專利名稱：用于車輛的干式貯油箱組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001本發(fā)明涉及干式貯油箱組件，其具有至少一個設(shè)置成減少機
油飛'濺的內(nèi)部擋板和擴展的橫向容積以允許運轉(zhuǎn)期間的更高的機油水平。
背景技術(shù)：
0002乘用車上的內(nèi)燃發(fā)動機的潤滑系統(tǒng)可以是濕式或者干式油底 殼潤滑系統(tǒng)。濕式油底殼潤滑系統(tǒng)通常在批量生產(chǎn)的車輛中使用。潤 滑劑存儲在曲軸和油盤的下方。油盤必須較大較深以容納足夠量的潤 滑劑，例如機油，以潤滑發(fā)動機。
0003干式油底殼潤滑系統(tǒng)使用外部箱體來將部分機油存儲在發(fā)動 機外部。因此，在發(fā)動機下的較大較深的油盤不再需要。因此，在車
輛中發(fā)動機的主要重量可以處于更低高度水平。干式油底殼潤滑系統(tǒng) 通常和高性能發(fā)動機一起使用，例如賽車中。
0004在使用了干式油底殼潤滑系統(tǒng)的車輛中，從外部油箱或儲罐 中泵出機油供給軸承或者其他需要潤滑的發(fā)動機零件。在發(fā)動機的運 轉(zhuǎn)期間從曲軸軸承甩出的機油淋到位于曲軸箱的較低部位的油底殼 中。油底殼接收的機油被回油泵泵回到油箱中。這種機油包含大量的 夾帶空氣，夾帶空氣是在潤滑過程中由于飛濺而吸收到機油中的。夾 帶空氣降低了機油的潤滑效率。有時，在外部油箱中設(shè)置脫氣器或者 空氣分離器以除去機油中的空氣，使得從油箱返回到發(fā)動機的機油是 除去空氣的。

發(fā)明內(nèi)容
0005干式賒油箱組件(dry sump oil tank assembly)被用于潤 滑發(fā)動機，適合用于高性能車輛如賽車，或者用于可能偶爾經(jīng)歷高性 能條件的標(biāo)準(zhǔn)乘用車。干式貯油箱組件包括限定了內(nèi)腔的殼體。殼體 設(shè)置有橫向延伸部分用以為內(nèi)腔增加橫向容積。因此，內(nèi)腔的總?cè)莘e 增加了而無需增加殼體的高度。此外，具有足夠的機油容積可解決油面下降問題，而無需提高發(fā)動機非運轉(zhuǎn)時的機油水平。因此，干式貯 油箱組件的頂部附近的空氣分離器上固定的曲軸箱強制通風(fēng)系統(tǒng)不會 由于發(fā)動機停用或者低速運轉(zhuǎn)時的高機油水平而受到機油的污染。
0006干式貯油箱組件還包括至少一個內(nèi)部擋板，其在內(nèi)腔中在橫 向延伸部分的下方連接至殼體。擋板設(shè)置成減少腔內(nèi)的機油飛濺，從 而防止拾油器問題，如果在車輛的高速運動(例如，轉(zhuǎn)彎、剎車、加 速等)時殼體底部附近的拾油器或者機油入口暴露出來，此問題就會 發(fā)生。
0007第一內(nèi)部擋板可以被集成在油箱組件的上方殼體部分內(nèi)，其 形成擴展的橫向容積。第一擋板朝著殼體的底表面傾斜，并且具有通 風(fēng)口以允許空氣從擋板的下面排出。另一個內(nèi)部擋板可以在第一內(nèi)部 擋板的下方固定于殼體，并且具有排列成同心圓的開口。在一些實施 例中，每個開口具有不小于2毫米且不大于10亳米的直徑，開口的總面 積為大約但不限于，在擋板處截取的內(nèi)腔的橫向截面的總面積的16%。 這樣的排列使高速轉(zhuǎn)彎時的機油飛濺最小化。
0008從下面對實施本發(fā)明的最佳模式的詳細(xì)描述，并結(jié)合附圖， 本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點以及其他特征和優(yōu)點將顯而易見。


0009圖l是車輛的一部分的示意性透視圖，包括發(fā)動機以及和發(fā) 動機流體連通的干式貯油箱組件；
0010圖2是沿圖l中線2-2截取的干式貯油箱組件的示意性透視剖視
0011圖3是圖1和圖2中干式貯油箱組件的下方殼體部分內(nèi)的擋板的 俯視圖。
