发动机系统的制作方法
【专利摘要】一种发动机系统，能避免发动机启动早期出现润滑不足，且可有效利用随着曲轴的转速自然下降而浪费的机械能，同时避免发生因电瓶电量不足而无法使发动机正常启动。发动机系统包括快速润滑装置，该快速润滑装置具有收容部、离合机构、主油路以及辅助油路。离合机构能够使底板克服弹簧的反弹力向下移动，以将机油收容在收容部中，并且能够使底板向上移动，以将收容部内的机油释放至主油路。主油路的一端与油底壳连接，另一端与内燃机的油轨连接。辅助油路的一端与收容部连接，另一端连接到主油路，通过辅助油路，进行机油的抽取和压出。从主油路的一端侧起沿机油流动方向依次设置有第一电磁阀、第二机油压力传感器、第二电磁阀和第一机油压力传感器。
【专利说明】
发动机系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种发动机系统，更具体来说涉及一种发动机系统。
【背景技术】
[0002]众所周知，机油、即发动机润滑油在发动机中起到对整个发动机系统进行润滑、清洁、冷却、密封、防腐蚀以及降低磨损等作用，因此，对于发动机系统来说，机油(发动机润滑油)是不可或缺的。
[0003]在发动机运转(例如车辆上电、启动及运转等)时，机油被机油栗抽起，经机油(润滑油)的油路输送至各润滑部位，然后在完成对各零部件的润滑后返回油底壳。另外，在发动机停机(例如车辆熄火等)时，机油会全部返回至油底壳。停机时间越长，在各摩擦面上残留的机油便会越少。
[0004]特别是在发动机启动过程中，由于曲轴的转速较低，这时候的机油栗对机油进行栗送的栗送压力较低，输送至各润滑部位需要一定时间，因此，在发动机启动早期会出现润滑不足等现象，在发动机启动早期的这段时间内，各润滑部位处会出现极大的磨损(现有技术问题I)。
[0005]另一方面，当发动机停机时，发动机的曲轴(旋转部件)的转速会自然下降，这部分机械能并没有被充分利用，由此使得发动机的一部分机械能被浪费(现有技术问题2)。
[0006]在专利文献1(中国实用新型授权公告号CN204344190U)中，为了解决发动机启动早期出现的润滑不足(现有技术问题I)，提出了一种发动机，如图5所示，该发动机包括:发动机本体I，所述发动机本体I包括油底壳12和设置在所述油底壳12内的机械式机油栗3，所述机械式机油栗3至少用于向所述发动机本体I的主润滑油道11供油；以及电动式机油栗4和电动式机油栗驱动电机41，所述电动式机油栗驱动电机41与所述电动式机油栗4相连，所述电动式机油栗41分别与所述油底壳12和所述主润滑油道相连11。
[0007]在上述专利文献I中，通过设置电动式机油栗驱动电机41和电动式机油栗4，在发动机处于停机状态下，可通过电动式机油栗驱动电机41驱动电动式机油栗4工作，继续保持向主润滑油道11输送润滑油，使得润滑油能够继续被输送给需要润滑的运动副，从而降低这些运动副的温度，实现冷却功能以及对高温运动副的散热作用。另一方面，在发动机启动前，可通过电动式机油栗驱动电机41驱动电动式机油栗4工作，从而建立基础压力使发动机100润滑油路中的机油能够流动并达到各润滑部件，实现发动机100启动前润滑。藉此，在专利文献I中，能够在发动机停机后实现向至少部分运动构件供给润滑油。
[0008]但是，在上述专利文献I中，在发动机停机后仍需要驱动电机，因而会消耗大量的电能，容易使电瓶的电量不足。同时在发动机启动的瞬间也需要大量的电能来驱动起动器，因此，容易影响发动机的启动。在某些情况下，甚至会发生因电瓶电量不足而无法使发动机正常启动的情况。另外，在专利文献I中，并没有对现有技术问题2采取任何技术措施。
