[发明专利]发动机活塞冷却喷嘴、发动机和工程机械

说明书

技术领域

本发明涉及发动机领域，具体而言，涉及一种发动机活塞冷却喷嘴、一种发动机和一种工程机械。

背景技术

随着发动机技术的日趋成熟，升功率也越来越大，为了防止发动机在运转过程中，活塞头部产生过大热负荷而变形，必须对其进行冷却。目前常规的活塞冷却喷嘴主要为机械式，仅靠机油压力控制冷却喷嘴阀的开度。而当活塞热负荷低时，由于冷却喷嘴只受机油压力的控制，依然可能会打开，造成活塞过冷，热效率降低、HC（Hydrocarbon，碳氢化合物）排放增加、活塞摩擦功增加。而在发动机低速高负荷时，喷油量少或不喷，活塞热负荷高，导致冷却不足，容易烧坏活塞。另外，有一部分活塞冷却喷嘴利用了油温和水温等信号作为辅助控制，但经过仔细分析研究发现，对于工况频繁变化工程机械而言，水温和油温由于比热容相对较大，导致其反映活塞温度变化的相应滞后，从而不能及时有效控制阀体的开度来满足活塞的实时冷却需求。

因此，需要一种新的冷却喷嘴，能够修正冷却过程，从而及时有效地控制阀体开度以满足活塞冷却需求。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种发动机活塞冷却喷嘴，能够修正冷却过程，从而及时有效地控制阀体开度以满足活塞冷却需求。

有鉴于此，本发明提出了一种发动机活塞冷却喷嘴，包括喷嘴阀和油量控制装置，其中：所述油量控制装置连接至所述喷嘴阀，并根据发动机气道或活塞的实时参数，控制所述喷嘴阀的喷油量。

在该技术方案中，根据发动机气道或活塞的实时参数来控制喷嘴阀的喷油量，能够更加准确地反映活塞的实时温度，而且相比检测油温和水温的控制方法，气道或活塞内的气体参数变化更接近于活塞的实时温度，进而可以很大程度上解决冷却活塞的滞后性。

在上述技术方案中，优选地，所述油量控制装置包括实时参数检测装置、控制器和执行器，其中：所述实时参数检测装置设置于发动机气道中或活塞上，用于检测所述发动机气道或所述活塞的实时参数；所述执行器连接至所述控制器和所述喷嘴阀的阀芯；所述控制器连接至所述实时参数检测装置和所述执行器，根据所述实时参数控制所述执行器，改变所述喷嘴阀的阀口开度，以控制所述喷嘴阀的喷油量。

在上述任一技术方案中，优选地，所述实时参数检测装置包括：设置在所述发动机气道中或所述活塞上的温度传感器，或设置在所述发动机气道中的压力传感器。

在上述任一技术方案中，优选地，所述实时参数检测装置还包括：设置在发动机冷却液中以获取冷却液温度的温度传感器。

在该技术方案中，通过检测发动机冷却液的温度，也可以间接获得发动机活塞的温度参数，将冷却液的温度与气道温度相结合进行控制，可以更加准确的控制喷嘴阀的喷油量。

在上述任一技术方案中，优选地，所述控制器包括引擎控制模块。

在该技术方案中，通过引擎控制模块控制整个发动机活塞冷却喷嘴，能够根据发动机中各个传感器的数据计算出最佳的喷油量，达到更好的冷却效果。

在上述任一技术方案中，优选地，所述执行器包括本体和推杆，其中：所述推杆的一端连接至所述本体，另一端连接至所述喷嘴阀的阀芯，能够在所述本体中进行往复直线运动，以配合所述阀芯的运动；所述本体连接至所述控制器和所述推杆，能够在所述控制器的控制下，向所述推杆施加与其运动方向相同或相反的作用力，以控制所述阀芯的移动距离，从而控制所述喷嘴阀的喷油量。

在该技术方案中，由本体向推杆施加作用力，从而推动或拖拽阀芯运动，其中，若需要加大冷却力度，则增大阀口开度，否则减小阀口开度，进而控制喷嘴阀的喷油量。

在上述任一技术方案中，优选地，所述喷嘴阀包括：弹性元件，套设在所述阀芯和所述执行器的所述推杆的外部，使所述阀芯始终保持处于初始状态的趋势。

在上述任一技术方案中，优选地，所述喷嘴阀的阀腔包括轴向腔和径向腔，所述喷嘴阀的阀芯设置在所述轴向腔中；液压油从所述轴向腔一端的进油口进入所述阀腔后，推动所述阀芯，以从所述径向腔一端的出油口流出。

在该技术方案中，液压油从进油口流入轴向腔，推动阀芯向远离进油口的方向运动，阀芯与轴向腔的内壁相接触使径向腔保持封闭，当阀芯在液压油的作用下使径向腔逐渐开启时，液压油开始从径向腔流出，达到对喷嘴阀的冷却。

在上述任一技术方案中，优选地，所述喷嘴阀还包括：阀体壳，设置在所述喷嘴阀外侧对应于所述出油口的位置，所述阀体壳中设置有喷射油道，能够与所述出油口相配合，将流出所述出油口的液压油通过所述喷射油道喷射至所述活塞。