CN102373985A - 针对油喷射器的存在而调整的自动发动机油寿命判断 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种方法，用于在使用油基的内燃发动机中更换油之前确定剩余油寿命的方法。该方法包括将油基传输到发动机并确定经传输的油基的体积。该方法还包括确定发动机中是否存在喷射器。该方法额外地包括基于油基的经确定的体积和发动机中是否存在喷射器来确定剩余油寿命。而且，该方法包括在剩余油寿命达到预定水平时启动油更换指示器。还公开了一种系统，用于确定一定体积油所允许的发动机转数。

Description

针对油喷射器的存在而调整的自动发动机油寿命判断

技术领域

本发明涉及针对油喷射器的存在而调整的自动发动机油寿命判断系统。

背景技术

在内燃发动机中，油通常用于润滑、清理、防腐蚀、改善密封，并通过将热量从运动部件带走而冷却发动机。发动机油通常从基于石油和不基于石油的合成化合物获得。现代的发动机油主要是通过使用包括碳氢化合物的基础油(base oil)和用于各种特定应用的其他化学添加剂混合制成的。在油服役寿命过程中，发动机油会被外来颗粒和可溶污染物频繁地污染，且其化学性质由于氧化和氮化而变差(退化)。这种污染和退化的常见结果是油失去了其完全保护发动机的能力，由此必须将用过的油更换或替换为干净的新油。

发动机油通常基于服役的时间、或基于发动机的主车辆行驶的距离来更换。车辆的实际运行状况和发动机运转的小时数是在确定何时更换发动机油中比较常用的一些因素。基于时间的间隔用于行驶里程较少但同时会积累较多污染物的短程旅行。这种短程旅行中，油通常不会获得足够长时间的完全运行温度以烧掉冷凝物、过多的燃料和其他会造成“油泥”、“漆膜”或其他有害沉积的污染物。

为了有助于经常进行的油更换，现代发动机通常包括油寿命监测系统，以基于通常造成退化的因素来估计油状况，如发动机速度和油或冷却剂温度。当采用油寿命监测系统的发动机用在车辆中时，自上次油更换以来这种车辆行进的总距离可以是决定油更换的合适时间的额外因素。

发明内容

本文公开一种方法，用于在使用油基的内燃发动机中更换油之前确定剩余油寿命的方法。该方法包括将油基传输到发动机并确定经传输的油基的体积。该方法还包括确定发动机中是否存在喷射器。该方法额外地包括基于油基的经确定的体积和发动机中是否存在喷射器来确定剩余油寿命。而且，该方法包括在剩余油寿命达到预定水平时启动油更换指示器。

该方法还可额外地包括在油更换之后重置油更换指示器，以示出100％的剩余油寿命。确定经传输的油基体积的操作、确定剩余油寿命的操作和启动并重置油寿命指示器的操作中的至少一个经由操作性地连接到发动机的控制器来完成。

发动机可包括设置为接收经传输的油基的油箱。确定经传输的油基体积的操作可包括确定油箱中经传输的油基的液位。确定剩余油寿命的操作还可包括确定发动机的每次燃烧事件的转数，且进一步包括使用经确定的油基积来确定所允许的燃烧事件数。

发动机中可以存在油喷射器在该情况下，确定剩余油寿命包括通过代表所述经传输的油基中由所述喷射器提供的油体积的因数对剩余油寿命进行调整。

还公开了一种系统，用于确定一定体积的油所允许的剩余油寿命。

在下文结合附图进行的对实施本发明的较佳模式做出的详尽描述中能容易地理解上述的本发明的特征和优点以及其他的特征和优点。

附图说明

图1是发动机油寿命监测系统的示意性显示；

图2是流程图，显示了用于确定内燃发动机中一定体积油所允许的发动机转数的方法。

具体实施方式

参见附图，其中相同的附图标记在几幅图中对应相同或相似的构件，图1显示了自动机润滑油(automatic oil)寿命系统5。油寿命系统5配置为用于判断在油更换之前内燃发动机中所用油的剩余有效或使用寿命。通过油寿命系统5做出的剩余油寿命的判断包括判断已定体积的油允许的发动机转数。

自动机润滑油寿命系统5包括内燃发动机，其示意性地通过附图标记10表示和代表。发动机10包括发动机体(engine block)12。该发动机机体12承装诸如曲轴14、往复运动的活塞16和连杆18这样的发动机内部构件。活塞16经由杆18附接到曲轴14，用于在缸膛13中做往复运动。活塞16将燃烧的力传递到曲轴并由此让发动机10旋转。发动机10的旋转(其通常以每分钟转数(RPM)来衡量)通过箭头19表示。相应活塞16和杆18之间的、以及杆和曲轴14之间的每个连接部都包括用于平稳且可靠旋转的合适轴承(未示出)。发动机10还包括油喷射器15。一个油喷射器15被示出为设置在机体12上，位于活塞16之下，以提供向活塞16的下侧或缸膛13的壁的油喷射。因此采用喷射器15来减少在发动机运行中的燃烧所产生的、由活塞16承受的热应力。尽管在每个活塞位置都示出了一个油喷射器15，但并不排除使用任何数量的喷射器来冷却一个活塞16。

