EA044357B1

EA044357B1 - PISTON COOLING NOZZLE

Info

Publication number: EA044357B1
Application number: EA202191577
Authority: EA
Inventors: Брэтт Хэер; Махантеш Маллаппа Хосур; Кришнамурти Вайдьянатан; Кевин Пол Бэйли; Рао Судип Прадхан Садананда
Original assignee: ТРАНСПОРТЕЙШН АйПи ХОЛДИНГС; Ллс
Priority date: 2020-07-08
Filing date: 2021-07-05
Publication date: 2023-08-21

Description

Область техникиField of technology

Изобретение относится к соплу охлаждения поршня.The invention relates to a piston cooling nozzle.

Обсуждение уровня техникиDiscussion of the state of the art

При использовании двигателя внутреннего сгорания сопло охлаждения поршня перемещает масло из блока цилиндров двигателя к головке поршня. Масло направляется к поршню через сопло охлаждения поршня. Сопло охлаждения поршня должно распылять или разбрызгивать масло в полость головки поршня в течение полного хода поршня. При этом сопло охлаждения поршня должно сохранять достаточный зазор от головки поршня. Размещение блока цилиндров двигателя относительно головки поршня определяет необходимые геометрические параметры сопла охлаждения поршня. В некоторых случаях конструкции блока цилиндров и поршня предусматривают достаточно сложные геометрические параметры сопла охлаждения поршня.When using an internal combustion engine, a piston cooling nozzle moves oil from the engine block to the piston head. The oil is directed to the piston through the piston cooling nozzle. The piston cooling nozzle must spray or squirt oil into the piston head cavity during the full stroke of the piston. In this case, the piston cooling nozzle must maintain sufficient clearance from the piston head. The placement of the engine cylinder block relative to the piston head determines the required geometric parameters of the piston cooling nozzle. In some cases, the designs of the cylinder block and piston provide for rather complex geometric parameters of the piston cooling nozzle.

Из-за сложности геометрических параметров обычные способы изготовления двигателя внутреннего сгорания также являются сложными. Часто сопловой узел охлаждения поршня имеет много отдельных компонентов и для соединения компонентов и достижения требуемой сложности необходимо выполнить пайку или посадку с натягом. При этом процесс пайки может увеличить время и затраты на процесс изготовления. Кроме того, по-прежнему сложно достичь оптимальных геометрических параметров, чтобы обеспечить текучую среду для сопла охлаждения, причем припаянные компоненты обычно легко деформируются вследствие более низкой прочности материала. В результате деформации положение сопла может измениться, что приведет к отклонению масляного сопла. Отклонение масляного сопла в конечном итоге приводит к тому, что не происходит попадания в заданное отверстие в поршне, что снижает, если не устраняет, преимущества использования охлаждающей текучей среды. Было бы целесообразно обеспечить систему и способ, которые отличаются от существующих.Due to the complexity of the geometric parameters, conventional manufacturing methods for an internal combustion engine are also complex. Often a piston cooling nozzle assembly has many separate components and a soldering or interference fit is required to connect the components and achieve the required complexity. However, the soldering process can increase the time and cost of the manufacturing process. In addition, it remains difficult to achieve optimal geometric parameters to provide fluid for the cooling nozzle, and soldered components are usually easily deformed due to the lower strength of the material. As a result of deformation, the position of the nozzle may change, causing the oil nozzle to deflect. Deflection of the oil nozzle ultimately results in failure to enter the intended hole in the piston, reducing, if not eliminating, the benefits of using a cooling fluid. It would be advantageous to provide a system and method that is different from the existing ones.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

В одном или нескольких вариантах выполнения предложено сопло охлаждения поршня, которое может содержать корпус, имеющий внутреннюю камеру, которая принимает текучую среду из внешнего источника, и трубку, соединенную с корпусом и проточно соединенную с внутренней камерой, причем трубка имеет изогнутую форму для направления текучей среды из внутренней камеры корпуса к нижней стороне головки поршня двигателя. Сопловой узел охлаждения поршня также может содержать наконечник для выпрямления потока, соединенный с трубкой и расположенный с возможностью выпрямления потока текучей среды, выходящего из трубки через наконечник к нижней стороне головки поршня двигателя, причем наконечник для выпрямления потока имеет внутренние пересекающиеся стенки, которые пересекаются в направлении движения потока текучей среды в трубке и из наконечника для выпрямления потока.In one or more embodiments, a piston cooling nozzle is provided, which may include a housing having an internal chamber that receives fluid from an external source, and a tube connected to the housing and fluidly connected to the internal chamber, the tube having a curved shape to guide the fluid from the inner chamber of the housing to the underside of the engine piston head. The piston cooling nozzle assembly may also include a flow straightening tip connected to the tube and positioned to straighten a flow of fluid exiting the tube through the tip to the underside of the engine piston head, the flow straightening tip having internal intersecting walls that intersect in the direction movement of fluid flow in the tube and out of the tip to straighten the flow.

В одном или нескольких вариантах выполнения предложено сопло охлаждения поршня, которое может иметь цельную конструкцию корпуса и трубки. Корпус может иметь внутреннюю камеру, которая принимает текучую среду из внешнего источника, причем трубка может быть соединена с корпусом и проточно соединена с внутренней камерой. Трубка может иметь изогнутую форму для направления текучей среды из внутренней камеры корпуса к нижней стороне головки поршня двигателя. Сопло охлаждения поршня также может содержать наконечник, соединенный с трубкой и расположенный с возможностью направления потока текучей среды, выходящей из трубки через наконечник, к нижней стороне головки поршня двигателя.In one or more embodiments, a piston cooling nozzle is provided, which may have a one-piece body and tube design. The housing may have an internal chamber that receives fluid from an external source, wherein a tube may be connected to the housing and fluidly connected to the internal chamber. The tube may be curved to direct fluid from the inner chamber of the housing to the underside of the engine piston head. The piston cooling nozzle may also include a tip connected to the tube and positioned to direct the flow of fluid exiting the tube through the tip to the underside of the engine piston head.

В одном или нескольких вариантах выполнения предложен способ нанесения первого слоя материала на рабочую пластину сопла охлаждения поршня, причем сопло охлаждения поршня содержит корпус и удлиненную трубку. Корпус может иметь впускное отверстие и внутреннюю камеру, в которую через впускное отверстие поступает текучая среда, а трубка может иметь канал, который проточно соединен с внутренней камерой корпуса и который проходит до наконечника, через который текучая среда направляется из сопла охлаждения поршня. Способ также может включать нанесение последовательных слоев материала на первый слой для аддитивного формирования сопла охлаждения поршня. Первый слой и последующие слои материала могут наноситься для формирования трубки, проходящей от корпуса под углом вниз к рабочей пластине и имеющей изгиб, который формирует наклон наконечника под углом вверх от рабочей пластины. Первый слой и последующие слои материала могут наноситься для формирования вертикальных опор, расположенных между трубкой и рабочей пластиной.In one or more embodiments, a method is provided for applying a first layer of material to a working plate of a piston cooling nozzle, wherein the piston cooling nozzle includes a housing and an elongated tube. The housing may have an inlet port and an inner chamber into which fluid enters through the inlet port, and the tube may have a channel that is fluidly connected to the inner chamber of the housing and which extends to a tip through which fluid is directed from the piston cooling nozzle. The method may also include applying successive layers of material to the first layer to additively form a piston cooling nozzle. The first layer and subsequent layers of material may be applied to form a tube extending from the housing at an angle downward toward the build plate and having a bend that forms the tip at an angle upward from the build plate. The first layer and subsequent layers of material can be applied to form vertical supports located between the tube and the build plate.

