ES2778705T3 - Lubrication and cooling system for an internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

Sistema de lubricación y enfriamiento para un motor de combustión interna, comprendiendo el motor de combustión un pistón adecuado para corresponder con un cilindro respectivo, comprendiendo el sistema una multitud de consumidores de aceite agrupados en un primer y un segundo grupo, en donde dicho segundo grupo comprende al menos una(s) boquilla(s) (NZ) de pistón dispuestas para refrescar dicho pistón, comprendiendo el sistema - un circuito de aceite principal con una bomba principal (MP) respectiva, que comprende medios de conexión para ser accionados directamente por dicho motor de combustión interna, en donde dicha bomba principal es una bomba de flujo variable controlable dispuesta para alimentar aceite a dicho primer grupo de consumidores (CB -RA, CM, CR) de aceite; - un circuito auxiliar de aceite con una bomba auxiliar (AP) eléctrica respectiva dispuesta para suministrar aceite a dicho segundo grupo de consumidores (NZ) de aceite, caracterizado por - una válvula de interconexión (SW) capaz de interconectar selectivamente operativamente dichos primer y segundo circuitos, estando dispuesto el sistema, durante el funcionamiento del freno del motor, - dar comando a dicha válvula de interconexión (SW) para interconectar operativamente dichos circuitos principal y auxiliar, y luego - controlar dicha bomba principal para proporcionar un flujo de aceite máximo relativo, y - controlar dicha bomba auxiliar para extraer energía de dicho flujo de aceite proporcionado por dicha bomba principal, generando así energía eléctrica.Lubrication and cooling system for an internal combustion engine, the combustion engine comprising a suitable piston to correspond with a respective cylinder, the system comprising a multitude of oil consumers grouped in a first and a second group, wherein said second group comprises at least one piston nozzle (s) (NZ) arranged to cool said piston, the system comprising - a main oil circuit with a respective main pump (MP), comprising connection means to be driven directly by said internal combustion engine, wherein said main pump is a controllable variable flow pump arranged to feed oil to said first group of oil consumers (CB -RA, CM, CR); - an auxiliary oil circuit with a respective electric auxiliary pump (AP) arranged to supply oil to said second group of oil consumers (NZ), characterized by - an interconnection valve (SW) capable of selectively operatively interconnecting said first and second circuits, the system being arranged, during operation of the engine brake, - commanding said interconnection valve (SW) to operatively interconnect said main and auxiliary circuits, and then - controlling said main pump to provide relative maximum oil flow , and - controlling said auxiliary pump to extract energy from said oil flow provided by said main pump, thus generating electrical energy.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Sistema de lubricación y enfriamiento para un motor de combustión internaLubrication and cooling system for an internal combustion engine

Campo de la invenciónField of the invention

La presente invención se refiere al campo de los sistemas de enfriamiento y lubricación de los motores de combustión interna.The present invention relates to the field of cooling and lubrication systems for internal combustion engines.

Descripción de la técnica anterior.Description of the prior art.

El circuito de aceite del motor tiene dos tareas diferentes para enfriar ciertos componentes, lubricar otros componentes y lubricar y enfriar componentes adicionales.The engine oil circuit has two different tasks to cool certain components, lubricate other components, and lubricate and cool additional components.

Los pistones del motor pertenecen a la primera de las categorías anteriores, siendo componentes que, como tales, solo requieren enfriamiento. En cambio, todas las conexiones del pistón: el bulón del pistón, el orificio del bulón del pistón, el extremo pequeño de la biela, etc. necesitan lubricación más que enfriamiento. El documento WO2010002293 divulga la posibilidad de separar el circuito de enfriamiento de aceite del pistón de los otros consumidores de aceite por medio de una bomba separada.Engine pistons belong to the first of the above categories, being components that, as such, only require cooling. Instead, all the piston connections: the piston pin, the piston pin hole, the small end of the connecting rod, etc. they need lubrication rather than cooling. Document WO2010002293 discloses the possibility of separating the piston oil cooling circuit from the other oil consumers by means of a separate pump.

Por lo tanto, un circuito de aceite separado para enfriar el (los) pistón(es) del motor con una bomba separada correspondiente, con respecto al circuito de lubricación del motor restante y "tradicional" dispuesto para lubricar todos los componentes del motor de combustión interna que requieren lubricación del aceite del motor. Tales como los cojinetes del cigüeñal, el sistema de válvulas, incluidos los cojinetes del árbol de levas y los balancines, y posiblemente también los accionadores para mandar/cambiar la sincronización de las válvulas, por ejemplo, para operar el frenado del motor, o un ciclo Atkinson/Miller, etc. De acuerdo con la presente descripción, con "circuito de aceite auxiliar" se pretende que el circuito anterior de aceite separado enfríe los pistones del motor, con respecto al principal, incluida una bomba auxiliar que aspira el aceite del motor de un sumidero de aceite del motor común/tanque y opcionalmente un enfriador CA auxiliar capaz de enfriar el aceite aspirado por la bomba auxiliar y al menos una boquilla fijada a la pared del motor para presionar al abrir un pasadizo de enfriamiento realizado en el cuerpo del pistón.Therefore, a separate oil circuit for cooling the engine piston (s) with a corresponding separate pump, relative to the remaining and "traditional" engine lubrication circuit arranged to lubricate all components of the combustion engine that require lubrication of the engine oil. Such as crankshaft bearings, valve system, including camshaft bearings and rocker arms, and possibly also actuators to command / change valve timing, for example, to operate engine braking, or a Atkinson / Miller cycle, etc. According to the present description, by "auxiliary oil circuit" it is intended that the separate oil above circuit cool the engine pistons, relative to the main one, including an auxiliary pump that draws the engine oil from an oil sump of the engine. common engine / tank and optionally an auxiliary AC cooler capable of cooling the oil drawn in by the auxiliary pump and at least one nozzle fixed to the wall of the engine to press when opening a cooling passage made in the body of the piston.