发动机10还包括油盘或油箱20。油箱20被设置在发动机10上并附接到机体12，用于保持油基(body of oil(润滑油底质))22。油基22被用在发动机10中，用于润滑发动机的运动部件，如轴承(未示出)、活塞16和杆18，且用于其他功能，如通过将由摩擦和燃烧产生的热从运动部件带走而冷却发动机。油基22额外地用于从发动机10带走污染物。发动机10额外地包括油过滤器26，该油过滤器具体构造为捕获油服役时收集到的各种外来颗粒。为了不限制油的流动，过滤器26通常能捕获仅小到一定尺寸的颗粒，且由此不能捕获较小的污染物。油基22还可以吸收无法被过滤器26去除的可溶污染物。由此，随着时间过去，油基22会由于氧化和氮化以及被外来物质污染而化学性能退化，由此在其对发动机10的保护方面效果变差，且有必要将油更换。油箱20包括可拆卸插塞24，该插塞可构造为可螺旋拧入的紧固件，用于允许油基22在油更换过程中从油箱排出。

自动机润滑油寿命系统5还包括控制器28，且可包括传感器30，如图所示。控制器28可以是配置为调节发动机10运行的中央处理器或是被编程为仅用于操作自动机润滑油寿命系统的专用单元。传感器30配置为感知油基22的液位或高度。控制器28与传感器30通讯，该传感器相对于油箱20设置在发动机10上。传感器30至少部分地没入到油基22中并配置为感知存在于油箱20中的油位，并将这种数据通讯给控制器28。传感器30可配置为在发动机10停机时或在发动机运行时(即动态地)感知油基22的液位。控制器28接收来自传感器30的数据，并判断油基22要被更换(即用新的油更换)的合适时间或情况。

在更换油基22之前的合适的允许发动机转数根据数学关系或运算规则R(Rev)＝K(Oil)×[K(Eng)×K_PS]×V来确定，其通过附图标记33表示。数学关系33被编程并存储在控制器28中。R(Rev)代表油基22的一定体积所允许的发动机总转数。R(Rev)还可代表在有必要更换油之前油基22中剩余的有效或使用寿命的预定水平。因数K(Oil)代表每升油基22所允许的发动机10的燃烧事件的总数，而K(Eng)代表对于发动机每次燃烧事件来说发动机10的转数。每升油基22所允许的燃烧事件总数K(Oil)是关系33中的输入变量。

K(Eng)是数学常数，其值取决于具有已定数量气缸的实际发动机构造。例如，在六缸、四冲程发动机中，对于每个气缸需要两个完整发动机回转来经历一次燃烧事件，即在同一例子中K(Eng)等于2除以6，且由此等于1/3的值。在实际燃烧事件中，在燃烧室17中发生通过发动机10承受的最高温度。由于活塞16和燃烧的力直接接触，且作为在燃烧事件中产生的极端温度的结果，活塞也经受了极高的热应力。设置油喷射器15以减轻这种热应力。因此将油基22中油的一部分喷在活塞16的下侧面或各个缸膛13的壁上，以使得一旦与活塞接触时，则所述一定部分的油吸收大量的热。因而，油暴露至这种极端的温度下会加速该一定部分油基22的退化，且导致所允许的发动机总转数R(Rev)下降。

针对喷在活塞16的下侧面或各个缸膛13的壁上的一定部分油基22的退化来设置因数k_PS。在喷射器15存在时，将因数k_PS表达成小数形式，即，小于1的数，以与因数K(Eng)相乘，并由此在发动机采用油喷射器15时降低每次发动机燃烧事件对应的发动机10的转数。可以基于在发动机10的评估和测试过程中确定的油基22的实际可用油寿命来按照经验确定或估计因数k_PS的实际大小。当发动机10内没有喷射器15时，将因数k_PS设置为值1。因此，在上述的六缸、四冲程发动机的示例中，将K(Eng)的值1/3额外地和因数k_PS相乘。随后将K(Eng)×k_PS的结果用在数学关系33中。在该同一数学关系33中，因数V是以油基22的升数表示的体积，其通过发动机10的额定油容量决定，该额定油容量通常在油位指示器或量油尺(未示出)上以“满”的标记示出，或者基于在油更换后通过传感器30感知的油箱20中的油位。因此，当数学关系33中包括因数k_PS时，由此针对由活塞16或缸膛13的壁施加给通过油喷射器15喷射的油体积上的极端燃烧温度而对R(Rev)进行调整。

