CN107035500A - 用于内燃发动机的活塞冷却喷嘴 - Google Patents

Abstract

公开一种用于内燃发动机的活塞冷却喷嘴(1)，包括：本体(2)，其具有在冷却剂管道入口(21)和流体连接到冷却剂喷口(3)的冷却剂管道出口(22)之间延伸冷却剂管道(20)；活塞冷却喷嘴，其包括柱塞(4)，柱塞设置有柱塞杆部(4b)和柱塞头部(4a)，其中柱塞能在本体的冷却剂管道中在关闭位置和打开位置之间运动，在关闭位置中柱塞头部(4a)关闭冷却剂管道入口(21)，且在打开位置中柱塞头部与冷却剂管道入口(21)相距一距离(D)，以打开冷却剂管道入口，活塞冷却喷嘴进一步包括偏压弹簧(8)，所述偏压弹簧布置在冷却剂管道中且联接到柱塞，以将其朝向关闭位置偏压，柱塞(4)设置有至少一个柱塞冷却剂通道(41、42)，具有在柱塞头部(4a)处的通道入口(41a、42a)和在柱塞杆部(4b)处的通道出口(41b、42b)，在柱塞处于打开位置时导通柱塞头部下游的冷却剂(5)。

Description

用于内燃发动机的活塞冷却喷嘴

技术领域

本发明的技术领域涉及内燃发动机活塞的冷却。具体说，技术领域涉及用于内燃发动机的活塞冷却喷嘴。

背景技术

根据可能的构造，内燃发动机(ICE)通常包括限定了一个或多个汽缸的发动机缸体，所述汽缸每一个设置有联接到曲轴的往复运动活塞。汽缸盖关闭汽缸以限定用于每一个汽缸的燃烧室，其中燃料和空气混合物的喷射和点火循环发生，造成活塞的上述往复运动。

为了改善内燃发动机性能，活塞优选被冷却。称为活塞冷却喷嘴(PCJ)的装置用于在活塞的下侧产生油的喷射。油可以用于从活塞吸收热量且还用于润滑内燃发动机的汽缸。

活塞冷却喷嘴包括冷却剂入口，其通常通过在活塞冷却喷嘴中往复运动的可动柱塞而打开和关闭。活塞冷却喷嘴进一步包括喷口，以将冷却剂朝向发动机缸体的汽缸中的活塞下侧引导。柱塞通过弹簧朝向冷却剂入口偏压，将其关闭。在冷却剂超过弹簧的偏压力时，柱塞运动离开冷却剂入口，使得冷却剂可在活塞冷却喷嘴中流动。弹簧和柱塞被活塞冷却喷嘴中的载体支撑。在冷却剂入口打开时，冷却剂侧向地相对于载体流动，以便避免冷却剂和弹簧之间的接触，这会在冷却剂本身中造成不期望的紊流。还有，载体被设计且布置在活塞冷却喷嘴中，以便限制柱塞的最大行程。

由此，冷却剂流动需求也应得到重视且冷却剂消耗也受限。而且，载体用作行程限制器，以在冷却剂压力继续升高时将冷却剂的流动尽可能维持恒定。

进而，实现性能改善和运行活塞冷却喷嘴和所需的功率和燃料消耗(以及CO2排放)之间的平衡。具体说，冷却剂的流动(认为是冷却剂压力的效果)具有阶段性的行为，其用于有效操作活塞冷却喷嘴。

然而，载体是实现起来复杂的部件。而且，将载体插入到活塞冷却喷嘴中也是特别困难且复杂的。结果，活塞冷却喷嘴要求一定数量的元件，其组装起来复杂且时间长，由此降低活塞冷却喷嘴的成本有效性。

由此本发明实施例的目的是提供一种活塞冷却喷嘴，其制造简单、组装简单且成本有效。

本发明实施例的进一步目的是提供一种活塞冷却喷嘴，其包括减少数量的部件。

发明内容

这些和其他目标通过根据独立权利要求的内燃发动机和活塞冷却喷嘴实现。优选方面列于相关的从属权利要求。

根据一实施例，用于内燃发动机的活塞冷却喷嘴包括：本体，其具有在冷却剂管道入口和流体连接到冷却剂喷口的冷却剂管道出口之间延伸冷却剂管道；活塞冷却喷嘴，其包括柱塞，柱塞设置有柱塞杆部和柱塞头部，其中柱塞能在本体的冷却剂管道中在关闭位置和打开位置之间运动，在关闭位置中柱塞头部关闭冷却剂管道入口，且在打开位置中柱塞头部与冷却剂管道入口相距一距离，以打开冷却剂管道入口，活塞冷却喷嘴进一步包括偏压弹簧，所述偏压弹簧布置在冷却剂管道中且联接到柱塞，以将其朝向关闭位置偏压，柱塞设置有至少一个柱塞冷却剂通道，具有在柱塞头部处的通道入口和在柱塞杆部处的通道出口，在柱塞处于打开位置时导通柱塞头部下游的冷却剂。