Por lo tanto, la bomba secundaria se controla para suministrar un flujo de aceite correcto a los pistones.Therefore, the secondary pump is controlled to supply correct oil flow to the pistons.

El documento JP 2004218468 A divulga un sistema de lubricación y enfriamiento para un motor de combustión interna que comprende un circuito de aceite principal y auxiliar con sus respectivas bombas principales y auxiliares.Document JP 2004218468 A discloses a lubrication and cooling system for an internal combustion engine comprising a main and auxiliary oil circuit with their respective main and auxiliary pumps.

Resumen de la invenciónSummary of the invention

El objetivo principal de la presente invención es proporcionar un circuito de enfriamiento que comprenda dos grupos de consumidores de aceite de motor y dos bombas de aceite dispuestas para suministrar aceite independientemente a dichos grupos de consumidores de aceite capaces de mejorar la eficiencia del motor en la operación de frenado del motor. El funcionamiento del freno del motor es bien conocido y consiste en la inhibición de la inyección de combustible en los cilindros del motor y una repentina liberación de aire comprimido cuando el pistón está cerca del punto muerto superior.The main objective of the present invention is to provide a cooling circuit comprising two groups of engine oil consumers and two oil pumps arranged to supply oil independently to said groups of oil consumers capable of improving the efficiency of the engine in operation. engine braking. The operation of the engine brake is well known and consists of the inhibition of fuel injection into the engine cylinders and a sudden release of compressed air when the piston is near top dead center.

Se conocen varias operaciones de freno del motor, por lo tanto, tales detalles no son relevantes para la comprensión de la presente invención.Various engine brake operations are known, therefore such details are not relevant to the understanding of the present invention.

Durante el funcionamiento del freno del motor también se sabe que aumenta la carga aplicada al motor de combustión interna, por ejemplo, estrangulando la línea de gas de escape del motor de combustión interna para aumentar su contrapresión. Estas estrategias también son conocidas y, por lo tanto, dichos detalles no son relevantes para la comprensión de la presente invención.During engine brake operation it is also known that the load applied to the internal combustion engine increases, for example by throttling the exhaust gas line of the internal combustion engine to increase its back pressure. These strategies are also known and therefore such details are not relevant to understanding the present invention.

El principio fundamental de la presente invención es que, durante el frenado del motor, los dos circuitos de aceite independientes están interconectados, la bomba principal funciona para suministrar su flujo máximo de aceite, mientras que la bomba auxiliar, de tipo eléctrico, se controla para generar energía eléctrica a partir del flujo de aceite suministrado por la bomba principal. Preferiblemente, durante la generación eléctrica, se asegura el suministro de aceite para el enfriamiento del pistón.The fundamental principle of the present invention is that, during engine braking, the two independent oil circuits are interconnected, the main pump operates to supply its maximum oil flow, while the auxiliary pump, electric type, is controlled to generate electrical energy from the oil flow supplied by the main pump. Preferably, during electrical generation, the supply of oil for cooling the piston is ensured.

