[發明專利]具有三級機油冷卻器旁通閥的發動機潤滑系統

在審

• 申請號: 202010900994.8
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112459862A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 本·學海·倪
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: F01M5/00
• 分類號: F01M5/00;F01M1/02;F01M1/16
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 李尚穎

本公開提供了“具有三級機油冷卻器旁通閥的發動機潤滑系統”。提供了用于控制用于潤滑車輛的發動機的機油的溫度的方法和系統。在一個示例中，一種方法包括控制機油泵以在第一壓力、第二壓力或第三壓力下泵送機油以便根據發動機工況將機油冷卻器旁通閥分別偏置到第一位置、第二位置或第三位置。通過這種方式，可以取決于發動機工況選擇性地引導機油通過或繞過所述機油冷卻器，這可以用于根據所述工況來控制機油溫度，并且另外通過在工況使得可以旁通所述機油泵時減少所述機油泵上的負載來提高燃料經濟性。

技術領域

本說明書總體上涉及用于通過三級機油冷卻器旁通閥根據來自機油泵的機油壓力來控制機油流通過或繞過機油冷卻器的方法和系統。

背景技術

一種車輛發動機包括多個運動部件。例如，發動機氣缸內部的活塞以與發動機的不同沖程相對應的向上和向下方式運動。因此，必須適當地潤滑發動機系統以阻止非期望的噪聲、振動和粗糙性(NVH)，并且用于減少發動機劣化的目的。

發動機潤滑系統可以包括填充有發動機油的油底殼和可以從油底殼中汲取機油的機油泵。從油底殼汲取的機油可以被汲取通過濾網，并且然后可以被引導通過機油濾清器到達發動機主軸承和機油壓力表。機油從主軸承進入曲軸中的鉆孔通道和連桿的大端軸承。由旋轉的曲軸分散的拋油(Oil fling)可以潤滑發動機氣缸壁和銷對銷軸承。過量的機油可能會被活塞上的刮油環刮除。發動機油還可以潤滑凸輪軸軸承和凸輪軸驅動器上的正時鏈條或齒輪。然后，系統中的過量的發動機油排回到油底殼。

在一些示例中，熱交換器(在本文中也稱為機油冷卻器)可以位于機油泵與機油濾清器之間。發動機油冷卻器可以被配置為在發動機操作期間冷卻或加熱發動機油。例如，機油冷卻器可以在整個發動機中實現更均勻的溫度，這可以降低發動機劣化的機會，可以增加發動機功率，并且可以提高燃料經濟性。

然而，在某些車輛工況下，可能期望旁通發動機油冷卻器。為此，美國專利第9,896,979號公開了一種用于控制發動機中的機油的溫度的系統，其中所述系統包括熱交換器，所述熱交換器被配置為從發動機接收機油，修改機油的溫度并且將修改后溫度的機油返回到所述發動機。所述系統包括閥，所述閥被配置為在所述發動機的暖機操作期間引導所述機油通過所述熱交換器，使得機油溫度升高。所述閥被配置為在發動機的低負載操作期間引導機油旁通熱交換器，使得機油溫度升高。此外，所述閥被配置為在發動機的高負載操作期間引導機油通過熱交換器，使得機油溫度升高。

然而，本文的發明人已經認識到此系統的潛在問題。具體地，閥基于作為機油粘度、溫度和流率的函數的機油壓力差進行操作，并且因此可能難以開發用于閥的在寬范圍的機油粘度、溫度和流率下根據需要作出響應的彈簧。此外，所述閥包括用于在高負載狀況下引導機油旁通熱交換器的附加致動器(例如，蠟式恒溫閥或電磁閥)。

發明內容

因此，本文的發明人已經開發出至少部分地解決上述問題的系統和方法。在一個示例中，一種方法包括控制機油泵以在第一壓力、第二壓力或第三壓力下泵送用于潤滑發動機的機油以根據發動機工況將機油冷卻器旁通閥分別偏置到第一位置、第二位置或第三位置以選擇性地引導所述機油通過或繞過機油冷卻器。通過這種方式，車輛的控制器可以命令可變流量機油泵根據特定的發動機工況以變化的壓力泵送機油，并且所述旁通閥將被動地調整到所述變化的壓力以控制所述機油是旁通所述機油冷卻器還是被引導通過所述機油冷卻器。當工況使得可以旁通機油冷卻器時，此方法可以通過減少機油泵上的負載來提高燃料經濟性。

在所述方法的第一示例中，所述第一位置是所述機油被引導繞過所述機油冷卻器的第一打開位置，所述第二位置是阻止機油被引導繞過所述機油冷卻器的關閉位置，并且所述第三位置是所述機油被引導繞過所述機油冷卻器的第二打開位置。所述第一壓力可以大于所述第二壓力，并且所述第二壓力繼而可以大于所述第三壓力。例如，所述第一壓力可以大于500kPa，所述第二壓力可以在250kPa至400kPa之間，并且所述第三壓力可以在100kPa至200kPa之間。