專利名稱：內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑機(jī)油系統(tǒng)，其中通過雙模壓力限制閥控制該潤(rùn)滑系統(tǒng)內(nèi)的最大壓力。
背景技術(shù)：
壓力潤(rùn)滑已經(jīng)在機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)使用了許多年。通常，單減壓閥用于限 制由機(jī)油泵產(chǎn)生的最大壓力。釋放壓力通常設(shè)定在相當(dāng)高的值，以便確保發(fā)動(dòng)機(jī)在從怠速 至最大車速負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的全部工況下接收足夠的潤(rùn)滑機(jī)油。不幸地是，這導(dǎo)致了潤(rùn)滑泵的能 量消耗比理想狀態(tài)下更高，因?yàn)樵谠S多工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)僅需要較小的機(jī)油體積和壓力。美國(guó)公開專利US 2002/0083915公開了一種系統(tǒng)，其中機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)閥建立最小機(jī)油 壓力，電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)閥固定在機(jī)械閥的減壓口這樣可通過電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)閥的關(guān)閉增加系統(tǒng)壓力。這 種系統(tǒng)的缺陷在于電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)閥不具有故障安全位置。在電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)閥在打開位置發(fā)生故障的 情況下，僅最小機(jī)油壓力可用于維持發(fā)動(dòng)機(jī)，并且這種最小機(jī)油壓力會(huì)不用懷疑地不足以 在高速和高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)期間支持發(fā)動(dòng)機(jī)。另一方面，如果電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)閥在關(guān)閉位置下發(fā)生故障， 導(dǎo)致的過高的機(jī)油壓力會(huì)導(dǎo)致機(jī)油濾清器破裂而損害或損壞發(fā)動(dòng)機(jī)，隨之所有機(jī)油泄漏到 車外。換句話說(shuō)，電動(dòng)閥的任何故障會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)故障。另一方面，因?yàn)閮H流自機(jī)油泵的未 過濾機(jī)油穿過閥門，電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)閥的穩(wěn)定性受到影響，并且由未過濾的機(jī)油帶的外來(lái)物質(zhì)會(huì) 導(dǎo)致閥門粘住或過度磨損。需要提供一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)，其中通過備用高壓力機(jī)械減壓閥可靠地保護(hù) 發(fā)動(dòng)機(jī)，其還具有減小機(jī)油壓力的能力以便在不需要最大機(jī)油壓力和流量的工況期間促進(jìn) 燃料經(jīng)濟(jì)性改善。

發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，包含機(jī)油儲(chǔ)槽和 用于加壓來(lái)自機(jī)油儲(chǔ)槽的機(jī)油的機(jī)油泵。潤(rùn)滑分配網(wǎng)路連接至機(jī)油泵。主減壓閥連接至機(jī) 油泵的下游的分配網(wǎng)路。主減壓閥將分配網(wǎng)路內(nèi)的機(jī)油壓力限制至最大可允許值?？蛇\(yùn)轉(zhuǎn) 地連接至主減壓閥下游的分配網(wǎng)路的輔助控制(pilot controlled)雙模減壓閥選擇性地 將所述分配網(wǎng)路內(nèi)的壓力控制至比由主減壓閥產(chǎn)生的最高的壓力低的最小壓力。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可運(yùn)轉(zhuǎn)地連接至主減壓閥下游的分配網(wǎng)路雙模、輔助減 壓閥通過將來(lái)自分配網(wǎng)路的機(jī)油回流至機(jī)油儲(chǔ)槽來(lái)控制所述分配網(wǎng)路內(nèi)的機(jī)油壓力，該輔 助減壓閥具有輔助閥門被加電壓的第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式和輔助閥未加電壓的第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式，在第 一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中輔助減壓閥將分配網(wǎng)路內(nèi)的壓力限制至低于由主減壓閥產(chǎn)生的最高壓力的 第一壓力，在第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中輔助減壓閥將分配網(wǎng)路內(nèi)的壓力限制至高于第一壓力的第二 壓力。