在基于关系33确定R(Rev)之后，控制器28执行控制动作，如启动或触发油寿命指示器34。油寿命指示器34被构造为当经确定的油基22的质量和体积所允许的发动机转数R(Rev)已经达到时向发动机或主车辆的操作者发出信号。油寿命指示器34还显示剩余的油寿命百分比。为了确保操作者能可靠地注意到何时已经到达油更换的时刻，油寿命指示器34可以被定位在车辆的乘客车厢内的仪表盘上。油寿命指示器34可在判断出已经达到R(Rev)时立即被触发，或仅在发动机启动和/或关闭时已经达到R(Rev)之后触发。在油更换之后，油寿命指示器34被重置，以显示100％的剩余油寿命，并可以开始对新的油基判断R(Rev)。

用于在油更换之前确定剩余油寿命的方法40显示在图2中，且参照图1所示的结构描述如下。方法40在方框42处开始，将油基22传输到油箱20。在方框42之后，方法前进到方框44，在该处其包括确定被传输的油基22的油体积V，如针对图1如上所述的。在方框44之后，方法前进到方框46。在方框46，方法包括确定因数k_PS的合适值，所述因数表示发动机10内是否存在油喷射器，且也可代表由喷射器15从油基22提供至活塞16或缸膛13壁的一定体积油。可通过设计来设置这种一定体积的油，以有效地冷却活塞16。可由此在发动机10的测试中按经验确定暴露在极端燃烧温度下的这种油体积对允许的发动机转数R(Rev)的影响，并由此建立因数k_PS的合适值。

在方框46之后，方法前进到方框48。在方框48，该方法包括判断剩余油寿命何时达到预定水平，且需要更换油。预定的剩余油寿命水平可以根据发动机转数R(Rev)建立，其中，R(Rev)是基于发动机10中是否存在活塞喷射器、因而被确定的因数k_PS，和通过使用关系33得到的油基22的经确定体积的。在方框48之后，方法前进到方框50，在该处其包括执行控制动作，如启动油寿命指示器34，以向发动机10或发动机所在车辆的操作者发出信号，指示剩余油寿命何时达到预定水平。还可以提供剩余使用油寿命百分比的连续读数，作为针对基于因数K_PS的喷射在活塞16上或缸膛13壁上的油体积所调整的发动机转数R(Rev)的反应。

尽管对实施本发明的最佳模式进行了详尽描述，本发明涉及的领域的技术人员将能辨别出在所附的权利要求书的范围内的，用来实施本发明的众多可替换设计和实施例。

Claims (10)

1.一种用于在使用油基的内燃发动机中更换油之前确定剩余油寿命的方法，该方法包括：

将油基传输到发动机；

确定经传输的油基的体积；

确定发动机中是否存在油喷射器；

基于油基的经确定的体积和发动机中是否存在油喷射器来确定剩余油寿命；和

在剩余油寿命达到预定水平时启动油更换指示器。

2.如权利要求1所述的方法，还包括在油更换之后重置油更换指示器，以示出100％的剩余油寿命，其中，对经传输的油基体积的所述确定、对剩余油寿命的所述确定和对油更换指示器的所述启动和所述重置中的至少一个经由操作性地连接到发动机的控制器来完成。

3.如权利要求1所述的方法，其中，发动机包括设置为接收经传输的油基的油箱，且对经传输的油基体积的所述确定包括确定油箱中经传输的油基的液位。

4.如权利要求1所述的方法，其中，对剩余油寿命的所述确定包括确定发动机的每次燃烧事件的转数，且进一步包括使用经确定的油体积来确定所允许的燃烧事件数。

5.如权利要求1所述的方法，其中，存在油喷射器，且剩余油寿命的所述确定包括通过代表所述经传输的油基中由所述喷射器提供的油体积的因数对剩余油寿命进行调整。

6.一种系统，用于确定在使用油基的内燃发动机中更换油之前所允许的剩余油寿命，该系统包括：

油箱，设置在发动机中，以接收油基；

传感器，设置在发动机上并配置为提供表示油箱中油基体积的信号；

控制器，操作性地连接到传感器，且被编程为基于经确定的油基的体积和发动机中是否存在油喷射器来确定允许的剩余油寿命。

7.如权利要求6所述的系统，还包括油更换指示器，其中，控制器被配置为在剩余油寿命达到预定水平时启动油更换指示器，其中，油更换指示器在更换油之后被重置，以示出100％的剩余油寿命。

8.如权利要求7所述的系统，其中，控制器被编程为具有用于每次发动机燃烧事件的转数，且控制器额外地基于用于每次发动机燃烧事件的转数来确定剩余油寿命。

9.如权利要求7所述的系统，其中，代表油基体积的信号代表油箱中的油基的液位，且控制器基于该液位水平确定所述体积。

10.如权利要求7所述的系统，其中，存在油喷射器，且剩余油寿命的所述确定包括通过代表所述经传输的油基中由所述喷射器提供的油体积的因数对剩余油寿命进行调整。

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