CN101375033A - 用于可变压缩比发动机的油喷淋润滑及冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于可变压缩比发动机的油喷淋润滑及冷却装置，它包括至少一个喷射器(701，712，713)，该喷射器装在所述可变压缩比发动机的发动机体(100)内，以在所述发动机的至少一个移动部件上喷淋油。所述移动部件由至少一个活塞(2)组成，该活塞的下部与传动件(3)稳固连接，传动件与滚动导轨装置(4)以及齿轮(5)协同操作，所述齿轮(5)与(i)连接到机轴(9)上的连接杆(6)以及(ii)传动件(3)对侧的控制齿条(7)协同操作。控制齿条相对于发动机体(100)的竖直位置由控制装置(12)控制。

Description

用于可变压缩比发动机的油喷淋润滑及冷却装置
技术领域
本发明的主题是一种装置，该装置冷却可变压缩比发动机的活塞并润滑可变压缩比发动机的齿轮系统。
背景技术
根据属于本申请人的国际专利WO98/51911，WO00/31377，WO03/008783，知道了用于可变压缩比发动机的多种机械装置。
可以见到，本申请人的国际专利WO98/51911描述了一种装置，该装置用于改进使用可变载荷和速度的内燃活塞式发动机的总性能，通过在操作期间调节它们的有效立体容积和/或它们的压缩比来达成。
从本申请人的国际专利WO00/31377和WO03/008783可留意到，可变压缩比发动机的机械传动装置包括至少一个有活塞在其中移动的气缸，活塞的下部固定连接到传动件，该传动件一方面通过小齿条与滚动导轨装置协同操作，另一方面通过另一个大齿条与固定连接到连接杆上的齿轮协同操作，从而在所述活塞和所述连接杆之间传动。
用于可变压缩比发动机的所述机械传动装置还包括至少一个与齿轮协同操作的控制齿条，用于将活塞固定到提供预紧(pre-tightening)的传动件的固定装置，用于使齿条的齿部变硬的连接装置，以及用于使齿轮结构增强和减轻的装置。
将会注意到，可变压缩比发动机的活塞具有特别的形状，其形状与惯常用发动机的活塞形状不同。
可变压缩比发动机对于本领域的技术人员来说是已知的(不考虑它们的机械原理)，在很多应用中，是通过涡轮增压器或任何其它方式来使可变压缩比发动机增压。
上面提到的专利所描述的可变压缩比发动机，当它与增压装置连接时还会很有利:这使它能够传输高比力矩和功率，取代较大立体容积的惯常用自然进气发动机。该策略能够减小车辆的燃油消耗量，但不会减低其性能。
增压式发动机存在的一个问题是关于接收一些热量的活塞的温度控制，温度随增压压力升高而增高。为了解决这个问题，惯常用的增压式发动机的活塞通常用油喷射器在所述活塞顶部下面喷淋油的方式来冷却。
会注意到，属于本申请人的专利均未揭示一种用于冷却可变压缩比发动机活塞的装置，由于缺乏这种装置，所述发动机的活塞存在这样的风险:会达到过高的工作温度，该温度可导致其损坏。
还留意到，可变压缩比发动机包括用于传动和导向功率的齿轮系统，这些在惯常用发动机中都不存在。所述齿轮系统由稳固连接到发动机活塞上的传动件组成，传动件包括一大齿条并与齿轮协同操作，所述齿轮还与控制齿条协同操作。
还可注意到，所述齿轮系统还由小齿条组成，该小齿条与设置在同步滚筒每端的小齿轮协同操作，所述小齿条，所述小齿轮和所述同步滚筒是可变压缩比发动机的滚动导轨装置的部分。
可留意到，在可变压缩比发动机操作时，主要通过在发动机的发动机体中喷淋油来润滑齿轮系统，特别是在所述发动机体中藉由所述发动机的液体压动轴承导致油飞溅来产生所述的喷淋。
但是，根据可变压缩比发动机的发动机体的几何结构，可以证明所述油喷淋不足以提供给齿轮系统足够的润滑，在这种情况中，所述系统的齿面可能被过早磨损或是损坏。
发明内容