依照本發(fā)明的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于通過最小化與發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)潤(rùn)滑 機(jī)油泵關(guān)聯(lián)的寄生損失可減小發(fā)動(dòng)機(jī)燃料消耗，同時(shí)通過使用具有常閉輔助閥的輔助減壓閥維護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)完整性，這樣如果輔助閥運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)發(fā)生故障，發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力將維持在所有 發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式和工況的安全水平。依照本發(fā)明的系統(tǒng)的另一優(yōu)點(diǎn)在于與已知的將減壓閥安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部深處 (例如發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油泵)使得這種閥門相對(duì)不容易維修的常規(guī)做法相反，本發(fā)明的輔助減壓 閥可安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的外部上。依照本發(fā)明的系統(tǒng)的再一優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的輔助減壓閥可位于機(jī)油濾清器的下 游，從而防止壓力控制器不受機(jī)油雜質(zhì)的污染。
依照本發(fā)明的系統(tǒng)的又一優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明的輔助減壓閥具有雙模特征，從而該輔 助閥門可用于在主減壓閥在關(guān)閉位置發(fā)生故障的情況下限制最大潤(rùn)滑系統(tǒng)壓力。依照本發(fā)明的系統(tǒng)的又一優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)本發(fā)明的雙模閥門沒有運(yùn)轉(zhuǎn)在壓力限制模 式時(shí)穿過發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑機(jī)油流不會(huì)減少。通過閱讀說(shuō)明書，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)以及特征將變得顯而易見。
圖1為具有依照本發(fā)明的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)處于正常工況下的示 意圖。圖2為處于高壓備用減壓狀況的在依照本發(fā)明一方面的發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi) 使用的輔助減壓閥的部分示意3顯示了以故障安全減壓模式運(yùn)轉(zhuǎn)的圖2的閥。圖4類似于圖3但顯示了與圖3所示的較高壓力運(yùn)轉(zhuǎn)相反，圖3的閥運(yùn)轉(zhuǎn)在低壓 節(jié)油狀況。
具體實(shí)施方式如圖1所示，發(fā)動(dòng)機(jī)10具有在汽缸體28之下延伸的機(jī)油儲(chǔ)槽14和汽缸蓋26。潤(rùn) 滑分配網(wǎng)路22連接有機(jī)油泵18。本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀本發(fā)明公開應(yīng)了解機(jī)油泵18可包含 由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸或齒輪泵同心驅(qū)動(dòng)的擺線型泵、或通常安裝至發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸體上并且由凸輪軸 或發(fā)動(dòng)機(jī)的其它旋轉(zhuǎn)部件驅(qū)動(dòng)的擺線泵、或其它類型的泵裝置。這樣的細(xì)節(jié)提供給那些愿 意采用本發(fā)明描述和要求保護(hù)的新型機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)的人。本發(fā)明的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)不僅包括機(jī)油儲(chǔ)槽14、機(jī)油泵18和潤(rùn)滑分配網(wǎng)路22， 還包括用于將分配網(wǎng)路22內(nèi)的機(jī)油壓力限制至最大可允許值的主減壓閥34。換句話說(shuō)，減 壓閥34將機(jī)油壓力限制至預(yù)定最大值。例如，這保護(hù)機(jī)油濾清器38不受冷啟動(dòng)期間較高 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下機(jī)油壓力過高的破壞。本發(fā)明的系統(tǒng)也包括輔助控制的、雙模減壓閥60。閥門60可運(yùn)轉(zhuǎn)地從主減壓閥 34下游并且優(yōu)選地從機(jī)油濾清器38的下游與分配網(wǎng)路22連接。在沒有任何信號(hào)來(lái)自控制器50時(shí)，閥門60作用為具有接近主減壓閥34的設(shè)定的 壓力設(shè)定的常閉減壓閥。因而，該潤(rùn)滑系統(tǒng)將如圖1所示地作用，而由主減壓閥34實(shí)現(xiàn)正 常減壓功能。然而，閥門60作用為如下的備用最大壓力閥。請(qǐng)參考圖2，閥門60顯示為具 有帶正常滿流通道68的本體64。當(dāng)閥門60沒有加載電壓時(shí)，機(jī)油將持續(xù)地流過閥門60而 不會(huì)有任何減少，因?yàn)闈M流通道68對(duì)流動(dòng)不會(huì)顯著地限制。
