CN215804793U - 一种活塞冷却系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种活塞冷却系统，包括控制器、比例电磁阀、供油道、喷嘴油道和多个活塞冷却喷嘴，多个活塞冷却喷嘴安装在喷嘴油道上与喷嘴油道连通，供油道与喷嘴油道连接，比例电磁阀安装在供油道与喷嘴油道之间，比例电磁阀的P口与供油道连通，比例电磁阀的A口与喷嘴油道连通，控制器与比例电磁阀连接；其还包括泄压油道，泄压油道内安装有安全阀组件，安全阀组件开启时能使供油道、泄压油道、喷嘴油道贯通，安全阀组件的开启压力大于或等于最大冷却需求下喷嘴油道内的机油压力。采用本实用新型能在控制系统失效的情况下仍然能对活塞进行冷却，保证发动机的运行安全。

Description

一种活塞冷却系统

技术领域

本实用新型属于发动机技术领域，具体涉及一种活塞冷却系统。

背景技术

近几年，国家法规对于汽车油耗排放的限制日益严格，伴随而来的各类降油耗减排放技术层出不穷，其中包括各大主机厂针对活塞冷却技术研究及各类技术方案的应用。

目前，业内主流的活塞冷却控制技术为应用一开关式电磁阀，配合相应的供油道、喷嘴油道、活塞冷却喷嘴，实现对活塞冷却的控制，其不足之处在于：所应用的开关式电磁阀仅全开、全闭两种工作模式，带来的影响是冷却喷嘴只能工作在不喷油和全流量喷油两种模式下（相同供油压力），不能调节喷油流量以实现精细控制。

CN109505691A公开了一种活塞冷却喷油系统、发动机及喷油控制方法，其利用控制器根据水温信号、机油温度信号控制电磁阀的开度，实现了喷油量的精确控制，避免了活塞的过度冷却。但是其未考虑在电磁阀失效情况下，如何保证活塞冷却系统的功能及发动机的运行安全。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种活塞冷却系统，以在控制系统失效的情况下仍然能对活塞进行冷却，保证发动机的运行安全。

本实用新型所述的活塞冷却系统，包括控制器、比例电磁阀、供油道、喷嘴油道和多个活塞冷却喷嘴，多个活塞冷却喷嘴安装在喷嘴油道上与喷嘴油道连通，供油道与喷嘴油道连接，比例电磁阀安装在供油道与喷嘴油道之间，比例电磁阀的P口与供油道连通，比例电磁阀的A口与喷嘴油道连通，控制器与比例电磁阀连接，控制比例电磁阀的开度；该活塞冷却系统还包括一端与喷嘴油道连接、另一端与供油道连接的泄压油道，所述泄压油道内安装有安全阀组件，安全阀组件开启时能使供油道、泄压油道、喷嘴油道贯通，安全阀组件的开启压力大于或等于最大冷却需求下喷嘴油道内的机油压力。

优选的，所述安全阀组件包括限压弹簧和柱塞，柱塞的左侧具有弹簧安装槽；所述泄压油道呈L形，泄压油道的转角处的左侧具有容置腔，泄压油道的转角处的右部具有限位台阶，限压弹簧的左端与容置腔的底面抵靠，限压弹簧的右端与弹簧安装槽的底面抵靠，柱塞的右端面与所述限位台阶抵靠。当供油道内的机油压力大于或等于最大冷却需求下喷嘴油道内的机油压力时，供油道内的机油能推动柱塞移动并压缩限压弹簧，安全阀组件开启，使供油道、泄压油道、喷嘴油道贯通。

优选的，所述活塞冷却喷嘴为直通式喷嘴，活塞冷却喷嘴的供油口与喷管直接连通。活塞冷却喷嘴内部没有机械开关阀，供油口与喷管直接连通的设计方式有助于降低流阻，提高活塞冷却喷嘴喷油量与控制器输出的PWM占空比的相关性。保证在相同的供油压力下，活塞冷却喷嘴喷油量与控制器输出的PWM占空比的相关性。

本实用新型具有如下效果：

（1）通过控制器控制比例电磁阀的开度，实现了对活塞冷却喷嘴喷油量的精准控制，避免了不必要的能量消耗，使活塞温度处在较为适宜的区间，进而改善排放及缓解活塞环结焦。

（2）增加了泄压油道和安全阀组件（即设计了保护措施），保证了在控制系统失效（比如信号丢失、比例电磁阀失效等）的情况下，活塞冷却系统依然能通过活塞冷却喷嘴喷油对活塞进行冷却，保证了发动机的运行安全。