Por lo tanto, una porción del flujo de aceite bombeado por la bomba principal alcanza al menos el primer grupo de consumidores de aceite y preferiblemente también el segundo grupo de consumidores de aceite, y otra porción del flujo de aceite llega a la bomba auxiliar que extrae energía eléctrica de esta otra porción del flujo de aceite. Luego, todas las porciones de aceite caen en el sumidero de aceite. La bomba principal es accionada directamente por el motor de combustión interna, por lo tanto, el funcionamiento de la bomba principal, para suministrar su flujo de aceite máximo, ofrece la mayor carga al motor de combustión. La bomba principal puede tener un desplazamiento variable y controlable o puede tener un desplazamiento fijo junto con un circuito de derivación controlable capaz de controlar el flujo de aceite. Está claro que también en este último caso se puede obtener el flujo máximo o nominal al cerrar el circuito de derivación de la bomba principal, lo que lleva a un aumento de la carga hidráulica vista por la bomba principal y, por lo tanto, por el motor de combustión interna. En este contexto, una unión conecta directamente una PTO del motor con el árbol de la bomba. De acuerdo con una realización preferida de la invención, una sección del circuito que conecta la bomba auxiliar con sus propios consumidores de aceite, incluso no completamente, para maximizar la carga vista por la bomba principal y la energía eléctrica recolectada por la bomba auxiliar.Therefore, a portion of the oil flow pumped by the main pump reaches at least the first group of oil consumers and preferably also the second group of oil consumers, and another portion of the oil flow reaches the auxiliary pump which extracts electrical energy from this other portion of the oil flow. Then all the oil portions fall into the oil sump. The main pump is driven directly by the internal combustion engine, therefore, the operation of the main pump, to supply its maximum oil flow, offers the highest load to the combustion engine. The main pump can have a variable and controllable displacement or it can have a fixed displacement along with a controllable bypass circuit capable of controlling oil flow. It is clear that also in the latter case the maximum or nominal flow can be obtained by closing the bypass circuit of the main pump, which leads to an increase in the hydraulic load seen by the main pump and, therefore, by the Internal combustion engine. In this context, a union directly connects a Engine PTO with pump shaft. According to a preferred embodiment of the invention, a section of the circuit that connects the auxiliary pump with its own oil consumers, even not completely, to maximize the load seen by the main pump and the electrical energy collected by the auxiliary pump.

Cuando el segundo grupo de consumidores de aceite incluye también cojinetes, el circuito auxiliar de aceite puede comprender un filtro auxiliar para evitar daños en los cojinetes.When the second group of oil consumers also includes bearings, the auxiliary oil circuit may comprise an auxiliary filter to prevent damage to the bearings.

De acuerdo con una realización adicional de la invención, solo las boquillas de pistón son servidas por el circuito auxiliar de aceite y cuando se manda el accionamiento del freno del motor, primero el aceite se desvía del circuito auxiliar al circuito principal para presurizar repentinamente la galería principal del circuito principal y obtener un cambio rápido de la operación de sincronización de la válvula, luego la bomba auxiliar se controla para generar energía eléctrica que se transporta en la red eléctrica del vehículo a la que está conectada la batería del vehículo.According to a further embodiment of the invention, only the piston nozzles are served by the auxiliary oil circuit and when the engine brake actuation is commanded, first the oil is diverted from the auxiliary circuit to the main circuit to suddenly pressurize the gallery. main circuit and get a quick change of valve timing operation, then the auxiliary pump is controlled to generate electric power which is transported in the vehicle electrical network to which the vehicle battery is connected.

Esta presurización repentina ayuda al circuito principal a servir mejor los medios de conmutación que operan en el árbol de levas/brazo balancín y eventualmente componentes adicionales para accionar dicho freno del motor. El mismo desvío puede explotarse también para accionar otra estrategia de sincronización de válvulas, sin embargo, solo durante el funcionamiento del freno del motor, la bomba principal se controla para desarrollar su flujo máximo de aceite y la bomba auxiliar funciona como un generador eléctrico.This sudden pressurization helps the main circuit to better serve the switching means operating on the camshaft / rocker arm and eventually additional components to actuate said engine brake. The same bypass can also be exploited to drive another valve timing strategy, however, only during engine brake operation the main pump is controlled to develop its maximum oil flow and the auxiliary pump operates as an electric generator.

El circuito de lubricación principal puede ser presurizado por la bomba auxiliar también antes del arranque del motor, es decir, cuando la bomba principal accionada por el cigüeñal está quieta. Por lo tanto, la bomba auxiliar se enciende y los medios de desviación se activan antes del arranque del motor ayudando a la lubricación de los cojinetes y de otros componentes en una condición en la que, por lo general, dichos componentes están estresados debido a la falta de presurización del aceite. Preferiblemente, al arrancar, la activación de la bomba auxiliar y de los medios de desviación es contemporánea o consecuencia de la activación de los servicios a bordo, tal como la bomba de combustible.The main lubrication circuit can be pressurized by the auxiliary pump also before the engine is started, that is, when the main pump driven by the crankshaft is idle. Therefore, the auxiliary pump is turned on and the biasing means is activated before the engine is started, assisting in the lubrication of the bearings and other components in a condition in which these components are generally stressed due to stress. lack of oil pressurization. Preferably, when starting, the activation of the auxiliary pump and the diverting means is contemporaneous with or a consequence of the activation of the on-board services, such as the fuel pump.

Con la excepción de la interconexión temporal anterior entre los circuitos principal y auxiliar a través de una válvula de interconexión, el único punto en común entre los circuitos principal y auxiliar es el sumidero de aceite o el tanque de aceite en caso de que el circuito de lubricación sea del tipo seco.With the exception of the above temporary interconnection between the main and auxiliary circuits via an interconnection valve, the only point in common between the main and auxiliary circuits is the oil sump or oil tank in case the main circuit lubrication is of the dry type.

Está claro que inmediatamente después de la interconexión de los circuitos, el bombeo de aceite por la bomba principal y la extracción de energía por la bomba auxiliar son acciones simultáneas.It is clear that immediately after the interconnection of the circuits, the pumping of oil by the main pump and the extraction of energy by the auxiliary pump are simultaneous actions.