具體實施例方式
0012參照附圖，其中同樣的標(biāo)記號指代同樣的構(gòu)件，圖l示出了車 輛10的一部分，包括與干式貯油箱組件14相連的發(fā)動機12。才幾油供應(yīng) 軟管16向干式貯油箱組件14提供由位于發(fā)動機12的底部的油底殼
(sump) 18所收集的機油。泵組件，圖1中不可見，受到發(fā)動機曲軸20 的驅(qū)動，迫使機油通過才幾油供應(yīng)軟管16流向干式貯油箱組件14的機油入口22。連接軟管24引導(dǎo)來自機油入口22的機油進(jìn)入分離器26，在這 里機油被除去空氣，用于曲軸箱強制通風(fēng)(PCV)系統(tǒng)的空氣被從任 何夾帶機油中分離出來，如將對圖2進(jìn)一步討論的。被除去空氣的機油 淋到下方殼體部分28中，在這里機油通過機油返回軟管30返回到油泵 組件中，以在潤滑發(fā)動機12時重新使用。泵組件包括壓力段，它通過 返回軟管30從干式貯油箱組件14吸取除去空氣的流體供給發(fā)動機12。 泵組件還包括回油段，它將夾帶空氣的機油通過連接軟管24供應(yīng)給干 式貯油箱組件14，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的。
0013參照圖2，干式貯油箱組件14具有機油測量裝置34。在這個實 施例中，機油測量裝置34是量油尺，但是也可以是通常使用的其他任 何類型的機油測量裝置。機油測量裝置34被安裝在空氣分離器26上， 并且延伸通過其上的開口進(jìn)入到內(nèi)腔36中，內(nèi)腔36是由空氣分離器26、 下方殼體部分28、上方殼體部分38以及延伸部分39形成的，延伸部分 39分別連接在下方殼體部分28和上方殼體部分38之間，如圖2所示。上 方殼體部分38、下方殼體部分28以及延伸部分39—起形成了干式貯油 箱組件14的殼體40?？諝夥蛛x器26也包括開口41、 42(示于圖2)，它 們支撐代表PCV系統(tǒng)的PCV結(jié)構(gòu)形成口43、44(即，孔口 )(示于圖l)。 PCV口43、 44引導(dǎo)空氣分離器26中的空氣分別通過通風(fēng)管45、 46進(jìn)入 到PCV系統(tǒng)的剩余構(gòu)件(未示出)。加油口蓋48 (示于圖l)也被支撐 并安裝在空氣分離器26上。
0014參照圖2，內(nèi)部擋板50，由空氣分離器26形成或者集成在空氣 分離器26中，設(shè)置成為通過連接軟管24供應(yīng)的機油除去空氣。內(nèi)部擋 板50包括豎直引導(dǎo)部分51 ，其引導(dǎo)來自連接軟管24的機油通過開口 52 進(jìn)入到上方通道53。內(nèi)部擋板50設(shè)置成產(chǎn)生螺旋狀流動路徑，該路徑 使機油螺旋式向下通過空氣分離器26，這使得機油沖擊內(nèi)部擋板50和 空氣分離器26的內(nèi)壁，憑此來為機油除去空氣。具體來說，機油通過 連續(xù)螺旋流到螺旋式通道的中間部分55，再到螺旋式通道的下方部分 54，最后到出口部分56，從這里機油向下流動通過上方殼體部分38到 達(dá)下方殼體部分28，并且被收集在拾油器58的周圍，拾油器58與圖1中 的返回軟管30相連。
0015在圖1和圖2中都4艮明顯，機油入口22和拾油器58在下方殼體 部分28的一側(cè)60處，而在下方殼體部分28的底表面62之上。下方殼體
6部分28形成冰冷凝阱，使得干式貯油箱組件14內(nèi)的任何冷凝液將凍結(jié) 在機油入口22和拾油器58之下，這樣就不會干擾流入和流出干式貯油 箱組件14的才凡油。
