活塞冷却喷嘴控制装置、控制方法及具有该装置的发动机

摘要

本发明提供一种活塞冷却喷嘴控制装置，包括支架、先导控制阀及与支架相连的转接电磁阀，支架内形成有转接油道、出油油道、回油油道、入油口、出油口及回油口，入油口与转接油道及出油油道相连，出油口设置于出油油道内，将出油油道分为靠近入油口一侧的第一出油油道及远离入油口一侧的第二出油油道，回油口设置于回油油道内，第一出油油道与入油口相连，第二出油油道通过转接油道与入油口相连，阀芯位于出油油道内，弹性件与阀芯相连，且可使阀芯向靠近入油口的方向运动，阀芯位于出油口处，转接电磁阀伸入转接油道内，并通过阀门的开启与关闭使第二出油油道通过转接油道与入油口相连，或使第二出油油道通过转接油道与回油油道相连。

权利要求

1.一种活塞冷却喷嘴控制装置，其特征在于：包括支架、先导控制阀及与所述支架相连的转接电磁阀，所述支架内形成有转接油道、出油油道、回油油道、入油口、出油口及回油口，在所述支架内部，所述出油口设置于所述出油油道内，并将所述出油油道分为靠近所述入油口一侧的第一出油油道及远离所述入油口一侧的第二出油油道，所述出油油道内安装有可活动打开和关闭出油口的先导控制阀；所述回油口设于所述回油油道内；所述入油口与所述转接油道及所述第一出油油道分别相连，且所述第二出油油道通过所述转接油道与所述入油口及所述回油油道相连，所述转接油道内安装有用于使第二出油油道经过所述转接油道转换接通入油口或所述回油油道的转接电磁阀，所述转接电磁阀包括转接电磁阀本体及连接管道，所述转接电磁阀本体固定于所述支架上，并使所述连接管道伸入所述转接油道内，所述入油口、所述第二出油油道及所述回油油道均与所述连接管道连通。

2.根据权利要求1所述的活塞冷却喷嘴控制装置，其特征在于：所述先导控制阀包括阀芯及弹性件，所述阀芯位于所述出油油道内且可沿出油油道轴向滑动关闭或打开出油口，所述弹性件与所述阀芯相连，且可使所述阀芯向靠近所述入油口的方向运动，当所述弹性件未受压迫时，所述阀芯位于所述出油口处。

3.根据权利要求2所述的活塞冷却喷嘴控制装置，其特征在于：所述弹性件为弹簧，所述弹簧的一端与所述阀芯相连，所述弹簧的另一端设置于所述第二出油油道远离所述入油口一侧的端部。

4.根据权利要求1所述的活塞冷却喷嘴控制装置，其特征在于：所述活塞冷却喷嘴控制装置还包括中间油道，所述第二出油油道通过所述中间油道与所述转接油道相连。

5.根据权利要求4所述的活塞冷却喷嘴控制装置，其特征在于：所述中间油道包括沿第一方向延伸的第一中间油道及沿第二方向延伸的第二中间油道，所述第二出油油道、所述第一中间油道、所述第二中间油道及所述转接油道依次相连。

6.根据权利要求5所述的活塞冷却喷嘴控制装置，其特征在于：所述出油油道、所述第一中间油道、所述第二中间油道、所述回油油道的端部均设有密封结构。

7.根据权利要求6所述的活塞冷却喷嘴控制装置，其特征在于：所述出油油道远离所述入油口一侧的端部设置有碗形塞，所述第一中间油道、所述第二中间油道及所述回油油道的端部设置有密封钢球。

8.根据权利要求1所述的活塞冷却喷嘴控制装置，其特征在于：所述连接管道的端部形成有第一连接口，所述连接管道的侧壁上开设有第二连接口及第三连接口，所述第一连接口与所述入油口连通，所述第二连接口与所述第二出油油道连通，所述第三连接口与所述回油油道连通。

