本發(fā)明屬于賽車發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用大學(xué)生方程式賽車發(fā)動機(jī)的干式潤滑系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

大學(xué)生方程式汽車大賽（fsae）是一項面向大學(xué)生的綜合性工程教育賽事，自1978年開辦以來，距今已有30多年時間，賽事遍及全世界24個國家。該賽事一般由各國汽車工程學(xué)會舉辦，由在校大學(xué)生組隊參加，要求車隊遵循共同的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則限制，自行設(shè)計制造出一輛小型單人賽車，類似于簡化版的一級方程式賽車（f1），要求賽車在加速、制動、操控性方面都有較高水準(zhǔn)并且足夠穩(wěn)定耐久。參賽的車輛要進(jìn)行一系列測試項目，其中包括：技術(shù)檢查、直線加速、八字繞環(huán)、高速避障、耐久測試和經(jīng)濟(jì)性測試。中國大學(xué)生方程式汽車大賽（fsc）也自2010年開始舉辦，目前已舉辦七屆，每年有七十多所汽車院校和數(shù)千名學(xué)生參賽。各車隊賽車上用的發(fā)動機(jī)通常是大排量摩托車配備的發(fā)動機(jī)，比如常用的本田cbr600rr發(fā)動機(jī)，這是一款本田摩托車配備的發(fā)動機(jī)。參見圖9，本田cbr600rr發(fā)動機(jī)的原裝潤滑系統(tǒng)是濕式潤滑系統(tǒng)，其發(fā)動機(jī)下端的油底殼用來存儲機(jī)油，因此體積較大，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)質(zhì)心高度較高。且濕式潤滑系統(tǒng)中，多余的機(jī)油會附著在曲軸上增加曲軸運(yùn)轉(zhuǎn)的阻力，因而會降低發(fā)動機(jī)的動力輸出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了保證賽車各工況下穩(wěn)定的潤滑油壓，同時降低整車質(zhì)心來實(shí)現(xiàn)提高操縱穩(wěn)定性，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于大學(xué)生方程式賽車的干式潤滑系統(tǒng)。

一種應(yīng)用于大學(xué)生方程式賽車的干式潤滑系統(tǒng)為置于發(fā)動機(jī)機(jī)外部的系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)的油底殼12和機(jī)油濾清器6，還包括機(jī)油罐10、外置機(jī)油泵和機(jī)油柄7。

所述油底殼12為平板狀，油底殼12上設(shè)有一個以上的向下凹的回油槽22；

所述機(jī)油罐10為圓柱筒狀，頂部設(shè)有壓力調(diào)節(jié)閥15，上部一側(cè)設(shè)有進(jìn)油口，下部一側(cè)設(shè)有出油口；

所述外置機(jī)油泵11由泵殼和三段式同軸泵組成，所述三段式同軸泵由第一段泵、第二段泵和第三段泵依次連接組成；第一段泵為齒輪泵，第二段泵和第三段泵為羅茨泵；所述泵殼的一側(cè)上部設(shè)有壓力出口，對應(yīng)的下部設(shè)有壓力進(jìn)口；泵殼的另一側(cè)上部設(shè)有回油出口，對應(yīng)的下部設(shè)有第二回油進(jìn)口；泵殼的中間下部設(shè)有第一回油進(jìn)口；機(jī)油罐10的出油口通過連接管連通著泵殼的壓力進(jìn)口，機(jī)油罐10的進(jìn)油口連通著泵殼的回油出口；油底殼12上一個以上的回油槽22通過連接管連通著泵殼的第一回油進(jìn)口和第二回油進(jìn)口；泵殼的壓力出口通過連接管和機(jī)油柄7連通著機(jī)油濾清器6的進(jìn)油口；

工作時，機(jī)油罐10內(nèi)的設(shè)定壓力為0-0.1mpa；回油流量為供油流量的2-3倍。

所述回油流量是指兩段羅茨泵泵油總和，回落至回油槽22的潤滑油被兩段羅茨泵抽至回油出口，通過機(jī)油罐回油口24進(jìn)入機(jī)油罐10進(jìn)行油氣分離；所述供油流量是指機(jī)油泵齒輪段泵壓力出口流量，油氣分離后的潤滑油經(jīng)由機(jī)油罐出油口25流至機(jī)油泵壓力進(jìn)口，經(jīng)齒輪泵加壓后流出壓力出口，壓力出口的尺寸小于進(jìn)口尺寸，提高流速，增大壓力。

