CN101970813B - 用于内燃机的润滑剂传送系统 - Google Patents

用于内燃机的润滑剂传送系统 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于内燃机的润滑剂传送系统。该系统包括：泵，该泵从润滑剂储蓄池抽取润滑剂并排出润滑剂以用于传送到发动机的进气歧管；以及泵控制器，该泵控制器接收表示发动机运行状态的信号。所述控制器基于所述信号控制所述泵的润滑剂传送速率。

Description

用于内燃机的润滑剂传送系统
技术领域
本发明涉及用于内燃机的润滑剂传送系统。
背景技术
当热阀(通常是排气阀)接触发动机缸盖中的阀座时在内燃机中会发生阀座凹陷(recession)。来自阀的热量造成阀和阀座之间的局部化的“焊接”。当阀被再打开时，因为阀座由比阀软的材料制成，所以阀座上的材料会脱离(break away)。因而，阀座会逐渐凹进气缸盖中。
当发动机在高负载下运行时，诸如当车辆牵引负载时，阀座凹陷的发生会加剧。这种高负载状态造成了更高的发动机运行温度。为此，一些燃料包括润滑剂以用作阀和阀座之间的缓冲层(cushion)，该缓冲层使组件之间的直接接触最小化以及使阀座凹陷最小化。
被改进以利用液化石油气(LPG)或压缩天然气(CNG)运行的车辆特别容易受阀座凹陷的影响，因而这些燃料是干烧燃料。而且，这些燃料以高于汽油的温度燃烧。
已知提供一种润滑油系统来润滑发动机的上气缸区域，从而使阀座凹陷的发生最小化。这种已知的系统将润滑剂传送到节气门体下游的发动机进气歧管。这允许润滑剂在被抽进气缸之前与空气/燃料混合物混合。
已知的系统利用进气歧管真空压力从储蓄池将润滑剂抽进歧管中。该系统需要传送速率通过根据经验流动速率的方法(empirical flow rate method)被手动设置。而且，很难将润滑剂的传送速率设置成提供适合所有的发动机运行状态的所需量的润滑剂。
发明内容
本发明提供了一种用于内燃机的润滑剂传送系统，该系统包括：
泵，该泵从润滑剂储蓄池抽取润滑剂并排出润滑剂以用于传送到发动机的进气歧管；以及
泵控制器，该泵控制器用于接收表示发动机运行状态的信号；
其中所述控制器基于所述信号控制所述泵的润滑剂传送速率。
在所述系统被装入具有电控燃料注入的车辆的特定实施方式中，所述信号表示燃料注入器的占空比。
优选地，泵被控制成以每升发动机所消耗燃料0.5到5毫升的范围内的润滑剂的速率来排出润滑剂。
更优选地，泵被控制成以每升发动机所消耗燃料大约1毫升润滑剂的速率来排出润滑剂。
在特定的可替换的实施方式中，所述信号表示发动机转动速度。
可替换地或另外地，所述信号表示以下一者或多者：节气门位置、火花点火时间以及进气歧管压力。
优选地，泵被安排成将润滑剂以离散量冲量(pulse)的形式排出，并且控制器控制由泵排出的冲量的频率。
泵可以包括活塞，该活塞在气缸内往复运动以将润滑剂从泵入口端传到泵出口端。在这样的泵中，活塞可以通过流过围绕气缸的线圈的电流在第一方向上移动，以及活塞可以通过作用于活塞上的弹簧在相反的方向上移动。
在可替换的实施方式中，泵使从泵传送的润滑剂具有可变体积流动速率，以及控制器控制来自泵的润滑剂的流动速率。
在一个实施方式中，系统还可以包括从泵接收润滑剂并将润滑剂以喷雾的形式排放的喷嘴。
优选地，发动机的气缸的数目可以在控制器中被预置，由此泵的控制还基于气缸的数目。
优选地，发动机的每个气缸的阀的数目可以在控制器中被预置，由此泵的控制还基于阀的数目。
优选地，系统还包括可操作地连接到储蓄池的储蓄池液位传感器，以及指示储蓄池中的液位低于预定水平的警报指示器。
优选地，警报指示器是指示灯，诸如LED。
优选地，系统还包括用于将润滑剂储蓄池安装到车辆上的安装托架。
优选地，泵和/或控制器被安装在润滑剂储蓄池的外表面上的凹槽内。
附图说明
