[發(fā)明專利]冷卻發(fā)動機活塞的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410081652.2
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN104033228B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·K·比德納;J·N·阿勒瑞;沈漪華
• 申請（專利權(quán)）人: 福特環(huán)球技術(shù)公司
• 主分類號: F01P3/08
• 分類號: F01P3/08;F01P7/14
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 趙蓉民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冷卻發(fā)動機活塞的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

發(fā)動機內(nèi)部部件的溫度可以隨發(fā)動機工況發(fā)生變化。隨發(fā)動機工況發(fā)生變化的一個發(fā)動機部件溫度是發(fā)動機活塞溫度。例如，活塞的溫度可以隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速、負載、燃燒正時、燃料類型、燃料噴射正時及其他條件而發(fā)生變化。在較高的發(fā)動機負載，發(fā)動機汽缸里的末端氣體可在汽缸中初始點火后由火花產(chǎn)生火焰被點燃之前燃燒。末端氣體開始燃燒是由于暴露在較高的活塞溫度下，因此，發(fā)動機可能爆震并且導(dǎo)致發(fā)動機部件的磨損。一種降低活塞溫度和爆震可能性的方法是向活塞的底側(cè)噴灑發(fā)動機油。油帶走活塞上的熱量，從而使活塞冷卻。被加熱的油又在重力作用下回到油盤，在此被冷卻。然而，發(fā)動機的能量被用于將油噴灑到活塞上，并且當(dāng)發(fā)動機油被噴灑到活塞上時燃料的經(jīng)濟性可能會下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人已經(jīng)意識到以上所提到的缺點，并且已經(jīng)研究了一種運行發(fā)動機的方法，該方法包括：響應(yīng)于在一定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載下以臨界火花運行同時運行活塞冷卻噴嘴和不運行活塞冷卻噴嘴之間的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩差值來運行活塞冷卻噴嘴。

通過響應(yīng)于在一定發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負載下以臨界火花運行同時運行活塞冷卻噴嘴和不運行活塞冷卻噴嘴之間的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩差值來運行活塞冷卻噴嘴，可在運行活塞冷卻噴嘴提供較少益處時，通過采用不運行活塞冷卻噴嘴的方法來節(jié)約燃料。另一方面，當(dāng)運行活塞冷卻噴嘴提供更多益處時，可運行活塞冷卻噴嘴。

本說明可以提供很多的優(yōu)點，例如，該方法可以提高燃料經(jīng)濟性。另外，該方法可以在提供顯著益處的狀況期間提供活塞冷卻。此外，該方法還對包括或不包括單獨控制活塞冷卻噴嘴的發(fā)動機系統(tǒng)有益。

當(dāng)單獨或者結(jié)合附圖考慮時，本發(fā)明的上述優(yōu)點和其他優(yōu)點，及特征將是顯而易見的。

應(yīng)當(dāng)理解，提供上述發(fā)明內(nèi)容是為了以簡化的形式引入在具體實施方式中進一步描述的精選構(gòu)思。這不旨在確定要求保護的主題的關(guān)鍵或基本特征，本發(fā)明的保護范圍僅通過隨附具體實施方式的權(quán)利要求限定。此外，要求保護的主題不限于解決上述或本發(fā)明的任何一部分的任何缺點的實施方式。

附圖說明

圖1顯示發(fā)動機及活塞冷卻噴嘴系統(tǒng)的示意圖；

圖2顯示車輛運行中感興趣的模擬信號；

圖3顯示運行包括活塞冷卻噴嘴的發(fā)動機的方法的流程圖。

具體實施方式

在本發(fā)明涉及通過發(fā)動機油來冷卻發(fā)動機活塞。圖1顯示一種用于冷卻發(fā)動機活塞的示例系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^噴灑油到活塞底側(cè)使發(fā)動機活塞冷卻?；钊臒岜晦D(zhuǎn)移給油，并且油返回到油盤，在此其被冷卻。圖2顯示當(dāng)運行包含活塞冷卻噴嘴的發(fā)動機時感興趣的示例信號。圖3是運行包含活塞冷卻噴嘴的發(fā)動機的方法的流程圖。

參照圖1，包括多個汽缸的內(nèi)燃機10由發(fā)動機電子控制器12控制，其中一個汽缸如圖1所示。內(nèi)燃機10包括了燃燒室30和汽缸壁32，活塞36被定位其中并且被連接至曲軸40?；钊?6包括底側(cè)35，在此油通過活塞冷卻噴嘴143被噴灑?；钊鋮s噴嘴143可以通過閥147和可變輸出油泵141來供給發(fā)動機油。閥147和可變輸出油泵141通過控制器12控制?；钊?6是通過連桿被機械連接至曲軸40。

曲軸40位于曲軸箱34內(nèi)。曲軸箱34至少部分通過油盤31包圍。燃燒室30被示出通過各自進氣歧管44和排氣歧管48與進氣門52和排氣門54連通。每個進氣和排氣門可以通過進氣凸輪51和排氣凸輪35操作?？商娲?，一個或多個進氣和排氣門可以通過機電的控制氣門線圈和銜鐵組件操作。進氣凸輪51的位置可由進氣凸輪傳感器55確定。排氣凸輪53的位置可由排氣凸輪傳感器57確定。

噴油器66被顯示定位以將燃料直接噴射到汽缸30內(nèi)，這對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是已知的。可替代地，燃料可以被噴射到進氣口，這對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說也是已知的。燃料噴射器66與控制器22的信號FPW的脈沖寬度成比例地輸送液體燃料。燃料通過含有燃料箱、燃料泵、燃料導(dǎo)軌(未示出)的燃料系統(tǒng)(未示出)將燃料輸送至燃料噴射器66。通過響應(yīng)于控制器12的驅(qū)動器68為燃料噴射器66供給運行電流。另外，所顯示的進氣歧管44與可選電子節(jié)氣門62連通，電子節(jié)氣門62通過調(diào)節(jié)節(jié)流板64的位置來控制進氣增壓室46至進氣歧管44的空氣流。

壓縮機162將空氣從進氣口42輸送到增壓室46。排氣旋轉(zhuǎn)通過軸160被聯(lián)接至壓縮機162的渦輪機164。真空操作廢氣門執(zhí)行器72可以使排氣旁通渦輪機164，這樣增壓可在改變工況下被控制。