- 1 044357- 1 044357

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Изобретение может быть понято после прочтения следующего описания неограничивающих вариантов выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:The invention may be understood by reading the following description of non-limiting embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:

фиг. 1 изображает схематический вид двигателя;fig. 1 is a schematic view of the engine;

фиг. 2 изображает схематическую диаграмму процесса изготовления сопла охлаждения поршня;fig. 2 is a schematic diagram of the manufacturing process of a piston cooling nozzle;

фиг. 3 изображает вид в аксонометрии сопла охлаждения поршня; фиг. 4 изображает вид в аксонометрии сопла охлаждения поршня с воображаемыми линиями;fig. 3 is a perspective view of the piston cooling nozzle; fig. 4 is a perspective view of a piston cooling nozzle with imaginary lines;

фиг. 5 изображает вид в разрезе наконечника сопла охлаждения поршня; фиг. 6 изображает вид в аксонометрии сопла охлаждения поршня на рабочей пластине;fig. 5 is a sectional view of a piston cooling nozzle tip; fig. 6 is a perspective view of the piston cooling nozzle on the work plate;

фиг. 7 изображает вид в разрезе сопла охлаждения поршня;fig. 7 is a cross-sectional view of the piston cooling nozzle;

фиг. 8 изображает вид в разрезе сопла охлаждения поршня;fig. 8 is a cross-sectional view of the piston cooling nozzle;

фиг. 9 изображает вид в разрезе сопла охлаждения поршня;fig. 9 is a cross-sectional view of the piston cooling nozzle;

фиг. 10 изображает вид в разрезе сопла охлаждения поршня;fig. 10 is a sectional view of a piston cooling nozzle;

фиг. 11 изображает вид в разрезе сопла охлаждения поршня;fig. 11 is a cross-sectional view of a piston cooling nozzle;

фиг. 12 изображает вид в разрезе сопла охлаждения поршня;fig. 12 is a cross-sectional view of a piston cooling nozzle;

фиг. 13 изображает вид в разрезе сопла охлаждения поршня; и фиг. 14 изображает вид в разрезе сопла охлаждения поршня.fig. 13 is a cross-sectional view of a piston cooling nozzle; and figs. 14 is a sectional view of a piston cooling nozzle.

Подробное описаниеDetailed description

Варианты выполнения изобретения, описанного в настоящем документе, относятся к соплу охлаждения поршня, которое может быть сформировано с помощью аддитивного процесса производства. При использовании аддитивного процесса производства, в трубке может быть создана изогнутая форма с целью направления охлаждающей текучей среды из внутренней камеры корпуса к нижней стороне головки поршня. При использовании аддитивного процесса производства первый слой материала может наноситься на рабочую пластину, а затем на первый слой могут наноситься последующие слои материалов. Благодаря использованию аддитивного процесса производства сложность изготовления и затраты соответственно снижаются, обеспечивая при этом защиту сопла охлаждения поршня от деформации и износа.Embodiments of the invention described herein relate to a piston cooling nozzle that can be formed using an additive manufacturing process. When using an additive manufacturing process, a curved shape can be created in the tube to direct the cooling fluid from the inner chamber of the housing to the underside of the piston head. When using an additive manufacturing process, a first layer of material can be deposited onto a build plate, and then subsequent layers of materials can be deposited onto the first layer. By using an additive manufacturing process, manufacturing complexity and costs are correspondingly reduced while protecting the piston cooling nozzle from deformation and wear.

Фиг. 1 иллюстрирует схематическую блок-схему двигателя 100. Двигатель может представлять собой двигатель внутреннего сгорания, используемый для приведения в движение транспортного средства. Двигатель может быть выполнен с возможностью использования в рельсовом транспортном средстве, вездеходе, автомобиле, самолете, грузовом автомобиле, горном или промышленном транспортном средстве и т.п. Двигатель может содержать по меньшей мере один поршень 102, расположенный в поршневой камере или цилиндре 104. Имеется несколько поршней, каждый из которых расположен в отдельной камере. Поршень может иметь головку 106, которая принимает топливо в блок 108 цилиндров двигателя. Топливо взрывается внутри блока цилиндров двигателя, толкая поршень вниз, чтобы создать работу. Предложено сопло 110 охлаждения поршня, которое может содержать корпус 112 с по меньшей мере одним каналом или трубкой 114, которая проходит от него в поршневой цилиндр под головкой поршня. Сопло охлаждения поршня может содержать клапан, который принимает текучую среду для терморегулирования под давлением из внешнего источника 116. Текучей средой для терморегулирования может быть любая текучая среда, которая, будучи подаваемой при работе поршня, понижает или изменяет температуру внутри поршневого цилиндра. В одном примере текучая среда для терморегулирования может представлять собой охлаждающую текучую среду. Текучая среда может представлять собой жидкость, газ, смесь жидкости и газа, жидкость под высоким давлением, газ под высоким давлением, на масляной основе и т.д. В одном примере клапан представляет собой обратный клапан, который содержит пружину, прижимающую шар к корпусу сопла охлаждения поршня для закрытия впускного отверстия. После преодоления усилия сжатия пружины шар перемещается, позволяя охлаждающей текучей среде протекать через впускное отверстие во внутреннюю камеру сопла охлаждения поршня к каналам для перемещения к нижней стороне головки поршня. Таким образом, благодаря использованию сопла охлаждения поршня может быть достигнут технический результат охлаждения и/или смазки поршня.Fig. 1 illustrates a schematic block diagram of an engine 100. The engine may be an internal combustion engine used to propel a vehicle. The motor may be configured for use in a rail vehicle, all-terrain vehicle, automobile, aircraft, truck, mining or industrial vehicle, or the like. The engine may include at least one piston 102 located in a piston chamber or cylinder 104. There are multiple pistons, each located in a separate chamber. The piston may have a head 106 that receives fuel into the engine cylinder block 108. The fuel explodes inside the engine block, pushing the piston down to create work. A piston cooling nozzle 110 is provided, which may include a housing 112 with at least one passage or tube 114 that extends therefrom into a piston cylinder under the piston head. The piston cooling nozzle may include a valve that receives thermal control fluid under pressure from an external source 116. The thermal control fluid may be any fluid that, when applied during operation of the piston, lowers or changes the temperature within the piston cylinder. In one example, the thermal control fluid may be a cooling fluid. The fluid may be liquid, gas, mixture of liquid and gas, high pressure liquid, high pressure gas, oil based, etc. In one example, the valve is a check valve that includes a spring that presses the ball against the piston cooling nozzle body to close the inlet port. Once the compression force of the spring has been overcome, the ball moves to allow cooling fluid to flow through the inlet into the inner chamber of the piston cooling nozzle to the passage passages to the underside of the piston head. Thus, through the use of a piston cooling nozzle, the technical result of cooling and/or lubrication of the piston can be achieved.

Фиг. 2 иллюстрирует способ 200 изготовления сопла охлаждения поршня.Fig. 2 illustrates a method 200 for manufacturing a piston cooling nozzle.

Сопло охлаждения поршня может представлять собой сопло охлаждения поршня, изображенное на фиг. 1, и может использоваться при работе двигателя для направления текучей среды с регулируемой температурой к нижней стороне поршня в поршневом цилиндре. Сопло охлаждения поршня может содержать корпус с расположенным в нем клапаном для приема текучей среды с регулируемой температурой, и каналы или трубки, которые доставляют текучую среды в поршневую камеру, расположенную под головкой поршня. При формировании каналы выполняют с изогнутыми или криволинейными участками для обеспечения достаточного зазора от поршня, хотя точная форма может зависеть от расположения блока цилиндров двигателя относительно головки поршня для того, чтобы поддерживать достаточный зазор от головки поршня.The piston cooling nozzle may be the piston cooling nozzle shown in FIG. 1, and can be used during engine operation to direct temperature-controlled fluid to the underside of a piston in a piston cylinder. The piston cooling nozzle may include a housing with a valve disposed therein for receiving temperature-controlled fluid, and channels or tubes that deliver the fluid to a piston chamber located below the piston head. When formed, the passages are provided with curved or curved portions to provide sufficient piston clearance, although the exact shape may depend on the positioning of the engine block relative to the piston head to maintain sufficient piston head clearance.