0016對于本領(lǐng)域技術(shù)人員人員來說是很明顯的，空氣分離器26和 下方殼體部分28的上文提到的特征，即，機油測量裝置34、 PCV口43 和44、安裝于側(cè)面的機油入口22以及形成冰冷凝阱的底表面62，使得 空氣分離器26和下方殼體部分28對于批量生產(chǎn)的、標(biāo)準(zhǔn)性能的車輛很 有用。因此，可以通過生產(chǎn)用于標(biāo)準(zhǔn)車輛的空氣分離器26和下方殼體 部分28來實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟，將這些直接焊接在一起而無需上方殼體部分 38和延伸部分39，上方殼體部分38和延伸部分39主要是為高性能車輛 提供實用性，如將在下文討論的。對于高性能車輛，空氣分離器26被 焊接或者用緊固件64 (圖l中示出了多個緊固件)連接到上方殼體部分 38，上方殼體部分38被焊接到延伸部分39上，延伸部分39又被焊接到 底部殼體部分28上。因此，干式貯油箱組件14也適合于通常在標(biāo)準(zhǔn)駕 駛條件下使用、但偶爾經(jīng)歷高性能使用的車輛。
0017參照圖2，干式貯油箱組件14還包括幾個為高性能車輛應(yīng)用例 如賽車專門設(shè)計的特征。首先，上方殼體部分38具有橫向延伸部分37， 其具有非圓柱的形狀并且橫向向外的延伸超出大致圓柱形狀的空氣分 離器26、延伸部分39和下方殼體部分28。具體來說，橫向延伸部分37 提供了內(nèi)腔36的擴展的橫向容積66。擴展的橫向容積66也可以被稱作 附腔，它增加了干式貯油箱組件14容納機油的能力。這解決了 "油面 下降，，現(xiàn)象，即干式貯油箱組件14中的機油的工作水平，在車輛不使 用的時候較高，而在使用的時候被降低，因為機油要流經(jīng)整個潤滑系 統(tǒng)。嚴(yán)重的油面下降會導(dǎo)致機油的工作水平不夠，使得機油入口22和 拾油器58在高速操縱期間可能暴露出來，這導(dǎo)致所不期望的油壓降。 上方殼體部分38的擴展的橫向容積66使得具有較高的工作水平，即使 發(fā)生油面下降，使用時的機油工作水平也足夠高，使得機油入口22和 拾油器58就不會暴露出來。在圖2中標(biāo)出了未使用時的發(fā)動機的示例性 才幾油水平70和使用時的發(fā)動機的工作機油水平72，用以i兌明油面下降 現(xiàn)象。擴展的橫向容積66允許足夠高的使用時的工作機油水平72，而 將未使用時的機油水平70的高度最小化，該高度從底表面62起向上測 量而得(假設(shè)干式貯油箱組件14通常是豎直安裝在車輛上)，使得機油就不會污染圖1中的PCV分離器26 (這種污染被稱作"倒翻(pull over)")。擴展的橫向容積66 "不均勻地分布"，為不規(guī)則的橫向突 出，不對稱地圍繞殼體40的大致圓柱部分的中心軸線。0018干式貯油箱組件14還包含內(nèi)部擋板74、 76，它們解決了機油 飛濺的問題，此問題在高性能車輛中由于高速操縱而更加嚴(yán)重。內(nèi)部 擋板74是整體環(huán)形擋板，此處被稱作笫一環(huán)形擋板，它被鑄造成上方 殼體部分38的一部分。整體環(huán)形擋板74具有外周78和內(nèi)周80，擋板表 面82從外周78朝著內(nèi)周80向下傾斜。在這個實施例中內(nèi)周80通常是狹 長槽，其尺寸被設(shè)計為允許連接管24延伸通過。內(nèi)部擋板74的形狀至 少部分地由連接管24的形狀決定。擋板表面82的角度由在車輛加速或 者轉(zhuǎn)彎所引起的最大側(cè)面栽荷時的機油濺射角度決定。在圖l中很明 顯，為了更好地防止高重力運動時機油流出擋板74，內(nèi)部擋板74的一 側(cè)下探得更低。此外，在內(nèi)部擋板74中機加出通風(fēng)口84以允許困在擋 板74下面的空氣通過擋板74向上排出。
0019內(nèi)部擋板76，此處被稱作第二擋板，通過環(huán)繞內(nèi)部擋板76的 周圍分布的凸片85固定在內(nèi)腔36內(nèi)的延伸部分39上(圖l中示出了一個 凸片85)。內(nèi)部擋板76具有外側(cè)部分86，外側(cè)部分86朝著底表面62向 下彎曲，用以將向著內(nèi)部擋板76的底表面飛濺的機油改變方向使其向 下。
