專利名稱：內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)及內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)，其中潤滑系統(tǒng)內(nèi)的壓力由機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)閥和電動運(yùn) 轉(zhuǎn)閥控制。
背景技術(shù)：
壓力潤滑已經(jīng)在機(jī)動車輛的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)內(nèi)使用了許多年。通常，使用單個減壓閥 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滑機(jī)油。不幸地是，這導(dǎo)致了潤滑泵的 能量消耗比理想狀態(tài)下更高，因?yàn)樵谠S多工況下，發(fā)動機(jī)僅需要較小的機(jī)油體積和壓力。
美國公開專利US 2002/0083915公開了一種系統(tǒng)，其中機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)閥形成最小機(jī)油 壓力，電動運(yùn)轉(zhuǎn)閥位于機(jī)械閥的減壓口這樣可通過電動運(yùn)轉(zhuǎn)閥的關(guān)閉增加系統(tǒng)壓力。這種 系統(tǒng)的缺陷在于電動運(yùn)轉(zhuǎn)閥不具有故障安全位置。在電動運(yùn)轉(zhuǎn)閥在打開位置發(fā)生故障的情 況下，僅提供最小機(jī)油壓力用于維持發(fā)動機(jī)，并且毫無疑問地這種最小機(jī)油壓力不足以在 高速和高負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)期間支持發(fā)動機(jī)。另一方面，如果電動運(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)油壓力會導(dǎo)致機(jī)油濾清器破裂而損害或損壞發(fā)動機(jī)，隨之所有機(jī)油泄漏到車 夕卜。換句話說，電動閥的任何故障均會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)故障。另一方面，電動運(yùn)轉(zhuǎn)閥的耐用性受 到影響，因?yàn)閮H流自機(jī)油泵的未過濾機(jī)油穿過閥門，并且由未過濾的機(jī)油帶的外來物質(zhì)會 導(dǎo)致閥門粘住或過度磨損。需要提供一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)，其中通過高壓力機(jī)械減壓閥可靠地保護(hù)發(fā)動 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，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)包括機(jī)油儲槽和用于加壓來 自機(jī)油儲槽的機(jī)油的機(jī)油泵。潤滑分配網(wǎng)路連接至機(jī)油泵。減壓閥自機(jī)油泵下游連接至分 配網(wǎng)路。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)地自減壓閥下游 (并且優(yōu)選地自機(jī)油濾清器下游)連接至分配網(wǎng)路的壓力控制器選擇性地將分配網(wǎng)路內(nèi)的 壓力控制至低于由減壓閥產(chǎn)生的最大壓力的至少一個壓力值。根據(jù)本發(fā)明另一方面，合適用作為本發(fā)明的機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)的壓力控制器可包括與 低壓減壓閥串聯(lián)設(shè)置的常閉控制閥，該控制閥由發(fā)動機(jī)控制器運(yùn)轉(zhuǎn)?？商娲兀瑝毫刂破?可包括由發(fā)動機(jī)控制器運(yùn)轉(zhuǎn)的常閉比例控制閥。無論怎樣，減壓旁通閥通過將高壓機(jī)油從 泵的出口轉(zhuǎn)移至機(jī)油泵的進(jìn)口將分配網(wǎng)路內(nèi)的機(jī)油壓力限制至最大可允許值，因而其可運(yùn) 轉(zhuǎn)地自減壓閥下游連接至分配網(wǎng)路的壓力控制器通過將機(jī)油從分配網(wǎng)路返回至機(jī)油儲槽 控制分配網(wǎng)路內(nèi)的壓力，該壓力控制器選擇性地將分配網(wǎng)路內(nèi)的壓力限制至低于由減壓閥 產(chǎn)生的最大壓力的壓力值。依照本發(fā)明的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)的一個優(yōu)點(diǎn)在于通過使用帶有常閉閥的壓力控制器通過最小化與機(jī)油泵相關(guān)的寄生阻力損失減小發(fā)動機(jī)燃料消耗，同時保證發(fā)動機(jī)的完 整性，這樣如果閥門失效，發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力將維持在對于所有發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)模式和區(qū)域的安 全水平。依照本發(fā)明的系統(tǒng)的另一優(yōu)點(diǎn)在于，相對于已知的將減壓閥安裝在發(fā)動機(jī)的內(nèi)部 深處(例如發(fā)動機(jī)機(jī)油泵)使得這種閥門相對不容易維修的常規(guī)做法，本發(fā)明的壓力控制 器可安裝在發(fā)動機(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)明的壓力控制器可位于機(jī)油濾清器的下 游，從而保護(hù)壓力控制器不受機(jī)油雜質(zhì)的污染。