根据本发明的可变压缩比发动机所用的油喷淋润滑及冷却装置，依照一个具体实施方案区别于现有技术，一方面是为了控制可变压缩比发动机的活塞的温度，防止所述活塞损坏，另一方面是为了给所述发动机的齿轮系统提供适当的润滑:
·控制可变压缩比发动机的活塞的温度，并一直保持低于门限(若高于此门限，将不再确保活塞可持久操作)；
·以这样一种方式改良可变压缩比发动机的齿轮系统的润滑，即，按照所述发动机所要求的使用寿命，确定所述系统各齿部的接触面的耐用性。
根据本发明的用于可变压缩比发动机的油喷淋润滑及冷却装置包括至少一个喷射器，该喷射器装在所述可变压缩比发动机的发动机体内，以在所述发动机的至少一个移动部件上喷淋油，所述移动部件由至少一个活塞组成，活塞的下部与传动件稳固连接，传动件一方面与滚动导轨装置协同操作，另一方面与齿轮协同操作，所述齿轮一方面与连接到机轴上的连接杆协同操作，另一方面，在传动件的对侧，与另一个称为控制齿条的齿条协同操作，控制齿条相对于发动机体的竖直位置由控制装置控制。
根据本发明的润滑及冷却装置包括至少一个装在发动机体内的喷射器，该喷射器喷淋来自发动机的压力润滑回路的油。
根据本发明的润滑及冷却装置包括至少一个装在发动机体内的喷射器，该喷射器在可变压缩比发动机内的至少一个活塞的顶部下面喷淋油，以冷却所述活塞。
根据本发明的润滑及冷却装置包括至少一个装在发动机体内的喷射器，该喷射器在活塞顶部的上部分中形成的碗状物的下外表面上喷淋油，以冷却所述碗状物。
根据本发明的润滑及冷却装置包括活塞，在该活塞顶部的上部分中形成的碗状物的下外表面包括至少一个集油室，该集油室由至少一个凹进部分的缘边形成，从而在所述活塞在接近其上止点处执行加速和减速期间，使油与所述活塞的顶部的下侧保持接触。
根据本发明的润滑及冷却装置包括至少一个装在发动机体内的喷射器，该喷射器将油喷淋到发动机活塞下面形成的勺状物内，所述勺状物迫使所述油进入在所述活塞中部形成的腔室内。
根据本发明的润滑及冷却装置包括活塞，该活塞中部形成有腔室，该腔室包括位于其上端的杯状物，从而在所述活塞在接近其上止点处执行加速和减速期间，使一些油与所述活塞的顶部的下侧保持接触。
根据本发明的润滑及冷却装置包括活塞，该活塞中部形成有腔室，所述活塞包括位于其上部的分配室，该分配室包括至少一个孔，该孔形成在所述活塞顶部的支承肋之间。
根据本发明的润滑及冷却装置包括至少一个装在发动机体内的喷射器，该喷射器将油喷淋到在活塞体内形成的至少一个坑道的进入孔中，所述坑道位于所述活塞的外围部分中以及位于所述活塞的顶部下面。
根据本发明的润滑及冷却装置包括至少一个装在发动机体内的喷射器，该喷射器将油喷淋在至少一个传动件上，该传动件与可变压缩比发动机的活塞或每个活塞的下部稳固地连接，从而一方面润滑其大齿条，另一方面润滑与所述齿条协同操作的齿轮的齿部。
根据本发明的润滑及冷却装置包括至少一个装在发动机体内的喷射器，该喷射器将油喷淋在可变压缩比发动机的至少一个控制齿条上，从而一方面润滑其大齿条，另一方面润滑与所述齿条协同操作的齿轮的齿部。
根据本发明的润滑及冷却装置包括至少一个装在发动机体内的喷射器，该喷射器将油喷淋在可变压缩比发动机内的至少一个滚动导轨装置上，从而润滑所述滚动导轨装置。
附图说明
下面将参照附图，对以非限制方式给出的实施方案进行描述，可更好地理解本发明，本发明的特征以及它可提供的优点。
图1为根据本发明的润滑及冷却装置的一具体实施方案的截面图。
图2至图4为可变压缩比发动机的活塞的示意图，该活塞被设计成与至少一个油喷射器协同操作，油喷射器用于冷却所述活塞。
具体实施方式
图1显示了润滑及冷却装置700的至少一个喷射器701的定位及定向的一个非限制实施方案，该喷射器装在可变压缩比发动机的发动机体100内，以将油喷淋在所述发动机的至少一个移动部件上，某些移动部件被设计成接收所述油。