[0009]因此，如何提供一种(I)能避免发动机启动早期出现润滑不足、(2)可有效利用随着发动机的曲轴(旋转部件)的转速自然下降而浪费的这部分机械能，同时(3)能够避免像上述专利文献I这样可能发生因电瓶电量不足而无法使发动机正常启动的发动机系统便成为亟待解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型为解决上述技术问题而作，其目的在于提供一种发动机系统，该发动机系统能避免发动机启动早期出现润滑不足，且可有效利用随着发动机的曲轴(旋转部件)的转速自然下降而浪费的这部分机械能，同时能够避免发生因电瓶电量不足而无法使发动机正常启动。
[0011]为了解决上述技术问题，本实用新型第一方面提供一种发动机系统，包括内燃机和位于所述内燃机内部的曲柄箱，其特征是，所述发动机系统包括快速润滑装置，所述快速润滑装置具有收容部、机油抽取驱动装置、主油路以及辅助油路，所述收容部能够收容发动机系统停机后的一部分发动机润滑油，并且在所述收容部内设置有底板和弹簧，在所述收容部的周面上设置有底板卡扣，所述底板卡扣对所述底板进行限位和释放，所述机油抽取驱动装置能够使所述收容部内的底板克服所述弹簧的反弹力向下移动，以将发动机润滑油收容在所述收容部中，并且能够使所述底板在所述弹簧的反弹力的作用下向上移动，以将收容在所述收容部内的发动机润滑油释放至所述主油路，所述主油路的一端与位于所述曲轴箱下方的油底壳连接，另一端与所述内燃机的油轨连接或者是连接到机油油路的中途，所述辅助油路的一端与收容部连接，另一端连接到所述主油路，通过所述辅助油路，进行发动机润滑油的抽取和压出，从所述主油路的一端侧起沿机油流动方向依次设置有第一电磁阀、第二电磁阀和第一机油压力传感器，所述第一电磁阀位于比所述主油路的与所述辅助油路连接的连接点更靠机油流动方向上游侧的位置，所述第二电磁阀位于比所述主油路的连接点更靠机油流动方向下游侧的位置，所述快速润滑装置还具有第二机油压力传感器，所述第二机油压力传感器设置在所述主油路的连接点与所述第二电磁阀所在的位置中间的位置上或是设置在所述辅助油路上。
[0012]根据如上所述构成，由于所述机油抽取驱动装置能够使所述收容部内的底板克服所述弹簧的反弹力向下移动，以将发动机润滑油收容在所述收容部中，并且能够使所述底板在所述弹簧的反弹力的作用下向上移动，以将收容在所述收容部内的发动机润滑油释放至所述主油路，因此，能够避免发动机系统启动早期出现的润滑不足的情况。
[0013]本实用新型第二方面的发动机系统是在本实用新型的第一方面的发动机系统的基础上，其特征是，所述机油抽取驱动装置是离合机构，所述离合机构包括皮带轮和驱动轮，驱动轮能够与皮带轮松开或连结，以实现离合机构的断开或闭合，所述皮带轮通过连结件与所述底板连接。
[0014]通过如上所述构成，由于使用离合机构作为机油抽取驱动装置，因此，与使用电机的情况相比，能够避免发生因电机大幅消耗电瓶电量而无法使发动机正常启动的情况。
[0015]本实用新型第三方面的发动机系统是在本实用新型的第二方面的发动机系统的基础上，其特征是，所述离合机构的输入侧与所述曲轴箱的曲轴连结，输出侧与所述收容部的所述底板连接。
[0016]通过如上所述构成，由于所述离合机构的输入侧与所述曲轴箱的曲轴连结，输出侧与所述收容部的所述底板连接，因此，能够有效利用在发动机系统停机后随着发动机的曲轴(旋转部件)的转速自然下降而浪费的这部分机械能，从而能够提高发动机系统的工作效率。
[0017]本实用新型第四方面的发动机系统是在本实用新型的第一方面的发动机系统的基础上，其特征是，所述机油抽取驱动装置是电机，所述电机与驱动轮连接，由ECU直接控制，并由电瓶直接供电。
[0018]通过如上所述构成，虽然使用电机作为机油抽取驱动装置可能导致因电机大幅消耗电瓶电量而无法使发动机正常启动的情况，但电机具有可靠性高，操作性好的优点，因此，能够更可靠地实现快速润滑的作用。
[0019]本实用新型第五方面的发动机系统是在本实用新型的第一方面的发动机系统的基础上，其特征是，所述第一机油压力传感器对所述主油路靠近所述内燃机一侧位置的机油压力进行测定，所述第二机油压力传感器对所述主油路靠近所述连接点的位置或者是所述辅助油路中的机油压力进行测定。
