具有電子控制的活塞冷卻噴嘴的發動機和對其進行控制的方法
2023-09-21 13:42:05
專利名稱：具有電子控制的活塞冷卻噴嘴的發動機和對其進行控制的方法
技術領域：
本發明涉及具有電子控制的活塞冷卻噴嘴的發動機，且更具體地涉及基於發動機工作狀態和電子控制模塊可選擇性地操作以控制活塞冷卻噴嘴的電控的活塞冷卻噴嘴。
背景技術：
很多現代柴油發動機包括將機油噴射到活塞的下側以給活塞提供冷卻的活塞冷卻噴嘴。有時也稱為發動機潤滑油或發動機潤滑劑的機油持續地從油管或油道饋送到需要潤滑的發動機部件。例如，通常需要潤滑諸如曲柄軸和連接杆軸承、渦輪增壓器以及一些發動機中的活塞冷卻噴嘴的零件。上述的油系統需要大油泵以提供所需的油流率。此外，各渦輪增壓器製造商推薦用於渦輪增壓器的最小機油壓力通常設定在大約每平方英寸二十磅(20psi)，當機油在工作溫度且發動機工作在低發動機轉速時，或當發動機工作在更低發動機轉速且發動機部件磨損時，可能達不到該水平。
發明內容
根據一個實施例，內燃機的機油系統包括電子控制模塊、機油箱、機油泵、機油道、機油壓力傳感器、電磁控制閥、以及至少一個油接收部件。機油泵布置成與機油箱流體連通。機油道布置成與至少一個發動機軸承和渦輪增壓器流體連通。機油壓力傳感器布置成與油道流體連通。油壓傳感器產生傳送到電子控制模塊的輸出信號。電磁控制閥布置成與機油道流體連通且與電子控制模塊電子連通。電磁控制閥響應於從電子控制模塊接收的至少一個輸出信號可至少在打開位置和關閉位置之間移動。至少一個油接收部件布置成與機油道流體連通。根據另一實施例，提供了具有電子控制模塊和至少一個活塞的內燃機的電子控制的活塞冷卻噴嘴系統。活塞冷卻噴嘴系統包括至少一個活塞冷卻噴嘴、壓力傳感器、以及電磁控制閥。活塞冷卻噴嘴將油供應到至少一個活塞。壓力傳感器與至少一個活塞冷卻噴嘴的供油裝置流體連通。壓力傳感器產生指示供油裝置內流體壓力的輸出信號。電磁控制閥具有打開位置和關閉位置。電子控制模塊基於油壓傳感器的輸出可操作地控制電磁控制閥到打開位置和關閉位置。根據一個流程，提供了控制發動機的電子控制的油接收子系統的方法。發動機具有電子控制模塊、至少一個活塞、油壓傳感器、可在至少打開位置和關閉位置之間移動的電磁控制閥、以及至少一個油接收部件。該方法的一個方面產生指示機油壓力的油壓傳感器的輸出信號。油壓傳感器的輸出傳送到電子控制模塊。將由油壓傳感器的輸出信號指示的油壓與存儲在電子控制模塊內存中的至少第一預定值比較。當油壓傳感器的輸出信號指示油壓大於存儲在電子控制模塊內存中的至少第一預定值時，傳送到電磁控制閥的致動信號包括至少一個指令以將電磁控制閥定位於打開位置。當電磁控制閥處於打開位置時，將油流供應到至少一個油接收部件。
圖I是示出用於具有電控的油接收部件的發動機的機油系統的一部分的示意圖。
具體實施例方式圖I示出柴油發動機的機油系統部分10。機油系統包括機油箱12，該機油箱12適於容納當前不循環到發動機其他部分的機油以及還適於在發動機關閉時收集大部分機油。油泵14將機油從機油箱12抽出並對機油施力以使油循環遍及機油系統10的其餘部分。在機油系統中還可設置油冷卻器16。油冷卻器16使循環機油的溫度降低。此外，機油系統10具有將機油內的某些汙染物去除以防止發動機損壞的油過濾器18。過濾好的機油供應到油道20。機油道20具有適於防止機油壓力超過預定閾值的壓力調節閥22。過高機油壓力可能導致損壞發動機，因此，壓力調節閥允許油道20內的一些油返回到機油槽12，由此降低機油道20內的油壓。機油道20適於將油傳送到發動機軸承和需要機油的其他發動機部件24。發動機軸承和需要機油的其他發動機部件24與機油箱12流體連通，以便機油從發動機軸承和其他發動機部件24排出到機油箱12。另外，機油道20將機油供應到渦輪增壓器26。渦輪增壓器26通常通過供油管(未示出)從油道20接收機油而不是直接地連接到機油道20。機油為渦輪增壓器26內的至少一個軸承提供潤滑。供應到渦輪增壓器26的油還通常通過回油管(未示出)排回到機油箱12。