CN104100348B - 用于内燃机的紧凑型冷却设备和用于制造这种设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于内燃机的紧凑型冷却设备和用于制造这种设备的方法。其中，所述冷却设备包括两个叠加的分组件（E1，E2），其中，第一分组件（E1）包括：连接到馈送孔的馈送机体（6）和连接到馈送机体（6）的管子（2），管子（2）的自由端（2.2）形成第一排泄端，其中，管子（2）相对于馈送机体（6）侧向延伸并且被成形以具有期望的定向，其中，第二分组件（E2）包括：连接到所述馈送孔的馈送机体（10）和连接到馈送机体（10）的管子（4），管子（4）的自由端（4.2）形成第二排泄端，其中，管子（4）相对于馈送机体（10）侧向延伸并且被成形以具有期望的定向，其中，馈送机体（6，10）以密封方式彼此固接。

Description

用于内燃机的紧凑型冷却设备和用于制造这种设备的方法

技术领域

本发明涉及用于内燃机的紧凑型冷却设备，并且涉及用于制造这种冷却设备的方法。

背景技术

用于冷却内燃机活塞的喷嘴使冷却流体例如油能够投射到活塞的合适区域上。

活塞冷却喷嘴通常由附接到发动机组的分离部件形成并且链接到冷却流体入口孔。准确地确定喷嘴的位置，以朝向活塞底部的准确区域或者朝向活塞油通道的入口产生冷却流体喷射。在休闲车辆型和私人车辆型的机动车辆中，内燃机配备有简单的喷嘴，每个喷嘴直接将流体喷射到活塞上。

然而，为了增加冷却效率，期望对于相同或者不同的目标区域而具有多个冷却流体喷射。

在重型货车或者现场设备(site plant)领域中，发动机经受特别高的压力并且需要更强大的冷却系统。图1表示的这种冷却系统可以包括用于每个活塞的两个喷嘴；这些喷嘴中的每一个喷嘴由连接到馈送机体106的管子102，104形成，其中，两个管子102，104一个紧接着另一个大致被定位在相同平面中，并且自由端指向用于冷却的区域。具有包括两个管子102,104的两个喷射的这些喷嘴相当庞大，并且虽然这些喷嘴可以用在重货货物或者现场设备型的车辆中，但是这些喷嘴不能用在其中给管子接入活塞裙的侧向空间是很小的“休闲”型的机动车辆中或者私人轿车中。

为了让冷却系统能够给每个活塞提供两个喷射，已经开发了更多紧凑型双向喷嘴，其中，喷嘴包括单个管子和两个出口以提供指向不同方向的两个喷射。

文献EP 1 394 376描述了这种喷嘴。该喷嘴确实是紧凑型的并且适合于休闲机动车辆和私人机动车辆；然而，与具有两个分离管子的冷却系统相比，该喷嘴具有较小的流速，并且与具有两个分离管子的冷却系统的喷射准确性相比，该喷嘴的喷射准确性可能不是令人满意的。

文献JP H07 317519描述了用于润滑并且冷却内燃机的包括主机体的设备，在该主机体上装配具有两个管道的组件，其中，这些管道与主机体流体连通。制造两个管子，使得两个管子彼此牢固地耦接，并且不能分离地成形。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种冷却设备，该冷却设备允许改进的冷却同时是更紧凑型的并且具有满意目标准确性的喷射，并且本发明提供了这种冷却设备的简化制造方法。

由包括两个叠加的分离管子的冷却设备达到上述目的；通过这种方法使该冷却设备更紧凑。每个管子还与馈送机体一起形成分组件，该分组件与另一个分组件分别制造，在两个分组件彼此附接之前，定向这些管子。这些管子此刻被直接正确地定向，而不需要定向步骤(例如在装配之后通过弯曲这些管子)。通过这种方法，避免弯曲管子的额外步骤，而该额外步骤将需要在靠近的管子之间安装设备，这将造成可行性的问题。