[0020]通过如上所述构成，利用两个位置处的机油压力传感器，来检测靠近内燃机一侧位置的机油压力和靠近收容部的位置的机油压力，因此，通过对这两处的信号值(压力值)进行比较，能够更理想地控制整个发动机系统。
[0021]因此，本实用新型的发动机系统能避免发动机启动早期出现润滑不足，且可有效利用随着发动机的曲轴(旋转部件)的转速自然下降而浪费的这部分机械能，同时能够避免发生因电瓶电量不足而无法使发动机正常启动。
【附图说明】
[0022]图1是表示本实用新型的实施方式I的发动机系统的示意图。
[0023]图2是表示上述实施方式I的发动机系统的抽取机油过程和压出机油过程的控制流程图。
[0024]图3是表示本实用新型的实施方式2的发动机系统的示意图。
[0025]图4是表示上述实施方式2的发动机系统的抽取机油过程和压出机油过程的控制流程图。
[0026]图5是现有技术的发动机系统的示意图。
【具体实施方式】
[0027]以下，参照附图，对本实用新型的发动机系统及相应的控制方法进行说明。
[0028](实施方式I)
[0029]参照图1，来说明本实用新型的实施方式I的发动机系统100的整体结构。图1是表示本实用新型的实施方式I的发动机系统100的示意图。
[0030]本实用新型的发动机系统100既可以是涡轮增压式的发动机系统，也可以是自然吸气式的发动机系统，还可以是其它任何类型的发动机系统。
[0031]另外，在图1中，仅示出了整个发动机系统100的一部分(例如内燃机150和位于内燃机150内部的曲柄箱155)，但本领域技术人员应当理解发动机系统100应当具有所能构成该系统的所有必要的零部件。另外，除了上述必要的零部件之外，发动机系统100还可以包括其它辅助性的零部件。
[0032]如图1所示，发动机系统100包括内燃机150和位于内燃机150内部的曲柄箱155。发动机润滑油(机油)被从位于曲轴箱155下方的油底壳180抽出，经由机油油路(未图示)流入内燃机150上半部的油轨，在流过曲柄箱155中需要进行润滑的待润滑部件(例如曲轴155A、各种齿轮组155B等)后流回到上述油底壳180。
[0033]另外，在本实用新型的发动机系统100中，还包括快速润滑装置200，该快速润滑装置200具有收容部210、离合机构220(机油抽取驱动装置)、主油路230以及辅助油路240。
[0034]在上述收容部210内设置有底板211和弹簧212。此外，在上述收容部210的周面(在本实施方式中示出为外周面，但也可以是内周面)上设置有底板卡扣213，该底板卡扣213对上述底板211进行限位(此时，弹簧212处于被压缩的状态)和释放(此时，松开底板卡扣213，利用弹簧212的回弹力将底板211释放)。
[0035]上述离合机构220例如包括皮带轮和驱动轮，驱动轮能够与皮带轮松开或连结，以实现离合机构220的断开或闭合。另外，上述皮带轮例如通过绳索RP等连结件与底板211连接。换言之，上述离合机构220的一端侧与上述曲轴箱155的曲轴155A连结，另一端侧与收容部210的底板连接。
[0036]上述主油路230的一端与上述油底壳180连接，另一端与发动机系统100的内燃机150的油轨连接或者是连接到机油油路的中途。
[0037]上述辅助油路240的一端与收容部210连接，另一端连接到上述主油路230的中途(连接点230A)，通过上述辅助油路，在停机后将主油路230中的收容一部分的发动机润滑油收容至上述收容部210内，另外在发动机刚启动后将收容于上述收容部210内的发动机润滑油注入主油路230。
[0038]从上述主油路230的一端侧起沿机油流动方向依次设置有第一电磁阀V1、第二电磁阀V2和第一机油压力传感器SI。上述第一电磁阀Vl位于比主油路230的连接点230A更靠机油流动方向上游侧的位置，上述第二电磁阀V2位于比主油路230的连接点230A更靠机油流动方向下游侧的位置。
