CN211008848U - 一种活塞冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于发动机冷却技术领域，提供了一种活塞冷却装置，包括：注油机构，和气缸相对设置，用于向活塞喷注冷却介质；流量调节机构，输出端和注油机构相连通，用于活动限制冷却介质自流量调节机构向注油机构输送的流量；调节驱动机构，输出端和流量调节机构连接传动，用于感温并驱动流量调节机构形成对冷却介质流量的调节。本实用新型根据温度变化调整冷却介质通过流量调节机构进入注油机构的流量，这样的方式能够节省机油的流量，使发动机中的轴承以及其他零部件得到更充分的润滑，活塞也能更好地升温或者以良好的温度运行，提高活塞使用寿命以及工作的可靠性，有效保证了发动机冷启动或低负荷运行时的平稳性。

Description

一种活塞冷却装置

技术领域

本实用新型属于发动机冷却技术领域，尤其涉及一种活塞冷却装置。

背景技术

随着社会经济的日益发展，车用发动机逐渐趋向于高速化、低碳化、增压化，如何开发出耐高机械负荷、高热负荷和高爆发压力的发动机零部件成为摆在眼前的重要难题。作为发动机心脏的活塞，其在承受巨大的机械负荷的同时，顶部还受到了高温燃气的周期性加热，容易出现拉缸、烧熔或者爆缸等故障。因此，改善活塞的工作状态，特别是受热状态的改善，是提高其可靠性的必要环节。对于自然吸气发动机，活塞吸收的热量是通过活塞环、活塞裙部传递或者连杆的飞溅机油降温；但是对于增压、直喷机型，活塞的热负荷更高，处在高温高压下的时间更长，需要对活塞底部进行强制冷却才能更好地保证活塞工作的可靠性。参照燃烧室的冷却方式，可以采用机油实现对活塞的强制冷却，增置活塞冷却喷嘴就是活塞强制冷却方法中应用最为广泛的一种。

目前的活塞冷却喷嘴的开启、关闭以及流量控制跟内燃机主油道的压力直接相关。即采用弹簧预紧力使钢珠封闭喷嘴腔体的进油端口，当主油道内的机油压力大于弹簧预紧力时，弹簧被钢珠压缩，机油流入喷嘴腔体，通过活塞冷却喷嘴对活塞内部进行喷射，因为活塞的温度远远高于机油温度，从而起到了冷却活塞的效果。

但是，上述结构的控制方式中主油道的压力主要是跟转速有关，转速越快，主油道的油压越高，活塞冷却喷嘴的流量越大。然而，发动机在启动，特别是在冬季启动或者低速小负荷运行时，启动性能和低速运行的平稳性相对重要，此时的活塞工作温度相对较低，可靠性很高，如果此时冷却喷嘴开启工作，不仅会消耗大部分机油流量，减缓发动机启动初期系统润滑的建立，还会导致活塞和缸壁过冷，不利于整机的初期排放和油耗，低负荷运行的平稳性也会下降。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种活塞冷却装置，旨在解决现有通过压力控制机油喷嘴开启会造成机油浪费、活塞和缸壁过冷不利于整机的初期排放和油耗并且低负荷运行的平稳性也会下降的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种活塞冷却装置，包括：

注油机构，和气缸相对设置，用于向活塞喷注冷却介质；

流量调节机构，输出端和注油机构相连通，用于活动限制冷却介质自流量调节机构向注油机构输送的流量；

调节驱动机构，输出端和流量调节机构连接传动，用于感温并驱动流量调节机构形成对冷却介质流量的调节。

本实用新型实施例的另一目的在于，所述流量调节机构包括：

冷却介质容置结构，和注油机构相连通，且远离注油机构的一端还连通设置有主油道；

活动限制结构，活动连接在冷却介质容置结构中，用于控制冷却介质容置结构和注油机构的连通面积。

本实用新型实施例的另一目的在于，所述活动限制结构通过调节驱动机构控制带动，随冷却介质的温度变化改变冷却介质容置结构和注油机构的连通面积。

本实用新型实施例的另一目的在于，所述活动限制结构包括：

封堵组件，设置在冷却介质容置结构内部和注油机构连通位置，且和调节驱动机构连接传动，用于通过移动封堵的方式实现对冷却介质容置结构和注油机构的连通面积的调节；

支撑组件，连接封堵组件和冷却介质容置结构，用于在调节驱动机构驱动封堵组件调节连通面积后辅助封堵组件弹性回复。

本实用新型实施例的另一目的在于，调节驱动机构的推力大于支撑组件的回复力以及封堵组件在冷却介质容置结构内运动的摩擦力之和，支撑组件的回复力大于冷却介质容置结构内油压压力和封堵组件在冷却介质容置结构内运动的摩擦力之和。