可变压缩比发动机包括用于发动机体100中每个气缸110的机械传动装置1，包括移动部件的传动装置由活塞2组成，活塞下部稳固地连接到传动件3上，该传动件一方面与滚动导轨装置4协同操作，另一方面与齿轮5协同操作。
齿轮5与连接到机轴9上的连接杆6协同操作，是为了在活塞2和所述机轴9之间传动。在传动件3的对侧，齿轮5与控制齿条7协同操作，控制齿条相对于发动机体100的竖直位置由包括控制致动器8的控制装置12控制，控制装置的致动器活塞13在发动机体100内形成的致动器缸体112内受导引。致动器缸体112的上部由致动器缸盖113封闭，致动器缸盖可用螺栓固定到发动机体100上。
稳固连接到活塞2上的传动件3的一面配置有第一大齿条35，该齿条的齿部34与齿轮5的齿部51协同操作。
传动件3包括位于第一齿条35对侧的另一齿条37，另一齿条37的小齿轮38与滚动导轨装置4的滚筒40协同操作。
发动机体100与支承件41稳固地连接，支承件41包括齿条46，该齿条使滚筒40与活塞2的运动同步。
控制齿条7相对于发动机体100的竖直位置受控于控制装置12，控制装置12包括控制致动器8，控制致动器由上致动器杆10，下致动器杆16，致动器活塞13及控制杆20组成。
控制齿条7包括齿部74，该齿部与齿轮5的齿部52协同操作。
润滑及冷却装置700包括至少一个装在发动机体100内的喷射器701，712，713，这些喷射器喷淋来自可变压缩比发动机的压力润滑系统的油。
喷射器701装在发动机体100内，以将油喷淋到可变压缩比发动机内的至少一个活塞2的顶部702的下面，从而冷却所述活塞。
根据另一实施方案，喷射器可装在发动机体100内，以将油喷淋在活塞2顶部702的上部分中形成的碗状物703的下外表面上，从而冷却所述碗状物。
在活塞2顶部702的上部分中形成的碗状物703的下外表面包括至少一个集油室704，该集油室由至少一个凹进部分705的缘边形成，是为了在由所述活塞在接近其上止点处执行加速和减速期间，使油与活塞2的顶部702的下侧保持接触。
喷射器701装在发动机体100内，以将油喷淋到在发动机活塞2下面形成的至少一个勺状物706内，所述勺状物迫使油进入在所述活塞中部内形成的腔室707中。
在活塞2中部内形成的腔室707包括在其上端的杯状物708，是为了在所述活塞在接近其上止点处执行加速和减速期间，使一些油与所述活塞的顶部702的下侧保持接触。
在活塞2中部内形成的腔室707包括在其上部的分配室709，该分配室包括至少一个孔710，该孔形成在所述活塞顶部702的支承肋711之间。
根据图4所示的另一实施方案，喷射器可装在发动机体100内，以将油喷淋到在活塞2体内形成的至少一个坑道715的进入孔714中，所述坑道位于所述活塞的外围部分中以及在所述活塞的顶部702下面。
可注意到，活塞2冷却后，当它在重力作用下再次下降到发动机的润滑油盘中时，由喷射器701在所述活塞2下面喷淋油的部分开始对机械传动装置1进行润滑，更具体地说，对由传动件3，滚动导轨装置4及齿轮5组成的移动部件进行润滑。根据一个具体实施方案，喷射器701的油输出可由所述发动机的运转状态来控制。
根据另一实施方案，喷射器713可装在发动机体100内，以将油喷淋在至少一个传动件3上，该传动件与可变压缩比发动机的活塞或每个活塞2的下部稳固连接，一方面是为了润滑第一大齿条35的齿部34，另一方面是为了润滑与所述齿条协同操作的齿轮5的齿部51。
根据另一实施方案，装在发动机体100内的喷射器712可以设计成将油喷淋在至少一个控制齿条7上，一方面是为了润滑该控制齿条的齿部74，另一方面是为了润滑与控制齿条7协同操作的齿轮5的齿部52。
还可在发动机体100内装上一种油喷射器，该油喷射器将油喷淋在至少一个滚动导轨装置4上。
此外应该理解，上面纯粹是以范例方式对本发明作出描述，并未限制本发明的范围，在不脱离本发明保护范围的情况下，可以任何其它等同物代替所描述的实施细节。

