專利名稱：一種活塞冷卻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于發(fā)動(dòng)機(jī)活塞的冷卻
裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)中，尤其是采用渦輪增壓技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)中，在高負(fù)荷工作時(shí)，發(fā)動(dòng)
機(jī)的燃燒室內(nèi)溫度較高，從而使活塞處于溫度較高的環(huán)境中，有時(shí)甚至超出活塞材料的耐
溫極限。因此，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞的冷卻，在發(fā)動(dòng)機(jī)中設(shè)計(jì)有活塞冷卻裝置。 通常，該活塞冷卻裝置包括噴嘴，噴嘴與發(fā)動(dòng)機(jī)的主油道連通，用于將通常由油底
殼儲(chǔ)存的機(jī)油通過發(fā)動(dòng)機(jī)中的機(jī)油泵泵壓給噴嘴，噴嘴設(shè)置在氣缸內(nèi)且位于活塞下止點(diǎn)之
下的位置上(不會(huì)與活塞產(chǎn)生干涉)，該噴嘴朝向活塞的底部，這里所指的活塞的底部是指
活塞朝向連桿的部分，或與連桿相連接的部分。 根據(jù)這種傳統(tǒng)的活塞冷卻裝置，由于機(jī)油泵的運(yùn)行是由發(fā)動(dòng)機(jī)自身的動(dòng)力來驅(qū)動(dòng) 的，也就是說，只要發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)起來，機(jī)油泵就會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行(機(jī)油泵通常 由曲軸直接驅(qū)動(dòng))，從而將機(jī)油從油底殼中泵壓到噴嘴，高壓機(jī)油由噴嘴噴到活塞底部上， 以對(duì)活塞進(jìn)行冷卻。 然而，在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行的工況中，此時(shí)活塞所處環(huán)境的溫度相對(duì)不高，因而無須 對(duì)活塞進(jìn)行持續(xù)地噴射機(jī)油。而傳統(tǒng)的活塞冷卻裝置只要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)對(duì)活塞進(jìn)行持續(xù) 地噴射機(jī)油，因此在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，由于機(jī)油泵的轉(zhuǎn)速也相對(duì)較低，主油道內(nèi)的機(jī)油的 壓力也處于較低水平，此時(shí)如果活塞冷卻裝置持續(xù)對(duì)活塞噴射機(jī)油，則會(huì)嚴(yán)重影響其它在 發(fā)動(dòng)機(jī)低速狀態(tài)下也需要潤滑或冷卻的部件，如曲軸主軸頸與主軸承、凸輪軸頸與凸輪軸 承等，從而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的其它部件的潤滑或冷卻要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的為克服傳統(tǒng)的活塞冷卻裝置在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)會(huì)影響發(fā)動(dòng) 機(jī)中其它部件的正常潤滑或冷卻要求的缺陷，而提供一種在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)不會(huì)影響發(fā) 動(dòng)機(jī)中其它部件的正常潤滑或冷卻要求的活塞冷卻裝置。 根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種活塞冷卻裝置，該活塞冷卻裝置包括油 泵和與該油泵連通的噴嘴，其中，所述活塞冷卻裝置還包括控制閥，所述油泵通過該控制閥 與所述噴嘴連接，所述控制閥用于在來自所述油泵的冷卻油的壓力低于預(yù)定值時(shí)切斷所述 油泵與噴嘴的連通，在來自所述油泵的冷卻油的壓力等于或高于所述預(yù)定值時(shí)保持所述油 泵與噴嘴的連通。 按照本實(shí)用新型所提供的活塞冷卻裝置，由于在該活塞冷卻裝置中設(shè)置有控制 閥，當(dāng)主油道中機(jī)油的壓力低于預(yù)定值時(shí)(此時(shí)活塞不需要冷卻)，不會(huì)通過噴嘴對(duì)活塞噴 射機(jī)油，從而能夠保證；只有當(dāng)主油道中機(jī)油的壓力等于或高于預(yù)定值時(shí)(此時(shí)活塞需要 冷卻)，才會(huì)允許噴嘴對(duì)活塞噴射機(jī)油，而此時(shí)由于主油道內(nèi)機(jī)油的壓力處于相對(duì)較高的水平，因而噴嘴對(duì)活塞噴射機(jī)油不會(huì)影響其它部件對(duì)潤滑和冷卻的要求。
