CN102889116A

CN102889116A - 油喷射器

Info

Publication number: CN102889116A
Application number: CN2012102520942A
Authority: CN
Inventors: G.J.黑兹尔顿
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: US8707927B2; US20130019834A1; DE102012212597A1; DE102012212597B4; CN102889116B

Abstract

一种油喷射器，包括与油压源流体连通的壳体、与壳体流体连通的第一喷嘴、和与壳体流体连通的第二喷嘴。油喷射器还包括一机构，所示机构布置在壳体内并配置为当油压低于临界值时打开第一喷嘴和关闭第二喷嘴。机构还配置为当油压等于或高于临界值时打开第二喷嘴和关闭第一喷嘴。还公开了一种发动机，具有由汽缸孔限定的汽缸、配置为在汽缸孔内往复运动的活塞、和油喷射器，连同一起公开了一种具有这样的发动机的车辆。在发动机中，第一喷嘴将油喷淋到汽缸孔上，第二喷嘴将油喷淋在活塞的下侧。

Description

油喷射器

技术领域

本发明涉及油喷射器。

背景技术

内燃（IC）发动机，诸如机动车辆中使用的那些，常常产生作为产生动力的副产品的热能。通常，这样的发动机还被冷却，以便将它们的运行温度保持在特定范围内，并确保发动机的推进主体机动车辆的有效和可靠的性能。

在大多数机动车辆中，IC发动机被循环流体冷却，诸如特别配制的与水混合的化学合成物。另外，这样的发动机被油润滑和冷却，所述油通常来源于石油基和非石油合成化学合成物。

在极端运行条件下，IC发动机在它们的燃烧腔室内产生增加量的热能。这样的热能常常影响整个发动机结构，但被发动机的活塞初始地吸收。为了允许活塞可靠地承受增加的热应力，IC发动机常常配备有油喷射器，以冷却活塞。

发明内容

一种油喷射器，包括与油压源流体连通的壳体、与壳体流体连通的第一喷嘴、和与壳体流体连通的第二喷嘴。油喷射器还包括一机构，所述机构布置在壳体内并配置为当油压低于临界值时打开第一喷嘴和关闭第二喷嘴。机构还配置为当油压等于或高于临界值时打开第二喷嘴和关闭第一喷嘴。

机构可以包括活塞，该活塞配置为当油压低于临界值时保持在第一位置，并且当油压等于或高于临界值时被油压移位到第二位置。活塞可以限定出流体通道，所述流体通道配置为，当活塞位于第一位置时将增压油供应给第一喷嘴，并当活塞位于第二位置时被切断。

机构可以还包括弹簧，该弹簧配置为当油压低于临界值时将活塞预装载在第一位置，以及当油压等于或高于临界值时允许活塞被移位到第二位置。

该机构可以还包括止挡件，该止挡件配置为当活塞移位到第二位置时基本上阻挡通道。止挡件可以与壳体整体地形成。

流体通道可以包括第一端部和第二端部，使得第一端部暴露给第一喷嘴，第二端部暴露给油压源。

流体通道可以提供与第一喷嘴流体连通的第一油路径，壳体可以提供与第二喷嘴流体连通的第二油路径。

公开了一种发动机，具有由汽缸孔限定的汽缸、配置为在汽缸孔内往复运动的活塞、和油喷射器。在发动机中，油喷射器的第一喷嘴将油喷淋到汽缸孔上，第二喷嘴将油喷淋在活塞的下侧。还公开了一种具有这样的发动机的车辆。

本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。

附图说明

图1是机动车辆的示意图，所述机动车辆包括内燃发动机，该内燃发动机采用用于供应油喷射器的油泵；

图2是图1中所示的油喷射器的示意性横截面图，所描绘的油喷射器在第一模式下运行；和

图3是图1中所示的油喷射器的示意性横截面图，所描绘的油喷射器在第二模式下运行。

具体实施方式

参考附图，其中相同的附图标记在若干幅视图中表示相同的部件。图1示出机动车辆10的示意图。车辆10并入动力传动系，所述动力传动系包括内燃（IC）发动机12，诸如火花或压缩点火型，适于驱动车轮14和/或车轮16以推进车辆。发动机12通过变速器18并经由驱动或传动轴（propellershaft）20将它的扭矩施加到被驱动车轮14和/或16。

发动机12包括汽缸体22和油盘或油池23。油池23附连到汽缸体22，用于保持油体。汽缸体22容置曲轴24和汽缸26。每一个汽缸26由汽缸孔27限定，并设置有进气阀28和排气阀30，所述进气阀28和排气阀30可以由相应的进气凸轮轴32和排气凸轮轴34促动，如图1中所示。进气阀28配置为控制进入到相应汽缸26中的空气或空气与燃料的供应，而排气阀30配置为控制从相应汽缸将燃烧后排气去除。每一个汽缸26还包括活塞36和连接杆38。活塞36配置为在它们的相应汽缸孔27内部的燃烧力下往复运动，且因此经由连接杆38使曲轴24旋转。

