CN102454467A - 用于活塞的供油装置 - Google Patents

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T.洛纳特
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Abstract

用于活塞的供油装置。内燃机包括用于润滑主轴承的主油道(34)和用于在阀(50)的控制下选择性供油以冷却活塞的单独油道(44)。阀由控制装置(54)依赖于一个或多个操作参数来控制，如油温或压力、冷却剂温度、发动机速度和发动机载荷。

Description

用于活塞的供油装置
技术领域
本发明涉及用于为内燃机活塞供油的***，更特别的是涉及为了冷却活塞的目的给活塞喷射器油道供油。
背景技术
在现存的为内燃机供油的***中，供应管道网络被用于从共同来源给不同发动机组件包括为润滑目的给主轴承和给活塞(为冷却目的)供油。为了保持主轴承的适当润滑，其要求总是润滑。然而，活塞冷却喷嘴只要求在特定时间将油喷到活塞上。因此，在已知的***中，给活塞喷射器油道供油是在弹簧促动的阀的控制下。阀的球形构件暴露于***中的油压。当达到特定压力时，其迫使球形构件抵抗弹簧的力量使阀打开，以允许油通过活塞喷射器油道并从冷却喷嘴流出。
上述***的缺点是对于喷嘴冷却活塞的最佳次数实际上是由除压力之外的因素来确定的。这导致低于操作发动机的最佳效率，其导致增加燃料消耗和二氧化碳排放。
发明内容
本发明的方面是寻找克服或至少减少上述缺点。
根据本发明的第一方面，提供一种内燃机，其包括轴承和多个活塞、油供应源、和用于从该油供应源给轴承和活塞供油的管道装置，其中管道装置包括安排给轴承供油的第一管道构件和安排给活塞供油的第二管道构件，第二管道构件包括阀用于控制给活塞的供油，其中控制装置被提供用于阀，其提供信号以控制阀。
上述发动机的优点是用于冷却活塞的供油可以独立于用于润滑轴承的供油被控制。这导致发动机更有效的操作，并因此足以减少燃料消耗和二氧化碳排放。
在更优的发动机中，控制装置依赖于一个或多个操作参数来控制阀。这使得发动机，独立于在轴承润滑回路中的压力，和/或考虑在冷却活塞处影响最佳次数的广泛的因素，而被控制。
因此阀的打开和关闭可以依赖于一个或者多个下面的因素来控制：
-油的温度；
-在冷却回路中用于发动机的冷却剂的温度；
-发动机的汽缸体的温度；
-发动机的汽缸盖的温度；
-发动机速度；和/或
-发动机载荷。
此外，或者代替的是，阀可以由用户操作的开关元件来控制。这给了用户超越控制装置的机会，如果特定条件占优。
可替代的是，或者此外，阀可以根据预定的程序来控制。再次这使得控制装置在特定时间被超越。
根据本发明的第二方面，提供有用于包括多个活塞的内燃机的供油***，其中油被供给至管道装置以给出口提供油用于冷却活塞，管道装置包括阀，其中阀由至少不同于油压的变量来控制。
附图说明
本发明的更优实施例，现在将仅借助于实例参考附图进行描述，其中：
图1是先前技术的润滑***(oil system)的示意图；
图2显示根据本发明的供油***(oil supply system)；
图3显示图2的供油***的控制电路。
参考标号
供油***         10
油罐             12
管道             14
油道             16
发动机           20
喷嘴             22
管道             24
阀                26
供油***          30
进入管            32
主油道            34
管道              36
供油              38、40
管道              42
活塞喷射器油道    44
喷嘴              46
阀                50
线                52
控制单元          54
传感器            60
汽缸体            62
线                64
温度调节器        70
水泵              72
线                74
传感器            80
线                84
转速计            90
线                94
传感器            100
线                104
控制单元          110
具体实施方式
参考附图，图1显示先前技术的***10，其用于给汽车内燃机20的组件供油，用箭头表示油流动的方向。油从油罐12经过管道14供应给油道(oilgallery)16以润滑主轴承和冷却活塞喷嘴。油经过过滤器再循环回油罐12。
用于润滑主轴承的油通过多个管道24。用于冷却活塞喷射器的油通过各自的喷嘴22。每个喷嘴与集成压力响应阀26合并，该阀包括沿阀关闭方向由螺旋弹簧偏压的球。当在供油***中的压力超过预定阈值时，其提升球远离其位置，且弹簧被压缩，以允许阀打开并且活塞被冷却。
油道16还供应进一步的发动机组件，如用于气门机构(valve train)的第一上部供油装置38和经过管道42用于可变凸轮相位器的第二上部供油装置40。
以平均环境温度，在发动机接通之前或者紧后，阀26处于关闭状态。当转速增加时，油的压力增加。当达到预定的阈值时，油的压力打开阀26，油从油嘴中流出以冷却相应活塞。
在冷的条件下，如在冬天，在发动机接通之前阀26再次处于关闭状态。然而，当发动机接通时，油压立即上升，因为在低温时油是高粘性的。因此，阀26立即打开。在随后的发动机运行过程中当油温上升时，所以其粘性和压力下降。因此由于影响油压的发动机操作参数(如发动机速度和载荷)变化，阀26可以反复关闭和打开。
参考图2，显示根据本发明的用于给内燃机的组件供油的***30。清洁的油经过进入管32进入管道网络的主油道34，油的流动方向由箭头所示。发动机的主轴承由通过管道36的油来润滑。
油道34还连接到管道42。管道42给连接到活塞冷却喷嘴46的单独的活塞喷射器油道44供油，每个喷嘴46对准其各自活塞的最热部分喷油，其一般是在排气侧。来自活塞喷射器油道的油再循环返回到油罐12。
在管道42和油道44之间的流动连接通过电磁阀50被选择性打开和封闭。阀50的打开和关闭是在经过一个或多个线52从控制单元54提供给阀的信号的控制下。
发动机与各自的传感器合并，用于检测在***30内油的温度和压力。按照相应查阅表的内容，阀50打开或关闭，以至于当相关条件占优时活塞被冷却。
上面所描述的布置的优点在于当只按油压比例确定时油可以按微调方式而不是粗调方式提供给活塞喷射。其较完善，因为其能考虑所有操作条件。这允许发动机更有效的操作，其导致降低燃油消耗和二氧化碳排放。
除了或者代替上述变量的一个或两个，阀50可以响应发动机冷却回路中的水或者其它冷却剂的温度、汽缸体的温度、汽缸盖的温度、发动机速度和发动机载荷而被控制。
图3是显示各种传感器的图表，来自于其中的信号可以用于控制单元54。传感器60附连于缸体62的金属材料以感测其中温度并在线64上提供与温度有关的信号给控制单元54。
水泵72(其用于通过在发动机20内的管道循环冷却水)具有映射控制的(map-controlled)温度调节器70。在冷却***内依赖于水温的信号经过线74被提供给控制单元54。
油罐或油箱12有传感器80，用于检测油温并在线84上提供相应信号给控制单元54。
转速计90被提供以在线94上给控制单元54提供与发动机速度成比例的信号。进一步的传感器100与车辆的加速踏板相关联，以在线104上提供依赖于发动机载荷的信号。
传感器60、70、80、90和/或100中的一个或多个可以按需要省略。例如，可以只有一个温度传感器60、70或80。
控制单元54包括微型计算机，其应用依赖于上述变量的算法来确定何时阀50的电磁线圈被促动以打开阀。
对于不同类型的发动机，在控制单元54中的算法被设置不同。例如对于涡轮增压发动机，其一般带有高的载荷来操作，平均压力位于15-20bar范围内。自然进气式发动机和直喷式发动机用不同的平均条件来操作，例如自然进气式发动机具有接近于12bar的平均压力。
代表测量变量的信号可以来自于发动机内任何方便的检测位置。
阀50的电磁线圈可以被间断地促动代替基本上连续促动。单独的控制单元110可以被提供以控制这个因素。可替代的是，控制单元110可以并入控制单元54。
控制单元54可以与阀50容纳在相同的壳体内。
在另一个修改中，阀由独立于占优操作条件的单元来独立控制，如由用户操作的开关或者根据预定的程序。

