CN101368505A - 活塞喷射器系统和方法 - Google Patents

Abstract

披露了一种用于内燃机的活塞喷射器系统和方法。所述活塞喷射器系统包括油储存器、可变排量泵和用于每个汽缸的活塞喷射器，所述活塞喷射器喷洒油到活塞上以冷却和润滑。油道将可变排量泵连接到活塞喷射器。可变排量泵从所述油储存器接收油，且将油以根据所需压力的流率通过油道泵送给所述活塞喷射器。油道不需要安全阀，活塞喷射器不需要止回阀。

Description

活塞喷射器系统和方法

相关申请的交叉引用

[0001]本申请要求于2007年8月17日提交的美国临时专利申请No.60/956,446的优先权，上述申请通过参考全文引入。

技术领域

[0002]本发明涉及用于带有至少一个汽缸的内燃机的活塞喷射器系统。该系统采用可变排量泵来从储存器配送油给油道(gallery)或多个油道，所述油道然后将油散布给至少一个喷射器，所述至少一个喷射器将油喷洒到活塞上。

背景技术

[0003]发动机油系统使用活塞喷射器，有时称为冷却喷嘴，以提供油的喷流从而冷却和/或润滑活塞。大多数已知系统使用固定排量油泵来从油盘将油通过油道或多个油道传送给活塞喷射器。固定排量油泵的流率取决于泵转动的速度，因而需要活塞喷射器或油道配备有止回阀，以在低发动机速度时调节油流从而维持油压；且需要油道配备有安全阀，以在高发动机速度时将过多的油排放回到油盘中。例如，大多数高输出柴油发动机需要使用活塞冷却喷嘴，所述活塞冷却喷嘴将油喷射到活塞下侧上并提供冷却。由于在低发动机速度时油的有限供应，这样的发动机使用阀，以在油压低于预定水平时停止油流。迄今为止，还没有发展已知的系统来从活塞喷射器排除这样的阀同时提供有效的油供应。

发明内容

[0004]提供一种用于内燃机的活塞喷射器系统。目的在于在低发动机速度时提供足够的油流给活塞。所述活塞喷射器系统采用可变排量油泵与活塞喷射器结合，而不用止回阀。系统用总在流动的冷却和润滑喷流允许更高的效率。处于不同流率的连续油流可以减少发动机怠速噪音、流动限制、振动和粗暴性(NVH)并改进发动机耐用性。因为在低发动机速度时维持油压需要的高附加载荷可能导致降低的燃料经济性，该油流在带有固定排量泵的发动机中不实际。从活塞喷射器省去止回阀的潜在益处在于，在从高发动机载荷和速度到低发动机载荷和怠速操作条件的延长的工作循环期间，能够通过提供油流保持充分的活塞冷却。从伴随的部件数量的减少也实现内燃机的成本和尺寸减少。

[0005]活塞喷射器系统包括油储存器、可变排量泵、和用于每个汽缸的活塞喷射器，所述活塞喷射器喷洒油到活塞上以冷却和润滑。油道将可变排量泵连接到活塞喷射器。在本发明的一方面，活塞喷射器特征在于没有止回阀。另一方面，油道特征在于没有安全阀。另一方面，活塞喷射器或油道都不需要止回阀或安全阀。活塞喷射器系统可以用于压缩点火式或火花点火式内燃机。

[0006]也提供一种在内燃机中泵送油给活塞喷射器的方法。该方法在内燃机的活塞喷射器系统中操作，且包括在没有响应于油压的阀的情况下泵送足够的油，以喷洒活塞。该方法可大致与低发动机速度无关地操作，且也可用可变排量泵操作。

[0007]本发明的上述特征和优势以及其它特征和优势从用于实施本发明的最佳模式的以下详细说明结合附图显而易见。

附图说明

[0008]图1示出了具有本领域技术人员已知的常规活塞喷射器系统的内燃机的示意图。

[0009]图2示出了具有根据本发明的活塞喷射器系统的内燃机的示意图。

具体实施方式

[0010]为了对比，图1示出了具有本领域技术人员已知的活塞喷射器系统12的内燃机，且总体上以10表示。内燃机10可为压缩点火式或火花点火式内燃机。内燃机10包括安装到发动机缸体16的油盘14，发动机缸体16限定多个汽缸18。所述多个汽缸18中的每个具有布置在其中的可往复运动的活塞20。图1的活塞喷射器系统12包括固定排量泵22和带有止回阀26的活塞喷射器24。油道28由发动机缸体16限定且与安全阀30连通。油道28将固定排量泵22连接到活塞喷射器24。

[0011]在图1的活塞喷射器系统12中，固定排量泵22从油盘14接收油32，且在压力下以基于固定排量泵22的速度的流率将油32配送给活塞喷射器24。活塞喷射器24将油喷流36中的增压油传送给发动机缸体16的多个汽缸18，以冷却和润滑每个可往复运动的活塞20。由于固定排量泵22的流率不随排出压力变化，活塞喷射器24具有止回阀26，止回阀26响应于压力且因而调节油流。此外，油道28具有安全阀30，以调节油道28内的压力且允许过多的油38排出给油盘14。