На этапе 202 первый слой материала для сопла охлаждения поршня наносят на рабочую пластину. В одном варианте выполнения первый слой наносят с помощью способа аддитивных технологий, который может представлять собой 3-D печать. Материал может представлять собой металл, включая алюминий, сталь, латунь, медь, железо, нержавеющую сталь, титан, сплав и т.п. В качестве альтернативы,At step 202, a first layer of piston cooling nozzle material is applied to the build plate. In one embodiment, the first layer is applied using an additive manufacturing process, which may be 3-D printing. The material may be a metal, including aluminum, steel, brass, copper, iron, stainless steel, titanium, alloy, and the like. As an alternative,

- 2 044357 материал может представлять собой пластмассу, керамику и т.д., которые обеспечивают прочность на растяжение и прочность на износ, необходимые для сопла охлаждения поршня. В одном примере материал представляет собой сочетание клея и металлического порошка, который может быть спечен или нагрет при помощи лазера или в печи для соответствующего формирования корпуса. Рабочая пластина содержит плоскую поверхность для приема первого слоя. В качестве альтернативы, для удержания формируемого корпуса на месте вместо использования рабочей пластины может быть сформировано силовое поле.- 2 044357 the material may be plastic, ceramic, etc., which provides the tensile strength and wear resistance required for the piston cooling nozzle. In one example, the material is a combination of adhesive and metal powder, which can be sintered or heated using a laser or oven to form the housing accordingly. The build plate contains a flat surface for receiving the first layer. Alternatively, a force field can be formed to hold the molded body in place instead of using a build plate.

На этапе 204 на первый слой наносят последовательные слои материала. Первый слой и последующие слои материала также могут быть нанесены для формирования вертикальных опор между трубкой и рабочей пластиной. В частности, соплу охлаждения поршня может быть придана форма на рабочей пластине.At step 204, successive layers of material are applied to the first layer. The first layer and subsequent layers of material can also be applied to form vertical supports between the tube and the build plate. In particular, the piston cooling nozzle can be shaped on the work plate.

На этапе 206, как вариант, может быть добавлена трубка, сформированная в результате неаддитивных технологий. В частности, слои могут быть нанесены вокруг и на добавленную трубку. Таким образом, хотя весь корпус сопла охлаждения поршня может быть сформирован при использовании аддитивного способа, в качестве альтернативы один или несколько компонентов корпуса сопла охлаждения поршня могут быть сформированы при осуществлении другого процесса производства и присоединены к корпусу при осуществлении аддитивного процесса производства. В результате компоненты с меньшей сложностью и стоимостью могут быть сформированы при использовании альтернативного процесса производства, тогда как более сложные части корпуса сформированы при использовании аддитивного способа. Благодаря этому стоимость может быть снижена.At step 206, a tube formed by non-additive technologies may optionally be added. In particular, layers can be applied around and on the added tube. Thus, although the entire piston cooling nozzle body may be formed using an additive manufacturing process, alternatively, one or more components of the piston cooling nozzle body may be formed by another manufacturing process and attached to the body by an additive manufacturing process. As a result, components with lower complexity and cost can be formed using an alternative manufacturing process, while more complex body parts are formed using an additive process. Thanks to this, the cost can be reduced.

На этапе 208 выполняют спекание слоев материала для формирования сопла охлаждения поршня. Спекание может осуществляться с помощью лазера, в агломерационной печи и т.п. В одном варианте выполнения слои нагревают в агломерационной печи до температуры, близкой к температуре плавления. При этой температуре происходит соединение между зернами металлического порошка, образуя более прочную связь, чем припаянные компоненты.At step 208, layers of material are sintered to form a piston cooling nozzle. Sintering can be carried out using a laser, in a sintering furnace, etc. In one embodiment, the layers are heated in a sintering furnace to a temperature close to the melting point. At this temperature, bonding occurs between grains of metal powder, forming a stronger bond than soldered components.

В одном примере может быть сформирован корпус, который содержит удлиненную трубку, впускное отверстие и внутреннюю камеру. Удлиненная трубка может представлять собой канал, который проточно соединен с внутренней камерой и проходит до наконечника, через который текучая среда направляется из корпуса. В частности, текучая среда поступает через впускное отверстие во внутреннюю камеру. Удлиненная трубка может содержать по меньшей мере один изгиб, криволинейную часть и т.п. При этом корпус выполняют как цельную сплошную конструкцию за один этап изготовления, без необходимости осуществления посадки с натягом или припаивания компонентов друг к другу. С этой целью первый слой и последующие слои материала могут быть нанесены для формирования трубки, проходящей от корпуса под углом вниз к рабочей пластине и имеющей изгиб, который формирует наклон наконечника под углом вверх от рабочей пластины.In one example, a housing may be formed that includes an elongate tube, an inlet port, and an inner chamber. The elongate tube may be a channel that is fluidly connected to the inner chamber and extends to a tip through which fluid is directed out of the housing. In particular, the fluid flows through the inlet into the inner chamber. The elongate tube may include at least one bend, curved portion, or the like. In this case, the housing is manufactured as a single continuous structure in one manufacturing step, without the need for an interference fit or soldering of components to each other. To this end, the first layer and subsequent layers of material may be applied to form a tube extending from the housing at an angle downward toward the build plate and having a bend that forms the tip at an angle upward from the build plate.

Фиг. 3-4 изображают иллюстративное сопло 300 охлаждения поршня. В одном примере сопло охлаждения поршня получено с помощью способа изготовления, описанного со ссылкой на фиг. 2. Сопло охлаждения поршня содержит корпус 302, который может представлять собой цельную и сплошную конструкцию. В частности, при использовании аддитивного процесса производства, корпус может быть сформирован в течение одного процесса производства без необходимости осуществления посадки с натягом или припаивания компонентов друг к другу. Корпус содержит внутреннюю камеру 304, которая принимает текучую среду из внешнего источника (не показан) во впускное отверстие 306. Для регулирования потока текучей среды, протекающего через впускное отверстие, может быть выполнен клапанный узел 308. В одном варианте выполнения клапанный узел содержит шар 310, который прижимается к впускному отверстию с помощью упругого элемента 312. В одном примере упругий элемент может представлять собой пружину. Шар, прижатый к впускному отверстию, препятствует протеканию текучей среды через впускное отверстие. Упругий элемент обеспечивает прижимное усилие, которое должна преодолеть текучая среда, протекающая от внешнего источника, чтобы отодвинуть шар от впускного отверстия, обеспечивая проход потока текучей среды через впускное отверстие.Fig. 3-4 depict an exemplary piston cooling nozzle 300. In one example, a piston cooling nozzle is produced using the manufacturing method described with reference to FIG. 2. The piston cooling nozzle includes a housing 302, which may be a one-piece or continuous structure. In particular, when using an additive manufacturing process, the housing can be formed during a single manufacturing process without the need for an interference fit or soldering components to each other. The housing includes an internal chamber 304 that receives fluid from an external source (not shown) into the inlet 306. A valve assembly 308 may be provided to control the flow of fluid through the inlet. In one embodiment, the valve assembly includes a ball 310, which is pressed against the inlet opening by a resilient member 312. In one example, the resilient member may be a spring. The ball pressed against the inlet prevents fluid from flowing through the inlet. The resilient element provides a pressing force that must be overcome by fluid flowing from an external source to move the ball away from the inlet, allowing fluid flow to pass through the inlet.