圖1為根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式的活塞冷卻裝置的截面圖； 圖2為圖1中所示的控制閥的截面圖；禾口 圖3為圖1中所示的噴嘴和連接筒局部截面圖。
具體實(shí)施方式下面參考附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)地描述。 如圖1所示，本實(shí)用新型所提供的活塞冷卻裝置包括噴嘴l，其中，所述活塞冷卻
裝置還包括控制閥2，所述噴嘴1通過所述控制閥2與所述主油道連接，所述控制閥2用于
在所述主油道內(nèi)機(jī)油的壓力低于預(yù)定值時(shí)切斷所述主油道與噴嘴1的連通，在所述主油道
內(nèi)機(jī)油的壓力等于或高于所述預(yù)定值時(shí)保持所述主油道與噴嘴1的連通。 主油道(未顯示)為發(fā)動(dòng)機(jī)中潤滑系的重要組成部分，通常直接在缸體與缸蓋上
鑄出，用來向各潤滑部位輸送潤滑油，發(fā)動(dòng)機(jī)中主油道的結(jié)構(gòu)、設(shè)置和功能為本領(lǐng)域技術(shù)人
員所公知。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑系統(tǒng)中的機(jī)油泵在曲軸(或凸輪軸)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)， 從而將油底殼中儲(chǔ)存的機(jī)油泵壓到主油道中。因此，主油道內(nèi)機(jī)油的壓力和流量與發(fā)動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)速相關(guān)，具體來說，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越高，則主油道內(nèi)機(jī)油的壓力和流量也越大；發(fā)動(dòng)機(jī) 的轉(zhuǎn)速越低，則主油道內(nèi)機(jī)油的壓力和流量也越小。 噴嘴1通過控制閥2與主油道連接，該控制閥2用于控制噴嘴1與主油道之間的 接通和斷開。 具體來說，在所述主油道內(nèi)機(jī)油的壓力低于預(yù)定值時(shí)，控制閥2切斷所述主油道 與噴嘴1的連通。在主油道內(nèi)機(jī)油的壓力低于預(yù)定值時(shí)，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)處于低速運(yùn)行狀態(tài) 時(shí)，此時(shí)，活塞不需要冷卻，通過切斷主油道與噴嘴1的連通，能夠確保發(fā)動(dòng)機(jī)中其它部件 的潤滑和冷卻的需要。 在所述主油道內(nèi)機(jī)油的壓力等于或高于所述預(yù)定值時(shí)，控制閥2保持所述主油道 與噴嘴1的連通，從而允許主油道內(nèi)的機(jī)油進(jìn)入噴嘴1，向活塞噴射以冷卻活塞。此時(shí)，發(fā)動(dòng) 機(jī)處于相對(duì)較高轉(zhuǎn)速的工作狀態(tài)，在該狀態(tài)下，主油道內(nèi)的機(jī)油的壓力較高，因而允許主油 道與噴嘴1的相通，既能實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞的冷卻，也不會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)中其它部件的潤滑或冷卻 的需要。 通常，在發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速比產(chǎn)生最大扭矩的轉(zhuǎn)速稍低時(shí)，才需要開始對(duì)活塞進(jìn)行冷 卻，因此，可以將活塞需要冷卻的最低轉(zhuǎn)速稱為活塞冷卻臨界轉(zhuǎn)速(通常，該活塞冷卻臨界 轉(zhuǎn)速稍低于產(chǎn)生最大扭矩的轉(zhuǎn)速)。