汽車油底殼安全防護結構研究與設計

摘? 要：汽車發動機油底殼是封閉曲軸箱作為貯油槽的外殼，具有防止雜質進入、收集和儲存潤滑油、防止潤滑油氧化、散熱等重要作用，然而油底殼在碰觸到阻擋物時容易破裂，本文針對現有技術的不足，設計了一種新型油底殼安全防護結構。

關鍵詞：汽車;油底殼;安全

中圖分類號：U464.13? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2020）08-0000-00

0 引言

汽車發動機油底殼是曲軸箱的下半部，又稱為下曲軸箱。作用是封閉曲軸箱作為貯油槽的外殼，防止雜質進入，并收集和儲存由柴油機各摩擦表面流回的潤滑油，散去部分熱量，防止潤滑油氧[1]。油底殼多由薄鋼板沖壓而成，形狀較為復雜的一般采用鑄鐵或鋁合金澆鑄成型。其內部裝有穩油擋板，以避免顛簸時造成的油面震蕩激濺，有利于潤滑油雜質的沉淀，側面裝有量油尺，用來檢查油量。此外，油底殼底部最低處還裝有放油螺塞。

現有技術中，油底殼在碰觸到地面的阻擋物時容易破裂，導致發生安全事故，導致其使用壽命較低[2]，為此研究設計能夠保護汽車發動機油底殼的防護機構具有重要的意義。

1 油底殼安全防護結構總體設計

針對現有技術存在的問題，本文設計實現了一種汽車發動機油底殼的保護機構，包括包覆于油底殼外部的內保護殼與包覆于內保護殼外部的外保護殼，且外保護殼的表面設有可代替油底殼與其底部地面接觸的滾珠，在滾珠代替油底殼與其底部的地面接觸時，滾珠被抵觸并發生轉動而使油底殼避讓地面，內保護殼、外保護殼兩側開口，散熱性較強，且內保護殼與油底殼的底部形狀匹配，可起到良好的緩沖保護作用，而滾珠沿著油底殼移動方向設置，在汽車行走時，滾珠可良好的保護在油底殼的外部[3]。

本方案設計的汽車發動機油底殼保護機構具體工作過程如下，固定板通過螺釘穿過螺紋孔固定在油底殼周圍的汽車底盤上，從而將內保護殼和外保護殼保護在油底殼的外部，汽車行駛時，油底殼位置在碰觸到阻擋物時，外保護殼上的滾珠代替油底殼與阻擋物接觸，使得油底殼順利通過阻擋物，起到了良好的保護作用。

總體設計如圖1所示。

2 油底殼安全防護結構詳細設計

為了實現油底殼安全防護的目的，在外保護殼上設有將潤滑油腔中的潤滑油導向輸出至滾珠表面的海綿塊;在內保護殼內側設置可彈性變形用于抵消內保護殼傳遞給油底殼表面壓力的氣囊，在氣囊縮小變形時，氣囊中的氣體被壓縮而對外保護殼施加壓力使外保護殼朝向遠離油底殼的一側移動。

將滾珠活動套設在外保護殼底部的支撐軸上，外保護殼的表面固定有多組對稱的支撐板，表面有供支撐軸端部活動插合的導向槽，導向槽的底面固定有拉持支撐軸的第一彈簧，同時支撐板的端部設有阻擋支撐軸從導向槽中脫落的限位螺釘。限位螺釘通過螺紋配合連接在支撐板上，且限位螺釘阻擋在支撐軸遠離第一彈簧的一側，在汽車行駛時，滾珠代替油底殼與其底部的地面接觸，滾珠在與地面接觸時經過地面抵觸而發生升降現象進行緩沖，支撐軸通過壓縮第一彈簧進行緩沖，達到一個卸除抵觸力，進一步保護油底殼的作用。

在內保護殼的底部固定設有拉持外保護殼的多組第四彈簧，相互之間設有連接在內保護殼與外保護殼之間的減壓裝置，包括固定在外保護殼表面的緩沖桿與固定在內保護殼表面的緩沖套，緩沖桿的端部一體設有可活動升降于緩沖套內部的施力板，施力板的表面與緩沖套的底部之間通過支撐彈簧進行固定，緩沖套與氣囊之間通過設置在內保護殼內部的氣通孔連通。在氣囊的表面固定設有多組工字型鋼，表面活動貼合在油底殼的表面，可將油底殼表面的熱量吸除并通過吹動在工字型鋼表面的自然風帶走，起到了高效散熱的目的。

