專利名稱：內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)和潤滑方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)和用于潤滑內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
這種典型內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)效率非常高,這引起對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)熱的減弱(impairment)。由于增加發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部摩擦，因此冷發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油引起燃料消耗的增加。采用了無數(shù)方法來更快地預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油。通常的方法是利用化學(xué)蓄熱器。由于處在2-3kW范圍的合適的化 學(xué)蓄熱器的低加熱性能，將可用的熱全部傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)需要幾分鐘。傳輸熱能的時(shí)間必須盡可能短，以便在發(fā)動(dòng)機(jī)的冷啟動(dòng)之后直接實(shí)現(xiàn)節(jié)省燃料的顯著優(yōu)點(diǎn)。而且，通過發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑回路是必需的，以便將蓄熱器的能量傳輸給發(fā)動(dòng)機(jī)。DE3344484AUDE2927680A1和EP2103789A1公開了用于預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)并且具有蓄熱器和用于冷卻劑的附加回路的系統(tǒng)。DE102005052632A1公開了用機(jī)油蓄熱器預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)備。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行期間高溫機(jī)油儲(chǔ)存在機(jī)油蓄熱器中。該機(jī)油蓄熱器是非常隔熱的，結(jié)果甚至在比較長的時(shí)間機(jī)油仍然能夠基本保持其溫度。在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)的情況下，來自機(jī)油蓄熱器高溫機(jī)油首先用于潤滑并加熱發(fā)動(dòng)機(jī)。但是利用機(jī)油蓄熱器需要高結(jié)構(gòu)費(fèi)用，降低發(fā)動(dòng)機(jī)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到用上述方法的問題并且已經(jīng)研制了一種至少部分地解決這些問題的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)包括潤滑劑回路；用于冷卻潤滑劑的散熱器；設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上游用于預(yù)熱潤滑劑的蓄熱器，該蓄熱器與散熱器并聯(lián)；以及用于在散熱器和蓄熱器之間切換潤滑劑回路的閥。根據(jù)本發(fā)明，加熱在潤滑劑回路中直接發(fā)生；不需要附加的冷卻劑回路。因此能夠?qū)崿F(xiàn)所謂的“無流策略”，這使得更大程度的節(jié)省燃料成為可能。潤滑劑以直接且被當(dāng)做目標(biāo)的方式被加熱，結(jié)果即使在冷啟動(dòng)之后發(fā)動(dòng)機(jī)也以低摩擦運(yùn)行，因此具有低消耗。散熱器和蓄熱器通過用于切換的閥的并聯(lián)連接在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單并且在運(yùn)行期間效率高。由于潤滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和并且僅僅需要閥和蓄熱器，根據(jù)本發(fā)明的潤滑系統(tǒng)還能夠通過在現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)中改裝得到。當(dāng)單獨(dú)或結(jié)合附圖閱讀具體實(shí)施方式
時(shí)，將更容易明白本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)和其他優(yōu)點(diǎn)以及特征。應(yīng)當(dāng)理解提供上面的概述以便以簡(jiǎn)單的形式引入選擇的構(gòu)思，這種構(gòu)思在詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述。這并不意味著指出了要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵或本質(zhì)特征，所要求保護(hù)的主題的范圍由所附權(quán)利要求唯一地限定。而且，所要求保護(hù)的主題不限于解決上面或在本公開任何部分指出的任何缺點(diǎn)的實(shí)施方式。