由于该本实施例，可以以减小数量的简单部件实现冷却剂流动的上述阶梯状行为。结果，以更简单且不昂贵的方式实现用于已知复杂活塞冷却喷嘴所提到的上述优点。

根据一实施例，柱塞冷却剂通道的至少一部分是设置在柱塞杆部上和/或柱塞头部上的凹部。换句话说，柱塞杆部和/或柱塞头部设置有限定了柱塞冷却剂通道的至少一部分的至少一个凹部。

这是一种实现上述柱塞冷却剂通道(一个或多个)的简单且有效的方式。

根据一实施例，柱塞杆部和/或柱塞头部具有基本上十字形的横截面。换句话说，柱塞冷却剂通道(一个或多个)的至少一部分限定在柱塞的外表面上，且相对于本体的纵向轴线平行。这些具体形状被证明特别有效。

根据一实施例，柱塞冷却剂通道的至少一部分是设置在柱塞杆部和/或柱塞头部中的管道。

换句话说，柱塞杆部和/或柱塞头部设置有限定了柱塞冷却剂通道的至少一部分的至少一个管道。因此，柱塞冷却剂通道(一个或多个)的至少一部分通过在柱塞内部通过的管道获得。其允许冷却剂的改进引导。

根据一实施例，偏压弹簧是联接到柱塞杆的侧向表面的至少一部分的线圈(螺旋)弹簧，且柱塞冷却剂通道的至少一部分在螺旋弹簧的内中空空间中延伸。

通过如此做，冷却剂被弹簧的内中空空间中的柱塞冷却剂通道导通，由此避免不期望的紊流效果。事实上，流体不被朝向弹簧引导，其户籍造成冷却剂的流动的紊流。

根据一实施例，柱塞设置有多个柱塞冷却剂通道，优选布置为相对于柱塞纵向轴线对称。

这允许管理冷却剂的增加流动。还有，更易于使得系统对称，以便获得冷却剂的更规则的流动。

根据一实施例，在柱塞头部处的柱塞冷却剂通道的一部分布置为相对于柱塞纵向轴线大致垂直或倾斜。

根据一实施例，在柱塞头部处的柱塞冷却剂通道的一部分布置为相对于柱塞纵向轴线大致成径向。

由于这些构造，获得冷却剂的流动的良好引导。

根据一实施例，在柱塞杆部处柱塞冷却剂通道的一部分布置为相对于纵向轴线大致平行。其允许获得流体的规则流动。

而且，流体不被朝向弹簧引导，其会造成冷却剂流动的紊流。

根据一实施例，柱塞头部尺寸设置为使得，在打开位置，柱塞与冷却剂管道入口相距小于柱塞头部高度的距离。

换句话说，柱塞的最大行程小于柱塞头部的高度。结果，柱塞在短时间内达到邻接部分(即柱塞可在短时间内在关闭位置和打开位置之间切换)。还有，在打开位置中，在短时间内将柱塞头部和冷却剂管道入口之间的空间填充，使得可实现冷却剂流动的上述阶梯状行为。

根据一实施例，冷却剂管道设置有柱塞邻接部分，在柱塞的打开位置中所述柱塞邻接部分被柱塞头部接触。有利地，通过在冷却剂管道上设置用于柱塞头部的邻接部分，且优选在冷却剂管道的内表面上，可以减少活塞冷却喷嘴的部件数量。