9.根据权利要求8所述的活塞冷却喷嘴控制装置，其特征在于：在所述连接管道的外侧壁上还设置有密封圈，当所述转接电磁阀的连接管道伸入所述转接油道时，所述密封圈抵靠于所述连接管道的内侧壁上，所述密封圈至少为三个，所述第二连接口及所述第三连接口分别设于两个密封圈之间，当所述连接管道伸入所述转接油道时，所述密封圈可以从所述连接管道的外侧隔断所述入油口、所述第二连接口及所述第三连接口的连通。

10.一种活塞冷却喷嘴的控制方法，其特征在于：该方法基于权利要求1至权利要求9中任意一项所述的活塞冷却喷嘴控制装置，并包括活塞冷却喷嘴打开步骤和活塞冷却喷嘴关闭步骤，其中在活塞冷却喷嘴打开步骤中：

通过控制所述转接电磁阀使所述第二出油油道经过所述转接油道与所述回油油道连通；所述第二出油油道内的冷却油通过所述转接油道及所述回油油道从所述回油口流出；

此时，所述入油口一侧的冷却油推动所述先导控制阀打开所述出油口，入油口一侧的冷却油通过所述出油口进入活塞冷却喷嘴实现活塞冷却喷嘴的打开；

在活塞冷却喷嘴关闭步骤中：

通过控制所述转接电磁阀使所述第二出油油道经过所述转接油道与所述入油口连通；

所述冷却油分别经过所述转接油道及所述第二出油油道达到所述先导控制阀的一侧并推动先导控制阀移动关闭所述出油口；冷却油不能通过所述出油口进入所述活塞冷却喷嘴从而实现活塞冷却喷嘴的关闭。

11.一种发动机，其特征在于：所述发动机包括权利要求1至9中任意一项所述的活塞冷却喷嘴控制装置。

说明书

活塞冷却喷嘴控制装置、控制方法及具有该装置的发动机

技术领域

[0001] 本发明涉及发动机技术领域，尤其是一种活塞冷却喷嘴控制装置、基于该装置的冷却喷嘴控制方法及具有该活塞冷却喷嘴控制装置的发动机。

背景技术

[0002] 在发动机的工作中，活塞从燃烧系统吸收了大量的热量，为了防止活塞过热，需要在发动机上加装活塞冷却喷嘴，通过活塞冷却喷嘴向活塞喷射冷却油来降低活塞的温度。

[0003] 在现有技术中，需要通过活塞冷却喷嘴控制装置来控制活塞冷却喷嘴与活塞之间的连通与关闭，发动机的活塞冷却喷嘴控制装置的控制方式分为机械式及转接电磁阀控制式，转接电磁阀控制式活塞冷却喷嘴控制装置由于能够根据ECU的信号对活塞冷却喷嘴进行自由控制，因此可以更加精确地满足活塞的冷却要求，在某些情况下(如冷启动、低负荷的情况下)能够降低发动机机油泵的排量和功耗，但目前的转接电磁阀式活塞冷却喷嘴控制装置主要为直接控制式，即转接电磁阀设于活塞冷却喷嘴控制装置的进油口与出油口之间，直接控制转接电磁阀的开闭来控制活塞冷却喷嘴的与活塞的连通。但直接控制式活塞冷却喷嘴控制装置的控制方式具有很多缺点，第一，直接控制式活塞冷却喷嘴控制装置对转接电磁阀的额定流量需要很大，其流量要达到5L/min，这会导致转接电磁阀的体积增大，成本较高，空间布设较为困难；第二，由于在直接控制式活塞冷却喷嘴控制装置中，冷却油通过转接电磁阀的阀体后通过出油口喷射于活塞上，转接电磁阀的阀体对于冷却油存在一定的节流作用(至少会造成50kPa的压力损失)，这导致进入活塞的冷却油压力降低，很难使活塞冷却喷嘴控制装置喷射出的冷却油的流量及流速达到冷却活塞所需要的流量及流速，容易导致活塞过热损坏，另外，在现有技术中，为了克服活塞冷却喷嘴控制装置因转接电磁阀阀体对冷却油的节流作用而产生的不良影响，需要增大机油泵的排量和功能，这又导致发动机的油耗升高，不利于节能减排。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种活塞冷却喷嘴控制装置、基于该装置的冷却喷嘴控制方法及具有该活塞冷却喷嘴控制装置的发动机，该活塞冷却喷嘴控制装置能够减小转接电磁阀的体积，减少活塞冷却喷嘴控制装置的布设难度，避免转接电磁阀对冷却油的节流作用，降低油耗，节省成本。