圖I示出具有根據(jù)本發(fā)明的潤滑系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的方框回路圖。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制機(jī)油溫度的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑回路，其中，在冷發(fā)動(dòng)機(jī)溫度狀況期間，潤滑劑被引導(dǎo)通過蓄熱器，以便加熱潤滑劑，并且因此加熱發(fā)動(dòng)機(jī)。一旦潤滑劑和/或發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到閾值溫度之后，該潤滑劑被引導(dǎo)通過散熱器以防止?jié)櫥瑒┖桶l(fā)動(dòng)機(jī)過熱。以這種方式，潤滑劑能被快速加熱以在冷啟動(dòng)狀況下改進(jìn)燃料經(jīng)濟(jì)性。潤滑劑可以是機(jī)油。由于機(jī)油與冷卻劑相比具有低熱容量，因此與冷卻劑相比，機(jī)油以相同的排出性能能夠?qū)崿F(xiàn)的較高的溫度上升。機(jī)油的溫度上升導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的摩擦大大減小。在潤滑劑回路中可以設(shè)置在泵，用于運(yùn)送潤滑劑。潤滑劑可以借助于泵被運(yùn)送通過該潤滑劑回路，這改進(jìn)機(jī)油和發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度行為。蓄熱器可以是化學(xué)蓄熱器。化學(xué)蓄熱器是低維護(hù)性的，并且在合理的蓄熱器容量的情況下，在熱輸出和輸入過程中具有令人滿意的性能。潤滑劑回路在正常模式中可以通過或繞過散熱器并且在預(yù)熱模式中通過或繞過蓄熱器。在正常模式中，也就是說，當(dāng)機(jī)油和/或發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)達(dá)到其運(yùn)行溫度和/或當(dāng)蓄熱器已經(jīng)輸出其可用能量給機(jī)油時(shí)，該機(jī)油被散熱器冷卻。在預(yù)熱模式中，例如在冷啟動(dòng)之后或當(dāng)機(jī)油和/或發(fā)動(dòng)機(jī)還沒有達(dá)到其運(yùn)行溫度時(shí)，機(jī)油被蓄熱器加熱。蓄熱器可以以這樣的方式設(shè)置在潤滑劑回路中，即使得蓄熱器在正常模式中用潤滑劑充能(charge)。在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到其運(yùn)行溫度之后，蓄熱器被潤滑劑充能，以便在重復(fù)的冷啟動(dòng)的情況下能夠?yàn)樗僖淮屋敵鰺?。由于與冷卻劑相比機(jī)油的溫度較高，蓄熱器的充能效率更聞。散熱器的冷卻性能可以基本上等于蓄熱器的充能容量。結(jié)果，在暖熱工況期間機(jī)油溫度不受蓄熱器的充能的影響。蓄熱器可以直接設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的上游。因此也對(duì)于諸如機(jī)油的具有低熱容量的潤滑劑來說也保障了經(jīng)加熱的潤滑劑進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，結(jié)果即使在冷啟動(dòng)之后發(fā)動(dòng)機(jī)中的摩擦也減小。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)包括如上所述的潤滑系統(tǒng)。該內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)具有與所述的潤滑系統(tǒng)同樣的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)之處(refinement)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，用于潤滑具有潤滑劑回路的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法包括在預(yù)熱模式中沿著蓄熱器循環(huán)潤滑劑；將潤滑劑回路切換到正常模式；在正常模式中沿著與蓄熱器并聯(lián)的散熱器循環(huán)潤滑劑。
根據(jù)本發(fā)明，在潤滑劑和/或發(fā)動(dòng)機(jī)尚未達(dá)到運(yùn)行溫度(例如，冷啟動(dòng)之后)的預(yù)熱模式中，散熱器就像被橋接一樣并且潤滑劑通過或沿著蓄熱器循環(huán)，結(jié)果機(jī)油被直接并快速加熱。即使在剛剛冷啟動(dòng)之后發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的摩擦也因此能夠以簡(jiǎn)單的方式減小。在正常模式中蓄熱器能夠被充能。在發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到其運(yùn)行溫度之后，蓄熱器可以用潤滑劑充能，以便在重復(fù)的冷啟動(dòng)的情況下能夠再一次輸出熱。這使得系統(tǒng)整體效率提高。當(dāng)蓄熱器輸出可用能量時(shí)和/或當(dāng)潤滑劑和/或發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)達(dá)到其運(yùn)行溫度時(shí)能夠切換到正常模式。