進(jìn)一步限定的技術(shù)方案如下：

所述機(jī)油罐10的容積為3.5～4升。

所述機(jī)油罐10內(nèi)設(shè)有一個以上的圓錐臺狀的環(huán)形擋板26，外部沿向連通設(shè)有觀察油管。

所述機(jī)油罐10內(nèi)設(shè)有兩個圓錐臺狀的環(huán)形擋板26。

所述機(jī)油柄7為圓環(huán)形管，軸向一側(cè)端面上設(shè)有圓環(huán)狀的出口，軸向另一側(cè)端面上設(shè)有o型密封圈27；機(jī)油柄7的一側(cè)外圓周管壁上設(shè)有向外凸起的進(jìn)油短管，進(jìn)油短管與外置機(jī)油泵11的壓力出口通過連接管連通；機(jī)油柄7軸向的出口配合連通著機(jī)油濾清器6的軸向出油口；機(jī)油柄7套設(shè)在濾清接頭管28的一端上，且使o型密封圈27壓緊在發(fā)動機(jī)缸體上，濾清接頭管28一端通過螺紋連接著發(fā)動機(jī)缸體上的主潤滑油道；濾清接頭管28的另一端連接著與軸向出油口對應(yīng)的機(jī)油濾清器6的軸向中部。

所述濾清接頭28同軸固定設(shè)于機(jī)油柄7的軸向中部，機(jī)油柄7的一側(cè)軸向端面對應(yīng)著機(jī)油濾清器6出油口的軸向面端，另一側(cè)軸向端面上設(shè)有密封圈。

所述油底殼12上設(shè)有兩個回油槽22，兩個回油槽22的底部呈斜面狀，且向出油口處傾斜，兩個回油槽22的出油口均位于油底殼12的一側(cè)邊緣。

所述回油槽22的出油口為螺紋口。

所述連接管為不銹鋼編織管。

所述機(jī)油罐10的軸向外部連通設(shè)有視油管16。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面：

1.原油底殼高度107mm，干式潤滑系統(tǒng)中油底殼高度降低至30mm，極大地降低了發(fā)動機(jī)質(zhì)心高度，提高整車的操縱穩(wěn)定性。

2.機(jī)油在機(jī)油罐內(nèi)油氣分離，在罐底積聚，提高泵油效率，保證各個工況下?lián)碛蟹€(wěn)定的油壓。

3.機(jī)油儲存于機(jī)油罐內(nèi)，減緩由于曲軸箱氣體的腐蝕變質(zhì)，提高機(jī)油使用壽命。

4.機(jī)油經(jīng)過漫長的流動，降低油溫，避免由于粘度不足導(dǎo)致的潤滑效果減弱。

5.本發(fā)明采用強(qiáng)制回油，使得曲軸箱內(nèi)部為負(fù)壓，減小活塞下行阻力，一定程度上提高發(fā)動機(jī)扭矩。

6.三通放油螺母的使用，使得更換機(jī)油方便快捷。

附圖說明

圖1是加裝本發(fā)明的本田cbr600rr發(fā)動機(jī)潤滑油路圖。

圖2是本發(fā)明干式潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是油底殼結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是機(jī)油罐立體圖。

圖5是機(jī)油罐剖視圖。

圖6是機(jī)油柄、濾清接頭管、o型密封圈和機(jī)油濾清器裝配爆炸示意圖。

圖7是o型密封圈、濾清接頭管和機(jī)油柄裝配示意圖。

圖8是機(jī)油柄結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是未加裝本發(fā)明的本田cbr600rr發(fā)動機(jī)潤滑油路圖。