如圖I中所示，油道20與電磁控制閥28流體連通。電磁控制閥28控制機油流動到圖I中以活塞冷卻噴嘴的形式示出的油接收部件30，該活塞冷卻噴嘴將油供應到發動機活塞的非燃燒表面側以降低活塞的溫度。設想每個活塞具有至少一個活塞冷卻噴嘴，以及每個活塞可具有多個活塞冷卻噴嘴。電磁控制閥28受發動機電子控制模塊32(ECM)控制。ECM 32從壓力傳感器34接收關於油壓的信息。壓力傳感器34可放置成與油道20流體連通或放置在沿機油系統10的其它地方。壓力傳感器34產生指示機油系統10內的油壓的輸出信號。壓力傳感器34的輸出信號可用來推導油壓或可表不油壓。基於壓力傳感器34提供的信息，ECM 32操作電磁控制閥28。例如，當壓力傳感器34和ECM 32探測到油壓小於存儲在ECM 32中的第一油壓閾值時，ECM 32致使電磁控制閥28關閉以停止油流動到諸如活塞冷卻噴嘴的油接收部件30。類似地，當壓力傳感器34和ECM 32探測到油壓大於存儲在ECM 32中的第二油壓閾值時，ECM 32使電磁控制閥28打開以允許油流動到諸如活塞冷卻噴嘴的油接收部件30。第一閾值和第二閾值可大致相等，或第一閾值可以是比第二閾值油壓低的油壓。因此，當機油壓力大於第一閾值油壓而電磁控制閥28保持關閉且沒有油流到油接收部件時，某些工作狀態可存在。因此，控制油流動到諸如活塞冷卻噴嘴的油接收部件30或其他非潤滑油接收部件的電磁控制閥28的使用可用來幫助確保，即使在諸如在機油是熱的同時低發動機轉速的那些已知的會產生低油壓的工作狀態下仍可保持渦輪增壓器26所需的最小油壓。除了提高油壓，控制油流到到諸如活塞冷卻噴嘴的油接收部件30的電磁控制閥28的使用還可允許使用較低容積的油泵14。由於當油壓降到第一油壓閾值以下時，機油不會流過電磁控制閥28到油接收部件30，就可使用較低容積油泵，因此，較低容積泵可用來實現正常發動機工作所需的最小油壓。較低容積油泵14的使用還可降低來自油泵14在發動機上的寄生載荷，由此提高發動機的燃料燃燒效率。控制油流到油接收部件30的電磁控制閥28可另外用來增強油從冷啟動熱起來。例如，當發動機第一次啟動時，ECM 32可致使電磁控制閥28打開以便流過諸如活塞冷卻噴嘴的油接收部件30的油被活塞加熱，以減少機油達到正常工作溫度所需的時間。另外，機油系統10通過使用電磁控制閥28來控制油流到油接收部件30以降低油工作，可增加機油的換油間隔。增加換油間隔允許具有機油系統10的發動機的車輛在維修之間使用較長的一段時間，潛在地增加車輛的生產力。儘管已經說明和描述了各具體實施例，但會想到各種改型而不顯著脫離本發明的精神，且保護範圍僅限於所附權利要求書的範圍。
權利要求
1.一種內燃機的機油系統，包括 電子控制模塊； 機油箱； 機油泵，所述機油泵布置成與所述機油箱流體連通； 機油道，所述機油道與至少一個發動機軸承和渦輪增壓器流體連通； 機油壓力傳感器，所述機油壓力傳感器布置成與所述機油道流體連通，所述油壓傳感器設置成產生要傳送到所述電子控制模塊的輸出信號； 電磁控制閥，所述電磁控制閥布置成與所述機油道流體連通且與發動機控制模塊電子連通，所述電磁控制閥響應於從發動機控制模塊接收的至少一個輸出信號可在至少打開位置和關閉位置之間移動；以及 至少一個油接收部件，所述至少一個油接收部件與所述電磁控制閥流體連通。
2.如權利要求I所述的機油系統，其特徵在於所述電磁控制閥在所述油壓傳感器的輸出信號指示機油壓力小於第一閾值時移動到所述關閉位置。
3.如權利要求I所述的機油系統，其特徵在於還包括油冷卻器。
4.如權利要求I所述的機油系統，其特徵在於還包括油過濾器。
5.如權利要求I所述的機油系統，其特徵在於還包括機油道壓力調節閥，所述機油道壓力調節閥布置成與所述機油道和所述機油箱流體連通，所述機油道壓力調節閥可在至少打開位置和關閉位置之間移動。
6.如權利要求5所述的機油系統，其特徵在於當所述機油道內的油壓大於預定壓力閾值時，所述機油道壓力調節閥移動到打開位置並允許油從所述機油道流到所述機油箱。
7.如權利要求I所述的機油系統，其特徵在於所述至少一個油接收部件包括活塞冷卻噴嘴。