當(dāng)一個(gè)或兩個(gè)條件被滿足時(shí)，高效的預(yù)熱模式結(jié)束并且然后切換到效率更高的正常模式。圖I示意地示出內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)1，其具有布置 成發(fā)動(dòng)機(jī)組3的四個(gè)汽缸2。潤滑系統(tǒng)5具有潤滑劑回路6，潤滑劑(在這個(gè)例子中是機(jī)油)循環(huán)通過該潤滑劑回路。機(jī)油在進(jìn)口點(diǎn)7進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，從進(jìn)口點(diǎn)7機(jī)油借助于主機(jī)油道8運(yùn)動(dòng)到汽缸2。在一個(gè)實(shí)施例中，機(jī)油可以從機(jī)油道8轉(zhuǎn)到一個(gè)或多個(gè)活塞冷卻噴嘴17，冷卻噴嘴17可以被控制器或單向閥致動(dòng)，以向活塞的底側(cè)提供機(jī)油，以便冷卻該活塞。借此提供給汽缸，機(jī)油通過發(fā)動(dòng)機(jī)I進(jìn)入油底殼4。機(jī)油泵9輸送機(jī)油通過離開發(fā)動(dòng)機(jī)I的管路10。管路10通向散熱器11，在散熱器11中機(jī)油被冷卻。機(jī)油沿著發(fā)動(dòng)機(jī)I的方向經(jīng)由連接于進(jìn)口點(diǎn)7的另一個(gè)管路12返回。閥13設(shè)置在散熱器11上游的管路10中。通向蓄熱器15的支管路14從閥13分支。蓄熱器15例如是具有例如2-3kW加熱性能的化學(xué)蓄熱器。蓄熱器15的排放管路16連接于管路12。蓄熱器15設(shè)置在緊靠發(fā)動(dòng)機(jī)I的附近。具體說，排放管路16位于緊靠進(jìn)口點(diǎn)7的附近。排放管路16也可以直接通向進(jìn)口點(diǎn)7，也就是說，排放管路16和管路12好像是并聯(lián)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)。蓄熱器15并聯(lián)于散熱器11，閥13控制潤滑劑回路6運(yùn)行通過散熱器11還是通過蓄熱器15。潤滑系統(tǒng)5包括散熱器11、蓄熱器15、閥13和潤滑劑回路6。該潤滑劑回路6可被分配給相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的外部部件，例如至少管路10的一部分、另一個(gè)管路12、分支管路14和排放管路16。還能夠以這樣的方式限定潤滑劑回路，即相對(duì)于發(fā)動(dòng)的內(nèi)部部件(例如主機(jī)油道8、油底殼4和機(jī)油泵9)也是潤滑劑回路6的構(gòu)成部分。而且，潤滑系統(tǒng)5可以是發(fā)動(dòng)機(jī)I的構(gòu)成部分?，F(xiàn)在將說明潤滑系統(tǒng)5的運(yùn)行模式。發(fā)動(dòng)機(jī)I冷啟動(dòng)之后，也就是說，當(dāng)機(jī)油和/或發(fā)動(dòng)機(jī)I是冷的時(shí)候，也就是說低于運(yùn)行溫度并且蓄熱器充有能量時(shí)，閥13將機(jī)油的循環(huán)切換到蓄熱器15。機(jī)油冷卻器11在這個(gè)預(yù)熱模式中被橋接/繞過。例如由發(fā)動(dòng)機(jī)I的控制器112控制閥13。冷機(jī)油通過蓄熱器15或沿著蓄熱器15循環(huán)，這可以是蓄熱器15的構(gòu)造的結(jié)果。然后被加熱的機(jī)油經(jīng)由排放管路16離開蓄熱器15并進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)I。在發(fā)動(dòng)機(jī)I中它經(jīng)由主機(jī)油道8流到由機(jī)油潤滑的汽缸2。由于機(jī)油與冷卻劑相比熱容量低并且蓄熱器15直接設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)I上，或者換句話說，直接設(shè)置在主機(jī)油道8的前面，機(jī)油以相當(dāng)高的升高的溫度進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)1，這導(dǎo)致摩擦大大減小。通過這種結(jié)構(gòu),冷機(jī)油可以被升溫例如大約25°C。表述“直接在發(fā)動(dòng)機(jī)上”可以被定義為從蓄熱器15到進(jìn)口點(diǎn)7或到主機(jī)油道8的路徑如此之短，以至于從蓄熱器15出來的被加熱的機(jī)油沒有被冷卻或只是不明顯地冷卻。如果為了減少或防止機(jī)油的熱損失，排放管路16和/或至少一部分管路12是隔熱的，則蓄熱器15的實(shí)際空間設(shè)置可以相應(yīng)地遠(yuǎn)一些。流動(dòng)通過發(fā)動(dòng)機(jī)I的機(jī)油被收集在油底殼4中并且從油底殼4再一次被機(jī)油泵9輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)I的外面。在閥13，機(jī)油再一次循環(huán)通過蓄熱器15回到發(fā)動(dòng)機(jī)I。這種預(yù)熱模式持續(xù)到機(jī)油和/或發(fā)動(dòng)機(jī)I達(dá)到其運(yùn)行溫度和/或蓄熱器15已經(jīng)輸出了其可用的能量。然后轉(zhuǎn)變到正常模式。為此，閥13將潤滑劑回路6切換到機(jī)油冷卻器11。已經(jīng)達(dá)到其運(yùn)行溫度的機(jī)油然后被散熱器11冷卻，以便因此防止機(jī)油和發(fā)動(dòng)機(jī)I過熱。
