一种机油温控旁通阀及设有该阀的发动的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种机油温控旁通阀，包括：外壳体（1），其下端为进油口，侧壁上沿轴向设有第一出油口（1-1）、第二出油口（1-2）和第三出油口（1-3），上端为第四出油口（1-4）；上导向套（2），设有上弹簧（3），其下端封闭且位于所述第一出油口（1-1）与第二出油口（1-2）之间，侧壁上设有导通油口（2-1）；下导向套（4），设有下弹簧（5），所述上弹簧（3）的刚度大于所述下弹簧（5）；温控推杆组件，其推杆（7）支撑于所述下导向套（4）。该阀将机油温度控制阀与机油旁通阀有机的集成为一体，不但能够很好地切换机油走向，控制机油温度，同时还具有旁通限压功能，其结构紧凑、体积小、重量轻，有利于发动机布置和零部件的轻量化。
【专利说明】一种机油温控旁通阀及设有该阀的发动机
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机【技术领域】，特别是发动机的机油控制阀。本发明还涉及设有所述机油控制阀的发动机。
【背景技术】
[0002]发动机运行过程中，机油温度和流量是两个非常重要的指标，温度直接影响到机油的粘度，从而影响发动机摩擦功、零部件之间的摩擦磨损；流量常以压力的形式体现，供油量的多少直接影响到发动机能否正常工作。
[0003]在发动机运转过程中，机油最佳温度为90_105°C之间。若油温过低，例如在冷启动及暖机时或低负荷运行情况下，受环境温度的影响，机油温度在夏季一般不会超过40°C，在冬季会达到_25°C，甚至更低，柴油机机油以矿物油为主，粘度受温度影响较大(与合成机油相比)，低温导致润滑油粘度大，流动性差，运动零件摩擦阻力大，不仅磨损率较高，而且发动机功率损耗大，油耗增加；若机油温度过高，则油膜厚度不足，机油老化速度加快。
[0004]请参考图1，图1为一种典型的发动机润滑原理图。
[0005]如图所示，控制发动机润滑油工作在最佳温度的机油温控装置是机油温控阀(又叫机油节温器，图中未示出)，该阀在机油温度低于设定值时，控制机油不经过机油冷却器直接进入主油道，机油冷却器是润滑系统中容易堵塞的部件之一，一旦堵塞，必须有旁通油路为发动机提供润滑，否则在很短时间内，发动机就会因化瓦等故障失效。
[0006]为防止润滑系统机油供应不足，在可能的风险零件处通常设置有机油旁通阀，在该零件(如机油冷却器)发生堵塞或故障时，机油从另外的通道进入需要润滑的部位，以保证主油道供油量的充足。
[0007]现有技术中，发动机上虽然设有机油温度控制阀和机油旁通阀，但是机油温度控制阀与机油旁通阀为相互独立的两个阀，不仅需要分别进行加工、制造，而且需要设计相应的油道单独安装，由于零部件数目较多、集成性较差，导致发动机机体加工与阀体安装十分复杂。
[0008]因此，如何对机油温度控制阀和机油旁通阀进行集成设计，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0009]本发明的第一目的是提供一种机油温控旁通阀。该阀将机油温度控制阀与机油旁通阀有机的集成为一体，不但能够很好地切换机油走向，控制机油温度，同时还具有旁通限压功能，其结构紧凑、体积小、重量轻，有利于发动机布置和零部件的轻量化。
[0010]本发明的第二目的是提供一种设有所述机油温控旁通阀的发动机。
[0011]为实现上述目的，本发明提供一种机油温控旁通阀，包括:
[0012]外壳体，其下端为进油口，侧壁上沿轴向设有第一出油口、第二出油口和第三出油口，上端为第四出油口；[0013]上导向套，与所述第四出油口之间设有上弹簧，其下端封闭且位于所述第一出油口与第二出油口之间，侧壁上设有与所述第一出油口相对应的导通油口 ；
[0014]下导向套，与所述上导向套之间设有下弹簧，所述上弹簧的刚度大于所述下弹簧；其处于下位时，密封所述第三出油口，其处于上位时，密封所述第二出油口 ；
[0015]温控推杆组件，与所述外壳体相对固定，其推杆支撑于所述下导向套。
[0016]优选地，所述外壳体的外圆周面上设有分别位于所述第三出油口上方和下方的定位环。
[0017]优选地，所述温控推杆组件包括推杆以及驱动所述推杆伸缩的蜡包。
[0018]优选地，所述蜡包的壳体通过支架与所述外壳体相对固定。