Claims (9)

1.一种内燃机(20)，其包括轴承和多个活塞、油供应源(12)、和用于从所述油供应源给所述轴承和所述活塞供油的管道装置(32、34、42、44)，其中所述管道装置包括被设置为给所述轴承供油的第一管道构件(34)和被设置为给所述活塞供油的第二管道构件(44)，所述第二管道构件包括阀(50)以控制给所述活塞的供油，其中控制装置(54)被设置用于所述阀，该控制装置提供信号以控制所述阀，并且其中所述阀(50)由用户操作的开关元件来控制。
2.如权利要求1所述的发动机，其中所述控制装置(54)依赖一个或者多个操作参数来控制所述阀(50)。
3.如权利要求2所述的发动机，其中所述阀(50)依赖于油温而被控制。
4.如权利要求2或3所述的发动机，其中所述阀(50)依赖于在用于所述发动机的冷却回路中的冷却剂的温度而被控制。
5.如权利要求2到4中任一项所述的发动机，其中所述阀(50)依赖于所述发动机的汽缸体的温度而被控制。
6.如权利要求2到5中任一项所述的发动机，其中所述阀(50)依赖于所述发动机的汽缸盖的温度而被控制。
7.如权利要求2到6中任一项所述的发动机，其中所述阀(50)依赖于发动机速度而被控制。
8.如权利要求2到7中任一项所述的发动机，其中所述阀(50)依赖于发动机载荷而被控制。
9.如任一前面的权利要求所述的发动机，其中所述阀(50)根据预定的程序而被控制。
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