CN101871381A - 一种电控控制活塞冷却喷嘴结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于发动机活塞冷却喷嘴领域的电控控制活塞冷却喷嘴结构，所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构的机油流量控制阀(2)分别与出油口(11)和进油口(12)连通，机油流量控制阀(2)设置空腔(11)结构，机油流量控制阀(2)内设置与空腔(11)配合的柱塞(9)，柱塞(9)设置为通过电磁线圈(13)吸合而实现出油口(10)开闭的结构，电磁线圈(13)与控制其通断的ECU(5)连接，机油流量控制阀(2)安装在油轨(14)上，开口对准活塞内腔的活塞冷却喷嘴(1)连接在油轨(14)上。本发明的结构，能有效降低机油泵的流量需求，减小机械损失功，提高燃油经济性。
Description
技术领域
本发明涉及发动机活塞冷却喷嘴领域，更具体的说，是涉及一种电控控制活塞冷却喷嘴结构。
背景技术
随着各国对整车油耗限制和排放法规的越来越严格，世界各大汽车公司都在为提高发动机性能而投入重金。降低整车油耗大多数主机厂采用缸内直喷和涡轮增压等技术，另一方面是降低发动机的重量和尺寸，减轻整车的有效质量，这两个方面造成了发动机的升功率不断提升，汽油机升功率已经由过去的35-50kW/L提高到目前的55-80kW。发动机的升功率直接影响发动机的热负荷，升功率的升高也就意味着热负荷的增大，导致燃烧室和活塞的工作温度升高，过高活塞温度会导致汽油机产生爆震，为了能够降低活塞的工作温度，现在增压发动机大多数采用活塞冷却喷嘴的方法，来降低活塞温度，满足发动机过高的热负荷增加。
目前的活塞冷却喷嘴都是利用机油压力进行机械控制，即通过内置的弹簧预紧力把钢珠密封在进油端口，当机油压力大于弹簧的预紧力时，钢珠压缩弹簧，润滑油通过冷却喷嘴对活塞进行喷射，由于润滑油的温度低于活塞的温度，因此起到冷却活塞的效果。由于活塞冷却和发动机的机油压力并不是严格的对应关系，当发动机在低温起动或者转速较高负荷较小时，活塞温度并不过，不需要冷却，但由于机油压力大于活塞冷却喷嘴开启的工作压力，就会导致活塞过冷却，导致的活塞组件的机械损失功率增大，从而油耗的上升。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种能有效降低机油泵的流量需求，减小机械损失功，提高燃油经济性的电控控制活塞冷却喷嘴结构。
要解决以上所述的技术问题，本发明采取的技术方案为：
本发明为一种电控控制活塞冷却喷嘴结构，包括活塞冷却喷嘴，机油滤清器，机油泵，ECU，出油口，进油口，所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构还包括机油流量控制阀，所述的机油流量控制阀分别与出油口和进油口连通，机油流量控制阀设置空腔结构，机油流量控制阀内设置与空腔配合的柱塞，所述的柱塞设置为通过电磁线圈吸合而实现出油口开闭的结构，所述的电磁线圈与控制其通断的ECU连接，机油流量控制阀安装在油轨上，开口对准活塞内腔的活塞冷却喷嘴连接在油轨上。
所述的机油流量控制阀上设置与空腔连通的孔，电磁线圈卡装在孔内，柱塞设置为一端细杆，一端与空腔内腔配合的结构，柱塞细杆一端深入孔内，与电磁线圈之间存在距离，柱塞另一端面与空腔底部之间安装弹性元件，所述的油轨设置为内部为空腔结构的内腔，与油轨连接的活塞冷却喷嘴设置为多个的结构。
所述的出油口和进油口均设置在机油流量控制阀的侧面上，所述的出油口和进油口均设置为与空腔呈倾斜角度的结构。
所述的机油流量控制阀安装在油轨内，机油流量控制阀的进油口与供油的油道连通，出油口与油轨的内腔连通。
所述的油轨安装在发动机缸体侧面上，油轨上的活塞冷却喷嘴的数量设置为与发动机缸体的缸数相同的结构，机油流量控制阀安装在油轨的内腔的侧边上。
所述的ECU与获取冷却液温度的温度传感器和获取爆震信号的爆震传感器连接。
所述的油轨上设置固定螺栓孔，油轨通过与固定螺栓孔配合的螺栓安装在发动机缸体上。
所述的弹性元件为螺旋状的压缩弹簧结构。
所述的活塞冷却喷嘴设置为活动安装在油轨上的结构，所述的活塞冷却喷嘴与油轨通过螺纹螺牙结构连接。
所述的油轨设置为布置在机油滤清器和机油泵之间的结构。
采用本发明的技术方案，能得到以下的有益效果：
1、本发明的活塞冷却喷嘴结构，能根据发动机的工作特性，对活塞冷却喷嘴结构进行电子控制，同时根据发动机的爆震(汽油机)信号反馈进行闭环修正；
2、本发明的活塞冷却喷嘴结构，采用EMS根据爆震传感器和冷却液温度的信号，对活塞冷却喷嘴进行开闭及开闭大小的控制，从而节省机油泵流量，降低油耗；
3、本专利结合可变排量机油泵，对润滑系统的流量进行电子控制，从而可降低机油泵的流量，减小机油泵机械损失功率。
附图说明