Estos y otros objetivos se logran por medio de las reivindicaciones adjuntas, que describen realizaciones preferidas de la invención, que forman parte integral de la presente descripción.These and other objects are achieved by means of the appended claims, which describe preferred embodiments of the invention, which form an integral part of the present description.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

La invención se hará completamente clara a partir de la siguiente descripción detallada, dada a modo de ejemplo meramente ilustrativo y no limitativo, que se leerá con referencia a las figuras de dibujos adjuntas, en donde:The invention will become completely clear from the following detailed description, given by way of a merely illustrative and non-limiting example, which will be read with reference to the attached drawing figures, where:

- La figura 1 muestra esquemáticamente un ejemplo de implementación de la presente invención.- Figure 1 schematically shows an example of implementation of the present invention.

Los mismos números y letras de referencia en las figuras designan las mismas partes o partes funcionalmente equivalentes. De acuerdo con la presente invención, el término "segundo elemento" no implica la presencia de un "primer elemento", primer, segundo, etc., se usan solo para mejorar la claridad de la descripción y no deben interpretarse de manera limitante.The same reference numbers and letters in the figures designate the same or functionally equivalent parts. In accordance with the present invention, the term "second element" does not imply the presence of a "first element", first, second, etc., they are used only to improve the clarity of description and should not be construed as limiting.

Descripción detallada de las realizaciones preferidasDetailed description of the preferred embodiments

La presente invención se describe aquí con la ayuda de la figura 1.The present invention is described here with the aid of Figure 1.

Un motor de combustión interna, como es habitual, comprende un pistón alternativo con un cilindro respectivo. An internal combustion engine, as usual, comprises a reciprocating piston with a respective cylinder.

Se implementa un sistema de lubricación y enfriamiento para enfriar los pistones y lubricar a otros "consumidores de aceite". Después de su trabajo, el aceite, como de costumbre, cae en un sistema operativo de sumidero de aceite donde se recoge el aceite o, en caso de circuito de aceite seco, el aceite se recoge en un tanque de aceite dedicado. A lubrication and cooling system is implemented to cool the pistons and lubricate other "oil consumers". After its work, the oil, as usual, falls into an oil sump operating system where the oil is collected or, in the case of a dry oil circuit, the oil is collected in a dedicated oil tank.

De acuerdo con la presente invención, un circuito auxiliar de aceite con una bomba AP auxiliar eléctrica aspira aceite del sumidero/tanque de aceite para alimentar solo las boquillas NZ de pistón que enfrían el pistón del motor u opcionalmente también otros consumidores de aceite, mientras que un circuito principal de aceite con una bomba MP principal respectiva, aspira el aceite del mismo sumidero/tanque de aceite para suministrar aceite al primer grupo de consumidores CB-RA, CM, CR de aceite de motor, con la excepción del segundo grupo de consumidores de aceite de motor servido por el circuito auxiliar.According to the present invention, an auxiliary oil circuit with an electric auxiliary pump AP draws oil from the oil sump / tank to feed only the piston nozzles NZ that cool the engine piston or optionally also other oil consumers, while a main oil circuit with a respective main MP pump, draws oil from the same oil sump / tank to supply oil to the first group of consumers CB-RA, CM, CR of motor oil, with the exception of the second group of consumers of engine oil served by the auxiliary circuit.

Por lo tanto, los consumidores de aceite pueden considerarse divididos en un primer y un segundo grupo, en donde el primer grupo es servido por la bomba/circuito principal y el segundo grupo por la bomba/circuito auxiliar y en donde el segundo grupo comprende solo o al menos dichas boquillas NZ de pistón de aceite. De acuerdo con la invención, la bomba principal es de una bomba de flujo variable o, alternativamente, la bomba MP principal no es controlable, es decir, fija, pero está provista de un tubo de derivación que conecta la entrada de la bomba principal con la salida de la bomba principal a través de una válvula MCV principal controlable, de modo que el flujo de aceite se maneja a través de dicha válvula MCV auxiliar controlable. Al ser ambas soluciones equivalentes, una referencia a una bomba de flujo variable incluye también una bomba de flujo fijo provista con dichos medios de derivación.Therefore, oil consumers can be considered divided into a first and a second group, where the first group is served by the main pump / circuit and the second group by the auxiliary pump / circuit and where the second group comprises only or at least said oil piston nozzles NZ. According to the invention, the main pump is of a variable flow pump or alternatively the main MP pump is not controllable, i.e. fixed, but is provided with a bypass pipe connecting the main pump inlet with the main pump outlet through a controllable main MCV valve, so that the oil flow is managed through said controllable auxiliary MCV valve. As both solutions are equivalent, a reference to a variable flow pump also includes a fixed flow pump provided with said bypass means.

