一種汽車發(fā)動機機油加注量的確定方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車發(fā)動機領域，具體涉及一種汽車發(fā)動機機油加注量的確定方法。
【背景技術】
[0002]機油作為發(fā)動機的重要介質，能起到潤滑摩擦、驅動液壓元件、冷卻、清潔等作用，其對發(fā)動機至關重要。若機油加注量過小(即加入發(fā)動機內的機油量過少)，會使發(fā)動機在某些工況下不能正常建立油壓，導致磨損加劇、液壓元件不能正常工作，甚至發(fā)生軸瓦拉傷、曲軸抱死等嚴重故障，影響用戶的駕駛安全;若機油加注量過大(即加入發(fā)動機內的機油量過多)，會增大油氣分離系統(tǒng)的負擔，使機油異常消耗，也會增大曲柄機構攪動機油的風險，加速機油的劣化。
[0003]目前確定發(fā)動機機油加注量通常采用的方法為:先根據發(fā)動機的排量、額定功率等信息，通過經驗公式求得一定范圍，再根據對標機型初定加注量，然后根據開發(fā)后期發(fā)動機臺架試驗、整車道路試驗的驗證結果進行調整。若要在發(fā)動機開發(fā)初期精確確定機油加注量，通常會在初定加注量后使用發(fā)動機傾斜試驗臺架進行驗證。由于初定機油加注量是根據經驗求得，其不能明確發(fā)動機實際的需求量，會使后期的試驗輸入不準確，導致驗證不夠充分或重復驗證，增大開發(fā)周期和開發(fā)成本;而如果采用發(fā)動機傾斜試驗驗證機油加注量，也會增大發(fā)動機開發(fā)成本，因為發(fā)動機傾斜試驗臺架非常昂貴。
[0004]CN103967559A公開了一種油底殼最小機油量以及運行時機油減少量的確定方法，具體描述了發(fā)動機運行時機油減少量(相當于發(fā)動機運行時的最大循環(huán)機油量)的確定方法，將發(fā)動機運行時機油減少量與機油液面高度處于機油集濾器下線時的機油容量(相當于發(fā)動機運行時機油盤內所需的最少機油量)相加，即可得到油底殼最小機油量(相當于發(fā)動機機油加注量)；但是其并未描述機油液面高度處于機油集濾器下線時的機油容量的確定方法，并且其發(fā)動機運行時機油減少量的確定方法未考慮發(fā)動機轉速變化對機油減少量的影響，不夠全面，其確定的發(fā)動機運行時機油減少量的結果不夠準確，容易出現偏差。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種汽車發(fā)動機機油加注量的確定方法，以在開發(fā)初期準確的確定發(fā)動機對機油的需求量，降低開發(fā)成本。
[0006]由于發(fā)動機機油加注量V等于發(fā)動機運行時機油盤內所需的最少機油量Vi與發(fā)動機運行時的最大循環(huán)機油量V2之和(SPV= Vi+ V2)，因此本發(fā)明所述的汽車發(fā)動機機油加注量的確定方法，包括發(fā)動機運行時機油盤內所需的最少機油量V1的確定方法和發(fā)動機運行時的最大循環(huán)機油量V2的確定方法。發(fā)動機運行時機油盤內所需的最少機油量Vi需要保證機油集濾器在整車的各種極限工況下均能正常吸油，發(fā)動機運行時的最大循環(huán)機油量％為加入發(fā)動機內的機油量減去發(fā)動機運行時機油盤內剩余的最小機油量之后的所有機油，包括油道內部、缸蓋頂部、液壓元件中、零部件壁面上以及飛濺中的所有機油。
[0007]所述發(fā)動機運行時機油盤內所需的最少機油量％的確定方法包括: 步驟一、根據整車的產品定位，確定整車需要滿足的各種極限工況，然后確定整車在各種極限工況下的水平加速度;各種極限工況通常包括最大傾斜爬坡、最大極限加速、緊急制動和最小半徑連續(xù)轉彎；
步驟二、從步驟一確定的多個水平加速度(即不同極限工況下的水平加速度)中選取最大值，將該最大值作為發(fā)動機運行時機油盤內機油的水平加速度a ；
步驟三、利用機油盤內機油自身的重力加速度g，根據公式tana =a /g，計算得到機油盤內機油液面的傾角α(即機油盤內機油液面相對于水平面的夾角)；
步驟四、由于發(fā)動機運行時，機油液面會向不同方向傾斜，因此需要選取發(fā)動機運行時機油液面傾斜的各個方向，并利用三維設計軟件(比如pro/E)計算各個方向的機油液面在傾角α下能滿足機油集濾器正常吸油的最小機油量(即在傾角α下機油液面剛好沒過機油集濾器口部時的機油量)；