[0039]另外，快速润滑装置200还具有第二机油压力传感器S2，在本实施方式中，第二机油压力传感器S2设置在上述主油路230的连接点230A与上述第二电磁阀V2所在的位置中间的位置。更理想的是，上述第二机油压力传感器S2设置在更靠近上述主油路230的连接点230A的位置处。
[0040]上述第二机油压力传感器S2除了可以设置在上述主油路230上之外，还可以设置在上述辅助油路240上。
[0041 ]当车辆/发动机停机时，曲轴箱155内的曲轴155A仍然有剩余动能，此时离合机构220闭合，驱动轮受到皮带轮带动而拉动收容部210内的底板211，此时由于主油路230处于负压，并将第一电磁阀Vl打开，第二电磁阀V2关闭，由此能克服弹簧212的回弹力将发动机润滑油从主油路230中吸入至收容部210内。当底板211到达底板卡扣213处时，底板卡扣213将底板211锁定，并使离合机构220松开，同时关闭第一电磁阀VI，由此完成停机后的抽油过程。
[0042]这样，能够通过离合机构200的闭合，来进一步地利用因停机后曲轴箱155内的曲柄155A(旋转部件)转速的自然下降所伴随的这部分机械能，将一部分的发动机润滑油抽取并储存在收容部210内。
[0043]当车辆/发动机重新启动时，离合机构220处于断开的状态，并且松开底板卡扣230的锁定，同时将第一电磁阀Vl关闭且将第二电磁阀V2打开，此时，在弹簧212的反弹力的作用下，使得机油从收容部210经由辅助油路240压出到主油路230，从而快速地供给至发动机系统100的内燃机150的油轨中(或者是供给至发动机系统100的机油油路后进入内燃机150的油轨中)，以快速地润滑内燃机150的曲柄箱155内的各部件。
[0044]第一机油压力传感器SI用于对主油路230靠近内燃机150—侧位置的机油压力进行测定。第二机油压力传感器S2用于对主油路230靠近连接点230A的位置或者是辅助油路240中的机油压力进行测定。
[0045]下面，参照图2，对发动机系统100的控制流程进行说明。图2是表示本实施方式I的发动机系统100的抽取机油过程和压出机油过程的控制流程图。
[0046]如图2所示，当检测到发动机系统100停机(例如熄火等)(步骤S100)时，ECU(未图示)将离合机构220闭合(步骤S200)，并且将第一电磁阀Vl打开，将第二电磁阀V2关闭(步骤S300)，此时，发动机润滑油克服弹簧212的回弹力而从主油路230中吸入至收容部210内，并推动底板211向收容部210的下方移动。在进行这个动作的同时，对上述底板211是否到达卡扣位置进行判断(步骤S400)。
[0047]当判断为底板211尚未到达卡扣位置(步骤S400判断为“否”)的情况下，则底板卡扣213不弹出，返回步骤S300，继续进行机油的抽取。
[0048]另一方面，当判断为底板211到达卡扣位置(步骤S400判断为“是”)的情况下，底板卡扣213弹出，底板211无法进一步向下方移动，同时，将第一电磁阀Vl关闭，将离合机构220的闭合松开(步骤S500)。在图2中，左半部分用虚线圈起的是在发动机系统100停机后进行的动作。
[0049 ]当车辆从停止状态再次启动、即发动机系统100启动(步骤S600)时，松开底板卡扣230的锁定，同时将第二电磁阀V2打开(注意，此时第一电磁阀Vl是关闭着的，且离合机构220处于断开的状态)(步骤S700)。此时，在弹簧212的反弹力的作用下，使得机油从收容部210经由辅助油路240压出到主油路230。在此过程中，对由第一机油压力传感器SI检测出的信号值(表示压力值)与第二机油压力传感器S2检测出的信号值(表示压力值)进行比较(步骤 S800)o
[0050]第一机油压力传感器SI检测出的信号值Pl小于第二机油压力传感器S2检测出的信号值P2，表示靠近连接点230A的位置或者是辅助油路240中的机油压力大于靠近内燃机150—侧位置的机油压力，S卩，收容部210中尚有机油喷出。另一方面，第一机油压力传感器SI检测出的信号值Pl大于等于第二机油压力传感器S2检测出的信号值P2，表示靠近内燃机150—侧位置的机油压力大于等于靠近连接点230A的位置或者是辅助油路240中的机油压力，即收容部210中已无剩余机油可供喷出。
