1以及第一隔板3的结构在油底壳组件中合理划分出第一油腔11、第二油腔12以及第三油腔13。安装孔和与之配合使用的控制阀实现了机油在三个油腔中选择性地流通，准确实现了油腔在三个连通状态之间的切换。
71.示例性地，请参阅图1，油底壳组件包括第二隔板4，第二隔板4阻隔设置于内油底壳2的侧壁和外油底壳1之间，第二安装孔3b和第三安装孔3c位于第二隔板4的相对两侧。
72.该实施例中，第二隔板4使得机油在第三油腔13中沿预设的方向流动。
73.示例性地，第二隔板4位于内油底壳2的后侧。
74.该实施例中，第二隔板4位于内油底壳2的后侧，使得机油只能沿着第三油腔13中迎风面14一侧流动，便于实现外界空气流动对机油进行降温。
75.示例性地，请参阅图1，控制阀中的其中一个为三通阀6，三通阀6的一端贯穿内油底壳2且位于第三安装孔3c内，三通阀6的另一端贯穿第一隔板3且位于第一安装孔3a内，三通阀6的第一阀口d位于第一油腔11内，三通阀6的第二阀口e位于第二油腔12内，三通阀6的第三阀口f位于第三油腔13内；三通阀6能够关闭第三阀口f并连通第一阀口d和第二阀口e，或者能够关闭第一阀口d且连通第三阀口f和第二阀口e。
76.该实施例中，三通阀6实现了第二油腔12与第一油腔11、第二油腔12与第三油腔13之间的切换连通，改变不同油腔之间的开闭以改变机油流向。
77.示例性地，各控制阀为温控阀，且其温控部位均用于感知第一油腔11中的机油的温度，以根据第一油腔11中的机油的温度打开或关闭。该实施例中，无需控制线路对各控制阀进行电气控制，可靠性高，也便于安装。
78.在三通阀6的实施例中，三通阀6和第二安装孔3b处的控制阀均能够通过直接采集第一油腔11中的机油温度，根据温度来切换油腔连通状态，可靠性高。
79.温控阀可以采用现有技术中的任意一种阀。示例性地，温控阀包括传感器单元、调节阀以及连接件。传感器单元感应第一油腔11中机油温度的变化产生体积变化，通过连接件带动调节阀运动，控制阀门开合的大小。
80.示例性地，请参阅图1，设置于第二安装孔3b处的控制阀为第一温控阀5，第一温控
阀5的开启温度为第一预设温度，三通阀6的阀芯开启温度为第二预设温度，且第二预设温度高于第一预设温度。第一温控阀5为常闭式温控阀。也就是说，在机油温度低于第一预设温度时，第一温控阀5关闭，第一油腔11和第三油腔13断开。当机油温度大于等于第一预设温度，第一温控阀5的阀芯开启，第一油腔11与第三油腔13导通。当机油温度小于第二预设温度，三通阀6关闭第三阀口f并连通第一阀口d和第二阀口e，当机油温度大于等于第二预设温度，三通阀6关闭第一阀口d并导通第二阀口e与第三阀口f。
81.在另一些实施例中，各个控制阀为电磁阀。例如，安装于第二安装孔3b的电磁阀为直动式电磁阀。直动式电磁阀通电时，电磁线圈产生电磁力把阀芯从阀座上提起，打开阀门。直动式电磁阀断电时，电磁力消失，弹簧把阀芯压在阀座上，阀门关闭。三通阀6为一进一出常闭式电磁阀，当常闭式电磁阀线圈断电时第三阀口f关闭，第一阀口d通向第二阀口e。当常闭式电磁阀线圈通电时第一阀口d关闭，第三阀口f通向第二阀口e。
82.第一油腔11中设置有温度传感器，ecu(电子控制单元)集成安装有控制器。控制器根据温度传感器采集的机油温度，控制各电磁阀动作。
83.当机油温度大于等于第一预设温度，直动式电磁阀通电，第一油腔11与第三油腔13连通。当机油温度大于等于第二预设温度，常闭式电磁阀线圈通电，第三油腔13与第二油腔12连通。
84.以下对本技术一具体实施例进行描述。
85.当发动冷机启动时，此时油底壳组件中第一油腔11内的机油温度小于第一预设温度，如图1所示，第一温控阀5关闭，三通阀6的第一阀口d与第二阀口e连通，第三阀口f截止，油腔处于第一连通状态。图1中的箭头示意机油的流动方向，即机油从第一油腔11进入第二油腔12后通过机油收集器7进入发动机，机油经过发动机润滑系统循环后，回到第一油腔11。此时只有第一油腔11和第二油腔12里面的机油参与循环，使得机油温升速度较快，机油粘度得以较快下降，减小了发动机的摩擦功。
