[发明专利]用于控制活塞冷却机油喷射的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制活塞冷却机油喷射的装置与方法。更具体而言，本发明涉及能够提高活塞的性能和燃料效率的用于控制活塞冷却机油喷射的装置与方法。

背景技术

通常，内燃机使导入至燃烧室内的燃料和空气压缩与膨胀以使活塞上下往复运动，并且利用曲柄机构将活塞的往复运动转换为旋转运动以获得旋转动力。

在工作过程中，由于部件之间的摩擦和施加至内燃机的较大负载，内燃机可能经常以高速旋转。

施加至这种摩擦部分的力以及在添加至其的汽缸的膨胀冲程中所产生的力可能由于阻力而损失。部件之间的摩擦引起相关部件的快速磨损和较短的使用寿命。这使得内燃机的性能变差。

目前，内燃机中所使用的活塞主要由具有较轻重量和较高传热性的铝合金制成。然而，铝合金具有拉伸强度和硬度在高温下降低的缺点。

因此，活塞的头部由于混合物在上燃烧室内燃烧而经受高热量，这可能导致与强度、热应变、铝粘附性的降低、活塞环的过度磨损等有关的问题。此外，活塞的温度越高，机油变差越快，这会导致过量地形成碳积。

因此，为了防止发动机由于这些问题而损坏，可以调节发动机的动力或者可以改变冷却剂的通道以使活塞的温度保持低于一定水平，但是其效果不大。

因此，为了有效地降低活塞的温度，现有技术采用利用机油喷嘴从活塞的下部喷射机油来冷却活塞的方法。即，当油泵泵送机油并且将其传送至主油道时，机油喷嘴将机油喷射至活塞的机油喷射通道，从而冷却活塞的头部。

在冷却活塞的所述方法中，当发动机启动并且机油中产生压力时，不管RPM(每分钟转数)和负载状态如何，都喷射机油，并且因此机油喷嘴始终工作。因此，油泵的泵送量增大并且增大的泵送量充当发动机的负载，并且从而会使燃料效率变差。

公开于本背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于控制活塞冷却机油喷射的装置与方法，其能够借助利用RPM、发动机负载以及油温设定的动力补偿映射、目标油压曲线以及温度补偿映射来确定目标油压，并且对所确定的目标油压与当前油压进行比较与控制来确定用于冷却活塞的机油喷射阀的打开程度，从而提高活塞的性能和燃料效率。

在一示例性实施方案中，一种用于控制活塞冷却机油喷射的装置包括：主油道，其被供应有机油；机油喷射通道，其形成机油喷射路径以使得流经所述主油道的机油被导入所述机油喷射通道并且朝着活塞的下部喷射；机油喷射阀，其打开所述机油喷射路径以将供应至所述主油道的机油导入至所述机油喷射通道中；以及控制器，其电连接至所述机油喷射阀，所述控制器借助对应于RPM和发动机负载的第一因数值、通过预定的目标油压曲线确定的第二因数值以及对应于RPM和所述主油道内的油温的第三因数值来确定目标油压，并且利用所述目标油压控制所述机油喷射阀的打开程度。

所述控制器可以包括：动力补偿映射设定装置，其允许设定第一因数值；目标油压曲线设定装置，其允许设定第二因数值；温度补偿映射设定装置，其允许设定第三因数值；以及确定装置，其配置为通过将第一压力值与第二压力值相加来确定目标油压，通过将相同RPM状态下的第一因数值和第二因数值相乘得到第一压力值，通过第二因数值和第三因数值之差得到第二压力值。

所述动力补偿映射设定装置可以允许根据由RPM检测装置检测的RPM和该RPM下的发动机负载来设定第一因数值。

所述目标油压曲线设定装置可以允许根据预定的目标油压曲线来设定对应于由RPM检测装置检测的RPM的第二因数值。

所述温度补偿映射设定装置可以允许根据由RPM检测装置检测的RPM以及在该RPM下测量到的主油道内的油温来设定第三因数值。

所述机油喷射阀可以为电子式电磁比例控制阀。

所述控制器可以借助比例积分(PI)控制将所述目标油压与所述主油道内的当前油压和所述机油喷射通道内的油压进行比较，并且控制所述机油喷射阀的打开程度。

在另一示例性实施方案中，一种用于控制活塞冷却机油喷射的方法包括：利用RPM、发动机负载以及主油道内的油温设定第一因数值、第二因数值和第三因数值；以及通过将相同RPM状态下的第一因数值和第二因数值相乘确定第一压力值，通过相同RPM状态下的第二因数值和第三因数值之差确定第二压力值，并且通过将第一压力值与第二压力值相加确定目标油压。