也就是說，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低于活塞冷卻臨界轉(zhuǎn)速時(shí)， 不需要對(duì)活塞進(jìn)行冷卻；而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)等于或高于活塞冷卻臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，需要對(duì)活塞進(jìn)行冷 卻。 因此，對(duì)預(yù)定值的選擇要根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，通常與上述活塞冷卻臨界轉(zhuǎn)速相對(duì) 應(yīng)。優(yōu)選地，該預(yù)定值為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1600轉(zhuǎn)/分鐘至2100轉(zhuǎn)/分鐘的情況下(即活塞 冷卻臨界轉(zhuǎn)速為1600轉(zhuǎn)/分鐘至2100轉(zhuǎn)/分鐘)主油道內(nèi)機(jī)油的壓力。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述預(yù)定值為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)主油道內(nèi)機(jī)油的壓力。 相對(duì)于傳統(tǒng)的活塞冷卻裝置，本實(shí)用新型主要對(duì)改進(jìn)之處在于設(shè)置有控制閥2。關(guān) 于噴嘴1的位置、結(jié)構(gòu)和朝向活塞的角度等相關(guān)技術(shù)內(nèi)容，可以參考已有的活塞冷卻裝置 而加以選擇。下面就控制閥2進(jìn)行詳細(xì)地描述。 如圖1和圖2所示，根據(jù)一種實(shí)施方式，所述控制閥2包括閥體3，該閥體3具有 進(jìn)油通道5、出油通道6和空腔7，所述進(jìn)油通道5與主油道連通，所述出油通道6連通所述 噴嘴1和空腔7 ;閥芯4，該閥芯4位于所述閥體3的空腔7內(nèi)；和彈性件8，該彈性件8位 于所述空腔7內(nèi)并與所述閥芯4連接，所述彈性件8用于將所述閥芯4壓緊在所述進(jìn)油通 道5與所述閥體3的空腔7相鄰接的端口 9上。 按照?qǐng)D1和圖2所示的控制閥2，閥芯4在彈性件8的彈性力的作用下壓緊在進(jìn)油 通道6與空腔7相鄰接的端口 9上，從而將該端口 9封閉。空腔7的尺寸大于端口 9的尺 寸，從而使得端口 9為階梯孔，以便于承載彈性件8。 由于彈性件8的彈性力的存在，在發(fā)動(dòng)機(jī)低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于主油道內(nèi)的機(jī)油輸送 到進(jìn)油通道6，并到達(dá)上述端口 9。由于此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不高，因而到達(dá)端口 9的機(jī)油的壓 力低于所述預(yù)定值，因而機(jī)油無法克服彈性件9的彈性力而進(jìn)入控制閥2的空腔7中。也 就是說，此時(shí)控制閥2斷開主油道與噴嘴1之間的連通。 而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)行時(shí)，則來自主油道的機(jī)油的壓力達(dá)到或超過所述預(yù)定值，因 而機(jī)油能夠克服彈性件的彈性力而將閥芯4頂開，從而實(shí)現(xiàn)主油道與噴嘴1之間的連通。 通過以上描述可知，可以通過選擇彈性件8具有不同的彈性力，能夠選擇不同的 預(yù)定值的大小。 彈性件8可以為橡膠體，但優(yōu)選地為彈簧。如圖1和圖2所示，彈性件8的一端與 閥芯4連接，另一端與閥體3的空腔7內(nèi)與閥芯4相對(duì)的表面接觸。但彈性件8在空腔7 內(nèi)的設(shè)置方式也不限于此，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)閥芯4的壓緊即可。 閥芯4用于在彈性件8的彈性力的作用下封堵在端口 9上。閥芯4可以為柱形或 球形，優(yōu)選為球形，以獲得較好的密封效果。更優(yōu)選地，閥芯4可以由彈性材料制成，如橡膠。 優(yōu)選地，所述控制閥2還包括支持件IO，所述閥體3還具有安裝孔ll，所述支持件 10可拆卸地安裝在所述閥體3的安裝孔11中，所述彈性件8的一端與所述支持件10的內(nèi) 表面相接觸，另一端與所述閥芯4接觸。 