圖2說(shuō)明了控制器未提供信號(hào)電壓至閥門60的打開線圈72的情況。通過說(shuō)明為 彈簧88的彈性元件的力將運(yùn)轉(zhuǎn)活塞在關(guān)閉的方向上推動(dòng)。選擇彈簧88以使得運(yùn)轉(zhuǎn)活塞82 保持在其關(guān)閉位置，直至作用在活塞82上的壓力差超過預(yù)定的第一壓力，該預(yù)定第一壓力 低于主減壓閥34的壓力設(shè)定。當(dāng)打開線圈72上沒有打開力時(shí)，通過電樞92作用的彈簧96 的力將控制球100推至其關(guān)閉位置。選擇彈簧96以將控制球100維持在其關(guān)閉位置，直至 作用在球100上的壓力超過預(yù)定的第二壓力，該預(yù)定第二壓力優(yōu)選地稍微高于主減壓閥34 的釋放壓力。因此，閥門60作用為備用減壓閥以保持系統(tǒng)壓力不會(huì)增加至不想要的水平。 在優(yōu)選實(shí)施例中，設(shè)置閥門60在稍微高于主減壓閥34的釋放壓力的壓力下釋放壓力。 在圖2說(shuō)明的狀況下，彈簧88能夠在正常潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)壓力期間將運(yùn)轉(zhuǎn)活塞82 維持在其關(guān)閉位置，因?yàn)獒尫趴?4導(dǎo)致作用在分配網(wǎng)路22內(nèi)的機(jī)油壓力平均地作用在暴 露至通道68內(nèi)的壓力的活塞82的主動(dòng)側(cè)和暴露至液壓控制壓力和彈簧88的壓力的控制 側(cè)。然而，如果潤(rùn)滑網(wǎng)路22內(nèi)的壓力增加至第二壓力設(shè)定之上，控制球100將克服作用在 控制電樞92上的彈簧96的力被迫離開其位置。本質(zhì)上，控制球100和彈簧96作用為提供 克服系統(tǒng)過壓的備用保護(hù)的第二最大減壓閥。一旦控制球100已經(jīng)由于過壓情況導(dǎo)致從其位置移動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)活塞82的控制側(cè)處的 壓力減小并且運(yùn)轉(zhuǎn)活塞82打開以允許機(jī)油流進(jìn)出口通道80。這種情況顯示在圖3中。當(dāng) 閥門60運(yùn)轉(zhuǎn)在該模式下時(shí)，潤(rùn)滑分配網(wǎng)路22內(nèi)的壓力由彈簧88和出口通道80的尺寸以 及控制孔104和彈簧96的尺寸決定。當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)在緊急壓力限制模式時(shí)，如圖3所示，球100 將會(huì)僅離開孔104 —點(diǎn)點(diǎn)?？赏ㄟ^對(duì)與控制器50連接的打開線圈72的電動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)圖4中描繪的運(yùn)轉(zhuǎn)模 式。對(duì)線圈72施加電壓使得電樞92在離開控制孔104的方向上移動(dòng)，使得控制球100允 許流過通道106并且進(jìn)入儲(chǔ)槽14內(nèi)。因?yàn)榭?04和通道106比釋放孔84大許多，孔86內(nèi) 的控制壓力比通道76內(nèi)的壓力小得多，從而允許運(yùn)轉(zhuǎn)的活塞84克服彈簧88的力被推開， 旁通機(jī)油并且減小機(jī)油壓力至第一壓力設(shè)定。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明公開應(yīng)了解本發(fā) 明的裝置的輔助功能不僅可通過說(shuō)明的彈簧加載的球和活塞執(zhí)行，也可以可替代地通過液 壓控制或電動(dòng)控制的滑閥執(zhí)行。如圖1所示，閥門60設(shè)置于主減壓閥34的下游。當(dāng)閥門60運(yùn)轉(zhuǎn)于圖4的狀況下， 機(jī)油泵18需要做較少的功，因?yàn)榭朔〉膲毫Ρ盟蜋C(jī)油。因?yàn)殚y門60通常關(guān)閉，來(lái)自控制 器50的信號(hào)損失將僅僅導(dǎo)致潤(rùn)滑系統(tǒng)回復(fù)至不僅通過減壓閥34還通過之前描述的減壓功 能的閥門60控制的最大壓力系統(tǒng)。這保護(hù)了發(fā)動(dòng)機(jī)10的完整。盡管機(jī)油在較低壓力下由閥門60旁通，足夠的機(jī)油壓力被提供至汽缸蓋26并且 提供至曲軸軸承30，因?yàn)榭刂破?0僅在不需要提供最大機(jī)油壓力以維持適合的發(fā)動(dòng)機(jī)壽 命的數(shù)個(gè)工況期間打開閥門60。事實(shí)上，在例如表現(xiàn)為運(yùn)轉(zhuǎn)在至少發(fā)動(dòng)機(jī)最大負(fù)載的一半 下的多個(gè)工況下，可顯著地減小機(jī)油壓力同時(shí)仍然為發(fā)動(dòng)機(jī)提供足夠的潤(rùn)滑。閥門60優(yōu)選地安裝至發(fā)動(dòng)機(jī)10的外表面，例如汽缸體28的外表面。這種外部安 裝顯示在圖1中。這將允許出于維修或調(diào)節(jié)目標(biāo)相對(duì)容易地接近閥門，而不需要移除發(fā)動(dòng) 機(jī)硬件例如油表盤或前蓋。在優(yōu)選實(shí)施例中，閥門60安裝在任何曲軸軸承30的上游。根據(jù)專利法的規(guī)定，已經(jīng)描述了本發(fā)明，然而該描述僅是示例性的而非本質(zhì)上限 制。對(duì)公開的實(shí)施例的多種變形和修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)員是顯而易見的并且落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的法律保護(hù)范圍僅通過研究下面的權(quán)利要求確定.