在正常模式期間，被冷啟動(dòng)排空的蓄熱器15用現(xiàn)在已經(jīng)被加熱的機(jī)油充能。這能夠以多種方式進(jìn)行。首先，閥13能夠再一次移動(dòng)到用于預(yù)熱模式的位置，結(jié)果加熱的機(jī)油循環(huán)通過蓄熱器15并且在這個(gè)過程中給后者充能。在蓄熱器15被完全充能之后，冷卻劑回路6借助于閥13再一次切換到散熱器11。在蓄熱器15的充能期間，其通過冷卻機(jī)油起到機(jī)油冷卻器11的功能。閥13還能夠呈現(xiàn)一部分機(jī)油循環(huán)通過散熱器11而另一部機(jī)油循環(huán)通過蓄熱器15的位置。管路12或一部分管路12也能夠繞過蓄熱器15或通過它，以這種方式，被加熱的機(jī)油輸出熱給蓄熱器15，以便給它充能。理想地，蓄熱器的充能容量被設(shè)計(jì)為使得它相當(dāng)于機(jī)油冷卻器的冷卻性能。以這種方式，用閥13切換潤滑劑回路對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油溫度沒有影響。在蓄熱器15被充能之后，潤滑系統(tǒng)5保持在正常模式中。用于給蓄熱器15充能的時(shí)間是正常模式中的特殊情況，此時(shí)在一些情況下閥13能夠呈現(xiàn)預(yù)熱模式的位置。在發(fā)動(dòng)機(jī)I被關(guān)掉并且已經(jīng)再一次啟動(dòng)之后，測(cè)量機(jī)油溫度，以便確定潤滑系統(tǒng)5是否能夠在正常模式中直接開始。如果是機(jī)油和/或發(fā)動(dòng)機(jī)I具有其運(yùn)行溫度或高于該溫度的溫度的情況，則就是這種情況。如果機(jī)油和/或發(fā)動(dòng)機(jī)I的運(yùn)行溫度低于運(yùn)行溫度或另外定義的溫度閾值并且蓄熱器充有可利用能量，則潤滑系統(tǒng)15設(shè)置成預(yù)熱模式。在一些實(shí)施例中，閥13可以是三通閥。因此它可以具有在機(jī)油到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)I之前直接通過蓄熱器15的第一位置，并且它可以具有在機(jī)油達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)I之前直接通過散熱器11的第二位置。閥13可以具有機(jī)油從泵9到發(fā)動(dòng)機(jī)I而不通過散熱器11或蓄熱器15的第三位置。因此，在第三位置機(jī)油被阻止到達(dá)散熱器11和蓄熱器15 二者。閥13可以根據(jù)各種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)被控制到第三位置。例如，如果蓄熱器并沒有充有熱量并且發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷啟動(dòng)狀況，則機(jī)油可以直接被引導(dǎo)到發(fā)動(dòng)機(jī)，以加快發(fā)動(dòng)機(jī)升溫。蓄熱器的溫度例如可以由該蓄熱器內(nèi)的傳感器確定。在圖I中控制器112示為常規(guī)的微型計(jì)算機(jī)，包括微處理器單元(CPU) 102、輸入/輸出端口(I/O) 104、只讀存儲(chǔ)器(ROM) 106、隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM) 108、?；畲鎯?chǔ)器(LAM)IlO以及常規(guī)的數(shù)據(jù)總線?？刂破?12可以包括能執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)子程序的指令。控制器112被示出接受來自連接于發(fā)動(dòng)機(jī)I的傳感器的各種信號(hào)，例如來自一個(gè)或多個(gè)溫度(例如發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、機(jī)油溫度)傳感器的輸入，以及在圖I中未示出的其他傳感器(例如，指示蓄熱器15的充能容量的傳感器、和/或指示發(fā)動(dòng)機(jī)I的一個(gè)或多個(gè)汽缸爆震的爆震傳感器)。示范性傳感器包括檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑溫度(ECT)的溫度傳感器、連接于發(fā)動(dòng)機(jī)加速踏板用于檢測(cè)加速器位置的位置傳感器、連接于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)歧管壓力(MAP)的壓力傳感器、用霍爾效應(yīng)傳感器檢測(cè)曲軸位置的發(fā)動(dòng)機(jī)位置傳感器、測(cè)量進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣質(zhì)量的傳感器(例如熱線氣流計(jì))、以及測(cè)量節(jié)氣門位置的傳感器。還可以感測(cè)大氣壓力以用于控制器112處理。在本發(fā)明的優(yōu)選方面，曲軸每轉(zhuǎn)一圈，發(fā)動(dòng)機(jī)位置傳感器就可以產(chǎn)生預(yù)定量的等距離脈沖，由此可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速(RPM)。