下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
图1为本发明所述的活塞冷却喷嘴结构的电子控制原理图；
图2为本发明的活塞冷却喷嘴结构的电子控制润滑系统油路结构示意图；
图3a为本发明的机油流量控制阀关闭时的结构剖视示意图；
图3b为本发明的机油流量控制阀打开时的结构剖视示意图；
图4为本发明的油轨的结构示意图；
图中标记为：1、活塞冷却喷嘴；2、机油流量控制阀；3、机油滤清器；4、机油泵；5、ECU；6、油底壳；7、活塞；8、弹性元件；9、柱塞；10、出油口；11、空腔；12、进油口；13、电磁线圈；14、油轨；15、温度传感器；16、内腔；17、油道；18、爆震传感器；19、发动机缸体；20、固定螺栓孔；21、空腔缝隙。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
如附图1-4所示，本发明为一种电控控制活塞冷却喷嘴结构，包括活塞冷却喷嘴1，机油滤清器3，机油泵4，ECU5，出油口11，进油口12，所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构还包括机油流量控制阀2，所述的机油流量控制阀2分别与出油口11和进油口12连通，机油流量控制阀2设置空腔11结构，机油流量控制阀2内设置与空腔11配合的柱塞9，所述的柱塞9设置为通过电磁线圈13吸合而实现出油口10开闭的结构，所述的电磁线圈13与控制其通断的ECU5连接，机油流量控制阀2安装在油轨14上，开口对准活塞内腔的活塞冷却喷嘴1连接在油轨14上。
所述的机油流量控制阀2上设置与空腔11连通的孔15，电磁线圈13卡装在孔15内，柱塞9设置为一端细杆，一端与空腔11内腔配合的结构，柱塞9细杆一端深入孔15内，与电磁线圈13之间存在距离，柱塞9另一端面与空腔11底部之间安装弹性元件8，所述的油轨14设置为内部为空腔结构的内腔16，与油轨14连接的活塞冷却喷嘴1设置为多个的结构。
所述的出油口10和进油口12均设置在机油流量控制阀2的侧面上，所述的出油口10和进油口12均设置为与空腔11呈倾斜角度的结构。
所述的机油流量控制阀2安装在油轨14内，机油流量控制阀2的进油口12与供油的油道17连通，出油口10与油轨14的内腔16连通。
所述的油轨14安装在发动机缸体侧面上，油轨14上的活塞冷却喷嘴1的数量设置为与发动机缸体19的缸数相同的结构，机油流量控制阀2安装在油轨14的内腔16的侧边上。
所述的ECU5与获取冷却液温度的温度传感器18和获取爆震信号的爆震传感器15连接。
所述的油轨14上设置固定螺栓孔20，油轨14通过与固定螺栓孔20配合的螺栓安装在发动机缸体19上。
所述的弹性元件8为螺旋状的压缩弹簧结构。
所述的活塞冷却喷嘴1设置为活动安装在油轨14上的结构，所述的活塞冷却喷嘴1与油轨14通过螺纹螺牙结构连接。
所述的油轨14设置为布置在机油滤清器3和机油泵4之间的结构。
本发明的活塞冷却喷嘴结构，主要利用发动机电控的ECU根据冷却液温度(通过温度传感器15)和爆震信号(通过爆震传感器18)的反馈，对机油流量控制阀2进行电子控制，从而能使发动机对机油内腔的冷却达到最佳的性能，并且能根据工况需要，关闭或开启活塞冷却喷嘴结构，这样能有效降低机油泵的流量需求，减小机械损失功，提高燃油经济性。
本发明的活塞冷却喷嘴结构，它主要应用在汽油发动机上，也可应用在柴油机上或其它机械用发动机上。
本发明的活塞冷却喷嘴结构，当发动机运转时，ECU根据发动机的冷却液温度、机油压力大小进行逻辑运算(机油流量控制阀的开闭与机油压力大小有关联，温度和压力两个条件，只要有一个条件满足，机油流量控制阀2就打开，机油压力压力越大，机油流量控制阀2开启越大，温度越高，机油流量控制阀2开启也越大)，如果条件满足，发出机油流量控制阀2开启命令，并根据爆震传感器18的反馈信号调节机油流量控制阀2的开度，如果爆震信号比较强(在ECU5内设置爆震传感器18的反馈信号控制机油流量控制阀2的开闭及其打开角度的参数)，就会增大机油流量控制阀2开度，加强活塞冷却，直到发动机点火提前角达到最佳的扭矩点火角，且不产生爆震。如果发动机不发生爆震，且发动机点火提前角已经达到最佳的扭矩点火角，则关闭机油流量控制阀2，以节省机油流量。
在本发明中，由弹性元件8(即压缩弹簧)、柱塞9、出油口10、电磁线圈13等组成机油流量控制阀2(图3所示)。电磁线圈13绕在软铁上，有电流通过时，能够和柱塞9产生斥力，推动柱塞9反方向移动(即向压缩弹性元件8的方向移动)，直到柱塞9受到的弹簧力和电磁力达到平衡。进油口12和发动机油道17连通，机油流过进油口12后，通过柱塞9的空腔缝隙21流入出油口10，出油口10的机油流入油轨14的内腔16，此时，内腔16内的高压机油从活塞冷却喷嘴1喷出，冷却活塞内腔。ECU5根据从爆震传感器18及温度传感器15获得的信号，发出不同的电流大小，控制电磁线圈13吸力大小，控制柱塞9进行移动距离，控制机油的流量，这样就能达到对喷向活塞内腔的机油流量的控制。