因此，根据本发明的冷却设备是相对易于生产并且紧凑的，就冷却喷射而言具有满意的准确性，并且冷却流速堪比具有两个分离管子的现有技术的设备。

可以设想为将具有至少两个冷却管子的该冷却设备与一个或两个活塞一起使用。

冷却设备可以包括多于两个分离的管子，其中，随后以很简单的方式例如通过叠加包括管子和馈送机体的另一个分组件来增加冷却管子。

然后，本发明的主题为用于机动车辆发动机的冷却设备，该冷却设备包括：连接到冷却流体馈送系统的端部和向为了冷却的一个或多个区域排泄冷却流体的至少一个第一端和一个第二端，其中，所述冷却设备包括：叠加的至少一个第一分组件和一个第二分组件；其中，第一分组件包括：连接到馈送孔的第一馈送机体和连接到第一馈送机体的第一管子，该第一管子的自由端形成第一排泄端，其中，第一管子相对于第一馈送机体侧向延伸并且被成形以具有期望的定向，其中，第二分组件包括：连接到馈送孔的第二馈送机体和连接到第二馈送机体的第二管子，该第二管子的自由端形成第二排泄端，其中，第二管子相对于第二馈送机体侧向延伸并且被成形以具有期望的定向，并且其中第一馈送机体和第二馈送机体以密封方式彼此固接。

例如，通过铜焊来固接第一分组件和第二分组件。可替选地，借由带阀螺栓组件固接第一分组件和第二分组件。

第一馈送机体可以包括冷却设备的馈送孔，并且第二分组件可以旨在供给通过第一馈送机体的冷却流体。

在一个示例性实施例中，每个第一分组件和第二分组件包括两个管子。

根据额外的特征，该设备可以包括用于控制冷却流体的流速的装置。

冷却设备优选包括：附接到发动机组的装置。在一个示例性实施例中，附接到发动机组的装置由附接到第一馈送机体的固定板形成，该固定板可以附接到发动机组。在另一个示例性实施例中，带阀螺栓组件还形成附接到发动机组的装置。

该设备可以有利地包括相对于发动机组的定向装置。例如由第一馈送机体直接地支撑定向装置或者由固接到第一馈送机体的板来支撑定向装置。定向装置可以由用于穿入在发动机组中形成的孔中的销形成。

本发明的另一个主题为内燃机，该内燃机包括：发动机组、和被安装为使得能够在所述发动机组滑动的活塞、以及根据本发明的至少一个冷却设备，其中，所述冷却设备的至少一个管子指向活塞。

本发明的另一个主题为一种根据本发明的冷却设备的制造方法，包括以下步骤：

a)构建第一分组件，该第一分组件包括：配备有旨在连接到冷却流体馈送系统的馈送孔的第一馈送机体、和至少一个第一管子，其中所述第一管子连接到第一馈送机体，

b)构建第二分组件，该第二分组件包括：包括旨在连接到冷却流体馈送系统的馈送孔的第二馈送机体、和连接到第二馈送机体的至少一个第二管子，

c)成形第一管子，以给该第一管子一个给定的定向，

d)成形第二管子，以给该第二管子一个给定的定向，

e)装配并且固接两个分组件。

在优选方式中，在装配两个分组件之前，成形第一管子和第二管子，以给该第一管子和该第二管子一个给定的定向。

例如通过弯曲来完成第一管子和第二管子的成形。

可以通过在馈送机体之间进行铜焊来完成第一分组件和第二分组件的固接的步骤。

作为一个变型，借由带阀螺栓组件来完成第一分组件和第二分组件的固接的步骤。

制造方法可以包括：在步骤e)之后用于成形第一管子和第二管子中的至少一个管子的自由端的额外步骤。

附图说明

将使用下面的描述和所附插图来更好理解本发明，其中：

-图1是现有技术的具有两个分离的管子的喷嘴的立体图，

-图2是根据本发明的示例性实施例的具有两个分离的管子的冷却设备的立体图，

-图3是图2的冷却设备的分解图，

-图4是根据本发明的冷却设备的另一个示例性实施例的立体图，

-图5是能够提供四个冷却喷射的根据本发明的冷却设备的示例性实施例的立体图，

-图6是图2的设备的变型实施例的立体图，其中，附接到发动机组的装置包括定向装置，

-图7是图2的设备的变型实施例的立体图，

-图8是图5的设备的变型实施例的立体图，

-图9是图2的设备的变型实施例的立体图，其中，弯曲管子中的至少一个管子的一端，并且所述弯曲附接在至少一个馈送机体中，并且

-图10是图2的冷却设备安装在发动机组中的局部立体图。

具体实施方式

在图2中，可以见到根据本发明的具有包括第一管子2和第二管子4(所述管子被叠加)的两个分离管子的冷却设备的示例性实施例。

冷却设备包括彼此固接的第一分组件E1和第二分组件E2。

第一分组件E1包括第一管子2和馈送机体6。第一管子2包括第一端2.1和第二自由端2.2，其中，第一管子2通过第一端2.1附接到馈送机体6，第二自由端2.2用于冷却流体喷射的出口并且用于其在活塞方向上的定向。