本发明的进一步实施例提供内燃发动机，包括根据一个或多个前述方面的活塞冷却喷嘴。

附图说明

参考附随的附图在实施例的以下详细描述中仅通过例子描述其他特征、优点和细节，其中：

图1显示了包括可使用燃料单元泵的内燃发动机的汽车系统的可行实施例；

图2是属于图1汽车系统的内燃发动机的平面A-A的截面；

图3是根据本发明实施例的活塞冷却喷嘴的透视图；

图4是图3的活塞冷却喷嘴的前部截面图，柱塞在关闭位置；

图5是如图4的视图，柱塞在打开位置；

图6是根据本发明实施例的柱塞的底部视图；

图7是图6的柱塞的透视图；

图8是活塞冷却喷嘴中冷却剂流动的期望和理想行为的示意图；

图9是根据本发明实施例的活塞冷却喷嘴中冷却剂流动的实际行为的示意图。

具体实施方式

参考附图描述示例性实施例，而不是要限制应用和使用。

一些实施例可以包括汽车系统100，如图1和2所示，其包括内燃发动机(ICE)110，所述内燃发动机具有发动机缸体120，所述汽缸体限定至少一个汽缸125，所述至少一个汽缸具有联接为让曲轴145旋转的活塞140。汽缸盖130与活塞140协作以限定燃烧室150。燃料和空气混合物(未示出)设置在燃烧室150中且被点燃，形成的热膨胀排气造成活塞140的往复运动。通过至少一个燃料喷射器160提供燃料，且通过至少一个进入口210提供空气。从与高压燃料泵180流体连通的燃料分配管170以高压向燃料喷射器160提供燃料，所述高压燃料泵增加从燃料源190接收的燃料压力。汽缸125每一个具有至少两个阀215，所述阀通过凸轮轴135促动，所述凸轮轴与曲轴145适时地旋转。阀215选择性地允许空气从端口210进入燃烧室150且交替地允许排气通过端口220离开。在一些例子中，凸轮相位器155可以选择性地改变凸轮轴135和曲轴145之间的正时。

空气可以通过进气歧管200分配到空气进气口(一个或多个)210。空气进气管道205可以从周围环境将空气提供到进气歧管200。在其他实施例中，可以提供节流阀本体330，以调节进入歧管200中的空气流。在其他实施例中，可以提供例如涡轮增压器230(具有压缩机240，其旋转地联接到涡轮机250)这样的强制空气系统。压缩机240的旋转增加管道205和歧管200中空气的压力和温度。设置在管道205中的内部冷却器260可以降低空气的温度。通过从排气歧管225接收排气，涡轮机250旋转，所述排气歧管从排气口220引导排气且在通过涡轮机250膨胀之前经过一系列叶片。排气离开涡轮机250且被引导到排气系统270中。该例子显示了可变几何涡轮机(VGT)，VGT促动器290布置为让叶片运动，以改变经过涡轮机250的排气的流动。在其他实施例中，涡轮增压器230可以是固定几何结构的和/或包括废气门。

排气系统270可以包括排气管275，所述排气管具有一个或多个排气后处理装置280。排气后处理装置可以是配置为改变排气成分的任何装置。排气后处理装置280的一些例子包括但不限于催化转换器(两向和三向(two and three way))、氧化催化器、贫NOx捕获器、碳氢化合物吸收器、选择性催化还原(SCR)系统和颗粒过滤器。其他实施例可以包括联接在排气歧管225和进气歧管200之间的排气再循环(EGR)系统300。EGR系统300可以包括EGR冷却器310，以降低EGR系统300中的排气温度。EGR阀320调节EGR系统300中的排气流动。

汽车系统100可以进一步包括与相关于ICE110的一个或多个传感器450和/或装置通信的电子控制单元(ECU)450。ECU 450可以从各种传感器接收输入信号，所述传感器配置为产生与相关于ICE 110的各种物理参数成比例的信号。传感器包括但不限于空气流量和温度传感器340、歧管压力和温度传感器350、燃烧压力传感器360、冷却剂和油温液位传感器380、燃料分配管压力传感器400、凸轮位置传感器410、曲柄位置传感器420、排气压力和温度传感器430、EGR温度传感器440和加速踏板位置传感器445。进而，ECU 450可以产生到各种控制装置的输出信号，所述控制装置布置为控制ICE 110的运行，包括但不限于燃料单元泵180、燃料喷射器160、节流阀本体330、EGR阀320、VGT促动器290、和凸轮相位器155。应注意，虚线用于表示ECU 450和各种传感器和装置之间的通信，但是为了清楚，其中的一些被省略。

