基于降低引擎组件磨损在拉延成型分体式冲压油底壳中的研究与应用

李陶胜　凌中水　王淑芳　凌俊　金明

摘 要：目前我们使用的一体式结构且带普通放油螺栓的油底壳，这种油底壳底部遇到碰撞产生变形或破裂时，都必须更换油底壳整体，同时普通放油螺栓不能很好地吸附各零部件摩擦产生的铁屑，使带有铁屑的机油循环往复进入油道，增大摩擦副，影响发动机零部件润滑效果进而缩短发动机使用寿命，为克服上述问题，延长机油使用寿命，降低发动机零部件磨损，本团队经过长时间研究，从实际出发研究了一款防止机油大幅震荡且能吸附杂质的冲压油底壳。

关键词：发动机;油底壳;机油;摩擦副

本技术领域技术人员都知道油底壳位于汽车发动机底部，可以拆装，并实现曲轴箱、油底壳完全密封来作为储存发动机润滑油的装置。油底壳在生产过程中大多数都是由薄钢板冲压而成，结构复杂的油底壳均采用浇铸成型。

1 背景技术

目前我们使用的内燃机油底壳都是采用一体式结构，这种油底壳结构机油回到油底壳底部后，机油在油底壳内部储存的空間相对较大，当汽车在颠簸的路面上行驶或急加速或急减速时，这种油底壳机油都会在油底壳内发生较大震荡，机油在发生震荡过程中，很容易破坏机油的黏度，震荡越大机油黏度破坏就会越大，从而缩短机油使用寿命，进而影响机油对发动机的润滑作用，加剧发动机零部件的磨损。另外也有一些新式油底壳，其内部装有稳油挡板，稳油挡板往往都是与油底壳铸为一体，无法拆卸。此外，油底壳底部最低处还装有放油螺塞，该放油螺栓都是采用一种普通螺栓。

对于上述一体式结构且带普通放油螺栓的油底壳，这种油底壳底部遇到碰撞产生变形或破裂时，都必须更换油底壳整体，同时普通放油螺栓不能很好地吸附各零部件摩擦产生的铁屑，使带有铁屑的机油循环往复进入油道，增大摩擦副，影响发动机零部件润滑效果，进而缩短发动机使用寿命。

2 实施方法

为克服上述技术问题，延长机油使用寿命，降低发动机零部件磨损，降低维修成本，增加经济效益，本团队经过一段时间调查、研究，从实际出发本团队认为研究一款防止机油大幅振荡且能吸附杂质的冲压油底壳有着非常必要的现实意义。

本团队研究的这款防止机油大幅振荡且能吸附杂质的冲压油底壳，该油底壳将其设计为上下两个部分，如图1-3所示，即油底壳上半部分1和油底壳下半部分2，油底壳上半部分1底部周围设置一圈法兰1-1，法兰1-1上设计钻有若干个连接孔1-11，而油底壳的下半部分2顶部周围设置一圈法兰2-1，法兰2-1上设计钻有若干个连接孔2-11，所述的连接孔1-11与连接孔2-11位置一一对应，油底壳上半部分1和油底壳下半部分2通过设置在连接孔1-11和连接孔2-11内的多个连接螺栓4锁紧连接并将其连接成一个整体（注：油底壳上半部分1和油底壳下半部分2之间可增设密封垫），油底壳上半部分1底部设置有隔层8，隔层8上设计有一个机油泵安装孔6，机油泵安装孔6的大小及定位根据发动机型号和安装油泵的型号来决定，机油泵安装孔6周围隔层8上设置若干个回油孔7，回油孔7可以设计为规则的圆形或矩形或不规则的三角形等各种形状结构，其目的主要是有利于润滑油回油的速度，油底壳上半部分1顶部设有一圈法兰1-2，同样在法兰1-2上设置若干个与发动机曲轴箱底部安装螺栓孔相对应的连接孔1-22，油底壳下半部分2最底部加工成一椭圆形平底结构5，椭圆形平底结构5中心孔内设置有放油螺栓3，椭圆形平底结构5其长轴长度为短轴长度的1.5倍，而短轴长度为放油螺栓3直径的1.5倍。