曲轴24、凸轮轴32、34、连接杆38和发动机12的各种其它旋转或频繁运动的部件通过专门配置的轴承（未示出）支撑。通常，这样的轴承依赖于建立在轴承的表面和受支撑部件之间的油膜，来建立可靠的低摩擦界面。通常，用在内燃发动机中的油是专门配方的流体，其来源于石油基和非石油基化学合成物。这样的油主要通过使用基础油混合而成，所述基础油由用于具体发动机应用的碳氢化合物和其它化学添加剂构成。

发动机12还包括油泵40，所述油泵40配置为从油池23抽取油，并随后使油加压并将油供应到主油道42。继而，油道42将增压油分配到连接杆38、凸轮轴32、34、曲轴24的发动机轴承，并分配到依赖于油来润滑、促动和/或冷却的其他部件。由于发动机12在较高发动机速度和燃烧压力下需要较大的油压和油体积，泵40配置为产生随着发动机12速度增高而逐渐增加的油压的量。泵40可以被发动机12机械地驱动，诸如被凸轮轴32、34或曲轴24中的一个驱动，或以电的方式操作。

如图2-3中所示，发动机12还包括油喷射器44。油喷射器44布置在汽缸体22上，一个油喷射器定位在每一个相应汽缸26处、在相应活塞36下方，用于选择性地将油的喷流供应到活塞的下侧以及供应到相应汽缸孔27中。油喷射器44因此用于选择性地减少活塞36承受的由于发动机10的运转期间的燃烧产生的热应力，并通过在汽缸孔上产生油膜而润滑汽缸孔27。尽管单个油喷射器44在每一个汽缸26位置被示出，但在其他可行实施例中，任何数量的油喷射器44可以用在每一个汽缸处。泵40产生的油压足以为每一个油喷射器44建立油的喷流，所示油的喷流瞄准汽缸孔27和相应活塞36的下侧。

每一个油喷射器44包括壳体46。壳体46经由至油道42的开口41与泵40流体连通。每一个油喷射器44还包括第一喷嘴48，该第一喷嘴48与壳体46流体连通，并配置为将油喷淋到相应汽缸孔27上。每一个油喷射器44还包括第二喷嘴50，该第二喷嘴与壳体46流体连通，并配置为将油喷淋在相应活塞36的下侧处。此外，每一个油喷射器44包括机构52。机构52布置在壳体46内，并配置为当油道42内的油压低于临界值时打开第一喷嘴48和关闭第二喷嘴50。机构52还配置为当油道42内的油压等于或高于临界值时打开第二喷嘴50和关闭第一喷嘴48。油压的临界值可以被设定，例如设定在20Psi(138KPa)。

油压的临界值在发动机12的开发和测试期间被经验地建立。因此，临界值可以基于发动机的速度而设定，低于临界值时，可期望减少由于孔27和活塞36之间的间隙而产生的可闻噪音，以及增强其之间的润滑。在低至中等发动机速度时，诸如低于3,000RPM，由于发动机12产生的总的噪音与在较高发动机速度和负载下相比更低，因此由于活塞36和汽缸孔27之间的间隙产生的噪音会令人不快。因此，处于低至中等发动机速度时，第一喷嘴48用于将油喷淋到相应汽缸孔27上，以便填充活塞36和汽缸孔之间的间隙。

在较高发动机速度下，诸如等于或高于3000RPM时，由于汽缸孔27和活塞36之间的间隙产生的噪音会被总的发动机噪音的增加而盖过。此外，在较高发动机速度下被活塞36吸收的增加的热能会对发动机的可靠性有害。因此，在这样的较高发动机速度下，活塞36的冷却的重要性要高于发动机噪音问题。因此，在较高发动机速度下，第一喷嘴48用于冷却相应活塞36的下侧。

图2描绘了在第一模式下运行的油喷射器44，其中第一喷嘴48将油喷淋到相应汽缸孔27上，图3描绘了在第二模式下运行的油喷射器44，其中第二喷嘴50将油喷淋到相应活塞36的下侧。如图2和3所示，机构52包括活塞54，该活塞54配置为当油压低于临界值时保持在第一位置（图2中所示），并且当油压等于或高于临界值时被油压移位到第二位置。活塞54限定流体通道56。