馈送机体6是中空的，并且包括第一纵向端6.1、第二纵向端6.2和侧向孔8，其中，第一纵向端6.1用于连接到内燃机的冷却流体馈送电路，第二纵向端6.2被配置为给第二分组件E2馈送冷却流体，并且侧向孔8用于连接到第一管子2的第一端2.1。因此，机体6使冷却流体从第一纵向端6.1经由侧向孔8流到第一管子2的一端2.2并且流向第二纵向端6.2。

第二分组件包括：第二管子4和第二馈送机体10。

第二馈送机体10包括：与第一馈送机体6的第二纵向端6.1连接的纵向端10.1。第二馈送机体10还包括侧向孔11，第二管子4由第一端4.1连接到该侧向孔11。第二管子4还包括第二端4.2，冷却流体喷射通过该第二端4.2被排泄并且指向活塞。

馈送机体10与馈送机体6分离并且固接到馈送机体6。在所表示的示例中，馈送机体10包括连接套筒，该连接套筒从配合到第一馈送机体6的第二纵向端6.2中的第二馈送主体的第一纵向端10.1突出。在所表示的示例中，第一馈送机体6具有轴线为X1的圆柱形，并且第二馈送机体10具有轴线为X2的圆柱形。馈送机体6,10彼此叠加，并且纵向轴线X1，X2为共轴的。

在图2和图3的示例中，馈送机体被叠加并且通过铜焊来固接馈送机体。

在图3中，可以见到其中馈送机体6和10是分离的图2的设备的分解图。

例如，管子2和4例如通过铜焊而分别附接到馈送机体6，10。

现在将描述根据本发明的冷却设备的制造方法。

在第一步骤中，分别制造每个分组件E1，E2，第一管子由该第一管子的纵向端2.1例如通过铜焊来固接到第一馈送机体6，并且第二管子4由第二管子的纵向端4.1例如通过铜焊来固接到第二馈送机体10。在该步骤结束时，这些管子是大致上直的。

在随后的步骤中，使这些管子变形，以相对于这些管子的馈送机体来给出这些管子的期望定向。在所表示的示例中，例如通过弯曲来变形位于管子的自由端处的仅一部分管子长度，以使其定位在给定方向上，其中，该给定方向为喷射方向。在该示例中，并非使管子的整个长度变形。

作为一个变型，可以设想为：使管子从连接到馈送机体的管子端部开始变形，如图9所表示的，这将在下面被描述。

在装配并且固接两个分组件E1，E2之前，使管子2和4变形。由于可以在没有存在另一个管子的阻碍的情况下自由地定位设备，因此简化了管子的定向的步骤。

在随后的步骤中，当第一管子2和第二管子4具有期望定向时，以密封方式彼此固接两个馈送机体6,10。例如，通过铜焊来固接两个机体。

作为一个变型，可以设想为：通过插入配合和铜焊来装配，例如，将第二馈送机体10配合到第一馈送机体6中，并且然后紧随其后的是铜焊。作为一个变型，仅插入配合可以是足够的。确实，针对最小15巴的馈送压力，可以通过插入配合完成装配，从而维持密封。

可以在两个分组件E1，E2之间优选包括定向装置，例如定向键形式或者定向销。

在固接两个分组件之后，可以存在使管子的自由端弯曲以调整管子的定向的额外步骤。然而，将理解的是，在装配两个分组件之前，完成了用于确定管子定向的管子的大部分变形。

在图4中，可以见到根据本发明的冷却设备的另一个示例性实施例。在该示例性实施例中，第二馈送机体10被配合到第一馈送机体6中。该插入配合借由带阀螺栓组件12通过第二馈送机体10的第二纵向元件10.2旋拧到第一馈送机体6中来密封。在所表示的示例中，带阀螺栓组件12的端部12.2从馈送机体6突出，并且通过该带阀螺栓组件将油馈送到其中。

如可以在图2、图3和图4中所见到的，冷却设备可以配备有附接到发送机组16的装置。在图2、图3和图4中，在所表示的示例中，附接装置由配备有装配孔18的固定板14形成，其中冷却设备且更具体而言第一馈送机体6被安装到装配孔18。固定板14还配备有一个或多个孔20，通过孔20可以将固定板14通过旋拧而装配到发动机16的外壳上(图10)。