[0005] 本发明提供一种活塞冷却喷嘴控制装置，包括支架、先导控制阀及与所述支架相连的转接电磁阀，所述支架内形成有转接油道、出油油道、回油油道、入油口、出油口及回油口，在所述支架内部，所述出油口设置于所述出油油道内，并将所述出油油道分为靠近所述入油口一侧的第一出油油道及远离所述入油口一侧的第二出油油道，所述出油油道内安装有可活动打开和关闭出油口的先导控制阀；所述回油口设于所述回油油道内；所述入油口与所述转接油道及所述第一出油油道分别相连，且所述第二出油油道通过所述转接油道与所述入油口及所述回油油道相连，所述转接油道内安装有用于使第二出油油道经过所述转接油道转换接通入油口或所述回油油道的转接电磁阀。

[0006] 进一步地，所述先导控制阀包括阀芯及弹性件，所述阀芯位于所述出油油道内且可沿出油油道轴向滑动关闭或打开出油口，所述弹性件与所述阀芯相连，且可使所述阀芯向靠近所述入油口的方向运动，当所述弹性件未受压迫时，所述阀芯位于所述出油口处。

[0007] 进一步地，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的一端与所述阀芯相连，所述弹簧的另一端设置于所述第二出油油道远离所述入油口一侧的端部。

[0008] 进一步地，所述活塞冷却喷嘴控制装置还包括中间油道，所述第二出油油道通过所述中间油道与所述转接油道相连。

[0009] 进一步地，所述中间油道包括沿第一方向延伸的第一中间油道及沿第二方向延伸的第二中间油道，所述第二出油油道、所述第一中间油道、所述第二中间油道及所述转接油道依次相连。

[0010] 进一步地，所述出油油道、所述第一中间油道、所述第二中间油道、所述回油油道的端部均设有密封结构。

[0011] 进一步地，所述出油油道远离所述入油口一侧的端部设置有碗形塞，所述第一中间油道、所述第二中间油道及所述回油油道的端部设置有密封钢球。

[0012] 进一步地，所述转接电磁阀包括转接电磁阀本体及连接管道，所述转接电磁阀本体固定于所述支架上，并使所述连接管道伸入所述转接油道内，所述入油口、所述第二出油油道及所述回油油道均与所述连接管道连通。

[0013] 进一步地，所述连接管道的端部形成有第一连接口，所述连接管道的侧壁上开设有第二连接口及第三连接口，所述第一连接口与所述入油口连通，所述第二连接口与所述第二出油油道连通，所述第三连接口与所述回油油道连通。

[0014] 进一步地，在所述连接管道的外侧壁上还设置有密封圈，当所述转接电磁阀的连接管道伸入所述转接油道时，所述密封圈抵靠于所述连接管道的内侧壁上，所述密封圈至少为三个，所述第二连接口及所述第三连接口分别设于两个密封圈之间，当所述连接管道伸入所述转接油道时，所述密封圈可以从所述连接管道的外侧隔断所述入油口、所述第二连接口及所述第三连接口的连通。

