CN105874176B - 延长工作流体的性能和有效寿命的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种利用计量电路提高工作液的有效寿命和性能的系统和方法，包括开口、控制阀或构造来从源接收工作流体的其他形式的开口。计量电路包括储液器，该储液器构造来从开口接收工作流体，其中储液器调节工作流体的温度。计量电路包括传输线，传输线构造来从储液器接收工作流体并将该工作流体传送至源。传输线至少根据表面区域确定尺寸。表面区域至少基于工作流体的一个或多个性质。

Description

延长工作流体的性能和有效寿命的系统和方法

相关申请交叉引用

本申请要求2014年1月10日提交的美国临时专利申请61/926,134号的优先权和权益，该申请以全文引用的方式纳入本文。

技术领域

本申请涉及用来延长工作流体的性能和有效寿命的发动机工作流体再循环系统。

背景技术

用作润滑剂的发动机工作流体在延长或过度使用后会丧失其初始品质，变得不太有效或失效。因此，有必要在一段时间之后更换发动机油。

在传统发动机润滑系统中，由汽油或柴油燃料供能的内燃机是通过润滑油润滑的，该润滑油被分配到发动机易于受摩擦磨损的运动部位。然而，在延长使用后，发动机油的品质下降并失去其有效性，这是因为燃烧产生的固体碎片和化学物质积累，摩擦产生的金属颗粒积累，以及随着粘度降低分子量退化。因此，这种润滑油品质的退化使得有必要更换润滑油。此外，在发动机运行期间，有必要保持发动机润滑油的总量不变。通常，这个问题通过定期维持油位并按要求换油来解决。

在某些情况下，定期维持油位和品质是不可能的。例如，当发动机安装在远程位置或难以触到的位置时。此外，在可能发生突发事件的地方是不可能定期维持油位及品质的。因此，理想的是延长工作流体的寿命和有效性从而减少所需的维持量。本发明提供针对现有技术的改善方法，并解决与现有技术相关的诸多问题。

发明内容

提供了一种利用计量电路提高工作液的有效寿命和性能的系统和方法，包括开口、控制阀或构造来从源接收工作流体的其他形式的开口。所述计量电路包括储液器，所述储液器构造来从所述开口接收工作流体，其中所述储液器调节工作流体的温度。所述计量电路包括传输线，所述传输线构造来从所述储液器接收工作流体并将该工作流体传送至源。所述传输线至少根据表面区域确定尺寸。所述表面区域至少基于工作流体的一个或多个性质。

在结合附图并通过以下详细描述，这些特征和其它特征以及其组织和操作方式将会变得清楚。

附图简要说明

图1是根据一示例实施例的发动机前视图。

图2是图1的示例发动机的后视图。

图3是根据示例实施例的发动机缸体的示意图，其中具有从孔口接收工作流体的计量电路。

图4是根据示例实施例的发动机缸体的示意图，其中具有从控制阀接收工作流体的计量电路。

具体实施方式

通常参考附图，本文公开的各实施例涉及一种用来延长工作流体的性能和和有效寿命的再循环电路。计量电路从过滤源(诸如发动机缸体(engine block))接收工作流体并将其传输至储液器(诸如再循环箱)。储液器将工作流体返回源。

参照图1，根据一个实施例的发动机的前视图被示出。过滤器102过滤从发动机缸体接收的工作流体。该过滤器包括孔口或控制阀，该控制阀选择性地将工作流体从过滤器传送至计量电路。参照图2，发动机的后视图被示出。工作流体箱202能够从过滤器102接收油并经油调节维持器204再循环。在图1-2描述的具体实施例中，工作流体包括油。然而，也可以包括相应的结构来路由和调节其他工作流体，诸如液压流体等。

