第2期（总第235期） 2018年4月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No 2 (Serial No 235)
Apr2018
车用发动机润滑系统最低润滑油供给量研究
倪计民，金文华，李国庆，李佳琪，白炳仁
（同济大学汽车学院，上海201804）
摘要：以某18VVT发动机为研究对象，建立了发动机润滑系统计算模型和轴承动力学模型，对主油道压力、
轴承处润滑油流量、轴承轴心航逆、最小油膜厚度等参数进行了计算分析。通过计算轴承、凸轮和VVT系统等润滑系统关键部件的润滑油压力需求，获得了润滑系统在不同发动机转速下的最低润滑油压力，该计算结果可为润滑系统设计提供理论依据和边界条件。仿其计算结果表明；发动机润滑系统进油压力对轴承润滑的最小油膜厚度基本没有影响；原润滑系统供给润滑油的液压功率实测值超出理论需求值，最高可达72%，原润滑系统存在发动机中高转速工况下供油过量的问题。
关键词：润滑系统；最低供油压力；最小油膜厚度 DOI: 10 3969 /j issn 1001-2222 2018 02 008
中图分类号：TK4119：
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2018)02-0046-05
润滑系统是发动机的重要子系统之一，它不仅为发动机运动部件的摩擦表面提供压力和流量合适的润滑油，还对关键零部件起冷都、除锈和密封的作用。在发动机传统开发过程中，一般将润滑系统的重点放在关键零部件的开发上，在总成开发成功和整机装配完成后通过主油道压力评润滑系统性能。这种研究方法的不足之处在于零部件、总成到系统只是简单的经验组合，定性的成分多，系统性能差，优化改进的效率低，而且很难获得量化的参数。以往研究中针对润滑系统油量需求的确定在国内鲜有学者作过计算分析，在实际应用中确定合理供油量的问题上依然偏向保守设计，存在供油量过大的问题。本研究在保证润滑系统润滑油压力和流量合理分布以及发动机关键零部件可靠工作的前提下，通过仿真计算，确定发动机润滑系统所需求的最低润滑油供给量，该计算结果可为可变排量机油泵的设计提供边界条件，以保证润滑系统供油量和发动机实际需求量匹配，从而最大程度地减少功耗，
起到节能减排的效果。 1模型建立
发动机润滑系统的重要部件包括轴承、凸轮和挺柱，本研究对以上各用油部件分别建模，计算各部件单独压力需求后，再结合润滑油在管道中的流动
收稿日期：2017-08-06；修回日期：2017-12-15
损失，最终计算出发动机主油道的实际压力需求，为
润滑系统设计提供理论依据。 1.1润滑系统油路模型
本研究中某发动机润滑油系统主要包括机油泵、调压阀、滤清器、轴承、VVT结构、液压挺柱及油道等部分，其回路示意见图1。其中，VVT结构为该发动机的特殊结构，它依靠润滑油压力的驱动来实现进排气凸轮轴相位的调整。
VCT-2-液压挺柱-16
滤清器调压阀 C 机油泵集滤器
主油道
统
Doooo oooo 油底壳
图1发动机润滑系统回路示意
基于参考机型结构建立了Flowmaster润滑网络模型。该模型可以分为三部分，包括供油子系统，输油子系统和泄油子系统。供油子系统主要为润滑油路提供压力和流量，主要包括机油泵等部分；输油子系统主要包括各个油道、滤清器和调压阀等部件，在这些部件处会产生相应的压力损失；泄油子系统
作者简介：倪计民（1963一），男，教授，博士生导师，主要研究方向为发动机节能与控制技术；njmwjyx@hotmailcom，