[0019]优选地，所述推杆外围设有空心固定螺柱，所述固定螺柱的下端穿过支架旋入所述蜡包的壳体。
[0020]优选地，所述支架呈“V”字形，其分叉的两端与所述外壳体下端焊接连接；所述支架、固定螺柱和蜡包与外壳体相对固定。
[0021]优选地，所述第一出油口、第二出油口和第三出油口分别在所述外壳体上沿周向分布。
[0022]优选地，所述第一出油口、第二出油口和第三出油口为方形孔、矩形孔或圆形孔。
[0023]为实现上述第二目的，本发明还提供一种发动机，包括发动机机体和机油控制阀，所述机油控制阀为上述任一项所述的机油温控旁通阀。
[0024]优选地，所述机体上开设有安装所述机油温控旁通阀的通道；所述机油温控旁通阀通过定位环与通道内壁的配合定位，其外壳体与通道内壁之间形成环形油道，上端支撑于所述通道通往主油道的内端，第三油口与所述通道内壁上通往机油冷却器的油口相对应。
[0025]本发明所提供的机油温控旁通阀，将机油温度控制阀与机油旁通阀集成为一体，两者不仅共用一个外壳体，而且通过独特的控制方式和油路设计，使其能够协调动作，外壳体设有一个进油口和四个出油口，并且由不同刚度的上弹簧和下弹簧分别支撑上导向套和下导向套，在温控推杆组件、弹簧和油压的控制下，导向套上下移动控制各出油口，使其具有机油直接进入主油道、机油进入机油冷却器后再进入主油道，以及机油冷却器堵塞时直接进入主油道三种不同的工作状态，采用一个这样的集成阀即可实现机油温度控制阀与机油旁通阀的联用功能，由于具有良好的集成性，因此不需要分别加工、制造，也不需要设计相应的油道单独安装，可整体安装于同一位置，其结构紧凑，零部件数量大幅减少，为节省空间和重量以及简化发动机机体加工与阀体安装提供了十分便利的条件。
[0026]在一种优选方案中，所述外壳体的外圆周面上设有分别位于所述第三出油口上方和下方的定位环。该定位环一方面在安装时，能够与发动机机体上的通道内壁过盈配合，从而实现对机油温控旁通阀的定位，另一方面，在安装之后，能够起阻挡作用，使第三出油口外围的环形油道相对独立，避免与进油口和其他出油口连通。
[0027]本发明提供的发动机设有所述机油温控旁通阀，由于所述机油温控旁通阀具有上述技术效果，设有该机油温控旁通阀的发动机也具备相应的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】[0028]图1为一种传统的发动机润滑原理图；
[0029]图2为本发明所提供机油温控旁通阀的润滑原理图；
[0030]图3为本发明所提供机油温控旁通阀的一种【具体实施方式】的分解图；
[0031]图4为图3所示机油温控旁通阀在发动机机体上的安装示意图；
[0032]图5为图4的局部放大示意图；
[0033]图6为机油温控旁通阀处于第一工作状态时的机油走向示意图；
[0034]图7为机油温控旁通阀处于第二工作状态时的机油走向示意图；
[0035]图8为机油温控旁通阀处于第三工作状态时的机油走向示意图。
[0036]图中:
[0037]1.外壳体1-1.第一出油口 1-2.第二出油口 1-3.第三出油口 1-4.第四出油口
2.上导向套2-1.导通油口 3.上弹簧4.下导向套4-1.横撑5.下弹簧6.蜡包7.推杆8.支架9.空心固定螺柱10.定位环11.发动机机体12.通道13.油口
【具体实施方式】
[0038]本发明的核心是在保证油路控制功能的前提下，对机油温度控制阀和机油旁通阀进行一体化设计，从而达到精简零部件、缩小体积、减轻重量、简化加工制造和安装等目的。
[0039]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细说明。
[0040]请参考图2、图3，图2为本发明所提供机油温控旁通阀的润滑原理图；图3为本发明所提供机油温控旁通阀的一种【具体实施方式】的分解图。
[0041]在一种【具体实施方式】中，本发明提供的机油温控旁通阀，主要由外壳体1、上导向套2、上弹簧3、下导向套4、下弹簧5、温控推杆组件等部件构成。
[0042]外壳体I呈圆筒形，其下端为进油口，侧壁上沿轴向自上而下设有第一出油口1-1、第二出油口 1-2和第三出油口 1-3，上端为第四出油口 1-4，第一出油口 1-1、第二出油口 1-2和第三出油口 1-3为方形孔或矩形孔，其数量分别为四个，在周向上均匀分布。