На противоположной от впускного отверстия стороне внутренней камеры выполнено крепежное отверстие 314. Крепежное отверстие принимает направляющий штифт 316, который с возможностью перемещения соединяется с крепежным отверстием. В одном примере направляющий штифт и крепежное отверстие имеют соответствующие друг другу резьбы, обеспечивающие возможность ввинчивания направляющего штифта в крепежное отверстие. Благодаря возможности перемещения внутри крепежного отверстия, направляющий штифт может перемещаться к впускному отверстию и от него с целью регулирования прижимного усилия упругого элемента. При перемещении к впускному отверстию прижимное усилие возрастает, а при перемещении от впускного отверстия прижимное усилие уменьшается. Таким образом, скоростью, с которой текучая среда поступает через впускное отверстие во внутреннюю камеру корпуса, можно управлять путем регулировки направляющего штифта, и напрямую зависит от длины направляющего штифта. В одном примере направляющий штифт содержит головку 318, резьбовую часть 320 и шток 322, причем упругий элемент охватывает шток, входит в контакт и подталкивается резьбовой частью. Головка тем временем действует как захватное приспособление для человека или инA mounting hole 314 is provided on the opposite side of the inner chamber from the inlet port. The mounting hole receives a guide pin 316 that is movably connected to the mounting hole. In one example, the guide pin and the mounting hole have matching threads to allow the guide pin to be screwed into the mounting hole. By being movable within the mounting hole, the guide pin can be moved to and from the inlet hole to control the clamping force of the elastic member. As you move toward the inlet, the clamping force increases, and as you move away from the inlet, the clamping force decreases. Thus, the rate at which fluid flows through the inlet into the inner chamber of the housing can be controlled by adjusting the guide pin, and is directly dependent on the length of the guide pin. In one example, the guide pin includes a head 318, a threaded portion 320, and a rod 322, wherein the resilient member encircles the rod and engages and is pushed by the threaded portion. The head meanwhile acts as a gripping device for a person or

- 3 044357 струмента, чтобы выполнить требуемое вращение и настройку.- 3 044357 tool to perform the required rotation and adjustment.

Первая трубка 324 соединена с корпусом и проточно соединена с внутренней камерой. Первая трубка обычно имеет изогнутую форму для направления текучей среды из внутренней камеры корпуса к головке поршня двигателя и к нижней стороне головки поршня двигателя. Первая трубка может проходить от первого конца 326 до второго конца 328, причем в одном примере диаметр первого конца может быть больше диаметра второго конца. С этой целью от первого конца может проходить сужающийся участок 330, который содержит первый криволинейный переход 332 к прямолинейному участку 334. Благодаря утолщению трубки, в месте соединения с внутренней камерой трубка имеет повышенную жесткость в месте соединения, что позволяет исключить дополнительные опорные элементы. Кроме того, вместо изгибов, снижающих прочность и усложняющих изготовление, для повышения прочности сужающийся участок может проходить от фланца 331 корпуса под углом 45°. Таким образом, экономится время изготовления и снижаются затраты.The first tube 324 is connected to the housing and is fluidly connected to the inner chamber. The first tube is typically curved to direct fluid from the inner chamber of the housing to the engine piston head and to the underside of the engine piston head. The first tube may extend from the first end 326 to the second end 328, and in one example, the diameter of the first end may be greater than the diameter of the second end. To this end, a tapered portion 330 may extend from the first end, which includes a first curved transition 332 to a straight portion 334. By thickening the tube at the junction with the inner chamber, the tube has increased rigidity at the junction, thereby eliminating additional support elements. In addition, instead of bending, which reduces strength and complicates manufacturing, the tapered portion may extend from the body flange 331 at an angle of 45° to increase strength. This saves production time and reduces costs.

Прямолинейный участок может доходить до второго криволинейного перехода 336, который может быть изогнут в большей степени, чем первый криволинейный переход. От второго криволинейного перехода проходит выпускной наконечник 338, через который текучая среда отводится из сопла охлаждения поршня на головку поршня. Форма первой трубки может включать сочетание функциональных и декоративных элементов. Например, первый и второй криволинейные переходы могут быть выполнены для соответствия геометрическим параметрам двигателя и обеспечения отвода текучей среды для терморегулирования из первой трубки при определенном положении и скорости текучей среды. При этом геометрические параметры двигателей могут допускать отделочные элементы и изгибы для обеспечения более эстетического внешнего вида сопла охлаждения поршня.The straight section may extend to a second curved transition 336, which may be curved to a greater extent than the first curved transition. From the second curved transition extends an outlet tip 338 through which fluid is discharged from the piston cooling nozzle to the piston head. The shape of the first tube may include a combination of functional and decorative elements. For example, the first and second curved transitions may be configured to conform to engine geometry and allow thermal control fluid to exit the first tube at a specific fluid position and velocity. In this case, the geometric parameters of the engines can allow finishing elements and bends to provide a more aesthetic appearance of the piston cooling nozzle.

Вторая трубка 340 также соединена с корпусом и проточно соединена с внутренней камерой. Вторая трубка обычно имеет изогнутую форму для направления текучей среды из внутренней камеры корпуса к головке поршня двигателя и к нижней стороне головки поршня двигателя. Вторая трубка может проходить от первого конца 342 до второго конца 344, причем в одном примере диаметр первого конца может быть больше диаметра второго конца. С этой целью от первого конца может проходить сужающийся участок 346, который содержит первый криволинейный переход 348 к прямолинейному участку 350. Благодаря утолщению трубки в месте соединения с внутренней камерой, трубка имеет повышенную жесткость в месте соединения, что позволяет исключить дополнительные опорные элементы. Кроме того, для повышения прочности сужающийся участок может проходить от фланца 331 корпуса под углом 45°, вместо изгибов, снижающих прочность и усложняющих изготовление. Таким образом, экономится время изготовления и снижаются затраты.A second tube 340 is also connected to the housing and is fluidly connected to the inner chamber. The second tube is typically curved to direct fluid from the inner chamber of the housing to the engine piston head and to the underside of the engine piston head. The second tube may extend from the first end 342 to the second end 344, and in one example, the diameter of the first end may be greater than the diameter of the second end. To this end, a tapered portion 346 may extend from the first end, which includes a first curved transition 348 to a straight portion 350. By thickening the tube at the junction with the inner chamber, the tube has increased rigidity at the junction, thereby eliminating additional support elements. In addition, to improve strength, the tapered portion may extend from the housing flange 331 at a 45° angle, rather than bends, which reduce strength and complicate manufacturing. This saves production time and reduces costs.

Прямолинейный участок может доходить до второго криволинейного перехода 352, который может быть изогнут в большей степени, чем первый криволинейный переход. От второго криволинейного перехода проходит выпускной наконечник 354, через который текучая среда отводится из сопла охлаждения поршня на головку поршня. Форма второй трубки может включать сочетание функциональных и декоративных элементов. Например, первый и второй криволинейные переходы могут быть выполнены для соответствия геометрическим параметрам двигателя и обеспечения отвода текучей среды для терморегулирования из первой трубки при определенном положении и скорости текучей среды. При этом геометрические параметры двигателей могут допускать отделочные элементы и изгибы для обеспечения более эстетического внешнего вида сопла охлаждения поршня.The straight section may extend to a second curved transition 352, which may be curved to a greater extent than the first curved transition. From the second curved transition extends an outlet tip 354 through which fluid is discharged from the piston cooling nozzle to the piston head. The shape of the second tube may include a combination of functional and decorative elements. For example, the first and second curved transitions may be configured to conform to engine geometry and allow thermal control fluid to exit the first tube at a specific fluid position and velocity. In this case, the geometric parameters of the engines can allow finishing elements and bends to provide a more aesthetic appearance of the piston cooling nozzle.