De acuerdo con la invención, la válvula SW de interconexión controlable conecta el circuito principal con el circuito auxiliar y la bomba principal se acciona para proporcionar su flujo y presión máximos de aceite, y para ofrecer la máxima carga posible, es decir, nominal el motor de combustión interna que acciona la bomba principal; al mismo tiempo, la bomba auxiliar, de tipo eléctrico, extrae energía del aceite proporcionado por la bomba principal para generar energía eléctrica suministrada a la red eléctrica vehicular.According to the invention, the controllable interconnection valve SW connects the main circuit with the auxiliary circuit and the main pump is actuated to provide its maximum oil flow and pressure, and to offer the maximum possible load, that is, nominal the engine internal combustion engine that drives the main pump; at the same time, the auxiliary pump, of electric type, extracts energy from the oil provided by the main pump to generate electrical energy supplied to the vehicular electrical network.

Preferiblemente, cuando los medios de conmutación de temporización están activados, la válvula SW de interconexión controlable interconecta tanto los circuitos como la bomba auxiliar coopera con la bomba principal en la presurización de los medios SM de conmutación, es decir, aquellos accionadores hidráulicos capaces de cambiar la sincronización de la válvula del motor. Después de que la sincronización de la válvula se cambia al freno del motor, la bomba auxiliar cambia de bombear aceite a extraer energía del aceite.Preferably, when the timing switching means are activated, the controllable interconnection valve SW interconnects both the circuits and the auxiliary pump cooperates with the main pump in pressurizing the switching means SM, i.e. those hydraulic actuators capable of switching engine valve timing. After the valve timing is switched to the engine brake, the auxiliary pump switches from pumping oil to extracting energy from the oil.

En otras palabras, en una primera fase, la bomba auxiliar coopera con la bomba principal, y en una segunda fase posterior, la bomba auxiliar se convierte en un generador eléctrico, cuando el motor gira en el funcionamiento del freno del motor.In other words, in a first phase, the auxiliary pump cooperates with the main pump, and in a later second phase, the auxiliary pump becomes an electric generator, when the motor rotates in the operation of the motor brake.

En los cambios de la válvula de sincronización, que conducen a una estrategia diferente del frenado del motor, tal como la estrategia de Atkinson/Miller o la EGR interna, después de dicha primera fase de cooperación de ambas bombas/circuitos, la válvula SW de interconexión desconecta los circuitos y ambas bombas bombean aceite según sus respectivos requisitos.In timing valve changes, leading to a different engine braking strategy, such as Atkinson / Miller strategy or internal EGR, after said first phase of cooperation of both pumps / circuits, the SW valve of interconnection disconnects the circuits and both pumps pump oil according to their respective requirements.

Preferiblemente, el circuito principal comprende un enfriador MC principal. Preferiblemente, el circuito auxiliar comprende un enfriador CA auxiliar separado y térmicamente independiente del enfriador principal.Preferably, the main circuit comprises a main MC cooler. Preferably, the auxiliary circuit comprises a separate auxiliary AC cooler and thermally independent from the main cooler.

Preferiblemente, el aire ambiental refresca el enfriador auxiliar directa o indirectamente a través de un medio de vectorización intermedio. De acuerdo con la figura 1, el enfriador AC auxiliar es un intercambiador térmico entre el aceite del motor dirigido a las boquillas de pistón y un medio de vectorización intermedio que circula en un circuito secundario, donde el calor se libera al ambiente a través del medio de vectorización/intercambiador SAC de aire ambiental. Sin embargo, un enfriamiento indirecto del aceite que circula en el circuito auxiliar no es obligatorio. Preferably, the ambient air cools the auxiliary cooler directly or indirectly through an intermediate vectoring means. According to figure 1, the auxiliary AC cooler is a heat exchanger between the engine oil directed to the piston nozzles and an intermediate vectoring medium that circulates in a secondary circuit, where the heat is released to the environment through the medium. vectorization / SAC ambient air exchanger. However, indirect cooling of the oil circulating in the auxiliary circuit is not mandatory.

Los consumidores de aceite de motor son principalmente los siguientes:Consumers of motor oil are mainly the following:

- Medios CM de mando, incluidos los cojinetes CB del árbol de levas y los brazos RA balancín, y medios SM de conmutación para la actuación variable de la sincronización de la válvula del cilindro- Control means CM, including camshaft bearings CB and rocker arms RA, and switching means SM for variable actuation of cylinder valve timing

- eventualmente cojinetes de engranaje loco- possibly idler gear bearings

- cojinetes del compresor de aire- air compressor bearings

- cojinetes del turbocompresor- turbocharger bearings

- engranajes- gears

- PTO (toma de energía)- PTO (power take-off)

- Boquilla NZ de pistón.- NZ piston nozzle.

Preferiblemente, si el segundo grupo de consumidores de aceite comprende solo boquillas de pistón, el circuito auxiliar no está provisto de un filtro de aceite, porque el enfriamiento del pistón no requiere necesariamente filtración de aceite. Preferably, if the second group of oil consumers comprises only piston nozzles, the auxiliary circuit is not provided with an oil filter, because cooling of the piston does not necessarily require oil filtration.

Preferiblemente, una válvula V de estrangulamiento está dispuesta en el circuito auxiliar entre la válvula SW de interconexión y las boquillas NZ de pistón de aceite.Preferably, a throttle valve V is arranged in the auxiliary circuit between the interconnection valve SW and the oil piston nozzles NZ.