步驟五、從步驟四計算得到的多個最小機油量(即不同方向的最小機油量)中選取最大值，該最大值即為發(fā)動機運行時機油盤內所需的最少機油量Vi。
[0008]上述步驟四中發(fā)動機運行時機油液面傾斜的各個方向是指前端輪系側方向、飛輪側方向、進氣側方向和排氣方向。
[0009]在發(fā)動機運行時的最大循環(huán)機油量V2的確定方法中采用的硬件設備主要包括:需標定的發(fā)動機(未加注過機油)一臺，普通的性能試驗臺架一套，帶有刻度的透明管(用于讀取機油盤內的機油的變化情況)一根。
[0010]發(fā)動機運行時的最大循環(huán)機油量％的確定方法包括:
步驟一、將需標定的發(fā)動機裝配到性能試驗臺架上，將帶有刻度的透明管的一端與機油盤底部連通、另一端與曲軸箱內腔連通，透明管與機油盤形成連通器；
步驟二、向發(fā)動機內分步等量加注機油，直至加入的機油量為V2Q，標定機油盤內的機油量與透明管內的機油液面刻度值的關系(即向發(fā)動機內加注機油，每次加注等量的機油，讀取并記錄透明管內的機油液面的刻度值，直至加入的機油量為V2Q，根據記錄的結果繪制機油盤內的機油量與透明管內的機油液面刻度值的關系曲線)；
步驟三、運轉發(fā)動機，在不同機油溫度條件下，記錄發(fā)動機轉速為怠速至額定轉速的多個轉速點時透明管內的機油液面刻度值，并根據步驟二中標定的機油盤內的機油量與透明管內的機油液面刻度值的關系計算相應時刻(即相應轉速)的機油盤內剩余的機油量；由于發(fā)動機機油溫度會影響機油粘度，而機油粘度直接影響發(fā)動機機油栗的栗出流量和系統(tǒng)的回油速度，因此需在不同溫度條件下進行測試記錄；
步驟四、從步驟三計算得到的多個機油量(即不同機油溫度條件下，怠速至額定轉速的多個轉速點對應的機油盤內剩余的機油量)中選取最小值，將該最小值作為發(fā)動機運行時機油盤內剩余的最小機油量V2I;
步驟五、根據公式V2=V2Q-V21，計算得到發(fā)動機運行時的最大循環(huán)機油量V2。
[0011]根據公式V= Vi+ V2，即可確定發(fā)動機機油加注量V。
上述步驟三中的不同機油溫度條件是指機油溫度為90°C和機油溫度為130°C。
[0012]本發(fā)明利用發(fā)動機運行時機油盤內機油的水平加速度a和機油盤內機油自身的重力加速度g，根據公式tana =a /g，計算得到機油盤內機油液面的傾角α，再采用常用的三維設計軟件進行各個方向的最小機油量計算，從而確定發(fā)動機運行時機油盤內所需的最少機油量V1;利用普通的性能試驗臺架對不同機油溫度、轉速條件下的透明管內的機油液面刻度值進行測試記錄，進而計算發(fā)動機運行時機油盤內剩余的最小機油量，由加入的機油量減去剩余的最小機油量，即為發(fā)動機運行時的最大循環(huán)機油量V2;由Vi+ V2可確定發(fā)動機機油加注量V。其在發(fā)動機開發(fā)初期較準確的確定了發(fā)動機對機油的需求量(即發(fā)動機機油加注量V)，減少了試驗驗證周期，降低了發(fā)動機開發(fā)成本，也最大限度地降低了發(fā)動機機油成本。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明中確定發(fā)動機運行時機油盤內所需的最少機油量的流程圖。
[0014]圖2為本發(fā)明中計算發(fā)動機運行時機油盤內所需的最少機油量的原理示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明中確定發(fā)動機運行時的最大循環(huán)機油量的流程圖。
[0016]圖4為本發(fā)明中確定發(fā)動機運行時的最大循環(huán)機油量的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明作詳細說明。
[0018]如圖1至圖4所示，汽車發(fā)動機機油加注量的確定方法，包括發(fā)動機運行時機油盤內所需的最少機油量Vi的確定方法和發(fā)動機運行時的最大循環(huán)機油量V2的確定方法。發(fā)動機運行時機油盤內所需的最少機油量￥工需要保證機油集濾器在整車的各種極限工況下均能正常吸油，發(fā)動機運行時的最大循環(huán)機油量V2為加入發(fā)動機內的機油量減去發(fā)動機運行時機油盤內剩余的最小機油量之后的所有機油，包括油道內部、缸蓋頂部、液壓元件中、零部件壁面上以及飛濺中的所有機油。
[0019 ]參