[0015] 本发明提供了一种活塞冷却喷嘴的控制方法，基于本发明提供的活塞冷却喷嘴控制装置，并包括活塞冷却喷嘴打开步骤和活塞冷却喷嘴关闭步骤，其中

[0016] 在活塞冷却喷嘴打开步骤中；

[0017] 通过控制所述转接电磁阀使所述第二出油油道经过所述转接油道与所述回油油道连通；

[0018] 所述第二出油油道内的冷却油通过所述转接油道及所述回油油道从所述回油口流出；此时，所述入油口一侧的冷却油推动所述先导控制阀打开所述出油口，入油口一侧的冷却油；油通过所述出油口进入活塞冷却喷嘴实现活塞冷却喷嘴的开开；

[0019] 在活塞冷却喷嘴关闭步骤中：

[0020] 通过控制所述转接电磁阀使所述第二出油油道经过所述转接油道与所述入油口连通；

[0021] 所述冷却油分别经过所述转接油道及所述第二出油油道达到所述先导控制阀的一侧并推动先导控制阀移动关闭所述出油口；

[0022] 冷却油不能通过所述出油口进入所述活塞冷却喷嘴从而实现活塞冷却喷嘴的关闭。

[0023] 本发明还提供了一种发动机，包括本发明提供的活塞冷却喷嘴控制装置。

[0024] 综上所述，在本发明提供的活塞冷却喷嘴控制装置中，通过多个油道及先导控制阀的设置，通过转接电磁阀控制先导控制阀两侧压力的变化来实现控制活塞冷却喷嘴的开启与关闭，从而能够以较小流量的转接电磁阀来实现对活塞冷却喷嘴的控制，减少了转接电磁阀的体积，减少活塞冷却喷嘴控制装置的布设难度，同时，由于此时冷却油不会再流经转接电磁阀，因此避免了转接电磁阀对冷却油的节流作用，降低了油耗，节省了成本。

[0025] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

[0026] 图1为本发明实施例提供的活塞冷却喷嘴控制装置的结构示意图。

[0027] 图2为图1中活塞冷却喷嘴控制装置的另一面的结构示意图。

[0028] 图3为图1中活塞冷却喷嘴控制装置的分解结构示意图。

[0029] 图4为图3中分解状态的截面结构示意图。

[0030] 图5为图1中转接电磁阀处于通电状态时的截面结构示意图。

[0031] 图6为图1中转接电磁阀处于断电状态时的截面结构示意图。

具体实施方式

[0032] 为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如下。

[0033] 本发明提供一种活塞冷却喷嘴控制装置及具有该活塞冷却喷嘴控制装置的发动机，该活塞冷却喷嘴控制装置能够减小转接电磁阀的体积，减少活塞冷却喷嘴控制装置的布设难度，避免转接电磁阀对冷却油的节流作用，降低油耗，节省成本。

[0034] 图1为本发明实施例提供的活塞冷却喷嘴控制装置的结构示意图，图2为图1中活塞冷却喷嘴控制装置的另一面的结构示意图，图3为图1中活塞冷却喷嘴控制装置的分解结构示意图，图4为图3中分解状态的截面结构示意图，如图1至图4所示，本发明实施例提供的活塞冷却喷嘴控制装置包括支架10、先导控制阀20及与支架10相连的转接电磁阀30，支架10内形成有转接油道11、出油油道12、回油油道13、入油口14、出油口15及回油口16，在支架
10内部，出油口15设置于出油油道12内，并将出油油道12分为位于靠近入油口14一侧的第一出油油道121及位于远离入油口14一侧的第二出油油道122，在出油油道12内安装有可活动打开和关闭出油口的先导控制阀20，回油口16设置于回油油道13内，第一出油油道121与入油口14相连，第二出油油道122通过转接油道11与入油口14相连，第二出油油道122通过转接油道11与入油口15及回油油道13相连，在转接油道11内安装有用于使第二出油油道
122经过转接油道11转换接通入油口15或回油油道13的转接电磁阀30。