Фиг. 5 иллюстрирует пример наконечника 500 трубки сопла охлаждения поршня. В одном примере наконечник, показанный на фиг. 5, представляет собой наконечник либо одной из первой и второй трубок, показанных на фиг. 4, либо обоих трубок. Каждый наконечник может быть расположен с возможностью выпрямления потока текучей среды, выходящего из трубки через выпускное отверстие 502 наконечника к нижней стороне головки поршня двигателя. Наконечник для выпрямления потока может также иметь внутренние пересекающиеся стенки 504, которые пересекаются в направлении движения потока текучей среды в трубке и из наконечника для выпрямления потока. В одном примере пересекающиеся стенки могут быть ориентированы ортогонально относительно друг друга и расположены перед выпускным отверстием. В другом примере пересекающиеся стенки могут проходить в направлении движения потока текучей среды на длину, которая меньше расстояния, на котором конец пересекающихся стенок расположен от выпускного отверстия наконечника в направлении движения потока текучей среды.Fig. 5 illustrates an example of a piston cooling nozzle tube tip 500. In one example, the tip shown in FIG. 5 is a tip of either one of the first and second tubes shown in FIG. 4, or both handsets. Each tip may be positioned to straighten the flow of fluid exiting the tube through the tip outlet 502 to the underside of the engine piston head. The flow straightening tip may also have internal intersecting walls 504 that intersect in the direction of fluid flow in the tube and out of the flow straightening tip. In one example, the intersecting walls may be oriented orthogonal to each other and positioned in front of the outlet. In another example, the intersecting walls may extend in the fluid flow direction for a length that is less than the distance at which the end of the intersecting walls is located from the nozzle outlet in the fluid flow direction.

Наконечник также может иметь внутренний канал 506, который проточно соединен с наконечником, причем внутренний канал имеет сужающуюся часть 508, которая сужается в направлении движения потока текучей среды. С этой целью пересекающиеся стенки могут быть расположены перед сужающейся частью канала в наконечнике в направлении движения потока текучей среды. В результате использования наконечника для выпрямления потока обеспечивается ламинарность потока сопла охлаждения поршня, что уменьшает расходимость потока.The tip may also have an inner channel 506 that is fluidly connected to the tip, the inner channel having a tapered portion 508 that tapers in the direction of fluid flow. For this purpose, intersecting walls can be positioned in front of the tapering portion of the channel in the tip in the direction of fluid flow. By using a flow straightening tip, the flow of the piston cooling nozzle is laminar, which reduces flow divergence.

Фиг. 6 иллюстрирует другой вариант выполнения сопла 600 охлаждения поршня. В этом варианте выполнения сопло охлаждения поршня показано сразу после применения аддитивного способа для формирования корпуса 602 на рабочей пластине 604. В одном примере на цельной рабочей пластине может быть сформировано более одного сопла охлаждения поршня. На чертеже представлена наружная частьFig. 6 illustrates another embodiment of the piston cooling nozzle 600. In this embodiment, the piston cooling nozzle is shown immediately after additive manufacturing has been used to form the housing 602 on the build plate 604. In one example, more than one piston cooling nozzle may be formed on a single build plate. The drawing shows the outer part

- 4 044357 корпуса 602, имеющая впускное отверстие 606, фланец 608 и первую и вторую трубки 610 (не показаны). Кроме того, между трубками и рабочей пластиной могут быть предусмотрены несколько вертикальных опор 614, что способствует осуществлению процесса производства. Направление вертикальных опор может обеспечить уменьшение перекосов, снижение количества необходимых вертикальных опор, уменьшает потребность во внутренних опорах и облегчает удаление сопла охлаждения поршня с рабочей пластины.- 4 044357 housing 602, having an inlet 606, a flange 608 and first and second tubes 610 (not shown). In addition, multiple vertical supports 614 may be provided between the tubes and the build plate to facilitate the production process. Directing the vertical supports can provide reduced distortion, reduce the number of vertical supports required, reduce the need for internal supports, and facilitate removal of the piston cooling nozzle from the build plate.

С этой целью расчет аддитивного способа может также обеспечить более эффективные геометрические параметры наконечника, дополнительно снижая затраты.To this end, AM design can also provide more efficient tip geometries, further reducing costs.

Фиг. 7-14 иллюстрируют альтернативные варианты выполнения сопла охлаждения поршня. В каждом варианте выполнения корпус может быть сформирован с использованием аддитивного способа, как описано в настоящем документе. В каждом варианте выполнения может быть использовано разное расположение клапанов внутри корпуса. Тем не менее, использование аддитивного способа при формировании корпуса позволяет экономить время изготовления, снизить затраты и повысить прочность.Fig. 7-14 illustrate alternative embodiments of the piston cooling nozzle. In each embodiment, the housing may be formed using an additive process as described herein. Each embodiment may use a different arrangement of valves within the housing. However, using an additive process to form the body can save manufacturing time, reduce costs and increase strength.

Фиг. 7 иллюстрирует вариант выполнения сопла 700 охлаждения поршня, которое содержит корпус 702, в котором установлен тарельчатый клапан 704. Тарельчатый клапан содержит впускное отверстие 706, которое входит в контакт с седлом 708 до тех пор, пока давление во впускном отверстии не создаст силу, действующую на тарелку 710, отталкивая ее от седла, обеспечивая возможность потоку протекать через выпускные отверстия 712. Тарельчатый клапан, аналогичный клапану, показанному на фиг. 3-4, может быть закреплен в корпусе с помощью резьбы и содержит головку 714 для захвата и вращения. Тарельчатый клапан обеспечивает минимальную утечку, кроме того, корпус обеспечивает возможность установки тарельчатого клапана.Fig. 7 illustrates an embodiment of a piston cooling nozzle 700 that includes a housing 702 in which a poppet valve 704 is mounted. The poppet valve includes an inlet port 706 that engages a seat 708 until pressure at the inlet port produces a force acting on poppet 710, pushing it away from the seat, allowing flow to flow through outlets 712. A poppet valve similar to the valve shown in FIG. 3-4 may be threaded in the housing and includes a head 714 for gripping and rotating. The poppet valve ensures minimal leakage and the housing allows for poppet valve installation.

Фиг. 8 изображает вариант выполнения сопла 800 охлаждения поршня, которое содержит корпус 802, в котором установлен клапан 804, аналогичный клапанному узлу, показанному на фиг. 3 и 4, и в котором используется шар 806, упругий элемент 808 и направляющий штифт 810. В данном варианте выполнения вместо ввинчивания клапанного узла в корпус можно осуществить посадку клапанного узла с натягом. В этом примере посадки с натягом фланец 812 корпуса содержит седло 814 для приема клапанного узла.Fig. 8 depicts an embodiment of a piston cooling nozzle 800 that includes a housing 802 housing a valve 804 similar to the valve assembly shown in FIG. 3 and 4, and which utilizes a ball 806, a resilient member 808, and a guide pin 810. In this embodiment, instead of screwing the valve assembly into the body, the valve assembly may be an interference fit. In this example of an interference fit, the body flange 812 includes a seat 814 for receiving the valve assembly.

Фиг. 9 изображает вариант выполнения сопла 900 охлаждения поршня, которое содержит корпус 902, в котором установлен клапан 904, аналогичный клапанному узлу, показанному на фиг. 3 и 4, в котором используется шар 906, упругий элемент 908 и направляющий штифт 910. В данном варианте выполнения вместо ввинчивания клапанного узла в корпус можно снова осуществить посадку клапанного узла с натягом. В этом примере посадки с натягом фланец 912 корпуса содержит кольцевое отверстие 914 для приема клапанного узла.Fig. 9 depicts an embodiment of a piston cooling nozzle 900 that includes a housing 902 housing a valve 904 similar to the valve assembly shown in FIG. 3 and 4, which utilizes a ball 906, a resilient member 908, and a guide pin 910. In this embodiment, instead of screwing the valve assembly into the body, the valve assembly can be re-fitted into an interference fit. In this example of an interference fit, body flange 912 includes an annular hole 914 for receiving a valve assembly.