控制器112還可以輸出各種信號(hào)給諸如閥13的發(fā)動(dòng)機(jī)的各種致動(dòng)器。圖I還所示渦輪增壓器18。該渦輪增壓器18具有連接于發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣道19的渦輪機(jī)。來自排氣通道的排氣可以在渦輪機(jī)內(nèi)膨脹，使渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)經(jīng)由軸連接于渦輪增壓器18的壓縮機(jī)，因此壓縮機(jī)旋轉(zhuǎn)并且起作用以壓縮經(jīng)由進(jìn)氣道20通向發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣。以這種方式，被壓縮的空氣可被提供給汽缸以增壓發(fā)動(dòng)機(jī)并增加功率輸出。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于控制機(jī)油溫度的方法200的流程圖。方法200可以根據(jù)儲(chǔ)存在控制器112的存儲(chǔ)器中的指令開始。在202，方法200包括確定發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)可以包括發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)是否起動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等。在204，方法200包括判斷發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度是否低于預(yù)定的冷閾值。該冷閾值可以是合適的閾值，例如已預(yù)熱的發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，在該閾值之下機(jī)油粘稠性增加，這導(dǎo)致燃料 經(jīng)濟(jì)性降低。機(jī)油溫度可以由發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油系統(tǒng)中的傳感器確定，或者可以由發(fā)動(dòng)機(jī)溫度確定，無論發(fā)動(dòng)機(jī)是不是冷啟動(dòng)狀況等。如果確定發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油溫度不低于冷閾值(例如在204回答為“否”)，方法200進(jìn)行到208，這在下面更加詳細(xì)地描述。如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低于冷閾值，方法200進(jìn)行到206，以判斷蓄熱器是否被充能。蓄熱器，例如蓄熱器15可以用來自己被加熱的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的熱量充能，例如來自前面發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。但是，如果發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)關(guān)閉達(dá)到閾值時(shí)間，例如一天、兩天等，蓄熱器可能開始冷卻下來，并且因此不能夠?yàn)闄C(jī)油供給用來加熱發(fā)動(dòng)機(jī)的熱。這可以基于自蓄熱器的上一次再充能起的時(shí)間由蓄熱器的溫度等確定。如果確定蓄熱器被充能，方法200進(jìn)行到208以將閥控制到第一位置，從而經(jīng)由蓄熱器15將機(jī)油泵送給發(fā)動(dòng)機(jī)。該閥可以是在第一位置將機(jī)油引導(dǎo)給蓄熱器15并且在第二位置將機(jī)油引導(dǎo)到散熱器11的閥13。當(dāng)閥在第一位置時(shí)，從油槽泵送的機(jī)油在達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)之前將被引導(dǎo)到蓄熱器。因此，儲(chǔ)存在蓄熱器中的熱可以傳輸給機(jī)油以加熱該機(jī)油。但是如果確定蓄熱器并沒有充有熱能，則方法200進(jìn)行到210，以將閥控制到第三位置，從將機(jī)油直接泵送給發(fā)電機(jī)而不經(jīng)過蓄熱器或散熱器。以這種方式，機(jī)油可以直接被發(fā)動(dòng)機(jī)快速加熱。208和210都進(jìn)行到212，在212判斷機(jī)油是否處于或高于冷閾值。如果機(jī)油不處于或高于冷閾值，也就是如果機(jī)油仍然低于冷閾值，則方法200返回到208以繼續(xù)將機(jī)油經(jīng)由蓄熱器泵送到發(fā)動(dòng)機(jī)。如果機(jī)油已經(jīng)達(dá)到閾值，則不指示額外的加熱。因此在214，閥被控制在第二位置以泵送機(jī)油通過散熱器。以這種方式，機(jī)油可以被冷卻，以防止機(jī)油和發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。在216，判斷蓄熱器是否未充能。如果機(jī)油已被泵送通過蓄熱器，它可能已經(jīng)用盡儲(chǔ)存的熱，使蓄熱器低于充能閾值，因此被加熱的機(jī)油可以被引導(dǎo)通過蓄熱器返回以用熱量對(duì)其進(jìn)行充能。如果蓄熱器不是未充能，也就是說如果它充有足夠的熱量，則方法200返回。如果蓄熱器未充能，則閥被控制返回到第一位置，以便在218給蓄熱器再充能。如果確定蓄熱器未充有充足的熱量，則當(dāng)閥設(shè)置在第一位置時(shí)它可以被已加熱的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油加熱。如果蓄熱器的溫度下降至低于閾值，或如果蓄熱器最近被用于加熱機(jī)油(例如在冷發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間)，則可以進(jìn)行上述操作。