流体通道56包括第一端部58和第二端部60。经由油道42第二端部60暴露给泵40且第一端部58暴露至第一喷嘴48。流体通道56由此配置为，当油压低于临界值时，提供第一油路径62，该第一油路径62与第一喷嘴48流体连通。因此，第一通道56配置为，当活塞54位于第一位置时将增压油供应给第一喷嘴48，并当活塞位于第二位置时切断供应。当油压等于或大于临界值时，壳体46为它的零件提供第二油路径64，该第二油路径64与第二喷嘴50流体连通。如图2和3中所示，当活塞54移位到第二位置并因此露出开口41时穿过壳体46的内部产生第二油路径64。因此，第二油路径64配置为，当活塞54驻于第二位置时，将增压油供应给第二喷嘴50。

机构52还包括弹簧66。弹簧66配置为，当油道42中的油压低于临界值时，将活塞54预加载到第一位置，并基本上关闭开口41。弹簧66还配置为当油道42内的油压等于或高于临界值时允许活塞54被移位到第二位置。为了获得活塞54的这种响应，弹簧66的弹簧常量“K”根据活塞54暴露至油道42中的油压的面积而被选择。因此，弹簧66的弹簧常量“K”与活塞54的面积一起确保了开口41保持为被活塞54封闭直到达到油压的临界值，且当油压达到临界值时开口被打开。机构52还包括止挡件68。止挡件68配置为，当活塞54移位到第二位置时，基本上阻挡流体通道56并允许增压油从油道42被引导至第二油路径64。如图2和3所示，止挡件68可以与壳体46整体地形成。

总而言之，如所公开的，油喷射器44是双模式机构。在它的第一运行模式下，油喷射器44提供可填充相应汽缸孔27和活塞36之间的间隙以在较低发动机速度下减少发动机噪音并增加活塞和汽缸孔的润滑的能力。此外，在它的第二运行模式下，油喷射器44提供在较高发动机速度下还冷却相应活塞36的下侧以提高发动机12的可靠性的能力。

尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。

Claims

1.一种油喷射器，包括：

壳体，与油压源流体连通；

第一喷嘴，与壳体流体连通；

第二喷嘴，与壳体流体连通；和

一机构，布置在壳体内，并配置为当油压低于临界值时打开第一喷嘴和关闭第二喷嘴，以及当油压等于或高于临界值时打开第二喷嘴和关闭第一喷嘴。

2.如权利要求1所述的油喷射器，其中，所述机构包括活塞，该活塞配置为当油压低于临界值时保持在第一位置，并且当油压等于或高于临界值时借助油压移位到第二位置，该活塞限定出流体通道，所述流体通道配置为，当活塞位于第一位置时将油供应给第一喷嘴，并当活塞位于第二位置时切断油的供应。

3.如权利要求2所述的油喷射器，其中，所述机构还包括弹簧，该弹簧配置为当油压低于临界值时将活塞预装载在第一位置，以及当油压等于或高于临界值时允许活塞被移位到第二位置。

4.如权利要求3所述的油喷射器，其中，所述机构还包括止挡件，该止挡件配置为当活塞移位到第二位置时基本上阻挡所述通道。

5.如权利要求4所述的油喷射器，其中，止挡件与壳体整体地形成。

6.如权利要求5所述的油喷射器，其中，所述流体通道包括第一端部和第二端部，且其中第一端部暴露至第一喷嘴，第二端部暴露至油压源。

7.如权利要求6所述的油喷射器，其中，所述流体通道提供与第一喷嘴流体连通的第一油路径，壳体提供与第二喷嘴流体连通的第二油路径。

8.如权利要求1所述的油喷射器，其中，油喷射器布置在内燃发动机中，所述内燃发动机具有由汽缸孔限定的汽缸和配置为在汽缸孔内往复运动的活塞，且其中，第一喷嘴配置为将油喷淋到汽缸孔上，第二喷嘴配置为将油喷淋在活塞的下侧。

9.一种内燃发动机，包括：

汽缸，由汽缸孔限定；

活塞，配置为在汽缸孔内往复运动；

油泵，配置为产生油压；和

油喷射器，具有：

壳体，与油泵流体连通；

第一喷嘴，与壳体流体连通并配置为将油喷淋到汽缸孔上；

第二喷嘴，与壳体流体连通并配置为将油喷淋到活塞的下侧；和

10.如权利要求9所述的发动机，其中，所述机构包括：

活塞，配置为当油压低于临界值时保持在第一位置，并且当油压等于或高于临界值时被油压移位到第二位置，该活塞限定出流体通道，所述流体通道配置为，当活塞位于第一位置时将油供应给第一喷嘴，并当活塞位于第二位置时切断供油；

弹簧，配置为当油压低于临界值时将活塞预装载在第一位置，以及当油压等于或高于临界值时允许活塞被移位到第二位置；和

止挡件，配置为当活塞移位到第二位置时基本上阻挡所述通道。