参照图3，根据图示实施例的发动机缸体300的示意图被示出，其具有从孔口302接收工作流体的计量电路。在所示示意图中，工作流体包括油。然而，可以设置类似电路用于其他工作流体，诸如液压流体等。所示发动机缸体300(诸如源)包括油盘304，油盘304从发动机内部312接收分配来的油。油盘304接收的油诸如利用发动机油泵306泵送。旁路308通信连接至油分配器和过滤器310以及至油盘304。旁路308能够将油输送至油分配器和过滤器310、回到油盘304，或者至油分配器和过滤器310和回到油盘304。油分配器和过滤器310过滤接收的油并将该过滤过的油返回发动机内部312。油分配器和过滤器310中的过量的油可以选择性地引导通过孔口302，孔口302通信连接至油分配器和过滤器310。引导通过孔口302的油经管线314输送至储液器316(诸如再循环油箱)，储液器316通信地或可操作地连接至管线314或传输线。储液器316能构保持所接收的油并还可以将油返回源(诸如至位于发动机缸体300内的油盘304)。

储液器316可以包括不同功能的项目，从而延长油的性能和有效寿命。例如，储液器可以包括换热器318，以将所接收的油冷却至特定温度或某一温度范围。储液器316还可以包括用来注入油的注入盖320。注液盖320可以通风或不通风。例如，如果源处于大气压力下，则注液盖320可以通风。如果源处于非大气压力下，则注液盖320可以不通风。注液盖320可以包括内置的工作液位指示器。在另外的实施例中，储液器316还可以包括工作液位指示器。储液器316根据运行条件可以相对源布置。例如，如果计量电路是负值，则储液器316可以放置在源的高度。如果计量电路是正值，则储液器316可以相对于源升高。

储液器316将油返回至源。在具体实施例中，来自储液器316的油通过传输线322通信连接至油盘304。传输线322可以根据油的特性以及运行条件具有不同长度。例如，具有较大面积的传输线322可以用于冷流。在另一实施例中，传输线322的面积可以利用热源324(诸如但不限于，AC、太阳能、窗户或燃料电池电源)来减小。在另一个实施例中，热源324可以是某些源产生的余热，这些源包括但不限于由冷却或排气电路产生的热。热源324可以用来加热油，以及该加热的工作流体可以重新导入源。在另一个实施例中，油的温度可以通过诸如油传输线、储液器或计量电路的隔热来维持。

在发动机运行期间，油的总体积会随着时间降低。例如，油可能由于源持续运行而损失。因此，可以将补充油箱326加至计量电路来抵消油的损失。参照图3，补充油箱326可以连接至油调节器328，以及油调节器328可以将油供给再循环油箱316。油调节器328供应至再循环油箱316的油的总量可以根据油的体积、流动性质、压力等来决定。

可以根据源和油的要求来确定计量电路的不同部件的大小和定位。参照图3，例如，孔口302的直径可以具有尺寸使得避免堵塞和避免溢出储液器316。在另一个例子中，储液器和源之间的传输线322可以具有尺寸使得获得理想表面积并将油的等级、温度、粘度等纳入考虑。部件可以具有尺寸使得从源至计量电路的油的流量比从储液器至源的流量小。因此，一个具体实施中，孔口302的直径约为0.008”。可以根据诸如油的等级使用附加的或不同的孔口302尺寸。此外，孔口302的形状还可以根据标称值(nominal coefficientvalve)来选择。

在另一个实施例中，计量电路各部件的尺寸和构型(包括但不限于孔口302、储液器316、传输线322等)可以选择来有利地测量油的流速。因此，例如，当选择计量电路的构型时，可以将源的运行条件纳入考虑。在图3的实施例中，例如，孔口302可以用于负值计量电路并减少电子部件的依赖性。例如，当发动机缸体300在远程位置不能可靠连接到电力或不能定期维护时这可能是理想的。

参照图4，根据一个示例实施例的发动机缸体300被示出，其具有从主动控制接收油的计量电路。在所示实施例中，主动控制(诸如控制阀402)可以代替图3所示的孔口302。主动控制可以包括电路。在另外的实施例中，主动控制阀402可远程控制或根据预定运行规则运行。

