毕业设计论文东风日产阳光轿车发动机润滑系统优化设计.docx

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1、摘要本文是对东风日产阳光轿车的发动机润滑系统进行优化设计，汽车的润滑系统一般由油底壳、机油泵、机油滤清器、主油道、分油道、机油压力过低报警传感器、机油压力过高报警传感器、调压阀、旁通阀、单向阀等组成。东风日产阳光轿车的主要问题是更换机油和机油滤清器的频率过高，所产生的汽车保养花销也较高，因此本文主要针对东风日产阳光轿车的机油滤清器进行优化改良。利用磁性元件的磁力性能再结合机油滤清器结构特点，设计出磁性机油滤清器，使其解决在不改变机滤内腔有限容量和尽可能最大限度降低磁扩散对周围电子元器件的干扰的同时，保证了滤芯能够对油污里的金属颗粒或其他带电杂质的吸附性能有所提高，延长机油滤清器的使用寿命，最后

2、使用三维结构设计制图软件绘制了相关零件图。关键词：发动机润滑系；机油滤清器；磁铁；优化设计AbstractThispaperisdesignedtooptimizetheengine1ubricationsystemofDongfengNissansunshinecar,whichconsistsofoi1pan,oi1pump,oi1fi1ter,mainoi1channe1,oi1channe1,oi1pressure1owa1armsensor,oi1pressureexcessivea1armsensor,pressureregu1atingva1ve,bypassva1ve,one-

3、wayva1veandsoon.Themainprob1emofDongfengNissansunsedanisthatthefrequencyofrep1acingoi1andoi1fi1teristoohigh,andthemaintenancecostofthecarishigh.Therefore,thispaperismain1yaimedatoptimizingtheoi1fi1terofDongfengNissansunsa1oon.Usingthemagneticpropertiesofmagneticcomponentsandcombiningwiththecharacter

4、isticsofoi1fi1terstructureanddesignofmagneticoi1fi1ter,makeitsso1utionwithoutchangingmachinefi1terchamber1imitedcapacityandasmaximumaspossib1etoreducetheinterferenceofmagneticdiffusiononthesurroundinge1ectroniccomponentsatthesametime,ensurethefi1tertothemeta1partic1esintheoi1,orotherchargedimpuritya

5、dsorptionperformancehasimproved,pro1ongtheservice1ifeofoi1fi1ter,Fina11y,thepartdrawingisdrawnbythe3Ddrawingsoftware.Keywords:Engine1ubricationsystem；Oi1fi1ter；Magnet；Optima1design摘要IAbstractII第1章绪论11.1 课题的研究背景11.2 课题的研究目的与意义11.3 国内外的研究现状与发展状况11.3.1 国外研究现状11.3.2 国内研究现状1第2章发动机润滑系的概述22.1 发动机润滑系的组成及工作原

6、理22.2 机油滤清器的结构及过滤机理2第3章东风日产阳光轿车机油滤清器的优化43.1 东风日产阳光轿车机油滤清器的问题43.2 机油滤清器的具体改进方案4第4章改良机油滤清器的设计与计算64.1 机油滤清器工作原理64.2 机油滤清器零部件分析64.3 机油滤清器关键零部件结构设计与计算84.3.1 滤纸的选型8432中心管结构设计与计算134.3.3 旁通阀的结构设计与计算134.3.4 止回阀的结构设计与计算154.4 机油滤清器其他相关零部件结构设计与计算164.4.1 滤芯胶的选型164.4.2 基板的结构设计与计算174.4.3 橡胶密封圈的选型174.4.4 金属外壳与端盖的结构

