一种干式油底壳发动机循环式预润滑系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种干式油底壳发动机循环式预润滑系统及其控制方法。本发明专利技术利用电动双联预润滑机油泵和发动机泵原有机油油路，在发动机启动前，将机油箱中加热后的机油经电动双联预润滑机油泵沿原有机油油路输送至各摩擦副，采用热机油对各摩擦副及其上游润滑管路进行填充，并实现加热后，循环返回至机油箱，打破干式油底壳发动机低温预润滑的常规思维，使得发动机低温冷起动前各轴颈轴瓦等摩擦副均已获得预润滑与预热，配合间隙接近发动机工作时状态，运动约束更充分，有效减小了因摩擦副运动约束不足导致的磨损。本预润滑系统所进行的机油循环也增强了机油箱内机油对流，机油加温更均匀，机油箱内机油泵送性更好。机油箱内机油泵送性更好。机油箱内机油泵送性更好。

【技术实现步骤摘要】
一种干式油底壳发动机循环式预润滑系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及发动机预润滑
，具体涉及一种干式油底壳发动机循环式预润滑系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]据统计，约90％发动机机械故障与报废都与摩擦副磨损相关。研究表明，尽管发动机起动时间仅占全部工作时间的很小一部分，但各摩擦副在发动机起动时总磨损量却比其他工作时间总磨损量高，主要原因是发动机机油泵102与发动机曲轴联动，无法在起动前独立工作以建立足够用于润滑的机油压力，导致各摩擦副在发动机起动时工作在干摩擦状态。
[0003]在低温环境下，发动机机油粘度大大增加、流动性急剧降低，发动机机油泵102更难在发动机冷起动时及时建立足够用于润滑的机油压力。虽然在用于低温环境下的干式油底壳发动机机油箱100中常设置有用于机油加热的蛇形盘管109，但冷热机油内部自然对流换热困难，较长时间加热后机油箱100内依然存在大量难以泵送的低温机油。
[0004]发动机各摩擦副处于低温状态下时，其配合间隙较高温状态下大。在发动机低温冷起动过程中，过大的配合间隙会导致发动机各摩擦副运动约束不足，摩擦副内产生异常接触并产生额外的磨损。目前已有的通过高温冷却水对发动机加热的方式只能对活塞组
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缸套摩擦副117进行加热，无法对主轴颈
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主轴承摩擦副112、连杆轴颈
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连杆大头轴承摩擦副113、连杆小头衬套
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活塞销摩擦副116与其他摩擦副114进行加热，低温冷起动时各摩擦副依然温度较低。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种干式油底壳发动机循环式预润滑系统及其控制方法，能够有效实现低温环境干式油底壳发动机各摩擦副的预润滑和加热，降低摩擦副磨损，提高发动机使用寿命。
[0006]本专利技术的干式油底壳发动机循环式预润滑系统，包括：机油箱加热装置和双联预润滑机油泵；其中，机油箱加热装置用于加热机油箱中的机油；双联预润滑机油泵包括压油子泵和回油子泵，压油子泵用于将机油输送至发动机机油泵的机油泵输油油管并沿机油泵输油油管输送至发动机各摩擦副及其上游润滑管路；回油子泵用于将干式油底壳内的机油输送至机油箱，完成机油的循环利用。
[0007]较优的，回油子泵的出油口通过回油子泵出油管与机油箱相连；或者，回油子泵的出油口经过回油子泵单向阀接入发动机回油泵的回油管，最终与机油箱相连。
[0008]较优的，压油子泵与发送机油泵的机油泵输油油管之间的连通油管上设有单向阀。
[0009]较优的，压油子泵和回油子泵同步工作和停止；工作时，回油子泵的流量大于压油子泵的流量。
[0010]较优的，所述机油箱加热装置为蛇形盘管及冷却水加温器；所述蛇形盘管置于机油箱内，其内通入经冷却水加温器加热后的高温冷却水。
[0011]较优的，所述机油箱加热装置为塔型盘管及冷却水加温器；所述塔型盘管的进水口在下，出水口在上，其内通入经冷却水加温器加热后的高温冷却水。
[0012]较优的，所述塔型盘管中，相邻两层盘管的宽度差和/或长度差大于或等于两倍盘管管径。
[0013]较优的，所述塔形盘管为正塔形或倒塔形。
[0014]本专利技术还提供了上述干式油底壳发动机循环式预润滑系统的控制方法，包括：
[0015]S1，检测机油箱内机油温度，若机油箱内机油温度T≤T1，则采用机油箱加热装置对机油箱内的机油进行加热；所述T1为可泵送的最小温度；若机油箱内机油温度T＞T1，则进入步骤S2；
[0016]S2，开启压油子泵和回油子泵，机油箱内的机油经压油子泵传输至发动机各摩擦副及其上游润滑管路，再由回油子泵返回至机油箱；
[0017]S3，压油子泵和回油子泵工作t1时间后，发动机得到充分预润滑，此时发动机已具备安全高效的冷起动条件，关闭压油子泵和回油子泵，进入发动机冷起动程序。
[0018]较优的，检测发动机润滑油道末端压力P，若P已稳定并大于一高于常压的压力P1时，即表明发动机已充分预润滑，发动机已具备安全高效的冷起动条件。
[0019]有益效果：
[0020]本专利技术利用电动双联预润滑机油泵和发动机泵原有机油油路，在发动机启动前，将机油箱中加热后的机油经电动双联预润滑机油泵沿原有机油油路输送至各摩擦副，采用热机油对各摩擦副及其上游润滑管路进行填充，并实现加热后，循环返回至机油箱，打破干式油底壳发动机低温预润滑的常规思维，使得发动机低温冷起动前各轴颈轴瓦等摩擦副均已获得预润滑与预热，配合间隙接近发动机工作时状态，运动约束更充分，有效减小了因摩擦副运动约束不足导致的磨损。本预润滑系统所进行的机油循环也增强了机油箱内机油对流，机油加温更均匀，机油箱内机油泵送性更好。
附图说明