De acuerdo con otra realización preferida que se puede combinar con las anteriores, el circuito auxiliar comprende un sensor PS de presión auxiliar dispuesto entre la salida de la bomba auxiliar y las boquillas NZ de pistón, y una unidad de control, preferiblemente la unidad de control del motor controla la bomba auxiliar sobre la base de una señal de presión generada por el sensor de presión auxiliar, cuando se enciende el motor.According to another preferred embodiment that can be combined with the previous ones, the auxiliary circuit comprises an auxiliary pressure sensor PS arranged between the outlet of the auxiliary pump and the piston nozzles NZ, and a control unit, preferably the control unit Controls the auxiliary pump based on a pressure signal generated by the auxiliary pressure sensor, when the engine is started.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, incluso combinable con las otras descritas a continuación, durante la operación de encendido del motor, la unidad de control controla las bombas de modo que el aceite alimentado por la bomba auxiliar sea proporcional a la energía suministrada por el motor de combustión respectivo y/o el aceite alimentado por la bomba principal es proporcional a la velocidad del motor. According to another preferred embodiment of the invention, even combinable with the others described below, during the engine starting operation, the control unit controls the pumps so that the oil supplied by the auxiliary pump is proportional to the energy supplied by the respective combustion engine and / or the oil supplied by the main pump is proportional to the engine speed.

Preferiblemente, dichos controles se activan variando las presiones objetivo dentro de las galerías principales respectivas de los circuitos principal y auxiliar.Preferably, said controls are activated by varying the target pressures within the respective main galleries of the main and auxiliary circuits.

Preferiblemente, durante la conmutación de la válvula de sincronización, las boquillas de pistón se cierran, debido a la válvula V de estrangulamiento, durante un breve intervalo de tiempo justo antes de la activación de los medios SM de conmutación capaces de variar la activación de las válvulas del motor, por ejemplo, para freno del motor o EGR interno, y así sucesivamente. Tal corto tiempo es, por ejemplo, menos de 1 segundo y, en general, depende del punto de operación del motor. Por lo tanto, el desvío de aceite anterior en relación con el estrangulamiento de las boquillas de pistón, hace que la presión de aceite aumente repentinamente dentro del circuito de aceite principal, al acelerar la dinámica de los medios de conmutación. Inmediatamente después de la activación de los medios CM de control del motor, se restaura el enfriamiento del pistón, por lo que el aceite que circula por el circuito auxiliar es conducido a los chorros de aceite del pistón.Preferably, during the switching of the timing valve, the piston nozzles are closed, due to the throttle valve V, for a short time just before the activation of the switching means SM capable of varying the activation of the engine valves, for example, for engine brake or internal EGR, and so on. Such a short time is, for example, less than 1 second and generally depends on the operating point of the motor. Therefore, the above oil drift in relation to the throttling of the piston nozzles, causes the oil pressure to rise suddenly within the main oil circuit, by accelerating the dynamics of the switching means. Immediately after the activation of the engine control means CM, the piston cooling is restored, whereby the oil circulating in the auxiliary circuit is led to the piston oil jets.

Con medios CM de mando están destinados, en general, los dispositivos que controlan las válvulas del cilindro, tales como brazos balancín/seguidores de leva, árbol de levas, etc. y los medios SM de conmutación relativos son aquellos, componentes conocidos per se, capaces de variar el tiempo de accionamiento de la válvula de acuerdo con una estrategia auxiliar, tal como el freno del motor o EGR interno, Atkinson, Miller, etc.With control means CM, in general, the devices that control the cylinder valves, such as rocker arms / cam followers, camshaft, etc. are intended. and the relative switching means SM are those, components known per se, capable of varying the actuation time of the valve according to an auxiliary strategy, such as the engine brake or internal EGR, Atkinson, Miller, etc.

Esta estrategia conduce a ahorros de energía ya que la carga ofrecida al motor de combustión interna se recolecta recargando las baterías del vehículo.This strategy leads to energy savings as the charge offered to the internal combustion engine is collected by recharging the vehicle's batteries.

De acuerdo con una realización preferida de la invención, también está "desviación de aceite" del circuito auxiliar al circuito principal se activa por un corto tiempo cuando se manda que la función de freno del motor o el EGR interno u otras estrategias similares se activen, es decir, durante la transición entre dos o más estrategias de operación de válvulas. La duración del intervalo de tiempo del desvío de aceite depende de la dinámica de los medios SM de conmutación involucrados en la operación de conmutación, sin embargo, dicha duración de tiempo <1 segundo debería ser suficiente.According to a preferred embodiment of the invention, this "oil bypass" from the auxiliary circuit to the main circuit is also activated for a short time when the engine brake function or the internal EGR or other similar strategies are commanded to activate, that is, during the transition between two or more valve operating strategies. The duration of the oil bypass time interval depends on the dynamics of the switching means SM involved in the switching operation, however, such a time duration <1 second should be sufficient.