[0043]上导向套2为铜套，位于外壳体I内部，其尺寸较短，与外壳体I上下滑动配合且两者的接触在滑动过程中能够保持密封，上导向套2的下端封闭且位于第一出油口 1-1与第二出油口 1-2之间，从内部将第一出油口 1-1与第二出油口 1-2隔开，并且在侧壁上设有与第一出油口 1-1相重合的导通油口 2-1。
[0044]外壳体I的上端呈收口状，上弹簧3的一端支撑在环形收口部位，另一端支撑在上导向套2内部。
[0045]下导向套4也为铜套，同样位于外壳体I的内部，其尺寸较长，与外壳体I上下滑动配合且两者的接触在滑动过程中能够保持密封，下弹簧5位于上导向套2与下导向套4之间，当下导向套4处于下位时，密封第三出油口 1-3，当下导向套4处于上位时，密封第二出油口 1-2。
[0046]温控推杆组件主要由蜡包6、推杆7、支架8和空心固定螺柱9等部件构成，用于感应机油温度，并在机油温度发生变化时，通过推杆7的伸缩，使下导向套4随温度的变化而上下移动。
[0047]支架8呈“V”字形，其分叉的两端与外壳体I下端焊接连接，推杆7位于空心固定螺柱9内部，空心固定螺柱9的下端穿过支架8与蜡包壳体(铜质)相连接，使蜡包壳体通过支架8与外壳体I相对固定，石蜡膨胀时可推动推杆7移动，推杆7上端支撑在下导向套4进油口的径向横撑4-1上。
[0048]根据发动机不同的用途，使用机油的不同特性，机油温控旁通阀的控制温度可以根据应用进行调节，通过调节蜡包内的石蜡成分和体积就可以使控制温度变高变低。
[0049]需要重点说明的是，上弹簧3的刚度要大于下弹簧5，这里的“大于”指下弹簧5起作用时不影响上弹簧3，即上弹簧3与下弹簧4的刚度并不在同一等量级，上弹簧3在下弹簧4伸缩时并不会发生变形，只有在超高的机油压力下，上弹簧3才会回缩。
[0050]请参考图4、图5,图4为图3所示机油温控旁通阀在发动机机体上的安装示意图；图5为图4的局部放大示意图。
[0051]外壳体I的外圆周面上设有两道定位环10，分别位于第三出油口 1-3上方和下方，大体位于外壳体I中部和下部。
[0052]定位环10 —方面在安装时，能够与发动机机体11上通道12的内壁过盈配合，从而实现对机油温控旁通阀的定位，另一方面，在安装之后，能够起阻挡作用，使第三出油口1-3外围的环形油道相对独立，避免与进油口和其他出油口连通。
[0053]发动机机体上开设有安装机油温控旁通阀的通道12，机油温控旁通阀通过定位环10与通道12内壁的配合定位，其外壳体I与通道12内壁之间形成环形油道，上端支撑于通道12通往主油道的内端，第三油口 1-3与通道12内壁上通往机油冷却器的油口 13相对应。
[0054]如果以上导向套2密封的下端面为界，则外壳体I的上半部分为压力控制部分，下半部分为温度控制部分，在发动机运行过程中，当机油温度低于90°C时，机油不经过机油冷却器，直接进入机体主油道，保持较高的机油温度，并使机油快速升温，缩短机油加热时间；当机油温度超过90°C时，温度控制部分动作，使机油经过机油冷却器后再进入主油道，防止机油温度过高，粘度过低，老化过快；而当机油冷却器故障时，主油道压力降低，在压差作用下，压力控制部分打开，继续向主油道供油。
[0055]请参考图6、图7、图8，图6为机油温控旁通阀处于第一工作状态时的机油走向示意图；图7为机油温控旁通阀处于第二工作状态时的机油走向示意图；图8为机油温控旁通阀处于第三工作状态时的机油走向示意图。
[0056]如图所示，在发动机机油温度较低时，机油温控旁通阀处于常态，下导向套4处于下位，将第三出油口 1-3封闭，机油从底部支架8的空隙进入外壳体I内部，然后从第二出油口 1-2流出外壳体1，接着沿环形油道向上经过第一出油口 1-1流回外壳体I内部，最后从第四出油口 1-4进入主油道，由于机油不经过机油冷却器直接进入发动机机体，因此能够使机油快速升温。
[0057]当机油温度升高到90°C时，蜡包6中的石蜡开始融化膨胀，推动推杆7克服下弹簧5的弹力，从而推动下导向套4向上移动，将第二出油口 1-2密封，使第二出油口 1-2不再有机油流出，下导向套4向上移动后，其下端的第三出油口 1-3同时被打开，此时机油从第三出油口 1-3流出，进入到机油冷却器进行冷却，保证机油在90-105°C的最佳工作温度工作。