8.一種具有電子控制模塊和至少一個活塞的內燃機的電子控制的活塞冷卻噴嘴系統，所述活塞冷卻噴嘴系統包括 至少一個活塞冷卻噴嘴，所述至少一個活塞冷卻噴嘴將油供應到所述至少一個活塞；壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述至少一個活塞冷卻噴嘴的供油裝置流體連通，所述壓力傳感器設置成產生指示所述供油裝置內的流體壓力的輸出信號；以及電磁控制閥，所述電磁控制閥具有打開位置和關閉位置， 其中所述電子控制模塊基於所述油壓傳感器的輸出可操作地控制所述電磁控制閥到所述打開位置和所述關閉位置。
9.如權利要求8所述的電子控制的活塞冷卻噴嘴系統，其特徵在於所述電磁控制閥在所述油壓傳感器的輸出信號指不機油壓力小於第一閾值時處於關閉位置。
10.如權利要求9所述的電子控制的活塞冷卻噴嘴系統，其特徵在於所述電磁控制閥在所述油壓傳感器的輸出信號指示機油壓力大於第二閾值時處於關閉位置。
11.如權利要求10所述的電子控制的活塞冷卻噴嘴系統，其特徵在於所述第一閾值小於所述第二閾值。
12.如權利要求8所述的電子控制的活塞冷卻噴嘴系統，其特徵在於所述發動機具有多個活塞且每個活塞具有至少一個活塞冷卻噴嘴。
13.—種控制發動機的電子控制的油接收子系統的方法，所述發動機具有電子控制模塊、至少一個活塞、油壓傳感器、可在至少打開位置和關閉位置之間移動的電磁控制閥、以及至少一個油接收部件，所述方法包括 產生指示所述油壓傳感器指示所述機油壓力的輸出信號； 將所述油壓傳感器的所述輸出信號傳送到所述電子控制模塊； 將由所述油壓傳感器的所述輸出信號指示的油壓與存儲在所述電子控制模塊內存中的至少第一預定值比較； 將致動信號傳送到所述電磁控制閥，當所述油壓傳感器的輸出大於存儲在所述電子控制模塊內存中的至少第一預定值時，所述致動信號含有至少一個指令以將所述電磁控制閥定位於所述打開位置；以及 當所述電磁控制閥處於所述打開位置時，將油流供應到所述至少一個油接收部件。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，還包括 將所述油壓傳感器的所述輸出與存儲在所述電子控制模塊內存中的第二預定值比較，所述第二預定值小於所述第一預定值； 當所述油壓傳感器的所述輸出小於存儲在所述電子控制模塊內存中的所述第二預定值時，控制所述電磁控制閥到所述關閉位置；以及 當所述電磁控制閥處於所述關閉位置時，防止油流到所述至少一個油接收部件。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於所述第一預定值和所述第二預定值相等。
16.如權利要求14所述的方法，其特徵在於所述第一預定值大於所述第二預定值。
17.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，還包括 通過所述電子控制模塊監測發動機溫度信息； 當所述發動機溫度的監測指示所述發動機溫度小於存儲在所述電子控制模塊內存中的第一預定發動機溫度時，控制所述電磁控制閥到所述打開位置；以及 當所述電磁控制閥處於所述打開位置時，將油流供應到所述至少一個油接收部件。
18.如權利要求13所述的方法，其特徵在於所述至少一個油接收部件包括活塞冷卻噴嘴。
全文摘要
一種內燃機的機油系統，包括電子控制模塊、機油箱、機油泵、機油道、機油壓力傳感器、電磁控制閥、以及至少一個油接收部件。機油泵與機油箱流體連通。機油道與至少一個發動機軸承和渦輪增壓器流體連通。機油壓力傳感器和至少一個油接收部件與油道流體連通。油壓力傳感器產生傳送到電子控制模塊的輸出信號。電磁控制閥與機油道流體連通且與電子控制模塊電子連通。電磁控制閥可在至少打開位置和關閉位置之間移動。
文檔編號F01P3/08GK102985657SQ201080066190
公開日2013年3月20日 申請日期2010年4月15日 優先權日2010年4月15日
發明者T·G·伍德 申請人:萬國引擎智慧財產權有限責任公司