现在转到ECU 450，该设备可以包括与存储系统460，或数据载体,和接口总线通信的数字中心处理单元(CPU)。CPU配置为执行在存储系统中存储为程序的指令，且向/从接口总线发送和接收信号。存储系统460可以包括各种存储类型，包括光学存储、磁性存储、固态存储和其他非易失存储器。接口总线可以配置为向/从各种传感器和控制装置发送、接收和调整模拟和/或数字信号。

代替ECU 450，汽车系统100可以具有不同类型的处理器，以提供电子逻辑，例如嵌入控制器、车载计算机、或可布置在车辆上的任何处理模块。

参考图3-7，活塞冷却喷嘴1包括本体2和喷口3。本体2包括具有流体连接到喷口3的冷却剂管道入口21和冷却剂管道出口22的冷却剂管道20。柱塞4在冷却剂管道20中以往复运动方式运动且设置有柱塞纵向轴线A。

本体2通常具有细长形状，且设置有纵向轴线，所述纵向轴线平行或重合于柱塞纵向轴线A(在下文将称为柱塞纵向轴线A)。通常，本体2基本上是圆柱形。喷口3以已知方式构造，以在工作情况下朝向活塞140引导冷却剂5(应注意冷却剂通过箭头5(示意性地显示了流动路径)在图5中示意性地显示。)

冷却剂管道20经过本体2。通常，冷却剂管道20的至少一部分基本上相对于柱塞纵向轴线A成轴向地延伸。

在一实施例中，冷却剂管道入口21置于本体2的一个端部处，且允许冷却剂5沿基本上相对于柱塞纵向轴线A平行的方向进入。

在所示实施例中，冷却剂管道20设置有两个冷却剂出口22。冷却剂出口22相对于柱塞纵向轴线A径向地取向。

冷却剂收集器6部分地围绕本体2设置，以收集从本体离开的冷却剂5且将其朝向喷口3引导。具体说，携带喷口3的管7联接到冷却剂收集器6。

冷却剂管道20进一步设置有柱塞邻接部分23，配置为接合柱塞4(特别是柱塞4的柱塞头部4a，在下文详细描述)。通常，通过冷却剂管道20的收缩部分(convergingportion)(考虑冷却剂5的流动方向)获得柱塞邻接部分23。通常，在柱塞邻接部分23处，冷却管道20的直径小于柱塞的最大宽度，使得在柱塞4运动离开冷却剂管道入口21时，柱塞4的运动被柱塞邻接部分23阻止。

通常，冷却剂管道入口和出口的数量和设置可相对于所示的有所变化。而且，在其他实施例中，冷却剂收集器6可以不设置，例如管7可以直接连接到冷却剂管道出口22。

柱塞4设置有柱塞头部4a且设置有柱塞杆部4b。通常，柱塞头部4a具有更大的宽度(且通常具有更大的横截面)和相对于柱塞杆部4b的宽度和高度更小的高度。

柱塞4可在至少关闭位置(如图4所示)和打开位置(如图5所示)之间在本体2的冷却剂管道20中运动，在关闭位置中柱塞头部4a关闭冷却剂管道入口，且在打开位置中柱塞头部4a达到冷却剂管道20的柱塞邻接部分23，与冷却剂管道入口21相距一距离D。

根据一实施例，柱塞头部4a尺寸设置为使得，在打开位置，柱塞与冷却剂管道入口21相距距离D，该距离D小于柱塞头部4a的高度H。结果，冷却剂管道20中柱塞4的最大行程短。

在一实施例中，柱塞4沿与柱塞纵向轴线A重合(或至少相对于其平行)的方向往复运动。

偏压弹簧8插入到冷却剂管道20中。具体说，偏压弹簧8布置在冷却剂管道20中，以便将柱塞4偏压到关闭位置，即朝向冷却剂管道入口21。如所述的，在关闭位置，柱塞4(且具体是柱塞头部4a)接触冷却入口21，以便将其关闭。换句话说，在关闭位置，在冷却入口21和柱塞4之间获得流体密封接合，以便防止冷却剂进入本体2。垫圈或其他密封构件(未示出)可以用在冷却入口21处，以有助于提供上述流体密封接合。

根据一实施例，偏压弹簧8通常尺寸设置为使得，其外径基本上与冷却剂管道20的一部分的直径重合，偏压弹簧8插入到冷却剂管道20的所述部分，而偏压弹簧8的内径基本上与柱塞杆部4b的最大宽度重合。