[0051]在步骤S800中，当Pl<P2时，保持第二电磁阀V2打开，继续进行机油压出的过程，另一方面当Pl > P2时，将第二电磁阀V2关闭(步骤S900)，结束整个快速润滑装置200的辅助供油。
[0052](实施方式2)
[0053]参照图3，来说明本实用新型的实施方式2的发动机系统100’的整体结构。图3是表示本实用新型的实施方式2的发动机系统100’的示意图。
[0054]在实施方式2中，与实施方式I的结构基本相同，在此，仅对于与实施方式I不同之处进行说明，而省略相同之处的详细说明。
[0055]实施方式2与实施方式I在机油抽取驱动装置上有所不同，在上述实施方式I中，通过离合机构220的闭合/松开，利用曲轴箱155内的曲轴155A的剩余动能，克服收容部210内的弹簧212的反作用力，来将发动机润滑油抽取至收容部210内，但是在本实施方式2中，使用由ECU(未图示)直接控制并由电瓶供电电机220’作为机油抽取驱动装置，利用电瓶的电力，来拉动底板211 ’克服收容部210 ’内的弹簧212 ’的反作用力，来将发动机润滑油抽取至收容部210’内。其它部分与实施方式I相同。
[0056]下面，参照图4，对发动机系统100’的控制流程进行说明。图4是表示本实施方式2的发动机系统100’的抽取机油过程和压出机油过程的控制流程图。
[0057]如图4所示，当检测到发动机系统100’停机(例如熄火等)(步骤S100 ’)时，ECU(未图示)控制上述电机220’启动(步骤S200’)，并且将第一电磁阀VI’打开、第二电磁阀V2’关闭(步骤S300’)，此时，发动机润滑油克服弹簧212’的回弹力而从主油路230’中吸入至收容部’ 210内，并推动底板211 ’向收容部210 ’的下方移动。在进行这个动作的同时，对上述底板211’是否到达卡扣位置进行判断(步骤S400 ’)。
[0058]当判断为底板211’尚未到达卡扣位置(步骤S400’判断为“否”)的情况下，则底板卡扣213’不弹出，返回步骤S300’，继续进行机油的抽取。
[0059]另一方面，当判断为底板211’到达卡扣位置(步骤S400’判断为“是”)的情况下，底板卡扣213’弹出，底板211’无法进一步向下方移动，同时，将第一电磁阀VI’关闭，将电机220’关闭(步骤S500’)。在图2中，左半部分用虚线圈起的是在发动机系统100’停机后进行的动作。
[0060]图4中的右边部分的机油压出过程与图2中的右边部分的机油压出过程完全相同，在此，对于实施方式2中与实施方式I相同的步骤和部件的附图标记，仅在相应的标记后加上单引号(’)，以示区分，而不再进行赘述。
[0061]上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型的具体实现并不受上述实施方式的限制。熟悉本领域的技术人员易于想到其它的优点和修改。因此，在其更宽泛的方面上来说，本实用新型不局限于这里所示和所描述的具体细节和代表性实施例。因此，可以在不脱离如所附权利要求书及其等价物所限定的本总体发明概念的精神或范围的前提下作出各种修改。
[0062]在上述实施方式I和实施方式2中，例示了离合机构220和电机220’作为机油抽取驱动装置，但本实用新型不局限于此，还能使用其它任何可以想到的能够通过电力、机械力等方式实现驱动控制的各种合适的装置，另外，即便是离合机构，也不局限于利用曲轴箱内的曲轴的剩余动能，还可以利用其它在发动机系统停机后能残留有剩余动能，以提高发动机系统的整体工作效率。
【主权项】