由于支持件10可拆卸地安裝在閥體3的安裝孔11中，并將彈性件8壓緊，因而通 過將支持件10拆卸下來，能夠?qū)﹂y體3內(nèi)部的空腔進(jìn)行清洗，并且能夠?qū)涨粌?nèi)部的部件， 如彈性件8或閥芯4進(jìn)行更換。 優(yōu)選地，所述控制閥2還包括支撐柱12，該支撐柱12與支持件10固定連接且該支 撐柱12突出于所述支持件10朝向空腔7的表面，所述彈性件8為彈簧，該彈簧的一端套在 所述支撐柱12上。 對(duì)于作為彈性件8的彈簧來說，通過位于支持件10的內(nèi)表面上的支撐柱12，能夠 對(duì)彈簧起到較好的支持作用，從而確保彈簧能夠有效地將閥芯4壓緊在所述端口 9上，以實(shí) 現(xiàn)控制閥2的作用。 優(yōu)選地，所述支撐柱12的長度小于所述支持件10朝向空腔7的表面與所述出油通道6的中心軸線之間的距離，從而避免支撐柱12的存在對(duì)機(jī)油通過出油通道6的流量的 不利影響。 優(yōu)選地，所述支持件10為具有外螺紋的圓柱體，所述安裝孔11為螺紋孔，所述圓 柱體擰緊于所述螺紋孔中。因此，通過該螺紋配合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)支持件10與閥體3之間相 對(duì)位置的調(diào)整，從而能夠調(diào)整彈性件8對(duì)閥芯4的壓緊力的大小，從而能夠使該控制閥能夠 適應(yīng)于機(jī)油的大小不同的預(yù)定值。 優(yōu)選地，如圖2和圖3所示，所述閥體3為圓柱形，所述進(jìn)油通道5沿閥體3的軸 向方向從所述圓柱形的閥體3的一個(gè)端面延伸至所述閥體3的空腔7，所述出油通道6沿閥 體3的徑向方向從所述圓柱形的閥體3的外圓周面延伸至所述閥體3的空腔7，所述活塞冷 卻裝置還包括連接筒13以及穿過該連接筒13的圓周側(cè)壁的開孔14(沿連接筒13的徑向 方向延伸)，所述噴嘴1的一端安裝于該開孔14中，所述連接筒13套裝在所述圓柱形的閥 體3的外圓周表面上，所述閥體3的出油通道6與所述噴嘴1相連通。 閥體3為圓柱形，當(dāng)將閥體3與連接筒13裝配在一起后，閥體3的出油通道6與 連接筒13的開孔14相互對(duì)準(zhǔn)，而由于噴嘴1的一端安裝于該開孔14中，從而使閥體3的 出油通道6與噴嘴l相通。利用該結(jié)構(gòu)，能夠較為方便地將閥體3與噴嘴l裝配在一起。 優(yōu)選地，所述活塞冷卻裝置還包括凹槽，所述凹槽位于所述連接筒13的內(nèi)圓周表 面并與所述開孔14連通，所述凹槽沿所述連接筒13的圓周方向延伸，所述出油通道6與所 述凹槽相通。 按照該結(jié)構(gòu)的活塞冷卻裝置，當(dāng)將閥體3安裝到連接筒13后，閥體3的出油通道6 只要能夠與凹槽相通，就能夠?qū)崿F(xiàn)與噴嘴1的連通。因而，能夠降低閥體3與連接筒13之 間的裝配難度。 此外，為了在將所述活塞冷卻裝置安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上時(shí)便于定位，在連接筒13上還 設(shè)置有定位銷15。而且，利用該定位銷，能夠保證噴嘴的方向保持正確，從而能夠準(zhǔn)確地將 機(jī)油噴射到活塞底部上，還能夠限制所述活塞冷卻裝置(具體為連接筒13)的自由度。 定位銷15可以通過多種方式與連接筒13連接，例如，如圖3所示，定位銷15可以 通過基板16而與連接筒13連接，基板16可以與連接筒13 —體形成，也可以與連接筒13 為固定在一起的單獨(dú)部件。關(guān)于定位銷15的設(shè)置可以根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)合加以選擇。 除了圖l和圖2所示實(shí)施方式的控制筒之外，控制閥還可具有其他的實(shí)施方式。例 如，控制閥可以為液壓系統(tǒng)中常用的電磁閥，還可包括傳感器和控制器。傳感器與控制器電 連接，傳感器檢測(cè)來自主油道的機(jī)油的壓力，并將檢測(cè)到的機(jī)油壓力的電信號(hào)發(fā)送給控制 器?？刂破髋c電磁閥電連接，用于根據(jù)傳感器檢測(cè)到的機(jī)油壓力的電信號(hào)控制電磁閥的接 通或斷開。 以上描述了根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型并不限于此，在不脫 離本實(shí)用新型的范圍的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以做出任何改變、添加或修改。而 且，關(guān)于前端內(nèi)飾板的特征可以以任意單獨(dú)和/或組合的方式而加以實(shí)施。