根据一实施例，柱塞4部分地插入到偏压弹簧8中，使得偏压弹簧8抵靠柱塞头部4a施加其偏压力，而柱塞杆部4b的外表面(或外表面的一部分，如在后文详细描述的)接触偏压弹簧8，以防止柱塞4相对于偏压弹簧8的倾斜。

在柱塞4处于打开位置时，柱塞4设置有至少一个柱塞冷却剂通道41、42，允许冷却剂5在柱塞头部4a下游(考虑冷却剂5的流动方向，即从冷却剂管道入口21朝向冷却剂管道出口22)的冷却剂管道20中流动。

具体说，柱塞冷却剂通道(一个或多个)41、42设置有通道入口41a、42a和通道出口41b、42b。通道入口41a、42a布置在柱塞头部4a上，而通道出口41b、42b布置在柱塞杆部4b上。

根据一实施例，通道入口41a、42a布置为使得冷却剂5在柱塞冷却剂通道41、42中沿相对于柱塞纵向轴线A的径向方向流动到通道入口41a、42a，而通道出口41b、42b布置为使得冷却剂5基本上沿相对于柱塞纵向轴线A平行的方向离开柱塞冷却剂通道41、42。

柱塞冷却剂通道(一个或多个)41、42可以根据各种构造布置。在图4和5中显示了两个可能的实施例。具体说，柱塞冷却剂通道41(显示在柱塞4的左部)可以实现为凹部，例如柱塞4的外表面上的缺口或切离部分。在另一实施例中，柱塞冷却剂通道42(显示在柱塞4的右部)可以实现为柱塞4中的管道(或孔)。

构造为凹部的柱塞冷却剂通道41允许冷却剂沿柱塞4的外表面流动，而构造为管道的柱塞冷却剂通道42允许冷却剂在柱塞4中流动。

在图4和5中，其显示了一实施例，其中柱塞4设置有两个不同种类的柱塞冷却剂通道41、42(即如上所述的那两个)，但是通常一个实施例设置有仅一种类型的柱塞冷却剂通道。

在图6和7中，实施例显示为，柱塞4设置有四个柱塞冷却剂通道41，其被构造为柱塞4的外表面上的凹部。

柱塞冷却剂通道41沿柱塞4的外表面均匀分布，使得柱塞4设置有对称、基本上彼此正交的两个平面。

更具体地，柱塞头部4a设置有大致圆柱形的用作冷却剂管道入口21的闸门的第一部分40a和设置有凹部以限定柱塞冷却剂通道41的第二部分40b。沿横截面观察，第二部分40b基本上是十字形的。

柱塞杆部4b也设置有凹部，以限定柱塞冷却剂通道41。如前所述，柱塞杆部4b的横截面基本上是十字形的。

其他实施例(未示出)可以设置有不同形状和/或不同数量的凹部，以限定冷却剂通道41。

通常，柱塞头部4a可以设置有凹部(或缺口或切离部分)，以限定一个或多个通道41的一部分，使得在凹部处，允许柱塞4和冷却剂管道20之间的冷却剂5的流动(通常沿相对于柱塞纵向轴线A的大致径向(或垂直)的方向)。柱塞头部4a的其余侧向表面允许与柱塞邻接部分23接合。柱塞杆部4b可以设置有凹部，以限定通道(一个或多个)的其余部分，使得在凹部(一个或多个)处，允许柱塞4和偏压弹簧8之间的冷却剂5的流动(通常沿相对于柱塞纵向轴线A基本上平行的方向)，而柱塞杆部4b的侧向表面的其余部分接触偏压弹簧8。

更具体地，根据可行实施例，偏压弹簧8是联接到柱塞杆4b的侧向表面的至少一部分，且柱塞冷却剂通道41、42的至少一部分在螺旋弹簧的内中空空间S中延伸。更具体地，通道出口41b、42b设置在弹簧的内中空空间中。

根据一实施例，考虑了柱塞冷却剂通道41的每一个柱塞4的横截面具有约70度的角度延伸(angular extension)α。通道41的最大深度MD约为柱塞杆部4b的最大宽度(即柱塞杆部4b的直径)的2/3。这提供了允许柱塞头部4a和柱塞邻接部分23之间有效接合和允许冷却剂有足够流动之间的良好平衡。