油底壳设计结构如下图1、图2、图3所示：

在上述油底壳下半部分2最底部椭圆形平底结构5中心孔内所设置的放油螺栓3往往都是一根很普通的螺栓，本技术领域所属技术人员都知道：普通螺栓本身是无法吸附各零部件摩擦产生的且随润滑油一起回流到油底壳底部的铁屑，另一方面，油泵本身在工作是还具有搅拌作用，所以随润滑油一起流入油底壳底部的铁屑在油泵吸力的作用下再次随机油一道而且循环往复进入油道，这样就不能很好地起到润滑降摩的作用。为了能吸附各零部件摩擦产生的铁屑，降低各摩擦副之间的摩擦系数，本团队将放油螺栓3设计为一种磁性螺栓。带有磁性的放油螺栓3其螺栓本体3-1内部设有永久磁铁3-2，螺栓本体3-1与丝封片3-3之间通过螺纹连接，将永久磁铁3-2密封在螺栓本体3-1内，然后将本文设计的放油螺栓3安装在油底壳下半部分2的最底部，这样就可以吸附铁屑，使得铁屑不会再次或循环往复进入润滑油油道内，从而起到了降低了各摩擦副之间摩擦系数，延长发动机使用寿命，降低维修成本，增加经济效益的作用。

放油螺栓3的设计结构如下图4和图5所示：图4为该放油螺栓3的立体爆炸示意图，图5为该放油螺栓3的剖面结构示意图。

3 工作原理及使用流程

无论是哪种类型的油底壳，在使用过程中油底壳上半部分都是为发动机曲轴提供一个旋转的空间，构成发动机曲轴箱的一部分，所以油底壳的上半部分都不会用来盛装机油，只有油底壳的下半部分用来盛装机油，正是由于这样的原因，故提出本实用新型设计的这种结构。

往该实用新型油底壳里加注机油后，机油经隔层8上的回油孔7流入到油底壳下半部分2空间内，当汽车在颠簸的路面上行驶或急加速或急减速时，机油只能在油底壳下半部分2与隔层8构成的相对较小的空间内产生震荡，大大缩小了机油在油底壳内的震荡空间，震荡空间越小对机油粘度的破坏性也就越小，从而延长机油使用寿命，提高了机油对发动机的润滑效果，降低了发动机零部件的磨损，延长了发动机各零部件使用寿命。

4 结语

汽车在颠簸的路面上行驶或急加速或急减速时，油底壳内的机油只能在油底壳下半部分2与隔层8构成的这个狭小空间内震荡，大大缩小了机油在油底壳内的震荡空间，震荡空间越小对机油粘度的破坏性也就越小，从而延长机油使用寿命，提高了机油对发动机的润滑作用，降低了发动机零部件的磨损，延长了发动机零部件使用寿命。

另一方面当油底壳底部遇到碰撞产生变形或破裂时，无需更换整个油底壳，只需要更换油底壳下半部分2即可，降低了客户维修成本，节约油底壳生产材料，有利于节能环保。

参考文献：

[1]聂川，宗陈艳.某型号发动机油底壳的优化设计[J].内燃机与配件，2020（22）：3-4.

[2]白萃平，马其华，周天均.车用CFRP油底壳的结构与制造工艺并行优化设计[J].工程设计学报，2020（05）：608-615.

[3]王小亮.一种变速器油底壳用冲压工艺如何保证法兰安装面整体平面度和局部平面度的论述[J].时代汽车，2020（07）：115-117.

项目：基于新能源汽车车身覆盖件生产线气动机器人智能优化研究与应用KJ2019A1193;Zigbee联网技术多重智能防盗系统的研究及其在安徽新能源汽车产业中的应用KJ2019 ZD77;安庆职业技术学院江淮汽车安庆分公司新能源汽车实践教育基地2017sjjd057

作者简介：李陶胜（1976— ），男，汉族，安徽安庆人，硕士，讲师，工程师，研究方向：控制工程;凌中水（1986— ），男，汉族，安徽安庆人，硕士，讲师，工程师，研究方向：工程自动化;王淑芳（1984— ），女，汉族，安徽阜阳人，硕士，讲师，研究方向：机械电子;凌俊（1992— ），男，汉族，安徽安庆人，本科，助教，研究方向：车辆工程;金明（1963— ），男，汉族，江苏南通人，本科，高级实验师，研究方向：车辆工程。