附图说明

图1为本实用新型中活塞冷却系统的部分结构示意图（未包含控制器）。

图2为本实用新型中的比例电池阀的结构示意图。

图3为本实用新型中的安全阀组件关闭时的油路示意图。

图4为本实用新型中的安全阀组件开启时的油路示意图。

图5为本实用新型中的活塞冷却喷嘴的剖面图。

具体实施方式

如图1至图5所示的活塞冷却系统，包括控制器（图中未示出）、比例电磁阀1、供油道2、喷嘴油道4、泄压油道6、安全阀组件和四个活塞冷却喷嘴5。活塞冷却喷嘴5为直通式喷嘴，活塞冷却喷嘴5的供油口51与活塞冷却喷嘴5的喷管52直接连通。四个活塞冷却喷嘴5安装在喷嘴油道4上与喷嘴油道4连通，供油道2与喷嘴油道4连接，比例电磁阀1安装在供油道2与喷嘴油道4之间，比例电磁阀1的P口11与供油道2连通，比例电磁阀1的A口12与喷嘴油道4连通，控制器与比例电磁阀1连接，控制比例电磁阀1的开度。安全阀组件包括限压弹簧31和柱塞32，柱塞32的左侧具有弹簧安装槽321。泄压油道6呈L形，泄压油道6的上端与喷嘴油道4连接，泄压油道6的右端与供油道2连接，泄压油道6的转角处的左侧具有容置腔61，泄压油道6的转角处的右部具有限位台阶62。安全阀组件安装在泄压油道6的转角处，限压弹簧31的左端与容置腔61的底面抵靠，限压弹簧31的右端与弹簧安装槽321的底面抵靠，柱塞32的右端面与限位台阶62抵靠。供油道2内的机油压力大于或等于最大冷却需求下喷嘴油道内的机油压力时，供油道2内的机油能推动柱塞32移动并压缩限压弹簧31（即安全阀组件开启），使供油道2、泄压油道6、喷嘴油道4贯通。

在控制系统未失效时，供油道2内的机油压力小于最大冷却需求下喷嘴油道内的机油压力，安全阀组件保持关闭状态，泄压油道6被截断；此时控制器（即ECU）依据发动机扭矩、发动机油温通过预设的控制Map图输出相应PWM占空比，通过PWM占空比控制比例电磁阀1的开度，机油从供油道2依次经比例电磁阀1的P口11、比例电磁阀1的A口12进入喷嘴油道4，然后从活塞冷却喷嘴5喷出，冷却活塞。比例电磁阀1的开度与PWM占空比成正比，当需求喷油量较大时，输出较高的占空比；当需求喷油量较小时，输出较低的占空比，从而可以控制喷嘴油道4内的机油压力，实现对活塞冷却喷嘴喷油量的精准控制。比如，预设的控制Map图可以为：在发动机油温低、发动机扭矩小的情况下输出0%占空比，比例电磁阀1处于关闭位，供油道2与喷嘴油道4之间的油路被切断，活塞冷却喷嘴5不喷油，达到快速暖机改善排放的目的；在发动机油温高、发动机扭矩大的情况下输出100%占空比，供油道2与喷嘴油道4直接连通，活塞冷却喷嘴5按最大流量喷射机油以充分冷却活塞，防止活塞环结焦；在发动机油温适中、发动机扭矩适中的情况下，依据试验标定适当的0%~100%间的占空比，实现冷却需求与降低功耗的平衡。

在控制系统失效时，比如比例电磁阀1失效，供油道2内的机油不能通过比例电磁阀1进入喷嘴油道4，供油道2内的机油压力增大；当供油道2内的机油压力大于或等于最大冷却需求下喷嘴油道内的机油压力时，供油道2内的机油推动柱塞32移动并压缩限压弹簧31，安全阀组件开启，供油道2、泄压油道6、喷嘴油道4贯通，机油从供油道2经泄压油道6流入喷嘴油道4内，然后从活塞冷却喷嘴5喷出，冷却活塞。

Claims (3)

1.一种活塞冷却系统，包括控制器、比例电磁阀（1）、供油道（2）、喷嘴油道（4）和多个活塞冷却喷嘴（5），多个活塞冷却喷嘴（5）安装在喷嘴油道（4）上与喷嘴油道（4）连通，供油道（2）与喷嘴油道（4）连接，比例电磁阀（1）安装在供油道（2）与喷嘴油道（4）之间，比例电磁阀（1）的P口（11）与供油道（2）连通，比例电磁阀（1）的A口（12）与喷嘴油道（4）连通，控制器与比例电磁阀（1）连接，控制比例电磁阀（1）的开度；其特征在于：还包括一端与喷嘴油道（4）连接、另一端与供油道（2）连接的泄压油道（6），所述泄压油道（6）内安装有安全阀组件，安全阀组件开启时能使供油道、泄压油道、喷嘴油道贯通，安全阀组件的开启压力大于或等于最大冷却需求下喷嘴油道内的机油压力。

2.根据权利要求1所述的活塞冷却系统，其特征在于：所述安全阀组件包括限压弹簧（31）和柱塞（32），柱塞（32）的左侧具有弹簧安装槽（321）；所述泄压油道（6）呈L形，泄压油道（6）的转角处的左侧具有容置腔（61），泄压油道（6）的转角处的右部具有限位台阶（62），限压弹簧（31）的左端与容置腔（61）的底面抵靠，限压弹簧（31）的右端与弹簧安装槽（321）的底面抵靠，柱塞（32）的右端面与所述限位台阶（62）抵靠；供油道（2）内的机油压力大于或等于最大冷却需求下喷嘴油道内的机油压力时，供油道（2）内的机油能推动柱塞（32）移动并压缩限压弹簧（31），使供油道（2）、泄压油道（6）、喷嘴油道（4）贯通。

3.根据权利要求1或2所述的活塞冷却系统，其特征在于：所述活塞冷却喷嘴（5）为直通式喷嘴，其供油口（51）与喷管（52）直接连通。

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