为了更容易地理解本发明，现在只以示例的方式参考附图来描述实施方式，在附图中：
图1是根据本发明的第一实施方式的润滑剂传送系统的示意图；
图2是根据本发明的第二实施方式的润滑剂传送系统的示意图；
图3是根据本发明的第三实施方式的润滑剂传送系统的示意图；
图4是根据本发明的第四实施方式的润滑剂传送系统的储蓄池和泵的透视图；
图5是图4中示出的储蓄池和泵的另一个透视图；以及
图6是根据图1至图3的润滑剂传送系统的泵的示意横截面图。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据本发明的第一实施方式的润滑剂传送系统10。润滑剂传送系统10被安排成将润滑剂从储蓄池12传送到发动机14。润滑剂被用于给发动机14的上气缸区域提供润滑。因而，可以防止或者至少最小化在发动机14的缸盖16中的阀座凹陷。
发动机14具有电控燃料注入系统，该电控燃料注入系统的细节与本发明不直接相关。发动机14具有进气歧管18，该进气歧管18包括节气门体20和燃料注入器22。
润滑剂传送系统10具有泵24，该泵24从储蓄池12抽取润滑剂并通过供应软管26排出润滑剂以传送到进气歧管18。如图1中所示，润滑剂被传送到节气门体20下游的进气歧管18。这使润滑剂在被抽进气缸之前与空气和燃料混合。
润滑剂传送系统10还具有泵控制器28，该泵控制器28用于控制泵24的润滑剂传送速率。为此，控制器28接收表示发动机运行状态的信号。在该实施方式中，发动机14具有定时轮(timing wheel)30，该定时轮30连接到发动机曲柄轴并用于提供发动机转动速度信息到发动机管理系统(未示出)。定时轮30利用传感器(未示出)操作以生成电子脉冲，该电子脉冲被传输到发动机管理系统。如图1中的虚线所示，控制器28经由导线32与发动机管理系统进行电通信，从而控制器28能够接收发动机转动速度信息。
控制器28使用发动机转动速度信息来选择适于发动机运行状态的润滑剂传送速率。具体地，控制器28可以使用发动机转动速度信息来计算发动机14正消耗的燃料速率。控制器28然后控制泵24以最佳的速率传送润滑剂。
在该实施方式中，泵24被安排成将润滑剂以离散量冲量的形式传送到进气歧管16。控制器28与泵24进行电子通信并控制由泵24排出的冲量的频率，从而控制润滑剂的传送速率。
为了更准确地计算系统10所安装于的车辆的当前燃料消耗速率，控制器28具有预置发动机中的气缸的数目的能力。为此，控制器28可以具有在安装期间预置控制器28的开关(未示出)。另外，控制器28可以具有预置发动机的每个气缸的阀的数目的能力。控制器28可以具有用于在安装期间预置控制器28的另一个开关(也未示出)。
润滑剂传送系统10还包括液位传感器34，该液位传感器34置于储蓄池中，润滑剂传送系统10还包括警报指示器。在该实施方式中，警报指示器是安装在润滑剂传送系统10所安装于的车辆的仪表板38上的LED 36的形式。当储蓄池内的润滑剂低于预定水平(即传感器的高度)时，LED 36被点亮以给车辆操作者润滑剂水平过低的警报。
如图1中所示，传感器34位于延伸到储蓄池12中的汲取管40上。汲取管40的一端连接到泵24，而另一端连接到过滤器42。
润滑剂传送系统还包括用于方便地将储蓄池12安装于车辆的发动机室内的安装托架44。
虽然图中没有示出，但是系统10还可以具有从供应软管26接收润滑剂的喷嘴。该喷嘴将润滑剂以喷雾的形式排出到进气歧管18，该喷雾快速与空气/燃料混合物相混合。
现已通过工作于各种燃料的发动机对已知在售的商品名为闪光润滑油阀保护液(Flashlube Valve Saver Fluid)的润滑剂进行了测试。该润滑剂具有范围从15到20厘沲的粘性。测试表明，该润滑剂的最佳传送速率是每升发动机所消耗燃料0.5到5毫升范围内的润滑剂。在最小化阀座凹陷的情况下，测试显示了润滑剂的最佳传送速率是每升发动机所消耗燃料大约1毫升润滑剂。
