CN111120142B - 润滑系统及提高大缸径柴油机可靠性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种润滑系统及提高大缸径柴油机可靠性的方法。本发明的润滑系统包括销体和阻挡件；销体内沿其轴向设置有轴向油道，销体上沿其径向设置有多个径向油道，径向油道包括设置于销体中间的第一径向油道和设置于销体端部的第二径向油道；阻挡件设置于轴向油道的端部，阻挡件包括柱塞，柱塞能够沿轴向油道的轴向移动，用于阻挡第二径向油道。柱塞能够沿轴向油道的轴向移动至第二径向油道与轴向油道贯通时，来自轴向油道的机油进入到活塞内冷油腔当中，对活塞进行振荡冷却。使得低转速时发动机主油道压力增大，提高了发动机的可靠性，避免了无谓的增大机油泵尺寸，也不需要用额外的增压泵用以给配附件供油。

Description

润滑系统及提高大缸径柴油机可靠性的方法

技术领域

本发明属于发动机技术领域，具体涉及一种润滑系统及提高大缸径柴油机可靠性的方法。

背景技术

大缸径柴油机通常将凸轮轴制作为中空结构作为主油道，主油道内的机油需要供向曲柄连杆机构、配气机构，外围附件等结构，大缸径柴油机主油道内的压力在热怠速(当发动机主油道内的机油温度达到正常设计工作温度且发动机转速处于怠速状态时称为热怠速)时需要达到至少2bar以上。部分外围附件如燃油泵等，在低速时需要达到4.5bar的润滑供油压力，对润滑系统的要求非常高。发动机机油泵属于定排量泵，机油泵的排量随发动机转速增大而增大。

如果要保证柴油机低速时的主油道机油压力或者外围附件的供油压力，第一，机油泵尺寸需要做的比较大，不利于安装，成本也非常高。第二，发动机的机油冷却器、机油节温器、机油滤清器的尺寸会做的比较大，成本高、压降大、高速时机油泵泵后压力高。第三，如果机油泵受尺寸限制无法增大，则需要再安装一个增压泵给配附件供油，达到配附件需要的供油压力，系统复杂性高，成本高。第四，在高速阶段机油泵排量会有50％左右的富余，发动机摩擦功大，油耗高。

随着大缸径发动机强化程度的不断提高，发动机普遍采用钢活塞。由于大缸径发动机单缸功率高，为了保证活塞可靠性，活塞内的内冷油腔用于振荡冷却的需油量非常大，额定点时需要50L/min的流量。大缸径柴油机的活塞通常采用在连杆杆身加工油道，机油经连杆轴承-连杆杆身-活塞销-活塞内冷油腔的强制供油冷却方式进行冷却。热怠速时进入活塞内冷油腔的机油量占机油泵排量很大，需要增大机油泵尺寸，否则热怠速时的主油道压力低，影响系统可靠。

现有的大缸径柴油机活塞内冷油腔进油量不能变化，在热怠速时需要增大机油泵。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有的大缸径柴油机活塞内冷油腔进油量不能变化，在热怠速时需要增大机油泵的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种润滑系统，所述润滑系统包括活塞销，所述活塞销包括销体和阻挡件；

所述销体内沿其轴向设置有轴向油道，所述销体上沿其径向设置有多个径向油道，所述径向油道包括设置于所述销体中间的第一径向油道和设置于所述销体端部的第二径向油道；

所述阻挡件设置于所述轴向油道的端部，所述阻挡件包括柱塞，所述柱塞能够沿所述轴向油道的轴向移动，用于阻挡所述第二径向油道。

根据本发明的润滑系统中，进入活塞销的轴向油道的机油在达到一定压力后，推动阻挡件，柱塞能够沿所述轴向油道的轴向移动至第二径向油道与轴向油道贯通时，来自轴向油道的机油进入到活塞内冷油腔当中，对活塞进行振荡冷却。使得低转速时发动机主油道压力增大，提高了发动机的可靠性，避免了无谓的增大机油泵尺寸，也不需要用额外的增压泵用以给配附件供油。

