[發明專利]用于內燃發動機的活塞冷卻噴嘴

在審

• 申請號: 201610978131.6
• 申請日: 2016-11-07
• 公開（公告）號: CN107035500A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: G.坎德拉;L.阿加塔烏
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: F01P3/08
• 分類號: F01P3/08
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 賀紫秋

技術領域

本發明的技術領域涉及內燃發動機活塞的冷卻。具體說，技術領域涉及用于內燃發動機的活塞冷卻噴嘴。

背景技術

根據可能的構造，內燃發動機(ICE)通常包括限定了一個或多個汽缸的發動機缸體，所述汽缸每一個設置有聯接到曲軸的往復運動活塞。汽缸蓋關閉汽缸以限定用于每一個汽缸的燃燒室，其中燃料和空氣混合物的噴射和點火循環發生，造成活塞的上述往復運動。

為了改善內燃發動機性能，活塞優選被冷卻。稱為活塞冷卻噴嘴(PCJ)的裝置用于在活塞的下側產生油的噴射。油可以用于從活塞吸收熱量且還用于潤滑內燃發動機的汽缸。

活塞冷卻噴嘴包括冷卻劑入口，其通常通過在活塞冷卻噴嘴中往復運動的可動柱塞而打開和關閉。活塞冷卻噴嘴進一步包括噴口，以將冷卻劑朝向發動機缸體的汽缸中的活塞下側引導。柱塞通過彈簧朝向冷卻劑入口偏壓，將其關閉。在冷卻劑超過彈簧的偏壓力時，柱塞運動離開冷卻劑入口，使得冷卻劑可在活塞冷卻噴嘴中流動。彈簧和柱塞被活塞冷卻噴嘴中的載體支撐。在冷卻劑入口打開時，冷卻劑側向地相對于載體流動，以便避免冷卻劑和彈簧之間的接觸，這會在冷卻劑本身中造成不期望的紊流。還有，載體被設計且布置在活塞冷卻噴嘴中，以便限制柱塞的最大行程。

由此，冷卻劑流動需求也應得到重視且冷卻劑消耗也受限。而且，載體用作行程限制器，以在冷卻劑壓力繼續升高時將冷卻劑的流動盡可能維持恒定。

進而，實現性能改善和運行活塞冷卻噴嘴和所需的功率和燃料消耗(以及CO2排放)之間的平衡。具體說，冷卻劑的流動(認為是冷卻劑壓力的效果)具有階段性的行為，其用于有效操作活塞冷卻噴嘴。

然而，載體是實現起來復雜的部件。而且，將載體插入到活塞冷卻噴嘴中也是特別困難且復雜的。結果，活塞冷卻噴嘴要求一定數量的元件，其組裝起來復雜且時間長，由此降低活塞冷卻噴嘴的成本有效性。

由此本發明實施例的目的是提供一種活塞冷卻噴嘴，其制造簡單、組裝簡單且成本有效。

本發明實施例的進一步目的是提供一種活塞冷卻噴嘴，其包括減少數量的部件。

發明內容

這些和其他目標通過根據獨立權利要求的內燃發動機和活塞冷卻噴嘴實現。優選方面列于相關的從屬權利要求。

根據一實施例，用于內燃發動機的活塞冷卻噴嘴包括：本體，其具有在冷卻劑管道入口和流體連接到冷卻劑噴口的冷卻劑管道出口之間延伸冷卻劑管道；活塞冷卻噴嘴，其包括柱塞，柱塞設置有柱塞桿部和柱塞頭部，其中柱塞能在本體的冷卻劑管道中在關閉位置和打開位置之間運動，在關閉位置中柱塞頭部關閉冷卻劑管道入口，且在打開位置中柱塞頭部與冷卻劑管道入口相距一距離，以打開冷卻劑管道入口，活塞冷卻噴嘴進一步包括偏壓彈簧，所述偏壓彈簧布置在冷卻劑管道中且聯接到柱塞，以將其朝向關閉位置偏壓，柱塞設置有至少一個柱塞冷卻劑通道，具有在柱塞頭部處的通道入口和在柱塞桿部處的通道出口，在柱塞處于打開位置時導通柱塞頭部下游的冷卻劑。

由于該本實施例，可以以減小數量的簡單部件實現冷卻劑流動的上述階梯狀行為。結果，以更簡單且不昂貴的方式實現用于已知復雜活塞冷卻噴嘴所提到的上述優點。

根據一實施例，柱塞冷卻劑通道的至少一部分是設置在柱塞桿部上和/或柱塞頭部上的凹部。換句話說，柱塞桿部和/或柱塞頭部設置有限定了柱塞冷卻劑通道的至少一部分的至少一個凹部。

這是一種實現上述柱塞冷卻劑通道(一個或多個)的簡單且有效的方式。

根據一實施例，柱塞桿部和/或柱塞頭部具有基本上十字形的橫截面。換句話說，柱塞冷卻劑通道(一個或多個)的至少一部分限定在柱塞的外表面上，且相對于本體的縱向軸線平行。這些具體形狀被證明特別有效。

根據一實施例，柱塞冷卻劑通道的至少一部分是設置在柱塞桿部和/或柱塞頭部中的管道。

換句話說，柱塞桿部和/或柱塞頭部設置有限定了柱塞冷卻劑通道的至少一部分的至少一個管道。因此，柱塞冷卻劑通道(一個或多個)的至少一部分通過在柱塞內部通過的管道獲得。其允許冷卻劑的改進引導。

根據一實施例，偏壓彈簧是聯接到柱塞桿的側向表面的至少一部分的線圈(螺旋)彈簧，且柱塞冷卻劑通道的至少一部分在螺旋彈簧的內中空空間中延伸。

通過如此做，冷卻劑被彈簧的內中空空間中的柱塞冷卻劑通道導通，由此避免不期望的紊流效果。事實上，流體不被朝向彈簧引導，其戶籍造成冷卻劑的流動的紊流。

根據一實施例，柱塞設置有多個柱塞冷卻劑通道，優選布置為相對于柱塞縱向軸線對稱。