根據(jù)本發(fā)明再一方面，提供一種一種帶有潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，包含 機(jī)油儲槽；安裝至所述發(fā)動機(jī)的機(jī)油泵，所述機(jī)油泵具有進(jìn)口和出口，所述機(jī)油泵從所述機(jī) 油儲槽獲得機(jī)油并且加壓所述機(jī)油；連接至所述機(jī)油泵的潤滑分配網(wǎng)路；連接至所述機(jī)油 泵下游用于通過將高壓機(jī)油從所述機(jī)油泵的所述出口轉(zhuǎn)移至所述機(jī)油泵的所述進(jìn)口將所 述分配網(wǎng)路內(nèi)的機(jī)油壓力限制至最大可允許值的減壓旁通閥；及壓力控制器，所述壓力控 制器可運(yùn)轉(zhuǎn)地自所述減壓閥下游連接至所述分配網(wǎng)路，用于通過將機(jī)油從所述分配網(wǎng)路返 回至所述機(jī)油儲槽控制所述分配網(wǎng)路內(nèi)的所述壓力，所述壓力控制器選擇性地將所述分配 網(wǎng)路內(nèi)的所述壓力限制至低于由所述減壓閥產(chǎn)生的最大壓力的壓力值，所述壓力控制器包 含由發(fā)動機(jī)控制器運(yùn)轉(zhuǎn)的至少一個控制閥。通過閱讀說明書，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)明的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的示意圖。圖2為具有依照本發(fā)明另一方面的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在高壓 狀況下的示意3與圖2類似，但與圖2中所示的高壓運(yùn)轉(zhuǎn)相反，顯示了圖1和2的系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)于 低壓狀況下。圖 4 顯示 了具有比仿Ij 減壓控帝[J 閩(proportional pressure control reliefvalve)的本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，發(fā)動機(jī)10具有在汽缸體28之下延伸的機(jī)油儲槽14和汽缸蓋26。潤 滑分配網(wǎng)路22連接有機(jī)油泵18。在一個實(shí)施例中，潤滑分配網(wǎng)路22包含延伸穿過發(fā)動機(jī) 的多個通道。在另一個實(shí)施例中，潤滑分配網(wǎng)路22包含延伸穿過發(fā)動機(jī)至曲軸軸承和至少 一個汽缸蓋的多個通道。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 機(jī)曲軸或齒輪泵同心驅(qū)動的擺線型泵、或通常安裝至發(fā)動機(jī)汽缸體上并且由凸輪軸或發(fā)動 機(jī)的其它旋轉(zhuǎn)部件驅(qū)動的擺線泵、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)明的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)不僅包括機(jī)油儲槽14、機(jī)油泵18和潤滑分配網(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，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不受冷啟動期間較高發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下機(jī)油壓力過高的破壞。本發(fā)明的系統(tǒng)還包括控制閥42，其為壓力控制器的部分?？刂崎y42和低壓減壓閥46可運(yùn)轉(zhuǎn)地從高壓減壓閥34下游并且優(yōu)選地從機(jī)油濾清器38的下游連接至分配網(wǎng)路 22。如圖1，2和3所示，控制閥42與低壓減壓閥46串聯(lián)設(shè)置。當(dāng)控制器50提供適合的信 號時，控制閥42打開，并且潤滑分配網(wǎng)路22內(nèi)的機(jī)油壓力由低壓減壓閥46控制至較低的 最大壓力(其低于閥門34所允許的壓力)。這在圖3中有所顯示。這樣，機(jī)油泵18需要做 較少的功，因?yàn)榭朔蛪侯^泵送機(jī)油。因?yàn)榭刂崎y42為常閉，來自控制器50的信號損失將 僅僅導(dǎo)致潤滑系統(tǒng)恢復(fù)至僅通過由減壓閥34控制的最大壓力系統(tǒng)。這保護(hù)了發(fā)動機(jī)10的 完整性。圖2中顯示了該狀況。盡管機(jī)油在低壓下通過閥門42和46旁通，也能夠?yàn)槠咨w26和曲軸軸承30提 供足夠的機(jī)油壓力，因?yàn)閮H在不需要提供最大機(jī)油壓力以維持合適的發(fā)動機(jī)壽命的一些運(yùn) 轉(zhuǎn)區(qū)域期間通過控制器50打開閥門42。事實(shí)上，在多個運(yùn)轉(zhuǎn)區(qū)域(例如體現(xiàn)為在小于發(fā)動 機(jī)最大負(fù)載一半下運(yùn)轉(zhuǎn))下，可顯著地減小機(jī)油壓力同時仍然為發(fā)動機(jī)提供足夠的潤滑。圖4顯示了本發(fā)明的實(shí)施例，其中比例控制閥48由控制器50運(yùn)轉(zhuǎn)。如其名稱所暗 示，與控制器50 —起運(yùn)作的閥門48提供修正的、減小的機(jī)油壓力(其意圖通過提供不高于 所需的壓力增加發(fā)動機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性)以維持發(fā)動機(jī)的軸承的壽命和其它潤滑系統(tǒng)使用裝 置。與本發(fā)明的其它實(shí)施例一樣，比例控制閥48為常閉裝置，這樣如果控制器50和閥門48 之間的動力不足或信號消失，閥門48將關(guān)閉從而允許發(fā)動機(jī)在僅有減壓閥34開動的情況 下運(yùn)轉(zhuǎn)，閥門34將發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力保持在較高的安全值。