[发明专利]用于内燃发动机的活塞冷却喷嘴

说明书

技术领域

本发明的技术领域涉及内燃发动机活塞的冷却。具体说，技术领域涉及用于内燃发动机的活塞冷却喷嘴。

背景技术

根据可能的构造，内燃发动机(ICE)通常包括限定了一个或多个汽缸的发动机缸体，所述汽缸每一个设置有联接到曲轴的往复运动活塞。汽缸盖关闭汽缸以限定用于每一个汽缸的燃烧室，其中燃料和空气混合物的喷射和点火循环发生，造成活塞的上述往复运动。

为了改善内燃发动机性能，活塞优选被冷却。称为活塞冷却喷嘴(PCJ)的装置用于在活塞的下侧产生油的喷射。油可以用于从活塞吸收热量且还用于润滑内燃发动机的汽缸。

活塞冷却喷嘴包括冷却剂入口，其通常通过在活塞冷却喷嘴中往复运动的可动柱塞而打开和关闭。活塞冷却喷嘴进一步包括喷口，以将冷却剂朝向发动机缸体的汽缸中的活塞下侧引导。柱塞通过弹簧朝向冷却剂入口偏压，将其关闭。在冷却剂超过弹簧的偏压力时，柱塞运动离开冷却剂入口，使得冷却剂可在活塞冷却喷嘴中流动。弹簧和柱塞被活塞冷却喷嘴中的载体支撑。在冷却剂入口打开时，冷却剂侧向地相对于载体流动，以便避免冷却剂和弹簧之间的接触，这会在冷却剂本身中造成不期望的紊流。还有，载体被设计且布置在活塞冷却喷嘴中，以便限制柱塞的最大行程。

由此，冷却剂流动需求也应得到重视且冷却剂消耗也受限。而且，载体用作行程限制器，以在冷却剂压力继续升高时将冷却剂的流动尽可能维持恒定。

进而，实现性能改善和运行活塞冷却喷嘴和所需的功率和燃料消耗(以及CO2排放)之间的平衡。具体说，冷却剂的流动(认为是冷却剂压力的效果)具有阶段性的行为，其用于有效操作活塞冷却喷嘴。

然而，载体是实现起来复杂的部件。而且，将载体插入到活塞冷却喷嘴中也是特别困难且复杂的。结果，活塞冷却喷嘴要求一定数量的元件，其组装起来复杂且时间长，由此降低活塞冷却喷嘴的成本有效性。

由此本发明实施例的目的是提供一种活塞冷却喷嘴，其制造简单、组装简单且成本有效。

本发明实施例的进一步目的是提供一种活塞冷却喷嘴，其包括减少数量的部件。

发明内容

这些和其他目标通过根据独立权利要求的内燃发动机和活塞冷却喷嘴实现。优选方面列于相关的从属权利要求。

根据一实施例，用于内燃发动机的活塞冷却喷嘴包括：本体，其具有在冷却剂管道入口和流体连接到冷却剂喷口的冷却剂管道出口之间延伸冷却剂管道；活塞冷却喷嘴，其包括柱塞，柱塞设置有柱塞杆部和柱塞头部，其中柱塞能在本体的冷却剂管道中在关闭位置和打开位置之间运动，在关闭位置中柱塞头部关闭冷却剂管道入口，且在打开位置中柱塞头部与冷却剂管道入口相距一距离，以打开冷却剂管道入口，活塞冷却喷嘴进一步包括偏压弹簧，所述偏压弹簧布置在冷却剂管道中且联接到柱塞，以将其朝向关闭位置偏压，柱塞设置有至少一个柱塞冷却剂通道，具有在柱塞头部处的通道入口和在柱塞杆部处的通道出口，在柱塞处于打开位置时导通柱塞头部下游的冷却剂。

由于该本实施例，可以以减小数量的简单部件实现冷却剂流动的上述阶梯状行为。结果，以更简单且不昂贵的方式实现用于已知复杂活塞冷却喷嘴所提到的上述优点。

根据一实施例，柱塞冷却剂通道的至少一部分是设置在柱塞杆部上和/或柱塞头部上的凹部。换句话说，柱塞杆部和/或柱塞头部设置有限定了柱塞冷却剂通道的至少一部分的至少一个凹部。

这是一种实现上述柱塞冷却剂通道(一个或多个)的简单且有效的方式。

根据一实施例，柱塞杆部和/或柱塞头部具有基本上十字形的横截面。换句话说，柱塞冷却剂通道(一个或多个)的至少一部分限定在柱塞的外表面上，且相对于本体的纵向轴线平行。这些具体形状被证明特别有效。

根据一实施例，柱塞冷却剂通道的至少一部分是设置在柱塞杆部和/或柱塞头部中的管道。

换句话说，柱塞杆部和/或柱塞头部设置有限定了柱塞冷却剂通道的至少一部分的至少一个管道。因此，柱塞冷却剂通道(一个或多个)的至少一部分通过在柱塞内部通过的管道获得。其允许冷却剂的改进引导。

根据一实施例，偏压弹簧是联接到柱塞杆的侧向表面的至少一部分的线圈(螺旋)弹簧，且柱塞冷却剂通道的至少一部分在螺旋弹簧的内中空空间中延伸。

通过如此做，冷却剂被弹簧的内中空空间中的柱塞冷却剂通道导通，由此避免不期望的紊流效果。事实上，流体不被朝向弹簧引导，其户籍造成冷却剂的流动的紊流。

根据一实施例，柱塞设置有多个柱塞冷却剂通道，优选布置为相对于柱塞纵向轴线对称。