另外，根据本发明的润滑系统，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述柱塞通过弹簧沿所述轴向油道的轴向移动，所述弹簧的一端固定在所述轴向油道的端部，所述弹簧的另一端与所述柱塞固定。

在本发明的一些实施例中，所述弹簧压缩到底部时，所述第二径向油道与所述轴向油道连通。

在本发明的一些实施例中，所述柱塞为两个，两个所述柱塞分别设置在所述轴向油道的两端。

在本发明的一些实施例中，所述第一径向油道和所述第二径向油道为多个，多个所述第一径向油道和所述第二径向油道分别沿所述销体的周向均布。

在本发明的一些实施例中，所述润滑系统还包括与所述销体连通的活塞，所述活塞内设置有内冷油腔。

在本发明的一些实施例中，所述活塞通过管道与所述第二径向油道连通。

在本发明的一些实施例中，所述润滑系统还包括与所述销体连通的连杆，所述连杆内设置有连杆油道。

在本发明的一些实施例中，所述连杆通过衬套与销体连通，所述衬套上设置有多个油孔，所述油孔与所述连杆油道连通。

本发明的另一方面还提出了一种提高大缸径柴油机可靠性的方法，所述提高大缸径柴油机可靠性的方法具有上述任一项所述的润滑系统，包括以下步骤：

机油由第一径向油道进入轴向油道；

当机油达到一定压力后，推动柱塞压缩弹簧，所述第二径向油道与所述轴向油道连通，机油流到活塞的内冷油腔内。

附图说明

通过阅读下文优选实施例的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明实施例的润滑系统的原始状态示意图；

图2示意性地示出了根据本发明实施例的润滑系统的柱塞挤压后状态示意图。

附图中各标号表示如下：

1：活塞；2：内冷油腔；3：活塞销；4：管道；

11：销体；12：第一径向油道；13：轴向油道；14：弹簧；15：柱塞；16：衬套；17：第二径向油道。

具体实施例

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施例的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施例的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

本发明的第一方面提出了一种润滑系统，该润滑系统中克服柱塞的阻力，使得进入活塞销内的机油需要克服一定的弹簧弹力才能进入活塞内冷油腔进行振荡冷却，提升了发动机热怠速时的机油压力。

如图1和图2所示，本实施例中的润滑系统包括活塞销3，所述活塞销3包括销体11和阻挡件；

销体11内沿其轴向设置有轴向油道13，销体11上沿其径向设置有多个径向油道，径向油道包括设置于销体11中间的第一径向油道12和设置于销体11端部的第二径向油道17；

阻挡件设置于轴向油道13的端部，阻挡件包括柱塞15，柱塞15能够沿轴向油道13的轴向移动，用于阻挡第二径向油道17。

进入活塞销3的轴向油道13的机油在达到一定压力后，推动阻挡件，柱塞15能够沿轴向油道13的轴向移动至轴向油道13的端部，第二径向油道17与轴向油道13贯通时，来自轴向油道13的机油进入到活塞1内冷油腔2当中，对活塞1进行振荡冷却。使得低转速时发动机主油道压力增大，提高了发动机的可靠性，避免了无谓的增大机油泵尺寸，也不需要用额外的增压泵用以给配附件供油。降低了发动机的成本和摩擦功，提升了发动机的经济性。