如所述的，在其他实施例中，柱塞冷却剂通道42可以构造为柱塞4中的管道。在柱塞头部4a处，管道优选相对于纵向轴线A基本上径向地布置，而在柱塞杆部4b处，管道优选基本上平行于柱塞纵向轴线布置。可以使用不同构造、形状和数量的柱塞冷却剂通道42，允许在柱塞4处于打开位置时柱塞头部4a下游的冷却剂流动。通常，通常柱塞冷却剂通道42允许冷却剂5进入柱塞4的柱塞头部4a，且允许冷却剂5从柱塞4的柱塞杆部4b流出。

在不同实施例中，柱塞冷却剂通道可以部分地构造为凹部且部分地布置为管道。作为例子，图中所示的通道41的部分可以是连续的，作为柱塞头部4a中的穿通管道。

如所述的，通常，在根据本发明实施例的柱塞冷却剂通道允许柱塞头部4a下游的冷却剂流动，即其允许冷却剂从柱塞邻接部分23的上游流动到柱塞邻接部分23的下游。换句话说，根据本发明的实施例的柱塞冷却剂通道允许冷却剂绕过柱塞4和柱塞邻接部分23之间的接合。

组装期间，活塞冷却喷嘴1插入到汽车系统100的冷却剂回路(未示出)，使得冷却剂回路在冷却剂入口管道21处提供冷却剂5。活塞冷却喷嘴布置在汽车系统中，使得喷口可将冷却剂5的流动朝向汽车系统100的内燃发动机110的发动机缸体120中的活塞140下侧引导。

在操作期间，柱塞4最初是在关闭位置，如图4所示，被偏压弹簧8偏压。柱塞头部4a关闭冷却剂管道入口21，使得没有冷却剂5被引入到冷却剂管道20中。这显示在图9中。在冷却剂回路中冷却剂5的压力低于值P1(即让柱塞4运动离开冷却剂管道入口21的所需值)时，没有冷却剂5的流动。

在冷却剂回路中冷却剂5的压力超过偏压弹簧8的偏压力时，柱塞4运动离开冷却剂管道入口21。在该情况下，冷却剂5的流动快速增加，直到柱塞4和冷却剂管道入口21之间的空间被填充。在图9中，通过在值P1以上的压力值下冷却剂流动的快速增加显示了这一情况。

随后，柱塞头部4达到柱塞邻接部分23，且由此柱塞4停止在打开位置，如图5所示。

在已经建立了活塞冷却喷嘴1中的流动连续性时，即在柱塞4和冷却剂管道入口21之间的空间被填充时，冷却剂5已经达到压力值P2。随后，与P2值以上的压力增加成比例地，冷却剂5的流动慢慢地增加，使得在冷却剂的压力值超过压力值P2时冷却剂的流动恒定。

如所述的，柱塞的行程短且在柱塞头部4a和冷却剂管道入口21之间形成减小的空间。结果，需要很短时间就能填充在柱塞4和冷却剂管道入口21之间的空间，使得冷却剂的压力达到与压力值P1略微不同的压力值P2。结果，通过根据本发明实施例的活塞冷却喷嘴1可实现大致阶梯状的行为(类似于图8的理想阶梯状行为)。

尽管示例性实施例已经在前述发明内容和具体实施方式中进行了描述，但是应理解存在许多变化例。还应理解，一个或多个示例性实施例仅是例子，且目的不是以任何方式限制范围、适用性或构造。相反，前面的摘要和详细描述为本领域技术人员提供了实施至少一个示例性实施例的便捷方式，应理解，以对示例性实施例中所述的元件的功能和布置做出各种改变，而不脱离权利要求及其等效方式限定的范围。

附图标记

α 柱塞冷却剂通道的角度延伸

A 柱塞纵向轴线

H 柱塞头部的高度

MD 柱塞冷却剂通道的最大深度

P1、P2 压力值

D 柱塞头部距冷却剂管道入口的距离

S 弹簧的内中空空间

1 活塞冷却喷嘴

2 本体

3 喷口

4 柱塞

4a 柱塞头部

4b 柱塞杆部

5 冷却剂

6 冷却剂收集器

7 管

8 偏压弹簧

20 冷却剂管道

21 冷却剂管道入口

22 冷却剂管道出口

23 柱塞邻接部分

41 通过凹部限定的柱塞冷却剂通道

42 通过管道限定的柱塞冷却剂通道

40a 柱塞头部的第一部分

40b 柱塞头部的第二部分

41a 通道入口

41b 通道出口

42a 通道入口

42b 通道出口

100 汽车系统

110 内燃发动机(ICE)