7、设计184.5 机油滤清器总体结构设计18第5章总结与展望205.1 全文总结205.2 展望20致谢21参考文献22第1章绪论1.1 课题的研究背景随着时代的发展，汽车渐渐的走进了千家万户，各行各业都用途极广，作为动力源的发动机是一个十分重要的部分，发动机的润滑不良会造成各零件磨损增大，也会对经济性和动力性有一定的影响。消费者对汽车发动机的要求也随着时代在进步，而实现这些要求的最大因素之一便是发动机的润滑系统得完善。1.2 课题的研究目的与意义发动机是一个高频率往复摩擦的复杂的工件，也是一个容易出现问题的地方。东风日产阳光轿车的发动机存在着机油更换频率过高,机油滤清器容易变脏,汽车保养次数较

8、多的问题，针对这一问题，对其发动机润滑系进行优化，进而可以有效的改善该车型的经济性、耐久性、可靠性等各性能指标。1.3 国内外的研究现状与发展状况1.3.1 国外研究现状70年代时期，国外的汽车研究者大量的实验和数据计算，运用模拟计算与实验数据相结合的方式，使发动机的润滑系统的开发速度油量显著的提高，当时在业界内引起了非常大的轰动。系统的设计理念与方法当时被迅速推广，尽管后来的模拟设计方法非常的多，但都离不开“系统”这一设计理念I。随着时代的进步，计算机的方便和快捷降低了设计过程中的繁琐复杂难度，随之而来的是模拟软件的出现。1.3.2 国内研究现状如今，我国在发动机润滑系的研究也有了一定的成果

9、，各方面软件和硬件有在进步，以左正兴教授和毕小平教授为首的科研班底已经取得了实质性的进展叫第2章发动机润滑系的概述2.1 发动机润滑系的组成及工作原理发动机润滑系统一般由油底壳、机油泵、机油滤清器、机油冷却器、主油道、分油道、机油压力过低报警传感器、机油压力过高报警传感器、调压阀、旁通阀、单向阀等组成网。发动机的正常工作，离不开发动机润滑系统的帮助，而保证润滑系统的正常工作，则离不开润滑系统内各个工件的合理运作与完美配合。润滑油的整个润滑循环流程如图2.1所示。图2.1润滑系统流程东风日产阳光轿车的发动机润滑系存在着机油滤清器更换频率过高，机油脏的较快的问题，所以本次对东风日产阳光轿车发动机润

10、滑系的优化设计主要针对其机油滤清器来开展。2.2 机油滤清器的结构及过滤机理机油滤清器的作用是当机油流经机油滤清器时，滤去机油本身和混入的杂质，以防止杂质随机油流进润滑地带，降低发动机的磨损向。所以过滤效果不好的机油滤清器，直接影响到了发动机的正常运转，进而也影响了整个车型的用户体验。全流式机油滤清器一般由底板、止回阀、滤纸、滤芯、中心管和旁通阀等部件组成，如图2.2所示。外密封圈外壳/喷漆褶皱的滤纸滤芯一止回阀旁通阀一固定板中心管端盖/粘合剂、螺纹盖板底板总成图2.2机油滤清器的结构组成第3章东风日产阳光轿车机油滤清器的优化3.1 东风日产阳光轿车机油滤清器的问题机油滤清器具有十分重要的作用

11、，它的作用是将机油本身所携带的杂质和循环过程中发动机在燃烧过程中所产生的杂质，还有往复摩擦所产生的的金属碎屑过滤掉，进而也延长了发动机的寿命。机油滤清器的使用时间达到了应该更换的时间，而车主没有及时更换，机油滤清器会因为杂质过多而堵塞如图3.1所示。图3.1堵塞后的滤清器实物图东风日产阳光轿车发动机润滑系机油滤清器的更换周期更短，该车型的滤芯和滤纸都脏的特别快，折无疑增加了车主在汽车保养方面的花销和时间，故本次东风日产阳光轿车发动机润滑系的优化设计将围绕如何延长机油滤清器的使用寿命来展开，最大限度提高机滤效果，尽可能的延长机油滤清器的使用时间。3.2 机油滤清器的具体改进方案机油滤清器是因为滤