Una boquilla NZ se fija con una parte interna del cuerpo del motor en una posición inferior para no interferir con el recorrido del pistón.An NZ nozzle is fixed with an internal part of the engine body in a lower position so as not to interfere with the piston travel.

La boquilla expulsa el aceite lubricante del motor hacia la abertura de entrada de un pasadizo realizado debajo del faldón del pistón.The nozzle expels the lubricating oil from the engine into the inlet opening of a passage under the skirt of the piston.

Muchos cambios, modificaciones, variaciones y otros usos y aplicaciones de la presente invención serán evidentes para los expertos en la materia después de considerar la especificación y los dibujos adjuntos que divulgan realizaciones preferidas de la misma. Todos los cambios, modificaciones, variaciones y otros usos y aplicaciones que no se aparten del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones se consideran cubiertos por esta invención.Many changes, modifications, variations, and other uses and applications of the present invention will be apparent to those skilled in the art after considering the specification and accompanying drawings that disclose preferred embodiments thereof. All changes, modifications, variations and other uses and applications that do not depart from the scope of the invention as defined in the claims are considered covered by this invention.

Debe entenderse que todas las características y/o realizaciones individuales pueden combinarse entre sí. It should be understood that all individual features and / or embodiments can be combined with each other.

Claims (10)