111 发动机结构

120 发动机缸体

125 汽缸

130 汽缸盖

135 凸轮轴

140 活塞

145 曲轴

150 燃烧室

155 凸轮相位器

160 燃料喷射器

170 燃料分配管

180 燃料单元泵

190 燃料源

200 进气歧管

205 空气进气管道

210 进入空气端口

215 汽缸的阀

220 排气端口

225 排气歧管

230 涡轮增压器

240 压缩机

250 涡轮机

260 内部冷却器

270 排气系统

275 排气管

280 排气后处理装置

290 VGT促动器

300 EGR系统

310 EGR冷却器

320 EGR阀

330 节流阀本体

340 空气流量和温度传感器

350 歧管压力和温度传感器

360 燃烧压力传感器

380 冷却剂和油温液位传感器

400 燃料分配管压力传感器

410 凸轮位置传感器

420 曲柄位置传感器

430 排气压力和温度传感器

440 EGR温度传感器

445 加速器踏板位置传感器

450 电子控制单元(ECU)

460 存储系统

Claims (11)

1.一种用于内燃发动机的活塞冷却喷嘴(1)，包括：本体(2)，其具有在冷却剂管道入口(21)和流体连接到冷却剂喷口(3)的冷却剂管道出口(22)之间延伸冷却剂管道(20)；活塞冷却喷嘴，其包括柱塞(4)，柱塞设置有柱塞杆部(4b)和柱塞头部(4a)，其中柱塞能在本体的冷却剂管道中在关闭位置和打开位置之间运动，在关闭位置中柱塞头部(4a)关闭冷却剂管道入口(21)，且在打开位置中柱塞头部与冷却剂管道入口(21)相距一距离(D)，以打开冷却剂管道入口，活塞冷却喷嘴进一步包括偏压弹簧(8)，所述偏压弹簧布置在冷却剂管道中且联接到柱塞，以将其朝向关闭位置偏压，柱塞(4)设置有至少一个柱塞冷却剂通道(41、42)，具有在柱塞头部(4a)处的通道入口(41a、42a)和在柱塞杆部(4b)处的通道出口(41b、42b)，在柱塞处于打开位置时导通柱塞头部下游的冷却剂(5)。

2.如权利要求1所述的活塞冷却喷嘴，其中柱塞冷却剂通道(41)的至少一部分是设置在柱塞杆部(4b)上和/或柱塞头部(4a)上的凹部。

3.如权利要求2所述的活塞冷却喷嘴，其中柱塞杆部(4b)和/或柱塞头部(4a)具有相对于柱塞纵向轴线(A)的横截面，其为大致十字形。

4.如权利要求1所述的活塞冷却喷嘴，其中柱塞冷却剂通道(42)的至少一部分是设置在所述柱塞杆部(4b)和/或所述柱塞头部(4a)中的管道。

5.如前述任一项权利要求所述的活塞冷却喷嘴，其中所述偏压弹簧(8)是联接到柱塞杆(4b)的侧向表面的至少一部分的螺旋弹簧，柱塞冷却剂通道(41、42)的至少一部分在螺旋弹簧的内中空空间(S)中延伸。

6.如前述任一项权利要求所述的活塞冷却喷嘴，其中柱塞(4)设置有多个柱塞冷却剂通道(41、42)。

7.如前述任一项权利要求所述的活塞冷却喷嘴，其中在柱塞头部(4a)处的柱塞冷却剂通道(41、42)的一部分布置为相对于柱塞纵向轴线(A)大致垂直或倾斜。

8.如前述任一项权利要求所述的活塞冷却喷嘴，其中在柱塞杆(4b)处的柱塞冷却剂通道(41、42)的一部分布置为相对于柱塞纵向轴线(A)大致平行。

9.如前述任一项权利要求所述的活塞冷却喷嘴，其中柱塞头部(4a)尺寸设置为使得，在打开位置，柱塞与冷却剂管道入口相距一距离(D)，该距离小于柱塞头部的高度(H)。

10.如前述任一项权利要求所述的活塞冷却喷嘴，其中冷却剂管道(20)设置有柱塞邻接部分(23)，在所述打开位置，柱塞头部(4a)接触所述柱塞邻接部分。

11.一种内燃发动机，包括如前述权利要求中任一项所述的活塞冷却喷嘴。