[0058]当机油冷却器堵塞导致发动机油压高于上弹簧3压力时，上弹簧3被压缩，上导向套2在高压油的推力下向上移动，其密封的下端面大体位于第一出油口 1-1的中间位置，使第一出油口 1-1处于半开启状态，由于其上的导通油口 2-1与第一出油口 1-1处于半重合状态，因此高压机油经过第一出油口 1-1的下半部分流出外壳体I后，能够从第一出油口1-1的上半部分和上导向套2的导通油口 2-1流回外壳体I内部，最后从第四出油口 1-4流入发动机主油道，保护发动机润滑系统能够正常工作，既提高了发动机的燃油经济性，又保证了发动机运行的可靠性。
[0059]上述机油温控旁通阀将机油温度控制阀和机油旁通阀集成在一起，不但能够很好地实现机油旁通，控制机油温度，而且同时实现了限制机油压力的作用，其体积紧凑，节省空间，更有利于发动机布置，使零部件轻量化，降低发动机油耗与磨损，实现了经济性与可靠性的双赢。
[0060]当然，上述实施例仅是本发明的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，上导向套2与外壳体I的密封可采用钢球来实现，或者温控推杆组件采用电控方式实现等等。这些都是与本发明实施例等同的技术方案，由于可能实现的方式较多，就不再一一举例说明。
[0061]由于上述实施例中已包含了设有机油温控旁通阀的发动机，因此对本发明所提供的发动机就不再赘述。
[0062]以上对本发明所提供的机油温控旁通阀和发动机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种机油温控旁通阀，其特征在于，包括: 外壳体(1)，其下端为进油口，侧壁上沿轴向设有第一出油口(1-1)、第二出油口(1-2)和第三出油口(1-3)，上端为第四出油口(1-4)； 上导向套(2)，与所述第四出油口(1-4)之间设有上弹簧(3)，其下端封闭且位于所述第一出油口(1-1)与第二出油口(1-2)之间，侧壁上设有与所述第一出油口(1-1)相对应的导通油口(2-1)； 下导向套(4)，与所述上导向套(2)之间设有下弹簧(5)，所述上弹簧(3)的刚度大于所述下弹簧(5);所述下导向套(4)处于下位时，密封所述第三出油口(1-3)，所述下导向套(4)处于上位时，密封所述第二出油口(1-2)； 温控推杆组件，与所述外壳体(I)相对固定，其推杆(7)支撑于所述下导向套(4)。
2.根据权利要求1所述的机油温控旁通阀，其特征在于，所述外壳体(I)的外圆周面上设有分别位于所述第三出油口( 1-3)上方和下方的定位环(10)。
3.根据权利要求2所述的机油温控旁通阀，其特征在于，所述温控推杆组件包括推杆(7)以及驱动所述推杆(7)伸缩的蜡包(6)。
4.根据权利要求3所述的机油温控旁通阀，其特征在于，所述蜡包(6)的壳体通过支架(8)与所述外壳体(I)相对固定。
5.根据权利要求4所述的机油温控旁通阀，其特征在于，所述推杆(7)外围设有空心固定螺柱(9)，所述固定螺柱(9)的下端穿过支架(8)与蜡包(6)的壳体连接。
6.根据权利要求5所述的机油温控旁通阀，其特征在于，所述支架(8)呈“V”字形，其分叉的两端与所述外壳体(I)下端焊接连接；所述支架(8)、固定螺柱(9)和蜡包(6)与外壳体(I)相对固定。
7.根据权利要求2所述的机油温控旁通阀，其特征在于，所述第一出油口(1-1 )、第二出油口( 1-2)和第三出油口( 1-3)分别在所述外壳体(I)上沿周向分布。
8.根据权利要求7所述的机油温控旁通阀，其特征在于，所述第一出油口(1-1)、第二出油口( 1-2)和第三出油口( 1-3)为方形孔、矩形孔或圆形孔。
9.一种发动机，包括发动机机体和机油控制阀，其特征在于，所述机油控制阀为上述权利要求I至8任一项所述的机油温控旁通阀。
10.根据权利要求9所述的发动机，其特征在于，所述发动机机体(11)上开设有安装所述机油温控旁通阀的通道(12);所述机油温控旁通阀通过定位环(10)与通道(12)内壁的配合定位，其外壳体(I)与通道(12)内壁之间形成环形油道，上端支撑于所述通道(12)通往主油道的内端，第三油口( 1-3)与所述通道(12)内壁上通往机油冷却器的油口( 13)相对应。
【文档编号】F01M5/00GK103696824SQ201310721558
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】王贵琛, 王洪山, 房伟萍, 孙传利 申请人:潍柴动力股份有限公司