權(quán)利要求一種活塞冷卻裝置，該活塞冷卻裝置包括噴嘴(1)，其特征在于，所述活塞冷卻裝置還包括控制閥(2)，所述噴嘴(1)通過所述控制閥(2)與主油道連接，所述控制閥(2)用于在所述主油道內(nèi)機(jī)油的壓力低于預(yù)定值時(shí)切斷所述主油道與噴嘴(1)的連通，在所述主油道內(nèi)機(jī)油的壓力等于或高于所述預(yù)定值時(shí)保持所述主油道與噴嘴(1)的連通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞冷卻裝置，其特征在于，所述控制閥(2)包括閥體(3)，該閥體(3)具有進(jìn)油通道(5)、出油通道(6)和空腔(7)，所述進(jìn)油通道(5) 與所述主油道連通，所述出油通道(6)連通所述噴嘴(1)和空腔(7); 閥芯(4)，該閥芯(4)位于所述空腔(7)內(nèi)；禾口彈性件(8)，該彈性件(8)位于所述空腔(7)內(nèi)并與所述閥芯(4)連接，所述彈性件(8) 用于將所述閥芯(4)壓緊在所述進(jìn)油通道(5)與所述閥體(3)的空腔(7)相鄰接的端口(9) 上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的活塞冷卻裝置，其特征在于，所述控制閥(2)還包括支持件(10) ，所述閥體(3)還具有安裝孔(ll)，所述支持件(10)可拆卸地安裝在所述閥體(3)的 安裝孔(11)中，所述彈性件(8)的一端與所述支持件(10)的內(nèi)表面相接觸，另一端與所述 閥芯(4)接觸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的活塞冷卻裝置，其特征在于，所述支持件(10)為具有外螺紋 的圓柱體，所述安裝孔(11)為螺紋孔，所述圓柱體擰緊于所述螺紋孔中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的活塞冷卻裝置，其特征在于，所述控制閥(2)還包括支撐柱 (12)，該支撐柱(12)與支持件(10)固定連接且突出于所述支持件(10)朝向空腔(7)的表 面，所述彈性件(8)為彈簧，該彈簧的一端套在所述支撐柱(12)上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2-5中任意一項(xiàng)所述的活塞冷卻裝置，其特征在于，所述閥體(3)為圓 柱形，所述進(jìn)油通道(5)沿該閥體的軸向方向從所述圓柱形的閥體(3)的一個(gè)端面延伸至 所述閥體(3)的空腔(7)，所述出油通道(6)沿該閥體的徑向方向從所述圓柱形的閥體(3) 的外圓周面延伸至所述閥體(3)的空腔(7)，所述活塞冷卻裝置還包括連接筒(13)以及穿 過該連接筒(13)的圓周側(cè)壁的開孔(14)，所述噴嘴(1)的一端安裝于該開孔(14)中，所述 連接筒(13)套裝在所述圓柱形的閥體(3)的外圓周表面上，所述閥體(3)的出油通道(6) 與所述噴嘴(1)相連通。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的活塞冷卻裝置，其特征在于，所述活塞冷卻裝置還包括凹槽， 所述凹槽位于所述連接筒(13)的內(nèi)圓周表面并與所述開孔(14)連通，所述凹槽沿所述連 接筒(13)的圓周方向延伸，所述出油通道(6)與所述凹槽相通。
專利摘要一種活塞冷卻裝置，包括噴嘴，所述活塞冷卻裝置還包括控制閥，所述噴嘴通過所述控制閥與主油道連接，所述控制閥用于在所述主油道內(nèi)機(jī)油的壓力低于預(yù)定值時(shí)切斷所述主油道與噴嘴的連通，在所述主油道內(nèi)機(jī)油的壓力等于或高于所述預(yù)定值時(shí)保持所述主油道與噴嘴的連通。按照本實(shí)用新型所提供的活塞冷卻裝置，由于在該活塞冷卻裝置中設(shè)置有控制閥，當(dāng)主油道中機(jī)油的壓力低于預(yù)定值時(shí)，不會(huì)通過噴嘴對(duì)活塞噴射機(jī)油，從而能夠保證；只有當(dāng)主油道中機(jī)油的壓力等于或高于預(yù)定值時(shí)，才會(huì)允許噴嘴對(duì)活塞噴射機(jī)油，而此時(shí)由于主油道內(nèi)機(jī)油的壓力處于相對(duì)較高的水平，因而噴嘴對(duì)活塞噴射機(jī)油不會(huì)影響其它部件對(duì)潤滑和冷卻的要求。
文檔編號(hào)F01P3/08GK201546796SQ20092024666
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者何定, 潘明軍, 狄志慧, 陸子平 申請(qǐng)人:北汽福田汽車股份有限公司