在本发明的一些实施例中，柱塞15通过弹簧14沿轴向油道13的轴向移动，弹簧14的一端固定在轴向油道13的端部，弹簧14的另一端与柱塞15固定。

柱塞15罩设在弹簧14上，当柱塞15移动到轴向油道13端部时，柱塞15底部与轴向油道13端部接触，弹簧14被压缩。

在本发明的一些实施例中，弹簧14压缩到底部时，第二径向油道17与轴向油道13连通。

进入活塞销3内的机油需要克服一定的弹簧14弹力才能进入活塞1内冷油腔2进行振荡冷却，提升了发动机热怠速时的机油压力。

在本发明的一些实施例中，柱塞15为两个，两个柱塞15分别设置在轴向油道13的两端。

在本发明的一些实施例中，第一径向油道12和第二径向油道17为多个，多个第一径向油道12和第二径向油道17分别沿销体11的周向均布。

本发明中，两端分别设置四条第二径向油道17，中间设置有四条第一径向油道12。

在本发明的一些实施例中，润滑系统还包括与销体11连通的活塞1，活塞1内设置有内冷油腔2。机油从销体11的第二径向油道17进入活塞1内冷油腔2进行振荡冷却。

在本发明的一些实施例中，活塞1通过管道4与第二径向油道17连通。机油依次通过第二径向油道17和管道4进入活塞1内。

在本发明的一些实施例中，润滑系统还包括与销体11连通的连杆，连杆内设置有连杆油道。机油从连杆油道流入销体11的轴向油道13内。

在本发明的一些实施例中，连杆通过衬套16与销体11连通，衬套16上设置有多个油孔，油孔与连杆油道连通。

机油通过油孔从连杆油道进入轴向油道13内，再通向第一径向油道12或第二径向油道17内。

本发明的另一方面还提出了一种提高大缸径柴油机可靠性的方法，提高大缸径柴油机可靠性的方法具有上述任一项的润滑系统，包括以下步骤：

机油由第一径向油道12进入轴向油道13；

当机油达到一定压力后，推动柱塞15压缩弹簧14，第二径向油道17与轴向油道13连通，机油流到活塞1的内冷油腔2内。

本发明的润滑系统，进入活塞销3油道的机油在达到一定压力后，推动柱塞15压缩弹簧14，当柱塞15头部被压缩直至径向油道与轴向油道13贯通时，来自主油道的机油进入到活塞1内冷油腔2当中，对活塞1进行振荡冷却。

综上，本发明的润滑系统中，进入活塞销3的轴向油道13的机油在达到一定压力后，推动阻挡件，柱塞15能够沿轴向油道13的轴向移动至第二径向油道17与轴向油道13贯通时，来自轴向油道13的机油进入到活塞1内冷油腔2当中，对活塞1进行振荡冷却。使得低转速时发动机主油道压力增大，提高了发动机的可靠性，避免了无谓的增大机油泵尺寸，也不需要用额外的增压泵用以给配附件供油。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种润滑系统，其特征在于，包括活塞销，所述活塞销包括销体和阻挡件；

所述销体内沿其轴向设置有轴向油道，所述销体上沿其径向设置有多个径向油道，所述径向油道包括设置于所述销体中间的第一径向油道和设置于所述销体端部的第二径向油道；

所述阻挡件设置于所述轴向油道的端部，所述阻挡件包括柱塞，所述柱塞能够沿所述轴向油道的轴向移动，用于阻挡所述第二径向油道；

所述柱塞通过弹簧沿所述轴向油道的轴向移动，所述弹簧的一端固定在所述轴向油道的端部，所述弹簧的另一端与所述柱塞固定；

所述弹簧压缩到底部时，所述第二径向油道与所述轴向油道连通。

2.根据权利要求1所述的润滑系统，其特征在于，所述柱塞为两个，两个所述柱塞分别设置在所述轴向油道的两端。

3.根据权利要求1所述的润滑系统，其特征在于，所述第一径向油道和所述第二径向油道为多个，多个所述第一径向油道和所述第二径向油道分别沿所述销体的周向均布。

4.根据权利要求1所述的润滑系统，其特征在于，所述润滑系统还包括与所述销体连通的活塞，所述活塞内设置有内冷油腔。

5.根据权利要求4所述的润滑系统，其特征在于，所述活塞通过管道与所述第二径向油道连通。

6.根据权利要求1所述的润滑系统，其特征在于，所述润滑系统还包括与所述销体连通的连杆，所述连杆内设置有连杆油道。

7.根据权利要求6所述的润滑系统，其特征在于，所述连杆通过衬套与销体连通，所述衬套上设置有多个油孔，所述油孔与所述连杆油道连通。

8.一种提高大缸径柴油机可靠性的方法，其特征在于，具有根据权利要求1至7中任一项所述的润滑系统，包括以下步骤：

机油由第一径向油道进入轴向油道；

当机油达到一定压力后，推动柱塞压缩弹簧，所述第二径向油道与所述轴向油道连通，机油流到活塞的内冷油腔内。

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