在220，如果指示，則蓄熱器的再充能可以被中斷。再充能可以根據(jù)各種工況而中斷。例如，在222，如果發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于熱閾值，則由于與散熱器相比蓄熱器可能不足以冷卻機(jī)油，因此替代地，機(jī)油可以被泵送通過散熱器。熱閾值可以是高于冷閾值的閾值。熱閾值可以是高于該溫度就可能損壞發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度。冷機(jī)油可以從散熱器泵送到發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞冷卻噴嘴，從而例如冷卻汽缸。在另一個(gè)例子中，在224，如果檢測(cè)到發(fā)動(dòng)機(jī)爆震，則再充能可以被中斷。發(fā)動(dòng)機(jī)爆震可以用發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)或多個(gè)爆震傳感器檢測(cè)。如果爆震被檢測(cè)到，發(fā)動(dòng)機(jī)可需要被冷卻以消除爆震。如果在達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)之前機(jī)油被引導(dǎo)到蓄熱器，它可能是沒有冷卻到足以防止爆震。因此，再充能可以被中斷以便機(jī)油能夠經(jīng)由散熱器冷卻。在一些實(shí)施例中，蓄熱器的再充能可以基于發(fā)動(dòng)機(jī)是否增壓來中斷。例如，如果增壓超過閾值，則再充能可以被中斷以能夠充分冷卻發(fā)動(dòng)機(jī)。然后方法200返回。因此，圖2的方法200提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)方法，包括在第一狀況期間，泵送機(jī)油通過蓄熱器到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞冷卻噴嘴；在第二狀況期間，繞過蓄熱器，泵送機(jī)油通過散熱器到達(dá)發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞冷卻噴嘴；并且通過將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)機(jī)油泵送通過蓄熱器來給蓄熱器周期性地 再充能；并且響應(yīng)工況，中斷再充能。該方法包括其中第一狀況包括機(jī)油溫度低于閾值，并且其中第二狀況包括機(jī)油溫度處于或高于該閾值。該方法還包括其中中斷再充能還包括繞過蓄熱器，泵送機(jī)油通過散熱器到達(dá)活塞冷卻噴嘴。該方法包括其中工況包括發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于熱閾值。該方法還包括其中工況包括發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。該方法還包括在第三狀況期間，直接將機(jī)油泵送到活塞冷卻噴嘴，并且其中第三狀況包括蓄熱器低于充能閾值。應(yīng)當(dāng)明白，這里所公開的結(jié)構(gòu)和方法在性質(zhì)上是示范性的，并且這些具體的實(shí)施例不被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)樵S多變化是可能的。例如，上述技術(shù)可以用于V-6、1-4、1-6、V-12、對(duì)置4缸以及其他發(fā)動(dòng)機(jī)類型。本發(fā)明的主題包括這里公開的各種系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)、以及其他特征、功能和/或性質(zhì)的所有新穎的和非顯而易見的組合和子組合。權(quán)利要求具體指出被認(rèn)為新穎和非顯而易見的某些組合和子組合。這些權(quán)利要求可能“一個(gè)”元件或“第一”元件或其等同物。這種權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)理解為包括一個(gè)或多個(gè)這種元件組合，既不要求也不排斥兩個(gè)或更多這種元件。所公開特征、功能、元件和/或性質(zhì)的其他組合和子組合可以通過對(duì)這些權(quán)利要求的修改或通過在這個(gè)申請(qǐng)或相關(guān)申請(qǐng)中提出新權(quán)利要求來主張。這些權(quán)利要求，無論其范圍比原來的權(quán)利要求更寬、更窄、等同或不同，也都被認(rèn)為包括在本發(fā)明的主題內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)，包括 潤滑劑回路； 用于冷卻所述潤滑劑的散熱器； 設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上游用于加熱所述潤滑劑的蓄熱器，所述蓄熱器與所述散熱器并聯(lián)，以及 用于在所述散熱器和所述蓄熱器之間切換所述潤滑劑回路的閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潤滑系統(tǒng)，其中所述潤滑劑是機(jī)油。