上圖中1.凸輪軸，2.活塞，3.潤滑油軌，4.曲軸，5.機(jī)油冷卻器，6.機(jī)油濾清器，7.機(jī)油柄，8.變速箱主軸，9.變速箱從動軸，10.機(jī)油罐，11.外置機(jī)油泵，12.油底殼，13.內(nèi)置機(jī)油泵，14.壓力調(diào)節(jié)開關(guān)，15.壓力調(diào)節(jié)閥，16.視油管，17.an三通閥，18.m5螺栓，19.不銹鋼編織管，20.an接頭，21.油底殼螺栓固定孔，22.回油槽，23.油底殼回油口，24.機(jī)油罐回油口，25.機(jī)油罐出油口，26.環(huán)形擋板，27.o型密封圈，28.濾清接頭管，29.機(jī)油柄進(jìn)油口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。

實(shí)施例1

參見圖1，一種應(yīng)用于大學(xué)生方程式賽車的干式潤滑系統(tǒng)為置于發(fā)動機(jī)機(jī)外部的系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)的油底殼12和機(jī)油濾清器6，還包括機(jī)油罐10、外置機(jī)油泵11和機(jī)油柄7。

參見圖3，油底殼12為平板狀，油底殼12上設(shè)有兩個向下凹的回油槽22，使油底殼12的高度降低為30mm，遠(yuǎn)低于現(xiàn)有油底殼100mm的高度。潤滑油回落至油底殼12中經(jīng)回油槽22收集。

參見圖4和圖5，機(jī)油罐10為圓柱筒狀，機(jī)油罐10的容積為3.5升。機(jī)油罐10的主要作用為儲存機(jī)油、油氣分離，同時又能夠起到一定的冷卻和排污作用。頂部安裝有壓力調(diào)節(jié)閥15，壓力調(diào)節(jié)閥15的作用在于防止由于油路堵塞而造成系統(tǒng)薄弱結(jié)構(gòu)的損壞。上部一側(cè)設(shè)有回油口24，下部一側(cè)設(shè)有出油口25，機(jī)油罐10內(nèi)安裝有兩個圓錐臺狀的環(huán)形擋板26，一塊距離機(jī)油罐10的內(nèi)底面250mm，另一塊距離機(jī)油罐10的內(nèi)底面90mm。回油口24、出油口25均與機(jī)油罐10的罐體相切，保證潤滑油貼著罐壁流動而不產(chǎn)生飛濺，有效油氣分離；環(huán)形擋板26除使?jié)櫥托D(zhuǎn)外，還減弱由于側(cè)向加速度導(dǎo)致機(jī)油晃動而使泵油效率下降的問題。機(jī)油罐10的軸向外部連通安裝有視油管16，用于監(jiān)視潤滑油使用情況，視油管16的材料為透明的耐油橡膠。

外置機(jī)油泵11由泵殼和三段式同軸泵組成，三段式同軸泵由第一段泵、第二段泵和第三段泵依次連接組成；第一段泵為齒輪泵，第二段泵和第三段泵為羅茨泵。參見圖2，泵殼的一側(cè)上部設(shè)有壓力出口，對應(yīng)的下部設(shè)有壓力進(jìn)口；泵殼的另一側(cè)上部設(shè)有回油出口，對應(yīng)的下部設(shè)有第二回油進(jìn)口和第一回油進(jìn)口。機(jī)油罐10的出油口通過連接管連通著泵殼的壓力進(jìn)口，機(jī)油罐10的進(jìn)油口連通著泵殼的回油出口；油底殼12上兩個回油槽22通過連接管連通著泵殼的第一回油進(jìn)口和第二回油進(jìn)口；泵殼的壓力出口通過連接管和機(jī)油柄7連通著機(jī)油濾清器6的進(jìn)油口。

參見圖6、圖7和圖8，機(jī)油柄7為圓環(huán)形管，軸向一側(cè)端面上開設(shè)有圓環(huán)狀的出口，軸向另一側(cè)端面上安裝有o型密封圈27；機(jī)油柄7的一側(cè)外圓周管壁上設(shè)有向外凸起的進(jìn)油短管，進(jìn)油短管與外置機(jī)油泵11的壓力出口通過連接管連通。機(jī)油柄7軸向的出口配合連通著機(jī)油濾清器6的軸向出油口；機(jī)油柄7套設(shè)在濾清接頭管28的一端上，且使o型密封圈27壓緊在發(fā)動機(jī)缸體上，濾清接頭管28一端通過螺紋連接著發(fā)動機(jī)缸體上的潤滑油道；濾清接頭管28的另一端連接著與軸向出油口對應(yīng)的機(jī)油濾清器6的軸向中部。