Claims (12)

1.一种用于可变压缩比发动机的油喷淋润滑及冷却装置，其特征在于，所述润滑及冷却装置包括至少一个油喷射器(701，712，713)，所述油喷射器装在所述可变压缩比发动机的发动机体(100)内，以在所述发动机的至少一个移动部件上喷淋油，所述移动部件由至少一个活塞(2)组成，所述活塞的下部与传动件(3)稳固连接，所述传动件与滚动导轨装置(4)以及齿轮(5)协同操作，所述齿轮(5)一方面与连接到机轴(9)上的连接杆(6)协同操作，另一方面，在所述传动件(3)的对侧，与控制齿条(7)协同操作，所述控制齿条相对于所述发动机体(100)的竖直位置由控制装置(12)控制。
2.根据权利要求1所述的润滑及冷却装置，其特征在于，所述润滑及冷却装置包括至少一个装在发动机体(100)内的油喷射器(701)，所述油喷射器喷淋来自发动机的压力润滑系统的油。
3.根据权利要求1所述的润滑及冷却装置，其特征在于，所述油喷射器装在所述发动机体(100)内，以在所述可变压缩比发动机内的至少一个活塞(2)的顶部(702)下面喷淋油，从而冷却所述活塞。
4.根据权利要求3所述的润滑及冷却装置，其特征在于，所述油喷射器装在所述发动机体(100)内，以在所述活塞(2)的所述顶部(702)的上部分中形成的碗状物(703)的下外表面上喷淋油，从而冷却所述碗状物。
5.根据权利要求1和4所述的润滑及冷却装置，其特征在于，在所述活塞(2)的所述顶部(702)的上部分中形成的所述碗状物(703)的下外表面包括至少一个集油室(704)，所述集油室由至少一个凹进部分(705)的缘边形成，以在所述活塞在接近其上止点处执行加速和减速期间，使一些油与所述活塞的所述顶部(702)的下侧保持接触。
6.根据权利要求1所述的润滑及冷却装置，其特征在于，所述油喷射器(701)装在所述发动机体(100)内，以将油喷淋到在所述发动机的所述活塞(2)下面形成的至少一个勺状物(706)内，所述勺状物迫使所述油进入在所述活塞中部形成的腔室(707)内。
7.根据权利要求6所述的润滑及冷却装置，其特征在于，在所述活塞(2)中部形成的所述腔室(707)包括位于其上端的杯状物(708)，从而在所述活塞在接近其上止点处执行加速和减速期间，使一些油与所述活塞的所述顶部(702)的下侧保持接触。
8.根据权利要求6所述的润滑及冷却装置，其特征在于，在所述活塞(2)中部形成的所述腔室(707)包括位于其上部的分配室(709)，所述分配室包括至少一个孔(710)，所述孔形成在所述活塞的所述顶部(702)的支承肋(711)之间。
9.根据权利要求1所述的润滑及冷却装置，其特征在于，所述油喷射器装在所述发动机体(100)内，以将油喷淋到在活塞(2)的实体部分中形成的至少一个坑道(715)的进入孔(714)中，所述坑道位于所述活塞的外围部分中以及位于所述活塞的所述顶部(702)下面。
10.根据权利要求1所述的润滑及冷却装置，其特征在于，所述油喷射器(713)装在所述发动机体(100)内，以在至少一个传动件(3)上喷淋油，所述传动件与所述可变压缩比发动机的活塞或每个活塞(2)的下部稳固地连接，从而一方面润滑其大齿条(35)，另一方面润滑与所述齿条协同操作的所述齿轮(5)的齿部(51)。
11.根据权利要求1所述的润滑及冷却装置，其特征在于，所述油喷射器(712)装在所述发动机体(100)内，以在所述可变压缩比发动机的至少一个控制齿条(7)上喷淋油，从而一方面润滑其齿部(74)，另一方面润滑与所述齿条协同操作的所述齿轮(5)的齿部(52)。
12.根据权利要求1所述的润滑及冷却装置，其特征在于，所述油喷射器装在所述发动机体(100)内，以在至少一个滚动导轨装置(4)上喷淋油。
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