在图6中，板114配备有凸出销22，该凸出销与发动机组中的凹座相配合，以相对发动机组来定向冷却设备。冷却设备借由带阀螺栓组件12附接到发动机组。作为一个变型，可以设想为该板除了定向销之外，还包括用于附接到发动机组的一个或多个孔，其中，带阀螺栓组件此刻不用于将冷却设备附接到发动机组。

在图7中，可以见到图4的设备的变型实施例，其中，馈送机体106,110的形状为平行六面体，并且两个馈送机体106,110通过表面支承而至少部分地接触。在图7中，馈送机体106直接包括用于与发动机组协作的定向销22。借由带阀螺栓组件12装配两个机体。在该示例实施例中，带阀螺栓组件12将冷却设备附接到发动机组。可以使用其它装配方法，例如铜焊。作为一个变型，附接装置例如固定板14可以用于将冷却装置附接到发动机组。

有利地可以在两个馈送机体106,110之间包括定向装置，例如关于图2和图3所描述的那些定向装置。

将理解的是，可以使用将冷却设备附接到发动机组的其它装置。

在图5中，可以见到能够生产四种不同方向上的四种冷却流体喷射的冷却设备的示例性实施例。

以用于图2到图4的设备的示例性实施例的上述一个示例性实施例的类似方式生产该设备。在每个分组件的制造期间，馈送机体6，10的每个包括用于排泄冷却流体的两个侧向孔，管子2，2’，4，4’附接到该两个侧向孔。在所表示的示例中，每个分组件包括两个正好相反的管子2，2’，4，4’，并且管子对2，2’，4，4’被叠加。然而，可以设想为：每个分组件的管子2，2’，4，4’不正好相反，并且形成彼此之间小于180°的角度。

在图8中，可以见到图5的冷却设备的变型，其中，两个馈送机体106,110的形状为平行六面体。有利地在两个馈送机体之间包括定向装置，并且还有利地在冷却设备和发动机组之间包括例如以从馈送单元110突出的用于与发动机组协作的销的形式的定向装置。

在图9中，可以见到其中通过额外地弯曲在第二馈送机体10中安装的管子4的端部来定向管子中的一个管子4的变型实施例。这种弯曲可以发生在馈送机体6上安装的管子上。这种弯曲还发生在图7或图8的设备的一个或多个管子上。

还可以设想为：不具有包含在大致相同垂直面中的两个分组件的管子，而具有包含在两个分离面中的两个分组件的管子。

在图10中，可以见到在发动机组16上安装的图2的冷却设备，以产生指向内燃机的活塞22的底部的两个喷射。借由固定板14将冷却设备附接到发动机组16。此时将理解该冷却设备的紧凑性，这使得冷却设备特别适用于休闲机动车辆或私人轿车的发动机组以及具有能够使小尺寸活塞裙得到接入的侧向空间的任何车辆的发动机组。

冷却设备还可以包括用于抑制冷却流体流动直到冷却流体的压力超过预先确定的阈值为止的装置。这些装置例如由球阀或活塞阀形成。这些装置例如安装在第一馈送机体中，并且通过该装置同时控制两个管子2,4的馈送。

使用本发明的冷却设备可以插入到机动车辆发动机的很小空间中，同时保证与旋转元件的接近。在非常紧凑型冷却设备中，这些冷却设备确实可以尽可能靠近期望冷却的旋转元件定位。此外，由于该冷却设备的制造方法，就每个喷射的目标角度而言，可以获得较大的灵活性，并且还可以使这些喷射很准确。

冷却系统的管子可以为聚合的、散开的或者交叉的。这些管子可以用于冷却一个活塞或者若干活塞。还可以设想为：冷却设备具有多于两个管子例如三个，其中，所有这些管子都指向相同的活塞。

冷却设备还可以包括多于两个分组件，例如三个或者更多。如果存在三个分组件，则第二馈送机体此时大致具有第一馈送机体的形状，并且第三馈送机体取决于装配分组件的方法而具有图2的设备或者图4的设备的第二馈送机体的形状。然后可以例如通过在第一分组件和第二分组件之间进行铜焊并且通过在第二分组件和第三分组件之间使用带阀螺栓组件或者可替选地仅通过在所有这些分组件之间进行焊接或者仅通过一个带阀螺栓组件来完成装配。

Claims (19)