工作時，機(jī)油罐10內(nèi)的設(shè)定壓力為0.1mpa；回油流量為供油流量的2倍。

回油流量是指兩段羅茨泵泵油總和，回落至回油槽22的潤滑油被兩段羅茨泵抽至回油出口，通過機(jī)油罐回油口24進(jìn)入機(jī)油罐10進(jìn)行油氣分離；所述供油流量是指機(jī)油泵齒輪段泵壓力出口流量，油氣分離后的潤滑油經(jīng)由機(jī)油罐出油口25流至機(jī)油泵壓力進(jìn)口，經(jīng)齒輪泵加壓后流出壓力出口，壓力出口的尺寸小于進(jìn)口尺寸，提高流速，增大壓力，其流量大致為羅茨泵泵油總和的2倍。

本發(fā)明的工作原理說明如下：

1.外置機(jī)油泵11和發(fā)動機(jī)機(jī)械連接，發(fā)動機(jī)啟動后，內(nèi)置機(jī)油泵13即開始工作?；芈渲劣偷讱?2的潤滑油在外置機(jī)油泵11的吸力作用下，由連接管進(jìn)入外置機(jī)油泵11，初次加壓后，從回油出口流至機(jī)油罐10內(nèi)。潤滑油沿著機(jī)油罐10壁面流動，有效油氣分離，內(nèi)部環(huán)形擋板26降低潤滑油下落時飛濺而造成的氣體二次混入潤滑油內(nèi)。機(jī)油罐10內(nèi)的潤滑油再次進(jìn)入外置機(jī)油泵11，由齒輪泵段加壓后從壓力出口流出，通過連接管進(jìn)入機(jī)油柄7，進(jìn)而流至機(jī)油濾清器6，經(jīng)過濾清后，進(jìn)入機(jī)油冷卻器5，溫度下降，保證合適粘度。潤滑油接著進(jìn)入發(fā)動機(jī)缸體的主潤滑油道，分配到曲軸軸頸、變速箱主從動軸、凸輪軸等部分進(jìn)行潤滑。

在賽車過彎時，極低的油底殼高度以及外置機(jī)油泵11保證回油效率，使得發(fā)動機(jī)仍然擁有穩(wěn)定的油壓，不存在濕式油底殼由于側(cè)向加速度導(dǎo)致泵不到潤滑油而使?jié)櫥У那闆r。

參見圖1和圖4，當(dāng)油路堵塞、機(jī)油罐10內(nèi)氣體壓力達(dá)到0.1mpa時，壓力調(diào)節(jié)閥15開啟，進(jìn)行泄壓，保證潤滑系統(tǒng)正常壓力。

實(shí)施例2

在更高轉(zhuǎn)速，運(yùn)行工況更加惡劣的發(fā)動機(jī)中，對潤滑要求更加苛刻，此時可根據(jù)實(shí)際改變油底殼形狀，增加回油槽數(shù)量、外置機(jī)油泵段數(shù)，機(jī)油罐的容積也可由計算得出。

其中，外置機(jī)油泵由一段齒輪泵與多段羅茨泵組成。

由此，本發(fā)明不僅局限于上述實(shí)施例。

綜上所述，該發(fā)動機(jī)干式潤滑系統(tǒng)大大降低了油底殼高度，進(jìn)而降低發(fā)動機(jī)質(zhì)心高度、整車質(zhì)心高度，提高賽車的操縱穩(wěn)定性，提高過彎極限；穩(wěn)定的油壓保證車在各個工況下的潤滑性能，提高發(fā)動機(jī)的使用壽命；潤滑油在機(jī)油罐內(nèi)油氣分離，在罐底積聚，提高泵油效率；潤滑油儲存于機(jī)油罐內(nèi)，減緩由于曲軸箱氣體的腐蝕變質(zhì)，提高潤滑油使用壽命；潤滑油經(jīng)過漫長的流動，降低油溫，避免由于粘度不足導(dǎo)致的潤滑效果減弱。