[0035] 进一步地，先导控制阀20包括阀芯21及弹性件22，阀芯21位于出油油道12内，且可沿出油油道12的长轴方向滑动以关闭或打开出油口15，弹性件22与阀芯21相连，并可使阀芯21向靠近入油口14的方向运动，当弹性件22处于未受压迫状态时，阀芯21位于出油口15处，即此时隔断出油口15与出油油道12的连通。

[0036] 图5为图1中转接电磁阀处于通电状态时的截面结构示意图，图6为图1中转接电磁阀处于断电状态时的截面结构示意图，如图5及图6所示(箭头表示冷却油流动方向)，在安装时，支架10设置于发动机上，入油口14与发动机主油道相连，出油口15与活塞冷却喷嘴的横油道相连，回油口16与发动机回油道相连，当转接电磁阀30处于通电状态时，可以使第二出油油道122通过转接油道11与入油口14连通，第二出油油道122与回油油道13不连通，此时，冷却油从入油口14进入到支架10内部，进入支架10内部的冷却油一部分通过第一出油油道121到达阀芯21靠近入油口14的一侧，另一部分通过转接油道11到达第二出油油道122，即阀芯21远离入油口14的一侧，此时，阀芯21两侧的油压平衡，因此阀芯21无法移动，阀芯21隔断出油口15与出油油道12的连通，即此时活塞冷却喷嘴关闭，冷却油不能通过活塞冷却喷嘴喷射至活塞上。

[0037] 当转接电磁阀30处于断电状态时，第二出油油道122通过转接油道11与回油油道13相连，入油口14与转接油道11之间断开连接，冷却油从入油口14进入到支架10内部，此时阀芯21靠近入油口14一侧的压力大于阀芯21远离入油口14一侧的压力，第二出油油道122内的冷却油可以通过转接油道11及回油油道13流入回油口16，因此，冷却油能够克服弹性件22的弹力推动阀芯21向远离入油口14一侧运动，阀芯21离开出油口15，出油口15与出油油道12连通，从入油口14进入支架10内部的冷却油能够通过出油油道12及出油口15进入活塞冷却喷嘴的横油道，继而将冷却油喷射到活塞上，达到冷却活塞的目的。

[0038] 可以理解地，转接电磁阀30也可以通过断电状态来使第二出油油道122通过转接油道11与入油口14连通，并通过通电状态使第二出油油道122通过转接油道11与回油油道13相连，即转接电磁阀30的通电状态与各油道之间的连通状态并未有具体限定，可以根据实际情况来设置。

[0039] 在本发明提供的活塞冷却喷嘴控制装置中，通过多个油道及先导控制阀20的设置，通过转接电磁阀30控制先导控制阀20两侧压力的变化来实现控制活塞冷却喷嘴的开启与关闭，从而能够以较小流量的转接电磁阀30来实现对活塞冷却喷嘴的控制，减少了转接电磁阀30的体积，减少活塞冷却喷嘴控制装置的布设难度，同时，由于此时冷却油不会再流经转接电磁阀30，因此避免了转接电磁阀30对冷却油的节流作用，降低了油耗，节省了成本。

[0040] 进一步地，弹性件22可以为弹簧，弹簧的一端与阀芯21相连，另一端设置于第二出油油道122远离入油口14的端部，当弹簧被压缩时，其能够向阀芯21施加一个向入油口14方向的弹力。

[0041] 进一步地，为了便于支架10的加工，在第二出油油道122与转接油道11之间还设有中间油道17，即中间油道17与出油油道12的连通处位于第二出油油道122内，在本实施例中，中间油道17包括沿第一方向延伸的第一中间油道171及沿第二方向延伸的第二中间油道172，第二出油油道122、第一中间油道171、第二中间油道172及转接油道11依次相连。为了保证各油道的密封，出油油道12、第一中间油道171、第二中间油道172及回油油道13的端部均设有密封结构18，在本实施例中，在出油油道12远离入油口14一侧的端部设置有碗形塞，上述弹簧远离入油口14的一端设置于碗形塞上。在第一中间油道171、第二中间油道172及回油油道13的端部设置有密封钢球。可以理解地，碗形塞及密封钢球仅为密封各油道的优选选项，其也可以通过密封柱塞或密封螺栓等对各油道实施密封。