本实用新型实施例的另一目的在于，注油机构包括连通设置在冷却介质容置结构上的副油管以及连接设置在副油管上的喷嘴，所述喷嘴远离副油管一端和气缸相对设置。

本实用新型实施例的另一目的在于，所述调节驱动机构包括：

感温驱动组件，用于感应主油道内机油温度，并根据温度变化实现驱动动作；

联动组件，一端连接设置在感温驱动组件上，另一端和封堵组件连接传动，用于将感温驱动组件感温产生的驱动动作传递至封堵组件。

本实用新型实施例提供的一种活塞冷却装置，根据温度变化调整冷却介质通过流量调节机构进入注油机构的流量，这样的方式能够节省机油的流量，使发动机中的轴承以及其他零部件得到更充分的润滑，活塞也能更好地升温或者以良好的温度运行，提高活塞使用寿命以及工作的可靠性，有效保证了发动机冷启动或低负荷运行时的平稳性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种活塞冷却装置的结构示意图。

附图中：1、主油道；2、活塞；3、油腔；4、蜡式节温器；5、弹簧；6、机油喷嘴；7、副油道；8、气缸。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行详细描述。

如图1所示，为本实用新型一个实施例提供的一种活塞冷却装置，包括：

注油机构，和气缸相对设置，用于向活塞喷注冷却介质；

流量调节机构，输出端和注油机构相连通，用于活动限制冷却介质自流量调节机构向注油机构输送的流量；

调节驱动机构，输出端和流量调节机构连接传动，用于感温并驱动流量调节机构形成对冷却介质流量的调节。

在本实用新型实施例中，优选的，气缸采用气缸8，冷却介质优选机油，注油机构一端和流量调节机构相连通，另一端和气缸相对，冷却介质通过流量调节机构进入注油机构，从而喷淋到气缸8内的活塞中进行降温，流量调节机构在调节驱动机构的运行控制下，能够实现对冷却介质流量的调整，从而实现根据温度变化调整冷却介质通过流量调节机构进入注油机构的流量，这样的方式能够节省机油的流量，使发动机中的轴承以及其他零部件得到更充分的润滑，活塞也能更好地升温或者以良好的温度运行，提高活塞使用寿命以及工作的可靠性，有效保证了发动机冷启动或低负荷运行时的平稳性。

如图1所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述流量调节机构包括：

冷却介质容置结构，和注油机构相连通，且远离注油机构的一端还连通设置有主油道；

活动限制结构，活动连接在冷却介质容置结构中，用于控制冷却介质容置结构和注油机构的连通面积。

所述活动限制结构通过调节驱动机构控制带动，随冷却介质的温度变化改变冷却介质容置结构和注油机构的连通面积。

在本实用新型实施例中，优选的，冷却介质容置结构采用油腔3，油腔3一端和注油机构相连通，另一端连通设置有主油道1，机油通过主油道1进入到油腔3内，油腔3可以采用活动装配式，便于拆卸，油腔3内远离主油道1的接口一侧连接设置有活动限制结构，活动限制结构和注油机构与主油道1的连接处位置相对设置。

在本实用新型实施例中，优选的，活动限制结构在调节驱动机构带动下，通过调整对注油机构和油腔3连通处的封堵面积调整来控制流量。

如图1所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述活动限制结构包括：

封堵组件，设置在冷却介质容置结构内部和注油机构连通位置，且和调节驱动机构连接传动，用于通过移动封堵的方式实现对冷却介质容置结构和注油机构的连通面积的调节；

支撑组件，连接封堵组件和冷却介质容置结构，用于在调节驱动机构驱动封堵组件调节连通面积后辅助封堵组件弹性回复。

调节驱动机构的推力大于支撑组件的回复力以及封堵组件在冷却介质容置结构内运动的摩擦力之和，支撑组件的回复力大于冷却介质容置结构内油压压力和封堵组件在冷却介质容置结构内运动的摩擦力之和。

在本实用新型实施例中，优选的，封堵组件采用活塞2，活塞2滑动配合设置在油腔3中，活塞2一端通过支撑组件和油腔3内壁弹性连接，另一端和调节驱动机构连接传动，活塞2的边缘对注油机构和油腔3连通位置进行封堵，在活塞2移动时，活塞2逐渐脱离对连通位置的封堵，机油通过主油道1进入到油腔3后，可以通过活塞2脱离封堵的连通位置进入到注油机构内。