储液器316和源之间的传输线322可以具有满足运行环境需求的尺寸。在一个实施例中，传输线的尺寸可以根据一系列因素计算，包括但不限于，蓄水箱316的高度、源头箱(诸如源中的油盘304)的高度、两个箱体之间的压力变化、工作流体的密度、工作流体的速度、重力、雷诺数、工作流体的动态粘度等等。此外，所选的传输线的尺寸也可以根据可获得的热源以及环境温度条件确定。

在发动机运行期间，需要防止工作流体的定期供应对发动机的损坏。上文描述的各实施例的计量电路降低了发动机缸体中大型油盘的需求。因为计量电路可以额外接收和存储工作流体，以用于发动机缸体再使用，从而工作流体的性能和有效寿命得到延长。此外，工作流体的液位能够与从补充箱接收的工作流体一起维持。储液器中的工作流体可在预定条件下存储，从而工作流体可以被发动机缸体再使用。

本文所使用的如术语“大约”，“约”，“基本上”以及类似术语旨在具有与本公开的主题内容所属领域内的本领域普通技术人员通常的用法一致和可接受的宽泛的含义。本领域的技术人员在阅读了本公开之后应理解，这些术语旨在允许对所描述和所要求保护的某些特征进行描述，而不是将这些特征的范围限制到所提供的精确数值范围内。因此，这些术语应该被解释为指示性的，所描述和要求保护的主体内容的非实质性或无关紧要的修改或变化被认为落入本发明的如所附权利要求所述的范围。

应当指出的是，本文用来描述各种实施例的术语“示例性”旨在表示该实施例是可能的示例、代表和/或可能的实施例的说明(以及这些术语并不意在暗示该实施例是特别的或最好的)。

本文所用的术语“联接”，“连接”等意在表示两个构件相互直接或间接接合。这种接合可以是静止的(例如永久的)或可移动的(例如可移动的或可释放的)。这种接合可以由两个构件或两个构件和任意附加的中间构件相互整体形成单个整体来实现，或由两个构件或两个构件和任意附加的中间构件与这两个构件或这两个构件和任意附加的中间构件相互连接来实现。

本文引用的元件的位置(例如，“顶部”，“底部”，“上”，“下”等)仅仅用于描述附图中各元件的方向。应当指出的是，各种元件的方向可以根据其它示例性实施例而不同，并且这种变化被考虑为由本公开所涵盖。

需要特别注意的是，各种示例性实施例的结构和布置仅仅是说明性的。尽管只有几个实施例在本公开被详细描述，本领域的技术人员在阅读了本公开的内容之后将容易理解，不脱离本文描述的主题的新颖性教导和优点的许多修改是可能的(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、方向等的变化)。例如，示出为整体形成的各元件可以由多个部件或元件构成，各元件的位置可以被相反或以其他方式改变，以及性质、离散元件的数目或位置可以改变或变化。任何加工步骤或方法步骤的顺序或序列可以根据各优选实施例来改变或重新排序。各示例性实施例的设计、操作条件和布置也可以在不脱离本发明的主旨范围内做出其他各种替换、修改、变化和省略。

Claims (5)

1.一种延长工作流体的性能和有效寿命的装置，其特征在于，包括：

发动机缸体；

过滤器，所述过滤器连接到所述发动机缸体；

位于所述发动机缸体外部的储液器，所述储液器经管道可通信地和可操作地连接到所述过滤器，从而接收来自所述过滤器的工作流体，其中所述储液器构造来临时储存所述工作流体，并且所述管道包括开口，所述开口具有尺寸以选择性地允许所述工作流体通过该开口；以及

传输线，所述传输线可通信地和可操作地连接所述储液器和所述发动机缸体，从而临时存储在所述储液器内工作流体利用所述传输线流至所述发动机缸体。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开口是孔口。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开口包括控制阀的一个部分。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述工作流体包括油。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述工作流体包括液压流体。