1.一种发动机系统(100、100’)，包括内燃机(150、150’)和位于所述内燃机(150、150’)内部的曲柄箱(155、155’)，其特征在于， 所述发动机系统(100、100 ’)包括快速润滑装置(200、200 ’)，所述快速润滑装置(200、200’)具有收容部(210、210’)、机油抽取驱动装置、主油路(230、230’)以及辅助油路(240、240，)， 所述收容部(210、210 ’)能够收容发动机系统(100、100 ’)停机后的一部分发动机润滑油，并且在所述收容部(210、210’)内设置有底板(211、211’)和弹簧(212、212’)，在所述收容部(210、210’)的周面上设置有底板卡扣(213、213’)，所述底板卡扣(213、213’)对所述底板(211、211’)进行限位和释放， 所述机油抽取驱动装置能够使所述收容部(210、210 ’)内的底板(211、211 ’)克服所述弹簧(212、212 ’)的反弹力向下移动，以将发动机润滑油收容在所述收容部(210、210’)中，并且能够使底板(211、211’)在所述弹簧(212、212’)的反弹力的作用下向上移动，以将收容在所述收容部(210、210’)内的发动机润滑油释放至所述主油路(230、230’)， 所述主油路(230、230’)的一端与位于所述曲轴箱(155、155’)下方的油底壳(180、180’)连接，另一端与所述内燃机(150、150 ’)的油轨连接或者是连接到机油油路的中途，所述辅助油路(240、240’)的一端与收容部(210、210’)连接，另一端连接到所述主油路(230、230’)，通过所述辅助油路(240、240’)，进行发动机润滑油的抽取和压出， 从所述主油路(230、230’)的一端侧起沿机油流动方向依次设置有第一电磁阀(V1、Vl ’)、第二电磁阀(V2、V2’)和第一机油压力传感器(S1、S1 ’)， 所述第一电磁阀(￥1、￥1’)位于比所述主油路(230、230’)的与所述辅助油路(240、240’)连接的连接点(230A、230A’)更靠机油流动方向上游侧的位置，所述第二电磁阀(V2、V2’)位于比所述主油路(230、230’)的连接点(230A、230A’)更靠机油流动方向下游侧的位置， 所述快速润滑装置(200、200 ’)还具有第二机油压力传感器(S2、S2 ’)，所述第二机油压力传感器(S2、S2’)设置在所述主油路(230、230’)的连接点(230A、230A’)与所述第二电磁阀(V2、V2’)所在的位置中间的位置上或是设置在所述辅助油路(240、240’)上。2.如权利要求1所述的发动机系统(100)，其特征在于， 所述机油抽取驱动装置是离合机构(220)， 所述离合机构(220)包括皮带轮和驱动轮，驱动轮能够与皮带轮松开或连结，以实现离合机构(220)的断开或闭合， 所述皮带轮通过连结件与所述底板(211)连接。3.如权利要求2所述的发动机系统(100)，其特征在于， 所述离合机构(220)的输入侧与所述曲轴箱(155)的曲轴(155A)连结，输出侧与所述收容部(210)的所述底板(211)连接。4.如权利要求1所述的发动机系统(100’)，其特征在于， 所述机油抽取驱动装置是电机(220’)， 所述电机(220’)与驱动轮连接，由E⑶直接控制，并由电瓶直接供电。5.如权利要求1所述的发动机系统(100、100’)，其特征在于， 所述第一机油压力传感器(31、31’)对所述主油路(230、230’)靠近所述内燃机(150、150’)一侧位置的机油压力进行测定， 所述第二机油压力传感器(S2、S2 ’)对所述主油路(230、230 ’)靠近所述连接点(230A、230A’)的位置或者是所述辅助油路(240、240’)中的机油压力进行测定。
【文档编号】F01M1/02GK205532761SQ201620188894
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】张斌伟
【申请人】日立汽车系统(苏州）有限公司