图2示意性地示出了根据本发明的第二实施方式的润滑剂传送系统110。润滑剂传送系统110与先前所述的润滑剂传送系统10相似。因此，与润滑剂传送系统10的特征相同的润滑剂传送系统110的特征具有增加了100的附图标记。
润滑剂传送系统110被安排成将润滑剂传送到发动机116，该发动机116使用汽化器来在燃料和空气被注入到发动机116之前混合燃料和空气。如图2中所示，润滑剂被传送到节气门体120下游的进气歧管118。
具有汽化器的大部分发动机不具有发动机转动速度传感器。因此，在该实施方式中，润滑剂传送系统110的控制器128使用火花点火时间来确定发动机转动速度，从而计算由发动机116正消耗的燃料速率。火花点火时间信息可以从发动机116的分配器获得，如图2中的虚线所示。
图3示意性地示出了根据本发明的第三实施方式的润滑剂传送系统210。润滑剂传送系统210与先前所述的润滑剂传送系统10相似。因此，与润滑剂传送系统10的特征相同的润滑剂传送系统210的特征具有增加了200的附图标记。
润滑剂传送系统210也具有用于控制泵24的润滑剂传送速率的泵控制器228。然而，在该实施方式中，控制器228接收诸如指示注入器占空比的电子信号的信号。如图3中的虚线所示，控制器228经由导线232与发动机管理系统进行电通信，以使得控制器228接收注入器占空比信息。
注入器占空比具有特别的优点，即同时提供表示发动机速度和燃料注入器的燃料传送速率的信息。具体地，发动机速度可以由注入器脉冲的前沿确定。燃料传送速率可以由注入器脉宽以及注入器的数目和每个注入器喷嘴的特性确定。
该信息可以被用于确定发动机的瞬时燃料消耗速率，该发动机的瞬时燃料消耗速率反过来能够特别准确地确定适于瞬时发动机运行状态的润滑剂传送速率。因此，当车辆正通过很高的发动机速度和很高的燃料流动速率努力加速时，润滑剂传送速率会很高。相反，当车辆通过很低的发动机速度和很低的燃料流动速率以低速行走时，润滑剂传送速率也会很低。换句话说，润滑剂传送系统210能够在所有的发动机运行状态下准确地传送合适量的润滑剂。
图4和图5示出了根据本发明的第四实施方式的润滑剂传送系统310的储蓄池312、泵324和供应软管326。
安装托架344被提供以用于在车辆的发动机室中方便地安装储蓄池312。
储蓄池312的一侧壁包括凹槽313，泵324置于该凹槽313中。托架344将泵324限定在凹槽313中。另外，储蓄池312和托架344保护泵324和控制器328不受损坏。
泵324包括用于连接到润滑剂传送系统的泵控制器的电连接器346。
图6示意性地示出了图1至图3的润滑剂传送系统10、110和210的泵24、124和224。为了简化，泵24、124和224在下文中被称作“泵24”。泵24具有入口端50，该入口端50被连接到汲取管，以及出口端52，该出口端52被连接到供应软管。
泵24具有泵体54，气缸56形成在泵体54中。活塞58位于气缸56中。在使用中，活塞58在气缸56中往复运动以通过入口端50抽取润滑剂，并通过出口端52排出润滑剂。泵体54还包括线圈60，该线圈60具有绕气缸56延伸的电导线。
当电压被应用到线圈60时，所感应的磁场使活塞58在第一方向上移动。弹簧62被设置在气缸56中，以当电流停止流过线圈60时在相反的方向上移动活塞58。这样，线圈60和活塞58用作螺线管。
在使用泵24时，每次活塞58在气缸56中往复运动时，润滑剂从气缸56通过单相球阀64和通过出口端52被排出。在相同的周期中，润滑剂通过入口端50被抽到气缸56中。这样，泵24在润滑剂已经被排出后立即被准备好(prime)。
应该理解的是，活塞58的每个往复运动周期对应于泵24的“脉冲”。利用每个往复运动周期，离散量的润滑剂从泵24被排出。
泵24包括电连接器46，该电连接器46帮助连接到润滑剂传送系统的泵控制器。