總體上，根據(jù)較佳實(shí)施例，控制器 50將根據(jù)至少發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速或至少發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、機(jī)油溫度和發(fā)動機(jī)負(fù)載的函數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn) 閥門48。閥門42、46和48(如本例中可為)優(yōu)選地安裝至發(fā)動機(jī)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。這將允許出于維修和調(diào)節(jié)的目的相對容易地接近 閥門42和46或48，而不需要移除例如油表盤或前罩的發(fā)動機(jī)硬件。已經(jīng)根據(jù)專利法相關(guān)要求描述了本發(fā)明，因此該描述僅是示例性的而非本質(zhì)上限 制。對公開的實(shí)施例的多種變形和修改對本領(lǐng)域技術(shù)人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)明賦予的法律保護(hù)范圍僅通過研習(xí)權(quán)利要求書而確定。
權(quán)利要求
一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，包含機(jī)油儲槽；用于加壓來自所述機(jī)油儲槽的機(jī)油的機(jī)油泵；連接至所述機(jī)油泵的潤滑分配網(wǎng)路；連接在所述機(jī)油泵下游用于將所述分配網(wǎng)路內(nèi)的機(jī)油壓力限制至最大可允許值的減壓閥；及壓力控制器，所述壓力控制器可運(yùn)轉(zhuǎn)地自所述減壓閥下游連接至所述分配網(wǎng)路，用于選擇性地將所述分配網(wǎng)路內(nèi)的所述壓力控制至低于由所述減壓閥產(chǎn)生的最大壓力的至少一個壓力值。
2.如權(quán)利要求1所述的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述潤滑分配網(wǎng)路包含延伸 穿過發(fā)動機(jī)的多個通道。
3.如權(quán)利要求1所述的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述潤滑分配網(wǎng)路包含延伸 穿過發(fā)動機(jī)至曲軸軸承和至少一個汽缸蓋的多個通道。
4.如權(quán)利要求1所述的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力控制器包含與低壓 減壓閥串聯(lián)設(shè)置的常閉控制閥。
5 如權(quán)利要求4所述的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制閥由發(fā)動機(jī)控制器 運(yùn)轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求4所述的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力控制器包含由發(fā)動 機(jī)控制器運(yùn)轉(zhuǎn)的常閉比例控制閥。
7.如權(quán)利要求1所述的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，還包含在所述減壓閥和所述 壓力控制器之間與所述分配網(wǎng)路連接的機(jī)油濾清器。
8.如權(quán)利要求1所述的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力控制器安裝在所述 發(fā)動機(jī)的外部。
9.如權(quán)利要求8所述的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力控制器安裝至發(fā)動 機(jī)的汽缸體部分的外表面。
10.一種帶有潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)，包含機(jī)油儲槽；安裝至所述發(fā)動機(jī)的機(jī)油泵，所述機(jī)油泵具有進(jìn)口和出口，所述機(jī)油泵從所述機(jī)油儲 槽獲得機(jī)油并且加壓所述機(jī)油；連接至所述機(jī)油泵的潤滑分配網(wǎng)路；連接至所述機(jī)油泵下游用于通過將高壓機(jī)油從所述機(jī)油泵的所述出口轉(zhuǎn)移至所述機(jī) 油泵的所述進(jìn)口將所述分配網(wǎng)路內(nèi)的機(jī)油壓力限制至最大可允許值的減壓旁通閥；及壓力控制器，所述壓力控制器可運(yùn)轉(zhuǎn)地自所述減壓閥下游連接至所述分配網(wǎng)路，用于 通過將機(jī)油從所述分配網(wǎng)路返回至所述機(jī)油儲槽控制所述分配網(wǎng)路內(nèi)的所述壓力，所述壓 力控制器選擇性地將所述分配網(wǎng)路內(nèi)的所述壓力限制至低于由所述減壓閥產(chǎn)生的最大壓 力的壓力值，所述壓力控制器包含由發(fā)動機(jī)控制器運(yùn)轉(zhuǎn)的至少一個控制閥。
全文摘要
本發(fā)明公開一種內(nèi)燃發(fā)動機(jī)的潤滑機(jī)油供應(yīng)系統(tǒng)，包括機(jī)油儲槽和連接至潤滑分配網(wǎng)路的機(jī)油泵，所述潤滑分配網(wǎng)路包括選擇性地將所述分配網(wǎng)路內(nèi)的所述壓力控制至低于由與機(jī)油泵相關(guān)聯(lián)的所述減壓閥產(chǎn)生的最大壓力的至少一個壓力值的壓力控制器。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于減小與機(jī)油泵相關(guān)的寄生阻力損失而減小發(fā)動機(jī)燃料消耗，同時保證發(fā)動機(jī)的完整性。
文檔編號F01M1/02GK101818670SQ20101010879
公開日2010年9月1日 申請日期2010年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月2日
發(fā)明者J·索拉布, 倪學(xué)海 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司