Фиг. 10 изображает вариант выполнения сопла 1000 охлаждения поршня, которое содержит корпус 1002, в котором установлен клапан 1004, аналогичный клапанному узлу, показанному на фиг. 3 и 4, в котором используется шар 1006, упругий элемент 1008 и направляющий штифт 1010. В данном варианте выполнения вместо ввинчивания клапанного узла в корпус можно снова осуществить посадку клапанного узла с натягом. В этом примере посадки с натягом фланец 1012 корпуса содержит кольцевое отверстие 1014 для приема клапанного узла, аналогичного показанному на фиг. 9. В варианте выполнения, показанном на фиг. 10, для фиксации упругого элемента фиксатор 1016 пружины расположен внутри кольцевого отверстия.Fig. 10 depicts an embodiment of a piston cooling nozzle 1000 that includes a housing 1002 housing a valve 1004 similar to the valve assembly shown in FIG. 3 and 4, which uses a ball 1006, a resilient member 1008, and a guide pin 1010. In this embodiment, instead of screwing the valve assembly into the body, the valve assembly can be re-fitted into an interference fit. In this example of an interference fit, the body flange 1012 includes an annular opening 1014 for receiving a valve assembly similar to that shown in FIG. 9. In the embodiment shown in FIG. 10, to fix the elastic member, a spring retainer 1016 is located inside the annular hole.

Фиг. 11 изображает вариант выполнения сопла 1100 охлаждения поршня, которое содержит корпус 1102, в котором установлен клапан 1104, аналогичный клапанному узлу, показанному на фиг. 3 и 4, в котором используется шар 1106, упругий элемент 1108 и направляющий штифт 1110. В данном варианте выполнения вместо ввинчивания клапанного узла в корпус или посадки с натягом для закрепления направляющего штифта может быть использован обработанный штифт 1112 с шплинтом 1114.Fig. 11 depicts an embodiment of a piston cooling nozzle 1100 that includes a housing 1102 housing a valve 1104 similar to the valve assembly shown in FIG. 3 and 4, which utilizes a ball 1106, a resilient member 1108, and a guide pin 1110. In this embodiment, instead of screwing the valve assembly into the body or an interference fit, a machined pin 1112 with a cotter pin 1114 may be used to secure the guide pin.

Фиг. 12 изображает вариант выполнения сопла 1200 охлаждения поршня, которое содержит корпус 1202, в котором установлен клапан 1204, аналогичный клапанному узлу, показанному на фиг. 3 и 4, в котором используется шар 1206, упругий элемент 1208 и направляющий штифт 1210. В данном варианте выполнения вместо ввинчивания клапанного узла в корпус, используя посадку с натягом или шплинт, клапанный узел, фланец 1212 корпуса может содержать держатель 1214 стопорного кольца.Fig. 12 depicts an embodiment of a piston cooling nozzle 1200 that includes a housing 1202 housing a valve 1204 similar to the valve assembly shown in FIG. 3 and 4, which utilizes a ball 1206, a resilient member 1208, and a guide pin 1210. In this embodiment, instead of screwing the valve assembly into the body using an interference fit or cotter pin, the valve assembly flange 1212 may include a retaining ring holder 1214.

Фиг. 13 изображает вариант выполнения сопла 1300 охлаждения поршня, которое содержит корпус 1302, в котором установлен клапан 1304, аналогичный клапанному узлу, показанному на фиг. 3 и 4, в котором используется шар 1306, упругий элемент 1308 и направляющий штифт 1310. В данном варианте выполнения для шара может быть выполнено посаженное с натягом седло 1312, при этом обработанный штифт 1314 со шплинтом 1316 может закреплять в нем направляющий штифт.Fig. 13 depicts an embodiment of a piston cooling nozzle 1300 that includes a housing 1302 housing a valve 1304 similar to the valve assembly shown in FIG. 3 and 4, which utilizes a ball 1306, a resilient member 1308, and a guide pin 1310. In this embodiment, the ball may be provided with an interference fit seat 1312 and a machined pin 1314 with a cotter pin 1316 may secure the guide pin therein.

Фиг. 14 изображает вариант выполнения сопла 1400 охлаждения поршня, которое содержит корпус 1402, в котором установлен клапан 1404, аналогичный клапанному узлу, показанному на фиг. 3 и 4, в котором используется шар 1406 и упругий элемент 1408. В этом варианте выполнения упругий элемент может представлять собой консоль, которая проходит от внутренней поверхности корпуса к впускному отверстию 1410. На наружном конце 1412 консоль может содержать шар, который перемещается вниз при достижении порогового давления, обеспечивая проход потока текучей среды во впускное отверстиеFig. 14 depicts an embodiment of a piston cooling nozzle 1400 that includes a housing 1402 housing a valve 1404 similar to the valve assembly shown in FIG. 3 and 4, which utilizes a ball 1406 and a resilient member 1408. In this embodiment, the resilient member may be a cantilever that extends from an interior surface of the housing to an inlet port 1410. At an outer end 1412, the cantilever may include a ball that moves downward when it reaches threshold pressure, allowing fluid flow to pass into the inlet

- 5 044357 корпуса. Таким образом, консоль и шар устанавливают для управления скоростью, с которой текучая среда поступает во внутреннюю камеру корпуса.- 5 044357 housing. Thus, the console and ball are mounted to control the rate at which fluid enters the inner chamber of the housing.

В примере, показанном на фиг. 14, консоль и шар представляют собой цельную конструкцию, которая может быть сформирована при осуществлении аддитивного процесса производства. Поскольку консоль изготавливают при осуществлении аддитивного способа, сторона корпуса, противоположная впускному отверстию, может быть закрыта, исключая необходимость в направляющем штифте и соответствующих уплотнениях во внутренней камере 1414.In the example shown in FIG. 14, the cantilever and ball are a one-piece structure that can be formed by an additive manufacturing process. Because the cantilever is additively manufactured, the side of the housing opposite the inlet port can be closed, eliminating the need for a guide pin and associated seals in the inner chamber 1414.

В одном или нескольких вариантах выполнения предложено сопло охлаждения поршня, которое может содержать корпус, имеющий внутреннюю камеру, которая принимает текучую среду из внешнего источника, и трубку, соединенную с корпусом и проточно соединенную с внутренней камерой, причем трубка имеет изогнутую форму для направления текучей среды из внутренней камеры корпуса к нижней стороне головки поршня двигателя. Сопло охлаждения поршня также может содержать наконечник для выпрямления потока, соединенный с трубкой и расположенный с возможностью выпрямления потока текучей среды, выходящего из трубки через наконечник к нижней стороне головки поршня двигателя, причем наконечник для выпрямления потока имеет внутренние пересекающиеся стенки, которые пересекаются в направлении движения потока текучей среды, перемещающегося в трубку и из наконечника для выпрямления потока.In one or more embodiments, a piston cooling nozzle is provided, which may include a housing having an internal chamber that receives fluid from an external source, and a tube connected to the housing and fluidly connected to the internal chamber, the tube having a curved shape to guide the fluid from the inner chamber of the housing to the underside of the engine piston head. The piston cooling nozzle may also include a flow straightening tip connected to the tube and positioned to straighten the flow of fluid exiting the tube through the tip to the underside of the engine piston head, wherein the flow straightening tip has internal intersecting walls that intersect in the direction of motion a stream of fluid moving into and out of the tube to straighten the flow.