本发明的油轨14的主要特点是设有独立的油路系统，独立的油路保证了机油流量控制阀2对冷却喷嘴流量的统一控制，油轨14可安装在发动机缸体19上，油轨14布置在机油滤清器3和机油泵4之间，由于活塞冷却喷嘴1喷出的机油不需要机油滤清器3过滤，因此，这种油路布置方式可以降低机油泵4的压降。冷却喷嘴1也不同于现有的活塞冷却喷嘴，它结构简单，不需要现有活塞冷却喷嘴，还需要在内部设置复杂的结构，也不需要对机油压力进行调节，只需满足一定的喷射方向即可(即喷嘴开口对准活塞内腔的位置)。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明具体的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电控控制活塞冷却喷嘴结构，包括活塞冷却喷嘴(1)，机油滤清器(3)，机油泵(4)，ECU(5)，出油口(11)，进油口(12)，其特征在于：所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构还包括机油流量控制阀(2)，所述的机油流量控制阀(2)分别与出油口(11)和进油口(12)连通，机油流量控制阀(2)设置空腔(11)结构，机油流量控制阀(2)内设置与空腔(11)配合的柱塞(9)，所述的柱塞(9)设置为通过电磁线圈(13)吸合而实现出油口(10)开闭的结构，所述的电磁线圈(13)与控制其通断的ECU(5)连接，机油流量控制阀(2)安装在油轨(14)上，开口对准活塞内腔的活塞冷却喷嘴(1)连接在油轨(14)上。
2.根据权利要求1所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构，其特征在于：所述的机油流量控制阀(2)上设置与空腔(11)连通的孔(15)，电磁线圈(13)卡装在孔(15)内，柱塞(9)设置为一端细杆，一端与空腔(11)内腔配合的结构，柱塞(9)细杆一端深入孔(15)内，与电磁线圈(13)之间存在距离，柱塞(9)另一端面与空腔(11)底部之间安装弹性元件(8)，所述的油轨(14)设置为内部为空腔结构的内腔(16)，与油轨(14)连接的活塞冷却喷嘴(1)设置为多个的结构。
3.根据权利要求1所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构，其特征在于：所述的出油口(10)和进油口(12)均设置在机油流量控制阀(2)的侧面上，所述的出油口(10)和进油口(12)均设置为与空腔(11)呈倾斜角度的结构。
4.根据权利要求1或2所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构，其特征在于：所述的机油流量控制阀(2)安装在油轨(14)内，机油流量控制阀(2)的进油口(12)与供油的油道(17)连通，出油口(10)与油轨(14)的内腔(16)连通。
5.根据权利要求4所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构，其特征在于：所述的油轨(14)安装在发动机缸体侧面上，油轨(14)上的活塞冷却喷嘴(1)的数量设置为与发动机缸体(19)的缸数相同的结构，机油流量控制阀(2)安装在油轨(14)的内腔(16)的侧边上。
6.根据权利要求1所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构，其特征在于：所述的ECU(5)与获取冷却液温度的温度传感器(18)和获取爆震信号的爆震传感器(15)连接。
7.根据权利要求5所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构，其特征在于：所述的油轨(14)上设置固定螺栓孔(20)，油轨(14)通过与固定螺栓孔(20)配合的螺栓安装在发动机缸体(19)上。
8.根据权利要求1或2所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构，其特征在于：所述的弹性元件(8)为螺旋状的压缩弹簧结构。
9.根据权利要求5所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构，其特征在于：所述的活塞冷却喷嘴(1)设置为活动安装在油轨(14)上的结构，所述的活塞冷却喷嘴(1)与油轨(14)通过螺纹螺牙结构连接。
10.根据权利要求9所述的电控控制活塞冷却喷嘴结构，其特征在于：所述的油轨(14)设置为布置在机油滤清器(3)和机油泵(4)之间的结构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20101027 |