[0021]图1为本专利技术干式油底壳发动机循环式预润滑系统结构示意图。
[0022]图2为发动机运转、润滑系统工作、本专利技术预润滑系统不工作时机油流向示意。
[0023]图3为发动机停机、润滑系统不工作、本专利技术预润滑系统工作时机油流向示意。
[0024]图4为本专利技术预润滑系统的第二种实现形式示意。
[0025]图5为本专利技术预润滑系统对发动机各摩擦副的加热方式示意。
[0026]图6为本专利技术预润滑系统在发动机需借助外部辅助加热的低温冷起动工况下的控制流程。
[0027]图7为本专利技术预润滑系统在发动机无需外部辅助加热的普通冷起动工况下的控制流程。
[0028]图8为正塔形蛇形盘管示意图。
[0029]图9为正塔形盘管俯视图，在垂直方向上各节相互不遮挡。
[0030]图10为正塔形盘管自然对流方向示意图。
[0031]其中，100
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机油箱；101
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机油箱集滤器；102
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发动机机油泵；103
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机油泵输油油道；104
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发动机润滑系统其他部分(包括机油滤清器、机油散热器、活塞冷却喷嘴、各轴颈轴瓦等等组件，不包括机油箱、干式油底壳、发动机机油泵、发动机回油泵及其所带集滤器等组件)；105
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干式油底壳；106
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回油泵集滤器；107
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发动机回油泵；108
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回油泵回油管；109
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蛇形盘管；110
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冷却水加温器；111
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机油滤清器及机油散热器；112
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主轴颈
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主轴承摩擦副；113
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连杆轴颈
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连杆大头轴承摩擦副；114
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其他摩擦副；115
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活塞冷却喷嘴；116
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连杆小头衬套
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活塞销摩擦副；117
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活塞组
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缸套摩擦副；118
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发动机冷却系统；119...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干式油底壳发动机循环式预润滑系统，其特征在于，包括：机油箱加热装置和双联预润滑机油泵；其中，机油箱加热装置用于加热机油箱中的机油；双联预润滑机油泵包括压油子泵和回油子泵，压油子泵用于将机油输送至发动机机油泵的机油泵输油油管并沿机油泵输油油管输送至发动机各摩擦副及其上游润滑管路；回油子泵用于将干式油底壳内的机油输送至机油箱，完成机油的循环利用。2.如权利要求1所述的干式油底壳发动机循环式预润滑系统，其特征在于，回油子泵的出油口通过回油子泵出油管与机油箱相连；或者，回油子泵的出油口经过回油子泵单向阀接入发动机回油泵的回油管，最终与机油箱相连。3.如权利要求1所述的干式油底壳发动机循环式预润滑系统，其特征在于，压油子泵与发送机油泵的机油泵输油油管之间的连通油管上设有单向阀。4.如权利要求1所述的干式油底壳发动机循环式预润滑系统，其特征在于，压油子泵和回油子泵同步工作和停止；工作时，回油子泵的流量大于压油子泵的流量。5.如权利要求1所述的干式油底壳发动机循环式预润滑系统，其特征在于，所述机油箱加热装置为蛇形盘管及冷却水加温器；所述蛇形盘管置于机油箱内，其内通入经冷却水加温器加热后的高温冷却水。6.如权利要求1所述的干式油底壳发动机循环式预润滑系统，其特征在于，所述机...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昊，杜巍，李向荣，亚历山大，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：