Как вариант, пересекающиеся стенки могут быть ориентированы ортогонально друг относительно друга. В другом аспекте наконечник может проходить от трубки до выпускного отверстия, причем пересекающиеся стенки могут быть расположены в наконечнике перед выпускным отверстием. В другом варианте выполнения пересекающиеся стенки могут проходить в направлении движения потока текучей среды на длину, которая меньше расстояния, на котором конец пересекающихся стенок расположен от выпускного отверстия наконечника в направлении движения потока текучей среды.Alternatively, the intersecting walls may be oriented orthogonally to each other. In another aspect, the tip may extend from the tube to the outlet, where intersecting walls may be located in the tip in front of the outlet. In another embodiment, the intersecting walls may extend in the fluid flow direction for a length that is less than the distance at which the end of the intersecting walls is located from the nozzle outlet in the fluid flow direction.

Как вариант, наконечник может содержать внутренний канал, который проточно соединен с наконечником, причем внутренний канал имеет сужающуюся часть, которая сужается в направлении движения потока текучей среды. В другом аспекте пересекающиеся стенки могут быть расположены перед сужающейся частью канала в наконечнике в направлении движения потока текучей среды. В одном примере корпус и трубка могут представлять собой цельную сплошную конструкцию.Alternatively, the tip may include an internal channel that is fluidly connected to the tip, the internal channel having a tapered portion that tapers in the direction of fluid flow. In another aspect, intersecting walls may be located in front of a tapered portion of the channel in the tip in the direction of fluid flow. In one example, the body and tube may be a single continuous structure.

В другом аспекте корпус может содержать впускное отверстие и противоположное ему крепежное отверстие, расположенные на противоположных сторонах внутренней камеры. Корпус может быть выполнен так, чтобы удерживать шар и упругий элемент во внутренней камере и принимать направляющий штифт во внутреннюю камеру через крепежное отверстие. Упругий элемент и шар также могут быть выполнены с возможностью управления скоростью, с которой текучая среда поступает во внутреннюю камеру корпуса через впускное отверстие корпуса. В одном примере длина направляющего штифта позволяет регулировать скорость, с которой текучая среда поступает во внутреннюю камеру корпуса.In another aspect, the housing may include an inlet port and an opposing mounting hole located on opposite sides of the inner chamber. The housing may be configured to retain the ball and resilient member in the inner chamber and receive a guide pin into the inner chamber through a mounting hole. The resilient member and ball may also be configured to control the rate at which fluid enters the inner chamber of the housing through the housing inlet. In one example, the length of the guide pin allows the speed at which fluid enters the inner chamber of the housing to be controlled.

Необязательно, корпус может содержать впускное отверстие, через которое текучая среда поступает в корпус. Корпус также может содержать консоль, проходящую от внутренней поверхности корпуса к впускному отверстию. На наружном конце консоль может содержать шар, причем консоль и шар могут быть установлены для управления скоростью, с которой текучая среда поступает во внутреннюю камеру корпуса. В другом аспекте корпус, консоль и шар могут представлять собой цельную конструкцию. В другом примере трубка может быть удлиненной и проходить от наружной поверхности корпуса под непрямым углом. В еще одном аспекте трубка может иметь только один изгиб под углом более сорока пяти градусов.Optionally, the housing may include an inlet through which fluid enters the housing. The housing may also include a console extending from an interior surface of the housing to the inlet opening. At an outer end, the console may include a ball, wherein the console and the ball may be positioned to control the rate at which fluid enters the inner chamber of the housing. In another aspect, the body, console, and ball may be a single piece structure. In another example, the tube may be elongated and extend from the outer surface of the housing at an oblique angle. In yet another aspect, the tube may have only one bend at an angle greater than forty-five degrees.

Необязательно, сопло охлаждения поршня также может содержать плоский фланец, соединенный с корпусом и выполненный с возможностью соединения с блоком цилиндров двигателя. В одном аспекте корпус и фланец могут представлять собой цельную конструкцию. В другом аспекте корпус и фланец могут представлять собой отдельные конструкции, которые соединены одним или несколькими резьбовыми соединениями, посажены с натягом, скреплены шплинтом или скреплены стопорным кольцом.Optionally, the piston cooling nozzle may also include a flat flange connected to the housing and configured to connect to the engine block. In one aspect, the body and flange may be a one-piece structure. In another aspect, the body and flange may be separate structures that are connected by one or more threaded connections, an interference fit, a cotter pin, or a retaining ring.

Необязательно, трубка может быть удлиненной и проходить от наружной поверхности корпуса под непрямым углом. В одном примере трубка может иметь только один изгиб под углом более сорока пяти градусов. В одном аспекте корпус и трубка могут представлять собой цельную сплошную конструкцию. В другом аспекте наконечник может представлять собой наконечник для выпрямления потока, имеющий внутренние пересекающиеся стенки, которые пересекаются в направлении движения потока текучей среды в трубке и из наконечника для выпрямления потока. В одном примере пересекающиеся стенкиOptionally, the tube can be elongated and extend from the outer surface of the housing at an oblique angle. In one example, the tube may have only one bend at an angle greater than forty-five degrees. In one aspect, the body and tube may be a single continuous structure. In another aspect, the tip may be a flow straightening tip having internal intersecting walls that intersect in the direction of fluid flow in and out of the tube. In one example, intersecting walls

- 6 044357 могут быть ориентированы ортогонально друг относительно друга. В качестве альтернативы, наконечник может проходить от трубки до выпускного отверстия, причем пересекающиеся стенки расположены перед выпускным отверстием. В другом примере пересекающиеся стенки могут проходить в направлении движения потока текучей среды на длину, которая меньше расстояния, на котором конец пересекающихся стенок расположен от выпускного отверстия наконечника в направлении движения потока текучей среды. В другом аспекте канал может иметь сужающуюся часть, а пересекающиеся стенки могут быть расположены перед сужающейся частью канала в наконечнике в направлении движения потока текучей среды.- 6 044357 can be oriented orthogonally relative to each other. Alternatively, the tip may extend from the tube to the outlet, with intersecting walls located in front of the outlet. In another example, the intersecting walls may extend in the fluid flow direction for a length that is less than the distance at which the end of the intersecting walls is located from the nozzle outlet in the fluid flow direction. In another aspect, the channel may have a tapered portion, and intersecting walls may be located in front of the tapered portion of the channel in the tip in the direction of fluid flow.

Необязательно, наконечник может иметь внутренний канал, который проточно соединен с наконечником, причем внутренний канал имеет сужающуюся часть, которая сужается в направлении движения потока текучей среды. В одном аспекте корпус содержит впускное отверстие и противоположное крепежное отверстие, расположенные на противоположных сторонах внутренней камеры, причем корпус выполнен так, чтобы удерживать шар и упругий элемент во внутренней камере и принимать направляющий штифт во внутреннюю камеру через крепежное отверстие. Упругий элемент и шар также могут быть выполнены с возможностью управления скоростью, с которой текучая среда поступает во внутреннюю камеру корпуса через впускное отверстие корпуса. В другом аспекте длина направляющего штифта позволяет управлять скоростью, с которой текучая среда поступает во внутреннюю камеру корпуса.Optionally, the tip may have an internal channel that is fluidly connected to the tip, the internal channel having a tapered portion that tapers in the direction of fluid flow. In one aspect, the housing includes an inlet port and a counter mounting hole located on opposite sides of the inner chamber, the housing being configured to retain the ball and resilient member in the inner chamber and receive a guide pin into the inner chamber through the mounting hole. The resilient member and ball may also be configured to control the rate at which fluid enters the inner chamber of the housing through the housing inlet. In another aspect, the length of the guide pin controls the rate at which fluid enters the inner chamber of the housing.