本发明领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出许多修改。
例如，被提供到润滑剂传送系统的信号可以表示节气门位置或进气歧管压力。控制器可以使用两个或多个先前所述的信号以确定发动机的当前燃料消耗。
泵的运行可以以任何合适的方式被控制，从而获得想要的润滑剂传送速率。例如，体积流动速率可以被控制器控制。
指示储蓄池中的液位低于预定水平的警报指示器可以可替换地或另外地包括声音报警装置。声音报警装置可以被安排成仅当发动机运转且润滑剂水平很低时工作。声音报警装置可以单个周期、间断地或持续地响。
在后面的权利要求和前面的本发明的描述中，除了上下文需要，否则由于明确的语言或必须的简化，词语“包括”或其他变化形式，诸如“包含”，被用于表示开放式意思，即指明在本发明的各种实施方式中存在所述特征但不排除存在或还有其他特征。

Claims (11)

1.一种用于内燃机的润滑剂传送系统，该系统包括：
泵，该泵从润滑剂储蓄池抽取润滑剂并排出润滑剂以用于传送到发动机的进气歧管；以及
泵控制器，该泵控制器接收表示发动机运行状态的信号；
其中所述泵控制器基于所述信号控制所述泵的润滑剂传送速率，
其特征在于，所述系统用于具有电控燃料注入的车辆，并且所述信号表示燃料注入器的占空比，且所述泵控制器具有用于在安装期间预置所述泵控制器的开关。
2.根据权利要求1所述的润滑剂传送系统，其中所述泵被控制成以每升所述发动机所消耗燃料0.5到5毫升范围内的润滑剂的速率来排出润滑剂。
3.根据权利要求1所述的润滑剂传送系统，其中所述泵被控制成以每升所述发动机所消耗燃料大约1毫升润滑剂的速率来排出润滑剂。
4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的润滑剂传送系统，其中所述泵被安排成将润滑剂以离散量冲量的形式排出，并且所述泵控制器控制由所述泵排出的冲量的频率。
5.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的润滑剂传送系统，其中所述泵包括活塞，该活塞在气缸内往复运动以将润滑剂从泵入口端传到泵出口端。
6.根据权利要求5所述的润滑剂传送系统，其中所述活塞通过流过围绕所述气缸的线圈的电流所感应的磁场在第一方向上移动，以及通过作用于所述活塞上的弹簧在相反的方向上移动。
7.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的润滑剂传送系统，该系统还包括从所述泵接收润滑剂并将该润滑剂以喷雾的形式排放的喷嘴。
8.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的润滑剂传送系统，其中所述发动机的气缸的数目能够在所述泵控制器中被预置，由此所述泵的控制还基于所述气缸的数目。
9.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的润滑剂传送系统，其中所述发动机的每个气缸的阀的数目能够在所述泵控制器中被预置，由此所述泵的控制还基于所述阀的数目。
10.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的润滑剂传送系统，该系统还包括可操作地连接到所述润滑剂储蓄池的储蓄池液位传感器，以及指示所述润滑剂储蓄池中的液位低于预定水平的警报指示器。
11.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的润滑剂传送系统，其中所述泵被安装在所述润滑剂储蓄池的外表面上的凹槽内。
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