REIVINDICACIONES 1. Sistema de lubricación y enfriamiento para un motor de combustión interna, comprendiendo el motor de combustión un pistón adecuado para corresponder con un cilindro respectivo, comprendiendo el sistema una multitud de consumidores de aceite agrupados en un primer y un segundo grupo, en donde dicho segundo grupo comprende al menos una(s) boquilla(s) (NZ) de pistón dispuestas para refrescar dicho pistón, comprendiendo el sistema1. Lubrication and cooling system for an internal combustion engine, the combustion engine comprising a suitable piston to correspond with a respective cylinder, the system comprising a multitude of oil consumers grouped in a first and a second group, wherein said second group comprises at least one piston nozzle (s) (NZ) arranged to cool said piston, the system comprising - un circuito de aceite principal con una bomba principal (MP) respectiva, que comprende medios de conexión para ser accionados directamente por dicho motor de combustión interna, en donde dicha bomba principal es una bomba de flujo variable controlable dispuesta para alimentar aceite a dicho primer grupo de consumidores (CB -RA, CM, CR) de aceite ;- a main oil circuit with a respective main pump (MP), comprising connection means to be driven directly by said internal combustion engine, wherein said main pump is a controllable variable flow pump arranged to feed oil to said first oil consumer group (CB -RA, CM, CR); - un circuito auxiliar de aceite con una bomba auxiliar (AP) eléctrica respectiva dispuesta para suministrar aceite a dicho segundo grupo de consumidores (NZ) de aceite,- an auxiliary oil circuit with a respective electric auxiliary pump (AP) arranged to supply oil to said second group of oil consumers (NZ), caracterizado porcharacterized by - una válvula de interconexión (SW) capaz de interconectar selectivamente operativamente dichos primer y segundo circuitos, estando dispuesto el sistema, durante el funcionamiento del freno del motor,- an interconnection valve (SW) capable of selectively operatively interconnecting said first and second circuits, the system being arranged, during operation of the motor brake, - dar comando a dicha válvula de interconexión (SW) para interconectar operativamente dichos circuitos principal y auxiliar, y luego- give command to said interconnection valve (SW) to operatively interconnect said main and auxiliary circuits, and then - controlar dicha bomba principal para proporcionar un flujo de aceite máximo relativo, y- controlling said main pump to provide a relative maximum oil flow, and - controlar dicha bomba auxiliar para extraer energía de dicho flujo de aceite proporcionado por dicha bomba principal, generando así energía eléctrica.- controlling said auxiliary pump to extract energy from said oil flow provided by said main pump, thus generating electrical energy. 2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, dispuesto adicionalmente de tal manera, durante una conmutación de temporización de válvula,System according to claim 1, further arranged in such a way, during a valve timing switch, - dar comando a dicha válvula de interconexión para interconectar dichos circuitos principal y auxiliar,- give command to said interconnection valve to interconnect said main and auxiliary circuits, - controlar dicha bomba principal para proporcionar un flujo de aceite máximo relativo,- controlling said main pump to provide a relative maximum oil flow, - controlar dicha bomba auxiliar para cooperar con dicha bomba principal para acumular presión en el circuito principal para acelerar dicha conmutación de temporización de válvula.- controlling said auxiliary pump to cooperate with said main pump to build pressure in the main circuit to accelerate said valve timing switching. 3. Sistema de acuerdo con la reivindicación 2, en donde, después de dicho cambio de temporización de la válvula, dicho motor se enciende, el sistema está dispuestoSystem according to claim 2, wherein, after said valve timing change, said engine is turned on, the system is arranged - para dar comando a dicha válvula de interconexión para desconectar dichos circuitos principal y auxiliar,- to give command to said interconnection valve to disconnect said main and auxiliary circuits, - para controlar dicha bomba principal para proporcionar un flujo de aceite predeterminado relativo,- to control said main pump to provide a relative predetermined oil flow, - para controlar dicha bomba auxiliar para proporcionar un flujo de aceite predeterminado relativo.- to control said auxiliary pump to provide a relative predetermined oil flow. 4. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dicho circuito principal comprende un enfriador principal (MC) y dicho circuito auxiliar comprende un enfriador auxiliar (CA) separado y térmicamente independiente de dicho enfriador principal.System according to any one of claims 1 to 3, wherein said main circuit comprises a main cooler (MC) and said auxiliary circuit comprises an auxiliary cooler (CA) separate and thermally independent of said main cooler. 5. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dichos consumidores (CB-RA, CM, CR) de aceite de motor comprenden dicha boquilla (NZ) de pistón y al menos uno de los siguientes consumidores de aceite:System according to any of the preceding claims, wherein said motor oil consumers (CB-RA, CM, CR) comprise said piston nozzle (NZ) and at least one of the following oil consumers: - Medios de mando (CM) que incluyen cojinetes del árbol de levas (CB), brazos balancín (RA) y medios de conmutación (SM) para variar la actuación de la sincronización de la válvula del cilindro- Control means (CM) including camshaft bearings (CB), rocker arms (RA) and switching means (SM) to vary the actuation of the cylinder valve timing - eventualmente engranajes locos- eventually crazy gears - cojinetes del compresor de aire- air compressor bearings - cojinetes del turbocompresor- turbocharger bearings - engranajes- gears - PTO (toma de energía).- PTO (power take). 6. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde cuando dicho segundo grupo consta de dicha boquilla (NZ) de pistón, dicho circuito auxiliar de aceite no tiene filtro. System according to any of the preceding claims, wherein when said second group consists of said piston nozzle (NZ), said auxiliary oil circuit does not have a filter. 7. Sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha bomba principal (MP) tiene una geometría variable o está provista de un tubo de derivación que conecta una entrada de la bomba principal con una salida de la bomba principal y una válvula de estrangulación principal (MCV) relativa, para controlar dicho flujo de aceite.System according to any of the preceding claims, wherein said main pump (MP) has a variable geometry or is provided with a bypass tube that connects an inlet of the main pump with an outlet of the main pump and a valve main throttle valve (MCV), to control this oil flow. 8. Motor de combustión que comprende un pistón alternativo con un cilindro respectivo, y un sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 7.8. Combustion engine comprising an alternative piston with a respective cylinder, and a system according to any of the preceding claims 1 to 7. 9. Vehículo terrestre o instalación fija provista con el motor de combustión de acuerdo con la reivindicación 8.Land vehicle or fixed installation provided with the combustion engine according to claim 8. 10. Método de gestión de una operación de freno del motor en un motor de combustión interna provisto de un pistón alternativo con un cilindro respectivo y con un sistema de lubricación y enfriamiento que comprende una multitud de consumidores de aceite de motor agrupados en un primer y un segundo grupo, en donde dicho segundo grupo comprende al menos una(s) boquilla (s) (NZ) de pistón dispuestas para refrescar dicho pistón, en donde el sistema comprende un circuito de aceite principal con una bomba principal (MP) respectiva, que comprende medios de conexión para ser accionados directamente por dicho motor de combustión interna, en donde dicha bomba principal es una bomba de flujo variable controlable dispuesta para alimentar aceite a dicho primer grupo de consumidores (CB-RA, CM, CR) de aceite y un circuito auxiliar de aceite con una respectiva bomba auxiliar (AP) eléctrica dispuesta para alimentar aceite a dicho segundo grupo de consumidores (NZ) de aceite,10. Method of managing an engine brake operation in an internal combustion engine provided with a reciprocating piston with a respective cylinder and with a lubrication and cooling system comprising a multitude of engine oil consumers grouped in a first and a second group, wherein said second group comprises at least one piston nozzle (s) (NZ) arranged to cool said piston, wherein the system comprises a main oil circuit with a respective main pump (MP), comprising connection means to be driven directly by said internal combustion engine, wherein said main pump is a controllable variable flow pump arranged to feed oil to said first group of oil consumers (CB-RA, CM, CR) and an auxiliary oil circuit with a respective electric auxiliary pump (AP) arranged to supply oil to said second group of oil consumers (NZ), caracterizado por el método que comprende los siguientes pasos:characterized by the method comprising the following steps: -(i) interconexión operativa de dicho primer y segundo circuitos, y luego- (i) operational interconnection of said first and second circuits, and then -(ii) controlar dicha bomba principal para proporcionar un flujo de aceite máximo relativo, y- (ii) controlling said main pump to provide a relative maximum oil flow, and - (iii) controlar dicha bomba auxiliar para extraer energía de dicho flujo de aceite proporcionado por dicha bomba principal, generando así energía eléctrica. - (iii) controlling said auxiliary pump to extract energy from said oil flow provided by said main pump, thus generating electrical energy.
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JP4327466B2 (en) * 2003-01-10 2009-09-09 トヨタ自動車株式会社 Engine oil supply device
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