Необязательно, сопло охлаждения поршня также может содержать плоский фланец, который может соединяться с корпусом и может быть выполнен с возможностью соединения с блоком цилиндров двигателя. В одном аспекте корпус, трубка и фланец могут представлять собой цельную конструкцию. В другом аспекте корпус и фланец могут представлять собой отдельные конструкции, которые соединены одним или несколькими резьбовыми соединениями, посажены с натягом, скреплены шплинтом или скреплены стопорным кольцом. В еще одном примере корпус может иметь впускное отверстие, через которое текучая среда может поступать в корпус, причем корпус также содержит консоль, проходящую от внутренней поверхности корпуса к впускному отверстию. На наружном конце консоль может содержать шар, причем шар может быть установлен для управления скоростью, с которой текучая среда поступает во внутреннюю камеру корпуса. В одном аспекте корпус, консоль и шар могут представлять собой цельную конструкцию.Optionally, the piston cooling nozzle may also include a flat flange that may be coupled to the housing and may be configured to connect to the engine block. In one aspect, the body, tube, and flange may be a one-piece structure. In another aspect, the body and flange may be separate structures that are connected by one or more threaded connections, an interference fit, a cotter pin, or a retaining ring. In yet another example, the housing may have an inlet through which fluid can enter the housing, the housing also including an arm extending from an interior surface of the housing to the inlet. At an outer end, the console may include a ball, wherein the ball may be positioned to control the rate at which fluid enters the inner chamber of the housing. In one aspect, the body, console, and ball may be a one-piece structure.

В одном или нескольких вариантах выполнения предложен способ нанесения первого слоя материала на рабочую пластину сопла охлаждения поршня, причем сопло охлаждения поршня содержит корпус и удлиненную трубку. Корпус может иметь впускное отверстие и внутреннюю камеру, в которую через впускное отверстие поступает текучая среда, а трубка может иметь канал, который проточно соединен с внутренней камерой корпуса и которая проходит до наконечника, через который текучая среда направляется из сопла охлаждения поршня. Способ также может включать нанесение последовательных слоев материала на первый слой для аддитивного формирования сопла охлаждения поршня. Первый слой и последующие слои материала могут наноситься для формирования трубки, проходящей от корпуса под углом вниз к рабочей пластине и имеющей изгиб, который формирует наклон наконечника под углом вверх от рабочей пластины. Первый слой и последующие слои материала могут наноситься для формирования вертикальных опор, расположенных между трубкой и рабочей пластиной.In one or more embodiments, a method is provided for applying a first layer of material to a working plate of a piston cooling nozzle, wherein the piston cooling nozzle includes a housing and an elongated tube. The housing may have an inlet port and an inner chamber into which fluid enters through the inlet port, and the tube may have a channel that is fluidly connected to the inner chamber of the housing and which extends to a tip through which fluid is directed from the piston cooling nozzle. The method may also include applying successive layers of material to the first layer to additively form a piston cooling nozzle. The first layer and subsequent layers of material may be applied to form a tube extending from the housing at an angle downward toward the build plate and having a bend that forms the tip at an angle upward from the build plate. The first layer and subsequent layers of material can be applied to form vertical supports located between the tube and the build plate.

Формы единственного числа также подразумевают и множественное число, если из контекста явным образом не следует обратное. Термины дополнительно или как вариант обозначает, что описанное в дальнейшем действие или состояние может происходить или может не происходить, и что описание может включать случаи, когда действие происходит, и случаи, когда действие не происходит. Язык аппроксимации, используемый в настоящем документе в описании и пунктах формулы изобретения, может применяться для изменения любого количественного представления, которое может быть изменено, без изменения основной функции, к которой оно может относиться. Соответственно, значение, измененное термином или терминами, например, около, по существу и приблизительно, не должно ограничиваться указанным точным значением. По меньшей мере в некоторых случаях язык аппроксимации может быть инструментом оценки значения. Здесь и в настоящем описании и формуле изобретения ограничения диапазона могут быть объединены и/или заменены местами, такие диапазоны могут быть идентифицированы и включать все поддиапазоны, содержащиеся в них, если из контекста или выражений явным образом не следует обратное.Singular forms also imply the plural unless the context clearly indicates otherwise. The terms further or alternatively mean that the action or condition hereinafter described may or may not occur, and that the description may include cases in which the action occurs and cases in which the action does not occur. The approximation language used herein in the description and claims can be used to change any quantitative representation that can be changed without changing the underlying function to which it may relate. Accordingly, the meaning modified by the term or terms, such as about, substantially, and approximately, should not be limited to the precise meaning stated. In at least some cases, an approximation language can be a tool for estimating meaning. Here and in the present specification and claims, range limitations may be combined and/or interchanged, and such ranges may be identified and include all subranges contained therein, unless the context or expressions clearly indicate otherwise.

В этом описании для раскрытия вариантов выполнения, в том числе лучшего варианта, используются примеры, чтобы также дать возможность любому специалисту в данной области техники применять на практике варианты выполнения, в том числе изготовление и использование любых устройств или систем и выполнение любых включенных в него способов. Формула изобретения определяет патентоспособный объем изобретения и включает другие примеры, которые могут прийти на ум специалистам в данной области техники. Считается, что такие другие примеры находятся в пределах объема формулы изобретения, если они имеют конструктивные элементы, которые не отличаются от буквального изложения формулы изобретения или если они содержат эквивалентные конструктивные элементы с несущественными отличиями от буквального изложения формулы изобретения.Examples are used in this description to disclose embodiments, including the best embodiment, to also enable any person skilled in the art to practice the embodiments, including the manufacture and use of any devices or systems and the performance of any methods included therein. . The claims define the patentable scope of the invention and include other examples that may come to mind to those skilled in the art. Such other examples are considered to be within the scope of the claims if they have structural elements that do not differ from the literal statement of the claims or if they contain equivalent structural elements with non-material differences from the literal statement of the claims.

Claims

CLAIM

1. A piston cooling nozzle (300) comprising a housing (302) having an inner chamber (304) that receives fluid from an external source, a tube (324) connected to the housing and fluidly connected to the inner chamber, the tube having a curved shape for directing fluid from the inner chamber of the housing to the underside of the piston head of the engine, said tube having a tapered portion (330) extending from the inner chamber and comprising a first curved transition (332) to a straight portion (334) of said tube; and a tip (354, 500) connected to the tube and positioned to straighten the flow of fluid exiting the tube through the tip to the underside of the engine piston head, the flow straightening tip having internal intersecting walls (504) that intersect in the direction movement of fluid flow in the tube and out of the tip to straighten the flow;

wherein the intersecting walls are oriented orthogonally relative to each other.

2. A nozzle as claimed in claim 1, wherein a tip (354, 500) extends from the tube to an outlet (502) and intersecting walls are located in the tip upstream of the outlet.

3. The nozzle of claim 2, wherein the intersecting walls (504) extend in the fluid flow direction for a length that is less than the distance at which the end of the intersecting walls is located from the nozzle outlet in the fluid flow direction.

4. The nozzle according to claim 1, wherein the tip (354, 500) has an internal channel (506) that is fluidly connected to the tip, the internal channel having a tapered portion (508) that tapers in the direction of fluid flow.

5. A piston cooling nozzle (300) comprising a one-piece structure of a housing (302) and a tube (324), the housing having an internal chamber (304) that receives fluid from an external source, the tube being connected to the housing and flow-connected to an inner chamber, the tube having a curved shape for directing fluid from the inner chamber of the housing to the underside of the piston head of the engine, and a tip (354, 500) connected to the tube and positioned to direct the flow of fluid exiting the tube through the tip to a lower side of the engine piston head, the tip having an inner channel (506) that is fluidly connected to the tip, the inner channel having a tapered portion (508) that tapers in the direction of movement of the fluid flow;

wherein the inner chamber and tube of said one-piece structure are a solid, continuous structure made as a single unit.