1.一种用于对机动车辆的内燃机的活塞进行冷却的冷却设备，包括：形成馈送孔的连接到冷却流体馈送系统的连接端和用于朝向为了冷却的一个或多个区域排泄冷却流体的至少一个第一端和一个第二端，所述冷却设备包括：彼此叠加的至少一个第一分组件和一个第二分组件(E1，E2)，所述第一分组件包括：连接到所述馈送孔的具有纵轴线(X1)的第一馈送机体(6)和连接到所述第一馈送机体(6)的第一管子(2)，所述第一管子(2)的一个自由端(2.2)形成第一排泄端，所述第一管子(2)相对于所述第一馈送机体(6)侧向延伸并且被成形以具有期望的定向，所述第二分组件(E2)包括：连接到所述馈送孔的具有纵轴线(X2)的第二馈送机体(10)和连接到所述第二馈送机体(10)的第二管子(4)，所述第二管子(4)的一个自由端(4.2)形成第二排泄端，所述第二管子(4)相对于所述第二馈送机体(10)侧向延伸并且被成形以具有期望的定向，所述第一馈送机体(6)和所述第二馈送机体(10)以密封方式彼此固接，并且其中，所述第一馈送机体(6)和所述第二馈送机体(10)的纵轴线(X1，X2)为共轴的。

2.根据权利要求1所述的冷却设备，其中，通过铜焊固接所述第一分组件和所述第二分组件(E1，E2)。

3.根据权利要求1所述的冷却设备，其中，借由带阀螺栓组件固接所述第一分组件(E1)和所述第二分组件(E2)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却设备，其中，所述第一馈送机体(6)包括所述冷却设备的所述馈送孔，并且所述第二分组件(E2)旨在馈送通过所述第一馈送机体(6)的冷却流体。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却设备，其中，每个第一分组件(E1)和第二分组件(E2)具有两个管子(2，2’，4，4’)。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却设备，包括用于控制所述冷却流体的流速的装置。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却设备，包括附接到发动机组的装置。

8.根据权利要求7所述的冷却设备，其中，附接到发动机组的装置由附接到第一馈送机体(6)的固定板(14)形成，所述固定板(14)能够附接到所述发动机组。

9.根据权利要求3所述的冷却设备，其中，附接到发动机组的装置由附接到第一馈送机体(6)的固定板(14)形成，所述固定板(14)能够附接到所述发动机组，并且其中，所述带阀螺栓组件形成附接到所述发动机组的装置。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的冷却设备，包括相对于发动机组的定向装置。

11.根据权利要求10所述的冷却设备，其中，由所述第一馈送机体直接支撑所述定向装置或者由固接到所述第一馈送机体的板支撑所述定向装置。

12.根据权利要求10所述的冷却设备，其中，所述定向装置由旨在穿入到在所述发动机组中形成的孔中的销形成。

13.一种内燃机，所述内燃机包括：发动机组、和被安装为使得能够在所述发动机组中滑动的活塞、以及至少一个根据权利要求1至12所述的冷却设备，所述冷却设备的所述管子中的至少一个管子指向活塞。

14.一种用于制造根据权利要求1至12中任一项所述的冷却设备的制造方法，包括以下步骤：

a)构建第一分组件(E1)，所述第一分组件(E1)包括：配备有旨在连接到冷却流体馈送系统的馈送孔的第一馈送机体(6)、以及至少一个第一管子(2)，所述第一管子(2)连接到所述第一馈送机体(6)，

b)构建第二分组件(E2)，所述第二分组件(E2)包括：包括旨在连接到冷却流体馈送系统的馈送孔(10.1)的第二馈送机体(10)、以及连接到所述第二馈送机体(10)的至少一个第二管子(4)，

c)成形所述第一管子(2)，以给所述第一管子(2)一个给定定向，

d)成形所述第二管子(4)，以给所述第二管子(4)一个给定定向，

e)装配并且固接所述两个分组件(E1，E2)。

15.根据权利要求14所述的制造方法，其中，在装配所述两个分组件(E1，E2)之前，成形所述第一管子(2)和所述第二管子(4)，以给所述第一管子(2)和所述第二管子(4)一个给定定向。

16.根据权利要求15所述的制造方法，其中，通过弯曲来成形所述第一管子(2)和所述第二管子(4)。

17.根据权利要求14、15或16所述的制造方法，其中，通过在所述馈送机体之间进行铜焊来固接所述第一分组件和所述第二分组件(E1，E2)。

18.根据权利要求14、15或16所述的制造方法，其中，借由带阀螺栓组件来固接所述第一分组件和所述第二分组件(E1，E2)。

19.根据权利要求14至16中任一项所述的制造方法，包括在步骤e)之后的额外步骤f)：成形所述第一管子和所述第二管子中的一个管子或者两个管子的自由端。