發動機油標尺的設計及布置探討

侯偉放陸 賓韋小鳳周禮瑋

（1.廣西有色金屬集團匯元錳業有限責任公司，廣西 來賓 5461381；2.廣西科技經濟開發中心，廣西 南寧 530022）

發動機油標尺的設計及布置探討

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（1.廣西有色金屬集團匯元錳業有限責任公司，廣西 來賓 5461381；2.廣西科技經濟開發中心，廣西 南寧 530022）

發動機油標尺的設計及布置，關鍵是確定油標尺的上刻度線和下刻度線，然后是確定油標尺在發動機的具體布置位置，文章重點介紹了發動機油標尺的設計及布置過程，對發動機油標尺的設計及布置進行探討。

發動機；油標尺；設計及布置

發動機都有油標尺，油標尺的作用是使用戶能夠隨時檢查發動機的機油液面位置，在需要添加機油時能及時添加機油，不致于發動機缺油運行。不同用途的發動機，發動機油底殼中機油液面的高度要求不盡相同，但油標尺的設計及布置都有一些共同的方法。下面對發動機油標尺的設計和布置進行三方面的探討：（1）確定油標尺上刻度線；（2）確定油標尺下刻度線；（3）油標尺在發動機上的布置；（4）油標尺的校核。

1 確定油標尺上刻度線

確定油標尺上刻度線，也就是確定發動機最高機油液面位置。發動機有一個最高允許的機油液面位置，此位置定得太高太低對發動機都會造成不利的影響。定得太高，往往會造成發動機在某些工況下曲軸的曲拐打到機油液面，這對發動機的性能產生非常不利的影響；定得太低，往往會造成發動機油底殼儲存機油不足，同樣對發動機性能造成不利的影響。

如何確定發動機油標尺上刻度線呢？也就是如何確定發動機允許的最高機油液面位置呢？發動機允許的最高機油液面位置由發動機連桿軌跡最低點與發動機允許最大傾斜角度共同決定的。所謂發動機連桿軌跡最低點，即是指發動機工作時，連桿在運動過程中的最低的位置點。設計發動機時要求發動機在任何工況下，機油液面都不能高于發動機連桿軌跡最低點，也就是說發動機在任何工況下，連桿都不能打到機油液面。

連桿軌跡最低點的確定：

圖1 發動機連桿運動軌跡圖

發動機在任何工況下，機油液面與連桿軌跡最低點都要保持一個安全間隔，此安全間隔大約是10～15mm，重型發動機可以取大些，小型發動機可以取小些。

油標尺的上刻度線由發動機連桿軌跡最低點與發動機允許最大傾斜角度共同決定的，發動機允許最大傾斜角度，是根據發動機不同用途進行規定的。表 1是某些用途的發動機允許最大傾斜角度。

表1 發動機允許的最大傾斜角度及用途范圍

油標尺上刻度線的確定，也就是發動機最高機油液面位置的確定，是由發動機連桿軌跡最低點，和發動機允許最大傾斜角度共同決定的。 新設計一款發動機時，首先要確定發動機連桿軌跡最低點位置，然后根據發動機的不同用途，找到發動機工作時發動機允許最大傾斜角度，保證發動機在最大允許傾斜角度下發動機的連桿軌跡不與機油液面干涉，也就是說發動機在任何工況下，連桿都不能打到機油液面。從而定出發動機允許的最高機油液面位置，也即定出了油標尺的上刻度位置。

2 確定油標尺下刻度線

發動機油標尺下刻度線是如何確定的呢？ 油標尺下刻度線確定是根據發動機的機油耗和添加機油的間隔時間計算出來的。例如一款發動機，我們設計發動機正常工作時，加機油間隔周期定為10天，根據發動機平均機油耗，即可計算出 10天內發動機的機油消耗的總量,從而可以計算出此機油總量在油底殼內的高度,此高度即是油標尺上下刻度之間的間隔，從而可定出油標尺的下刻度線。以下舉例加以說明:

已知:YC6108ZQ發動機，標定功率180kW；燃油消耗率：210 g/kW·h；機油消耗率0.2%；發動機平均每天工作8小時；油底殼內腔：長X寬=860X260；機油密度0.9g/cm3

求解：發動機10天工作時間消耗的機油總量？消耗的機油總量對應的油底殼高度？

計算：

（1）發動機10天消耗的機油總量：210X180X8X10X0.2%=6048g

對應的體積容量為：6048/1000/0.9=6.72 L

（2）消耗的機油總量占油底殼的深度：6.72X1000000/860/260=30mm

所以，油標尺的上下刻度線間隔定為30mm。

由于油標尺的上刻度已經確定了，下刻度也就可以確定了。

3 油標尺在發動機上的布置

油標尺在發動機不同的位置進行布置，對油標尺測量的精度會產生不同的影響。如圖2所示：

圖2 油標尺在發動機上的不同位置布置圖

當發動機不在水平狀態而檢查機油油面時，這種情況往往較多，例如，發動機安裝在整車上往往會有一個1°～5°的安裝傾角，例如，用戶在檢查機油油面時，整車往往不在水平狀態，在這些狀態下檢查油標尺，就會出現油標尺測量不準確的問題。

如圖 2所示，發動機出現某個小傾角，油底殼的油面就會向某一側傾斜，當油標尺布置在發動機的前端，此時測出的機油油量就會偏多；當油標尺布置在發動機的后端，些時測出的機油油量就會偏小。解決此問題的辦法就是油標尺盡量布置在油底殼的中間位置，此時不管發動機前傾或是后傾，測出的油面都是較準確的。

4 油標尺的校核

油標尺的校核就是校核發動機在各種傾斜角度下工作，發動機的吸油盤都不能吸入空氣。如果一旦吸入空氣，輕則會造成發動機缺油報警，重則會造成發動機嚴重故障。

油標尺的校核，是將發動機機油加到油標尺的下刻度線，發動機在各種最大傾斜角度下工作，發動機的吸油盤都不能吸入空氣。一般在發動機設計階段，用三維仿真模擬進行校核。

[1] 楊連生.內燃機設計[M].北京:機械工業出板社,1981.

Discussion on the design and arrangement of engine oil scale

Engine oil the desibn and layout of the scale,the key is to determine the oil scale calibration and calibration ,and then to determine the oil scale in the layout engine position.This article focuses on the design of the engine oil gauge and the arrangement process,discusses the design and arrangement of engine oil gauge.

Engine; oil gauge, design and layout

U464

A

1008-1151(2016)07-0063-02

2016-06-13

侯偉放（1970－），男，廣西桂平人，廣西有色金屬集團匯元錳業有限責任公司工程師，從事設備安裝、管理及維修。