0020參照圖3，形成或者機加出具有管道開口88的內(nèi)部擋板76，其 中，連接管24延伸通過管道開口88，如圖1所示。此外，形成或者機加 出具有多個開口90的內(nèi)部擋板76，其中，多個開口90排列成一定式樣 并具有尺寸，式樣和尺寸均設(shè)置成有效地最小化從下方殼體部分28向 著內(nèi)部擋板76上方飛濺的機油、而仍然允許足夠流量的相對較冷、已 除去空氣的機油通過開口90到達(dá)底部殼體部分28。首先，開口90的式 樣包括中心開口90A，它居中在內(nèi)部擋板76的中心C處。開口90圍繞中 心開口90A以同心圓式排列，如由假想線所表示的，假想線連接著每個 同心圓上各自的開口。在這個示例性實施例中，優(yōu)選地但不限于，包 括中心開口 90A在內(nèi)有100個開口 90,每個開口 90具有不小于2毫米且不 大于10毫米的直徑"7。已經(jīng)確定，小于2毫米的開口可以阻止相對較冷、 已除去空氣的機油回到下方殼體部分28，而具有大于10毫米的直徑的 開口在可能無法充分地在飛濺期間將機油保持在下方殼體部分28內(nèi)，從而使得拾油器58暴露出來。開口90加在一起的面積為，優(yōu)選地但不 限于，在內(nèi)部擋板76的上表面92處截取的腔36的橫截面處的內(nèi)腔36的 面積的大約16%。在這個實施例中，因為延伸部分39為圓柱狀，相關(guān)
橫截面的面積是具有直徑Z)2的圓，按如下計算
;r/4*(D2)0021盡管在這個實施例中，開口90具有基本相同的尺寸并且以內(nèi) 部擋板76的中心C為中心圍繞，但開口90的尺寸可以在上面討論的范圍 內(nèi)變化，而且中心開口90A不需要與擋板的中心C對齊。
0022如上面所討論的，干式貯油箱組件14對于高性能應(yīng)用例如賽 車尤其有用，且它可以使用來自標(biāo)準(zhǔn)車輛應(yīng)用的構(gòu)件，這樣使得生產(chǎn) 這些構(gòu)件的規(guī)模經(jīng)濟最大化，而且它也適用于通常在標(biāo)準(zhǔn)駕駛條件下 使用、但偶爾經(jīng)歷高性能使用的車輛。
0023盡管詳細(xì)描述了實施本發(fā)明的最佳模式，但本發(fā)明所涉及領(lǐng) 域的技術(shù)人員將認(rèn)識到在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)實踐本發(fā)明的各種替代 i殳計和實施例。
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權(quán)利要求
1. 一種用于車輛的干式貯油箱組件，包括限定了內(nèi)腔的殼體；其中殼體設(shè)置有橫向延伸部分以為內(nèi)腔增加橫向容積；至少一個內(nèi)部擋板，其在內(nèi)腔中在橫向延伸部分的下方連接于殼體且設(shè)置成減少腔內(nèi)的機油飛濺；在殼體的底表面之上的機油入口；以及空氣分離器，其具有安裝于分離器上的曲軸箱強制通風(fēng)系統(tǒng)和機油測量裝置。
2. 權(quán)利要求l的干式貯油箱組件，其中，至少一個內(nèi)部擋板包含整 體環(huán)形擋板，其從整體環(huán)形擋板的外周到整體環(huán)形擋板的內(nèi)周朝著殼 體的底表面傾斜；以及其中，整體環(huán)形擋板具有通風(fēng)口以允許空氣通 過通風(fēng)口排出。
3. 權(quán)利要求l的干式貯油箱組件，其中，至少一個內(nèi)部擋板包含固定于殼體的擋板；其中，擋板具有排列成同心圓的開口；其中，每個 開口具有不小于大約2毫米且不大于大約10毫米的直徑；以及其中，開 口的總面積為內(nèi)腔在所述至少一個擋板處的面積的大約16%。