[0012]参见图2，总体上以40表示的内燃机包括活塞喷射器系统42。内燃机40可为压缩点火式或火花点火式内燃机。内燃机40包括可拆卸地安装到发动机缸体46的油盘44，发动机缸体46限定多个汽缸48。所述多个汽缸48中的每个具有布置在其中的可往复运动的活塞50。活塞喷射器系统42包括可变排量油泵52和活塞喷射器或冷却喷嘴54。取决于实施例，可变排量油泵52包括但不限于叶轮泵和摆线泵。油道58由发动机缸体46限定且与可变排量泵52和每个活塞喷射器54连通。图1和2的系统通常都包含油过滤器(未示出)以确保传送给发动机的清洁油。

[0013]在所示实施例中，活塞喷射器54特征在于没有止回阀，如图1所示的止回阀26。可变排量泵52是压力调节设备，其中输出容量根据压力变化。这种变化根据发动机速度，从而每个喷射器被供应足以冷却和/或润滑其相应活塞的油量，而与发动机速度无关。这通过在诸如热怠速状态的条件下增加排量且在较高的发动机速度时降低排量实现，在较高的发动机速度时油流和压力较大。可变排量泵52可以尺寸确定为在低发动机速度时具有较高的容量输出，从而允许在活塞喷射器54或通向相应活塞喷射器54的回路中去除止回阀。此外，用于可变排量泵52的油道58特征在于没有安全阀，如图1所示的安全阀30，因为冷却或润滑相应活塞所需要的油量通过可变排量泵52的可变容量控制。

[0014]可变排量泵52从油盘44的油槽接收油62，将油62增压，并将增压油通过油道58泵送给活塞喷射器54。活塞喷射器54将油喷流66中的增压油释放给发动机缸体46的多个汽缸48中的相应活塞下侧，以润滑和冷却每个可往复运动的活塞50。由于活塞喷射器54没有用于限制油流的止回阀，增压油可连续地流动通过活塞喷射器系统42。油压通过可变排量泵52控制，可变排量泵52可以定尺寸为在低发动机速度时比在高发动机速度时提供更高的容量输出，如上所述。

[0015]本发明也包括一种在可操作在低到高速的内燃机中泵送油给活塞喷射器的方法。泵52从油盘44的储存器或油槽泵送足够的油62给活塞喷射器54，以喷洒每个可往复运动的活塞50。泵送油通过可变排量泵52提供。因而，本发明的活塞喷射器方法在没有止回阀或安全阀的情况下且在从低到高变化的发动机速度时操作，而与低发动机速度无关，如热怠速状态。

[0016]虽然已经详细描述用于实施本发明的最佳模式，本发明所属领域技术人员将认识到在所附权利要求书范围内用于实施本发明的各种可替换设计和实施例。

Claims (8)

1.一种用于内燃机的活塞喷射器系统，所述内燃机具有限定至少一个汽缸的发动机缸体，所述至少一个汽缸具有活塞，所述活塞喷射器系统包括：

容纳油的储存器；

可变排量泵，所述可变排量泵与所述储存器和至少一个油道流体连通，且可操作为将油可变地传送到所述至少一个油道；和

至少一个活塞喷射器，所述至少一个活塞喷射器与所述至少一个油道流体连通，且可操作以将油朝活塞喷洒到所述至少一个汽缸中。

2.根据权利要求1所述的活塞喷射器系统，其中，所述活塞喷射器特征在于没有止回阀。

3.根据权利要求1所述的活塞喷射器系统，其中，所述至少一个油道特征在于没有安全阀。

4.根据权利要求1所述的活塞喷射器系统，其特征在于，所述内燃机是压缩点火式内燃机。

5.根据权利要求1所述的活塞喷射器系统，其特征在于，所述内燃机是火花点火式内燃机。

6.一种用于内燃机的活塞喷射器系统，所述内燃机具有限定至少一个汽缸的发动机缸体，所述至少一个汽缸具有活塞，所述活塞喷射器系统包括：

容纳油的储存器；

可变排量泵，所述可变排量泵与所述储存器和至少一个油道流体连通，且可操作为将油可变地传送到所述至少一个油道，所述至少一个油道特征在于没有安全阀；和

至少一个活塞喷射器，所述至少一个活塞喷射器与所述至少一个油道流体连通，且可操作以将油喷洒到活塞上，所述至少一个活塞喷射器特征在于没有止回阀。

7.一种在内燃机中泵送油给活塞喷射器的方法，所述内燃机可操作在低到高速并且具有油储存器和发动机缸体，所述发动机缸体限定至少一个汽缸，所述至少一个汽缸具有布置在其中的活塞，所述方法包括：

在没有响应于足够的油压的阀且与发动机速度基本无关的情况下，以足够的油压从所述储存器泵送足量的油给所述活塞喷射器，以喷洒活塞。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，从所述储存器泵送足量的油给所述活塞喷射器通过可变排量泵提供。

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