86.随着发动机机油温度逐渐升高，第一油腔11内的机油温度大于等于第一预设温度时，如图2所示，第一温控阀5打开，油腔处于第二连通状态，第一油腔11和第三油腔13连通，第一油腔11和第二油腔12连通，图2中的箭头示意机油的流动方向。油底壳组件内三个油腔的机油温度均相同，第一油腔11、第二油腔12以及第三油腔13内的机油均参与对发动机的润滑和降温。
87.当第一油腔11内的机油温度大于等于第二预设温度时，如图3所示，第一温控阀5保持开放状态，三通阀6的阀芯动作，第二阀口e与第三阀口f导通，且第一阀口d截止。油腔处于第三连通状态。图3中的箭头示意机油的流动方向，第一油腔11内的机油通过第一温控阀5进入第三油腔13，第三油腔13内机油从内外油底壳迎风面14一侧流过，再通过三通阀6的第二阀口e与第三阀口f进入第二油腔12中。第二油腔12中的机油通过机油收集器7进入发动机，机油经过发动机润滑系统循环后，回到第一油腔11。由于所有从第一油腔11流出的机油都需要流经迎风面14一侧的较长行程，在外界空气流动作用下对机油进行降温，可以保证机油经过降温后温度不超过135℃。
88.本技术实施例提供一种发动机，包括曲柄连杆机构、配气机构、冷却系统、燃料供给系统、点火系统、起动系统、润滑系统以及上述任一项的油底壳组件，油底壳组件用于封闭盛装曲柄连杆机构的曲轴箱。
89.该实施例中，曲柄连杆机构使得发动机实现热功能转换。配气机构使得发动机工作循环持续进行。燃料供给系统为发动机提供能量源。点火系统用于点燃发动机气缸内的可燃混合气。启动系统用于启动发动机。润滑系统将润滑油传动到发动机中相对运动的零件表面，减轻零件磨损。油底壳组件用于封闭盛装曲柄连杆机构的曲轴箱，以收集和储存由发动机流回的机油，散去部分热量，防止机油氧化。
90.本技术实施例提供了一种上述发动机的机油冷却方法，包括：
91.s1：获取第一油腔11的机油温度。
92.s2：根据机油温度以及预设控制策略控制切换机构切换油底壳的油腔连通状态。
93.该实施例中，由于第一油腔11的位置可准确反馈出流经发动机机油的初始温度，所以直接获取第一油腔11的温度可以为切换机构的动作提供准确的输入信息。油底壳的油腔在不同连通状态下，可改变参与循环的机油量以及改变机油在油底壳组件内的流动轨迹，实现在发动机冷启动阶段，只有部分油底壳内的机油参与发动机循环，使得机油快速升温。当发动机的温度较高时，可以切换油腔连通状态，使得油底壳内的全部机油均参与循环，提升机油的散热效果。
94.示例性地，根据机油温度以及预设控制策略控制切换机构切换油底壳的油腔连通状态，包括：
95.当机油温度低于第一预设温度，切换机构导通第一油腔11与第二油腔12连通，并隔离第三油腔13；
96.当第一油腔11中的机油的温度高于等于第一预设温度且小于第二预设温度，切换机构使得第三油腔13和第二油腔12通过第一油腔11连通；
97.当第一油腔11中的机油的温度高于等于第二预设温度，切换机构使得第一油腔11和第二油腔12通过第三油腔13连通。
98.保证发动机冷机启动阶段，油底壳组件内的机油快速升温；发动机持续大负载运行阶段，油底壳组件内的机油温度不超过发动机正常工作时的上限温度。
99.本技术实施例的第二方面提供一种汽车，包括底盘、变速箱以及上述任一项的发动机。
100.该实施例中，发动机设置于汽车的车头部，从汽车迎风面通过进气栅格进入的气流直接作用于油底壳组件的迎风面14一侧，对油底壳组件中的机油进行降温，提高了汽车运行功能的可靠性。
101.本技术提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。