12、芯内已经累计了太多的杂质，已经快造成堵塞的后果，才需要更换，所以如果能想办法除掉滤芯里的一些杂质，过滤效果也提高了，同时其使用寿命自然就得到了延长。机油滤清器的主要的作用就是过滤掉发动机往复摩擦所产生的金属碎屑、气缸内燃烧产生的氧化物颗粒、油道内所带有的机械杂质，这是使用过的机油滤清器所带有的油污杂质，而这些杂质中金属碎屑占了很大一部分且颗粒较大。由于本次滤清器的设计，主要是以东风日产阳光轿车为背景下展开研究的。且机油滤清器本身就是属于车辆零部件易损件范畴；和大多数汽车一样，阳光轿车其主要问题是更换机油和机油滤清器的频率过高，由此所产生的汽车养护花销也较大，因此本文主要针对东风日产阳光轿车的机

13、油滤清器进行优化改良。通过应用磁性元件特有的磁力性能，与机油滤清器相结合尽可能的吸附滤芯内中油污杂质里的金属颗粒以及其他带电杂质，以延长机油滤清器的使用寿命和提高其过滤性能。现考虑如下三种方案：1 .将磁铁吸附在机油滤清器的外壳上，形成简单的磁性机油滤清器。其实这种做法有车友实践过，有关专家或是专业人士对其持不建议态度；原因主要有以下几点：a.车主一般选择的磁性较大的磁铁（磁性越大、个头也尽量大电吸附效果也更好），但发动机所在位置很关键且重要，磁扩散很容易干扰电子元件和电控系统；b.汽车在行驶过程中会出现不同程度的振动甚至不时还会颠簸，且一般机滤外壳较为光滑平整，所以磁铁不容易固定好。2 .直

14、接将磁铁安装在机油滤清器内部。通过查阅相关资料，并有研究表示,该种机滤造价相对较高，且机滤属于易损零部件，更换频次也较其他部件较高，一般在500010000km汽车养护时就要更换它；另外，本来滤清器的容量空间极其有限，再被磁条占用一定空间，其可滤容量也减少了；如果吸滤的金属颗粒或带电杂质一多，很容易造成过滤通道堵塞，存在一定的安全隐患。3 .将滤清器的中心管直接制成具有一定磁性的管壳。该方法在保证有限容量的同时，提高杂质滤过性能；需要多大的磁力，可通过一定的工艺手段制备多大的磁性壳体，避免过大的磁力扩散影响其他电子元件等的正常工作。综上所述，并结合机油滤清器本身，其过滤效果已经比较不错了，加入

15、磁性物质来改良滤清器可谓是给滤清器提供一种设计思路，后文将采用第三种方案对滤清器进行改进。同时本次设计的初衷和目的也是为延长机油滤清器的使用寿命和再次提高其过滤性能而进行研究设计的。第4章改良机油滤清器的设计与计算查阅相关资料，表明东风日产阳光系列轿车所用的机油滤清器均为通用性的滤清器，例如阳光15轿车的是采用的滤清器为博世0986AFoo63”叫因此，本次改良机油滤清器的设计首先从传统的机油滤清器结构设计展开；最后，综合各方面因素考虑磁性元件的附加位置。本章将根据要求设计一款与之相匹配的滤清器，并从配套角度对其各零部件的选型、设计以及安装与使用等进行说明与分析；根据该款汽车的机油滤清器与发动机的匹配要求，可知滤清器要满足：(1)外径85mm,长140mm；(2)额定流量：531min;(3)止回阀开启压力不大于12IO3Pa;(4)旁通阀开启压力：0.25Mpa0.05MPao4.1 机油滤清器工作原理机油滤清器其主要作用是：当机油流经机油滤清器时，通过滤芯内的滤纸，将含杂质的机油中的颗粒、碎屑、磁性物质过滤掉。所以对滤纸的性能要求较高,其原因主要是机油的温度变化范围大(一般0300C左右)；因此，为保证在剧烈温度骤变下能够有较好的过滤性能和足够的流量，需要滤纸有较好的性能