權(quán)利要求
一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，包含機(jī)油儲(chǔ)槽；用于從所述機(jī)油儲(chǔ)槽加壓機(jī)油的機(jī)油泵；連接至所述機(jī)油泵的潤(rùn)滑分配網(wǎng)路；主減壓閥，所述主減壓閥連接至所述機(jī)油泵的下游用于將所述分配網(wǎng)路內(nèi)的機(jī)油壓力限制至最大值；以及輔助控制的減壓閥，所述輔助控制的減壓閥可運(yùn)轉(zhuǎn)地連接至所述主減壓閥下游的所述分配網(wǎng)路用于選擇性地將所述分配網(wǎng)路內(nèi)的壓力控制至比由所述主減壓閥產(chǎn)生的最高壓力低的最小壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述潤(rùn)滑分配網(wǎng)路包含多個(gè) 延伸穿過發(fā)動(dòng)機(jī)的通道。
3.如權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述潤(rùn)滑分配網(wǎng)路包含多個(gè) 穿過發(fā)動(dòng)機(jī)延伸至曲軸軸承和至少一個(gè)汽缸蓋的通道。
4.如權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助控制的減壓閥包含 殼體；最小減壓閥，所述最小減壓閥包含于所述殼體內(nèi)用于將所述分配網(wǎng)路內(nèi)的機(jī)油壓力控 制至低于由所述主減壓閥產(chǎn)生的最高壓力的預(yù)定值；以及 用于控制所述最小減壓閥的運(yùn)轉(zhuǎn)的輔助閥門。
5.如權(quán)利要求4所述的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助控制閥門由發(fā)動(dòng)機(jī) 控制器操作。
6.如權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包含在所述主減壓閥 和所述輔助控制閥之間連接至所述分配網(wǎng)路的機(jī)油濾清器。
7.如權(quán)利要求1所述的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助控制閥門安裝在所 述發(fā)動(dòng)機(jī)的外部。
8.一種帶有潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，包含 機(jī)油儲(chǔ)槽；安裝至所述發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油泵，所述機(jī)油泵具有進(jìn)口和出口，所述機(jī)油泵從所述儲(chǔ)槽獲 得機(jī)油并且加壓所述機(jī)油；連接至所述機(jī)油泵的潤(rùn)滑分配網(wǎng)路；主減壓閥，所述主減壓閥在所述機(jī)油泵下游連接至所述分配網(wǎng)路用于將所述分配網(wǎng)路 內(nèi)的所述機(jī)油壓力限制至最大可允許值；以及雙模輔助減壓閥，所述雙模輔助減壓閥在所述主減壓閥下游可運(yùn)轉(zhuǎn)地連接至分配網(wǎng)路 用于通過將來(lái)自分配網(wǎng)路的機(jī)油回流至所述機(jī)油儲(chǔ)槽來(lái)控制所述分配網(wǎng)路內(nèi)的機(jī)油壓力， 所述輔助減壓閥具有輔助閥門被加電壓的第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式和所述輔助閥未加電壓的第二運(yùn) 轉(zhuǎn)模式，在所述第一運(yùn)轉(zhuǎn)模式中所述輔助減壓閥將所述分配網(wǎng)路內(nèi)的壓力限制至低于由所 述主減壓閥產(chǎn)生的最高壓力的第一壓力，在所述第二運(yùn)轉(zhuǎn)模式中所述輔助減壓閥將所述分 配網(wǎng)路內(nèi)的壓力限制至高于所述第一壓力的第二壓力。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述潤(rùn)滑分配網(wǎng)路包含多個(gè)穿過所述汽 缸體延伸至曲軸軸承、機(jī)油濾清器和汽缸蓋的通道。
10.如權(quán)利要求8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于，所述輔助減壓閥位于所述汽缸體的外部。
全文摘要
本發(fā)明公開一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其包括機(jī)油儲(chǔ)槽和連接至潤(rùn)滑分配網(wǎng)路的機(jī)油泵，所述潤(rùn)滑分配網(wǎng)路包括輔助減壓閥，其選擇性地將分配網(wǎng)路內(nèi)的壓力控制至低于由與機(jī)油泵相關(guān)的主減壓閥產(chǎn)生的最大壓力的至少一個(gè)壓力值，同時(shí)也保護(hù)潤(rùn)滑分配網(wǎng)路防止發(fā)生不想要的過壓情況。
文檔編號(hào)F01M1/02GK101818669SQ201010108490
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月2日
發(fā)明者倪學(xué)海 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司