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潤滑系統(tǒng)，還包括設(shè)置在所述潤滑劑回路中的泵，用于運(yùn)送潤滑劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潤滑系統(tǒng)，其中所述蓄熱器是化學(xué)蓄熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潤滑系統(tǒng)，其中所述潤滑劑回路在正常模式中通過所述散熱器，而在加熱模式中通過所述蓄熱器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的潤滑系統(tǒng)，其中所述蓄熱器以使得所述蓄熱器在所述正常模式中由所述潤滑劑充能的方式設(shè)置在所述潤滑劑回路中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的潤滑系統(tǒng)，其中所述散熱器的散熱性能基本等于所述蓄熱器的充能容量。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的潤滑系統(tǒng)，其中所述蓄熱器直接設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)的上游。
9.一種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有根據(jù)權(quán)利要求I所述的潤滑系統(tǒng)。
10.一種用于潤滑具有潤滑劑回路的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的方法，包括 在加熱模式中沿著蓄熱器循環(huán)潤滑劑； 切換所述潤滑劑回路到正常模式；以及 在所述正常模式中沿著與蓄熱器并聯(lián)的散熱器循環(huán)潤滑劑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述蓄熱器在所述正常模式中被充能。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中當(dāng)蓄熱器具有輸出可用能量時(shí)切換到所述正常模式。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中當(dāng)潤滑劑達(dá)到運(yùn)行溫度時(shí)切換到所述正常模式。
14.一種發(fā)動(dòng)機(jī)方法,包括 在第一狀況期間泵送機(jī)油通過蓄熱器到達(dá)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞冷卻噴嘴； 在第二狀況期間 繞過所述蓄熱器，泵送機(jī)油通過散熱器將到達(dá)所述活塞冷卻噴嘴，并且 通過泵送發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油通過所述蓄熱器來對(duì)所述蓄熱器周期性地再充能；以及 響應(yīng)于工況，中斷所述再充能。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第一狀況包括機(jī)油溫度低于冷閾值，并且其中第二狀況包括機(jī)油溫度處于或高于所述冷閾值。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中中斷所述再充能還包括泵送機(jī)油通過所述散熱器到達(dá)所述活塞冷卻噴嘴，并繞過所述蓄熱器。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述工況包括發(fā)動(dòng)機(jī)溫度高于熱閾值。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述工況包括發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括在第三狀況期間直接將機(jī)油泵送到所述活塞冷卻噴嘴。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第三狀況包括所述蓄熱器低于充能閾值。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)的實(shí)施例。在一個(gè)示例中，用于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)包括潤滑劑回路，用于冷卻潤滑劑的散熱器，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)上游用于加熱潤滑劑的蓄熱器，該蓄熱器與散熱器并聯(lián)，以及用于在該散熱器和蓄熱器之間切換潤滑劑回路的閥。以這種方式，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)狀況期間機(jī)油可以被快速加熱。
文檔編號(hào)F01M5/00GK102678224SQ20121006657
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月14日
發(fā)明者H·G·奎科斯, J·梅林 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司