在氣囊的表面固定設有多組工字型鋼，工字型鋼的表面活動貼合在油底殼的表面。工字型鋼貼合在油底殼表面時可將油底殼表面的熱量吸除并通過吹動在工字型鋼表面的自然風帶走，起到了高效散熱的目的，且在保護機構碰觸到阻擋物時壓縮氣囊進行縮小變形，此時，氣囊會在縮小變形和膨脹變形之間變換，氣囊體積變換的過程中從而帶動周圍的空氣加速運動，加速油底殼表面的熱量散出，起到了良好的散熱效果。

在伸縮桿的端部固定設有推板，推板的外圈、上表面分別固定設置有密封于潤滑油腔內部的側密封墊、上密封墊;外保護殼的上方設有固定板，固定板的表面設有供螺釘穿過可連接在油底殼周圍的汽車底盤上的螺紋孔;固定板的底部設置有伸縮盒，一體設有用于固定伸縮盒的連接板;伸縮桿的上端活動伸入伸縮盒的內部，且伸縮桿的上端端部一體設有限位塊，限位塊的底部與伸縮盒的底面之間固定連接有第三彈簧;伸縮盒的頂部固定設有拉持限位塊的第二彈簧。

在保護機構被地面的阻擋物阻擋而發生向油底殼一側移動時，伸縮桿頂部的限位塊通過壓縮、拉伸其上下表面的第二彈簧、第三彈簧進行緩沖，伸縮桿底部的第四彈簧在加壓腔中向下移動而壓縮潤滑油腔中的潤滑油通過錐形孔進入滾珠的表面，實現在遇到阻擋物時自動給滾珠添加潤滑油的目的，封板通過螺釘可拆裝的固定在外保護殼的上端開口處，方便拆裝使用。

3 創新點及有益效果

3.1 主要創新點

（1）該結構設計包覆于油底殼外部的內保護殼與包覆于內保護殼外部的外保護殼，外保護殼的表面設有可代替油底殼與其底部地面接觸的滾珠;

（2）該結構包括設置于外保護殼內部并用于存儲潤滑油的潤滑油腔，外保護殼上設有將潤滑油腔中的潤滑油導向輸出至滾珠表面的海綿塊，還包括設置于內保護殼內側并可彈性變形用于抵消內保護殼傳遞給油底殼表面壓力的氣囊。

3.2 有益效果

（1）在滾珠代替油底殼與其底部的地面接觸時，滾珠被抵觸并發生轉動而使油底殼避讓地面，內保護殼、外保護殼兩側開口，散熱性較強，且內保護殼與油底殼的底部形狀匹配，可起到良好的緩沖保護作用，而滾珠沿著油底殼移動方向設置，在汽車行走時，滾珠可良好的保護在油底殼的外部;

（2）在氣囊縮小變形時，外保護殼朝向油底殼的一側移動時壓縮第四彈簧，產生反力作用抵消外保護殼承受的抵觸力;同時，氣囊中的氣體被壓縮之后通過氣通孔進入緩沖套中而推動施力板復位，使外保護殼具有較強的反推力作用而抵消外保護殼表面的滾珠被阻擋物阻擋時所承受的抵觸力，同時，緩沖桿經過外保護殼的壓縮而朝向內保護殼移動，緩沖桿端部的施力板在緩沖套中移動而壓縮緩沖套的內腔與支撐彈簧，緩沖套內腔和支撐彈簧被壓縮時產生相應的反力作用減少外保護殼的抵觸力，且施力板被壓縮到緩沖套底部時，外保護殼繼續朝向油底殼移動而抵觸內保護殼朝向油底殼移動，內保護殼朝向油底殼移動時壓縮氣囊使氣囊縮小變形進行緩沖，同時，氣囊中的氣體被壓縮之后通過氣通孔進入緩沖套中而推動施力板復位，使外保護殼具有較強的反推力作用而抵消外保護殼表面的滾珠被阻擋物阻擋時所承受的抵觸力;

（3）整體的保護機構結構設置合理，可保護在油底殼的外部起到避免油底殼破裂的現象，且可抵消阻擋物抵觸在保護機構時產生的壓力。

參考文獻

[1]馮楠.動態激勵條件下的發動機油底殼結構多目標優化設計[D].重慶：重慶理工大學，2016.

[2]方立橋.油底殼加強筋和滾筋結構優化設計[D].北京：北京交通大學，2013.

[3]王峰，袁帥，劉文超，等.基于形貌優化設計方法的發動機油底殼開發[J].機械制造與自動化，2017，46（1）：131-133.

收稿日期：2020-07-06

作者簡介：周新良（1963—），男，浙江東陽人，碩士，高級工程師，研究方向：汽車變速器的研發及制造技術。