[0042] 如1及图2所示，在本实施例中，支架10上还设置有穿透支架10的固定孔19，第一固定螺栓41通过固定孔可以将支架10固定于发动机的侧壁上。

[0043] 如图3至图6所示，在本实施例中，转接电磁阀30包括转接电磁阀本体31及连接管道32，转接电磁阀30通过第二固定螺栓42固定于支架10上，并使连接管道32伸入转接油道11内，入油口14、第二出油油道122及回油油道13均与连接管道32连通。具体地，连接管道32的端部形成有第一连接口321，第一连接口321通过转接油道11与入油口14相连，连接管道
32的侧壁上开设有第二连接口322及第三连接口323，当转接电磁阀30固定于支架10上时，第二出油油道122通过第二连接口322与连接管道32相连，回油油道13通过第三连接口323与连接管道32相连。通过改变第二连接口322与第一连接口321及第三连接口323的连通状态，可以改变各油道的连通状态。即当第二连接口322与第一连接口321连通时，第二出油油道122通过连接管道32与入油口14相连，当第二连接口322与第三连接口323连通时，第二出油油道122通过连接管道32与回油油道13相连。

[0044] 为了保证转接电磁阀30与支架10之间的密封性能，在连接管道32的外侧壁上，还设置有密封圈33，当转接电磁阀30的连接管道32伸入转接油道11时，密封圈33抵靠于连接管道32的内侧壁上。具体地，密封圈33至少为三个，第二连接口322及第三连接口323分别设置于两个密封圈33之间，当连接管道32伸入转接油道11内时，密封圈33可以从连接管道32的外侧隔断入油口14、第二连接口322及第三连接口323的连通。

[0045] 本发明还提供了一种活塞冷却喷嘴的控制方法，该方法基于本发明提供的活塞冷却喷嘴控制装置，并包括活塞冷却喷嘴打开步骤及活塞冷却喷嘴关闭步骤，其中[0046] 在活塞冷却喷嘴打开步骤中：

[0047] 通过控制转接电磁阀30使第二出油油道122经过转接油道11与回油油道13连通；

[0048] 第二出油油道122内的冷却油通过转接油道11及回油油道13从回油口16流出；此时，入油口14一侧的冷却油推动先到控制阀20打开出油口15，入油口14一侧的冷却油通过出油口15进入活塞冷却喷嘴，从而实现活塞冷却喷嘴的打开；

[0049] 在活塞冷却喷嘴关闭步骤中：

[0050] 通过控制转接电磁阀30使第二出油油道122经过转接油道11与入油口14连通；

[0051] 冷却油分别经过转接油道11及第二出油油道122达到先导控制阀20的一侧并推动先到控制阀20移动关闭出油口15；

[0052] 冷却油不能通过出油口15进入活塞冷却喷嘴从而实现活塞冷却喷嘴的关闭。

[0053] 综上所述，在本发明提供的活塞冷却喷嘴控制装置中，通过多个油道及先导控制阀20的设置，通过转接电磁阀30控制先导控制阀20两侧压力的变化来实现控制活塞冷却喷嘴的开启与关闭，从而能够以较小流量的转接电磁阀30来实现对活塞冷却喷嘴的控制，减少了转接电磁阀30的体积，减少活塞冷却喷嘴控制装置的布设难度，同时，由于此时冷却油不会再流经转接电磁阀30，因此避免了转接电磁阀30对冷却油的节流作用，降低了油耗，节省了成本。

[0054] 本发明还提供了一种发动机，具有上述的活塞冷却喷嘴控制装置，关于该发动机的其它技术特征，请参照现有技术，在此不再赘述。

[0055] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。