在本实用新型实施例中，优选的，支撑组件采用弹簧5，弹簧5在活塞2被调节驱动机构带动压缩后，弹簧5的弹性回复力大于通过主油道1进入到油腔3中的机油所产生的油压以及活塞2和油腔3内壁的摩擦力之和，这样在调节驱动机构的推力撤除后，弹簧5能够推动活塞2回复封堵注油机构和油腔3的连通位置，而调节驱动机构的推力大于弹簧5的回复力以及活塞2在油腔3内运动的摩擦力之和，这样调节驱动机构可以推动活塞2脱离对连通位置的封堵，通过上述的配合，可以实现调节驱动机构在感温后控制实现注油机构喷油。

如图1所示，作为本实用新型的一种优选实施例，注油机构包括连通设置在冷却介质容置结构上的副油管以及连接设置在副油管上的喷嘴，所述喷嘴远离副油管一端和气缸相对设置。

在本实用新型实施例中，优选的，注油机构中的副油管7一端和油腔3相连通，连通位置和活塞2相对，副油道7上还连通设置有多组喷嘴6，喷嘴6和气缸8相对设置，在活塞2脱离对副油道7和油腔3的连通位置封堵时，油腔3中的机油通过副油道7和喷嘴6喷出。

如图1所示，作为本实用新型的一种优选实施例，所述调节驱动机构包括：

感温驱动组件，用于感应主油道内机油温度，并根据温度变化实现驱动动作；

联动组件，一端连接设置在感温驱动组件上，另一端和封堵组件连接传动，用于将感温驱动组件感温产生的驱动动作传递至封堵组件。

在本实用新型实施例中，优选的，感温驱动组件采用蜡式节温器4，联动组件采用一端活动伸入蜡式节温器4内的中心杆，中心杆远离蜡式节温器4的一端和活塞2连接固定，当主油道1内的机油温度超过90℃时，蜡式节温器4内部的石蜡受热融化、体积变大，中心杆克服弹簧5的反作用力推动活塞2，使油腔3与副油道7开始连通，副油道7机油累积后，压力高于一定值时，喷嘴6开始喷油；当机油温度超过95℃时，石蜡体积达到最大，活塞2被中心杆推至油腔3的最边侧，油腔3与副油道7的连通面积达到最大；当机油温度低于90℃时，活塞2封闭副油道7，副油道7内机油压力很低，不足以开启喷嘴6，喷嘴6停止喷油，从而保证了发动机冷启动或低负荷运行时的平稳性与可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种活塞冷却装置，其特征在于，包括：

注油机构，和气缸相对设置，用于向活塞喷注冷却介质；

流量调节机构，输出端和注油机构相连通，用于活动限制冷却介质自流量调节机构向注油机构输送的流量；

调节驱动机构，输出端和流量调节机构连接传动，用于感温并驱动流量调节机构形成对冷却介质流量的调节。

2.根据权利要求1所述的一种活塞冷却装置，其特征在于，所述流量调节机构包括：

冷却介质容置结构，和注油机构相连通，且远离注油机构的一端还连通设置有主油道；

活动限制结构，活动连接在冷却介质容置结构中，用于控制冷却介质容置结构和注油机构的连通面积。

3.根据权利要求2所述的一种活塞冷却装置，其特征在于，所述活动限制结构通过调节驱动机构控制带动，随冷却介质的温度变化改变冷却介质容置结构和注油机构的连通面积。

4.根据权利要求3所述的一种活塞冷却装置，其特征在于，所述活动限制结构包括：

封堵组件，设置在冷却介质容置结构内部和注油机构连通位置，且和调节驱动机构连接传动，用于通过移动封堵的方式实现对冷却介质容置结构和注油机构的连通面积的调节；

支撑组件，连接封堵组件和冷却介质容置结构，用于在调节驱动机构驱动封堵组件调节连通面积后辅助封堵组件弹性回复。

5.根据权利要求4所述的一种活塞冷却装置，其特征在于，调节驱动机构的推力大于支撑组件的回复力以及封堵组件在冷却介质容置结构内运动的摩擦力之和，支撑组件的回复力大于冷却介质容置结构内油压压力和封堵组件在冷却介质容置结构内运动的摩擦力之和。

6.根据权利要求4所述的一种活塞冷却装置，其特征在于，注油机构包括连通设置在冷却介质容置结构上的副油管以及连接设置在副油管上的喷嘴，所述喷嘴远离副油管一端和气缸相对设置。

7.根据权利要求5所述的一种活塞冷却装置，其特征在于，所述调节驱动机构包括：

感温驱动组件，用于感应主油道内机油温度，并根据温度变化实现驱动动作；

联动组件，一端连接设置在感温驱动组件上，另一端和封堵组件连接传动，用于将感温驱动组件感温产生的驱动动作传递至封堵组件。

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