4. 一種用于車輛的干式貯油箱組件，包括殼體，具有大致非圓柱狀的上方殼體部分、大致圓柱狀的中間殼 體部分以及大致圓柱狀的下方殼體部分；其中，上方殼體部分^tt向向 外的延伸超出中間和下方殼體部分，使得殼體限定了在上方部分具有 擴展的橫向容積的內(nèi)腔；第一環(huán)形擋板，其與上方殼體部分相連；第二擋板，與中間殼體部分固定；其中，第二擋板具有圍繞擋板 的中心排列成同心圓的開口；以及其中，第一環(huán)形擋板和第二擋板使 得賊出下方殼體部分的機油飛濺最小化。
5. 權(quán)利要求4的干式貯油箱組件，其中，下方殼體部分具有機油入 口以接收機油；其中，機油入口在下方殼體部分的一側(cè)；并且還包括空氣分離器，具有支撐于其上的曲軸箱強制通風(fēng)系統(tǒng)和量油尺； 其中空氣分離器固定于上方殼體部分之上。
6. 權(quán)利要求5的干式貯油箱組件，其中，空氣分離器具有內(nèi)部擋板 以為機油除去空氣并將機油引導(dǎo)向下方殼體部分。
7. —種干式貯油箱組件，包括下方殼體部分，設(shè)置有機油入口；其中，下方殼體部分設(shè)置成將 從機油入口接收的機油保持在其中； 連接軟管；空氣分離器，用于從機油中分離夾帶空氣；其中，連接軟管可操 作地連接于下方殼體部分和空氣分離器，以使才幾油從下方殼體部分流 到空氣分離器；其中，空氣分離器進(jìn)一步設(shè)置成用于從曲軸強制通風(fēng) 系統(tǒng)中分離機油以及用于安裝機油水平測量裝置；上方殼體部分，可操作地連接在空氣分離器和下方殼體部分之間； 其中，相連接的下方和上方殼體部分以及空氣分離器至少部分地限定 狹長內(nèi)腔；其中，機油入口在下方殼體部分的橫向部分；以及其中， 上方殼體部分橫向向外的延伸超出下方殼體部分和空氣分離器，使得 狹長內(nèi)腔具有擴展的橫向容積。
8. 權(quán)利要求7的干式貯油箱組件，其中，擴展的橫向容積在上方殼 體部分內(nèi)非均勻地分布。
9. 權(quán)利要求7的干式貯油箱組件，其中，上方殼體部分具有整體環(huán) 形擋板，整體環(huán)形擋板從外周到內(nèi)周朝著下方殼體部分傾斜。
10. 權(quán)利要求9的干式貯油箱組件，其中，整體環(huán)形擋板具有通風(fēng) 口以允許空氣通過通風(fēng)口從整體環(huán)形擋板下方排出到上方殼體部分。
11. 權(quán)利要求7的干式貯油箱組件，還包括 下方殼體部分和上方殼體部分之間的延伸部分；以及 連接于延伸部分內(nèi)的擋板；其中，擋板具有排列成同心圓的開口，這使得從下方殼體部分通過擋板的機油飛濺最小化。
12. 權(quán)利要求ll的干式貯油箱組件，其中，每個開口具有介于大 約2毫米和10毫米之間的直徑；以及其中，開口的總面積為內(nèi)腔在所述 擋板處的面積的大約16%。
13. 權(quán)利要求ll的干式貯油箱組件，其中，擋板具有連接于延伸 部分的凸片。
全文摘要
用于車輛的干式貯油箱組件，設(shè)有限定了內(nèi)腔的殼體。殼體設(shè)置有橫向延伸部分以為內(nèi)腔增加橫向容積，并且具有至少一個內(nèi)部擋板，內(nèi)部擋板在內(nèi)腔中在橫向延伸部分的下方連接于殼體且設(shè)置成減少腔內(nèi)的機油飛濺。干式貯油箱組件對于高性能應(yīng)用例如賽車尤其有用，且它可以使用來自標(biāo)準(zhǔn)車輛應(yīng)用的構(gòu)件，這樣使得生產(chǎn)這些構(gòu)件的規(guī)模經(jīng)濟最大化，而且它也適用于通常在標(biāo)準(zhǔn)駕駛條件下使用、但偶爾經(jīng)歷高性能使用的車輛。
文檔編號F01M11/00GK101519989SQ20091000833
公開日2009年9月2日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者A·R·扎德, B·E·馬佐拉, G·P·普賴爾, R·S·麥卡爾平 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作公司