用于活塞冷却的系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于活塞冷却的系统。提供用于冷却设置在发动机的汽缸内的活塞的系统和方法。接收自连接杆轴承和曲柄轴颈界面的油可以经由联接到活塞的连接杆中的内部管道被输送，其中所述内部管道在连接杆的中空凸缘内形成。然后，油可以经由外部喷口被喷射到活塞的底侧，从而能够实现连续的活塞冷却。
【专利说明】
用于活塞冷却的系统
技术领域
[0001 ]本公开涉及冷却设置在内燃发动机的汽缸内的活塞。
【背景技术】
[0002]内燃发动机的汽缸内的燃烧温度会导致汽缸过热以及设置在汽缸内的活塞过热。可以使用润滑系统通过朝活塞喷洒油来冷却活塞。
[0003]例如，活塞可以经由活塞冷却喷嘴来冷却，其中油被喷射到活塞的底侧处。示例活塞冷却组件由Chimonides等人在US6298810中进行了描述，其中油喷口位于发动机缸体上以将油供应到活塞的底侧。发明人在此已经意识到经由活塞冷却喷嘴来使活塞冷却的潜在问题。例如，活塞冷却喷嘴可以以联系方式运行，使得不断地从油喷口喷射冷却油。因此，由于活塞的往复式运动，较大比例的油可以被喷射而不会冷却活塞。例如，当活塞在汽缸中处于上止点位置时，相当部分的冷却油不会到达活塞。因此，会朝向活塞喷射较大量的油以有效地冷却活塞。因而，油栗的尺寸可以被设定为朝向活塞栗送较大体积的油。在此，较大尺寸的油栗会增加功率消耗并且因此降低发动机效率。
【发明内容】
[0004]发明人在此已经意识到以上问题并且已经开发一种至少部分地解决以上问题的一种方法。在一种示例方法中，方法可以包括经由活塞的连接杆中的内部通路将油输送到设置在发动机的汽缸内的活塞的底侧，所述内部通路在第一端处被流体联接到外部喷口，所述外部喷口位于连接杆的腕状销孔下方。以此方式，活塞可以被连续地冷却。
[0005]在另一示例中，系统可以包含:包括汽缸的发动机;在汽缸内往复运动的活塞;将活塞联接到曲轴的连接杆;连接杆的第一端，该第一端包括经由连接杆轴承被联接到曲轴的曲柄销的第一孔;连接杆的第二端，该第二端包括经由腕状销被联接到活塞的第二孔;连接杆的梁，该梁从连接杆的第一端到连接杆的第二端横跨一段距离，该梁包括腹板段(websect1n)、第一凸缘和第二凸缘，其中第一凸缘和第二凸缘中的每个均是中空的；内部凹槽，该内部凹槽在第一孔的内侧圆周的一部分上形成，该内部凹槽适于接收来自连接杆轴承上的油孔的油;第一凸缘内的第一通路，该第一通路将内部凹槽与第一喷口流体联接，第一喷口设置在连接杆的第二端处；以及第二凸缘内的第二通路，该第二通路将内部凹槽与第二喷口流体联接，该第二喷口设置在远离第一喷口的连接杆的第二端处。
[0006]以此方式，可以在压力油较少浪费的情况下有效地冷却内燃发动机中的汽缸的活塞。通过以连续方式将油输送到活塞的底侧，活塞可以在其在汽缸内的整个行程期间被冷却。因此，可以减少活塞劣化的可能性。进一步地，由于活塞经由接收自连接杆轴承的油来冷却，所以油栗的尺寸可以被设置地更小，从而实现功率消耗降低的技术效果。总的来说，可以增强发动机运转并且可以改善发动机性能。
[0007]当单独或结合附图时，根据以下的【具体实施方式】，本说明书的以上优点和其他优点和特征将是显而易见的。
[0008]应理解的是，以上
【发明内容】
被提供用于以简化形式引入一些概念，这些概念在【具体实施方式】中进一步描述。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或重要特征，所要求保护的主题的范围由随附的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在该公开的任何部分中提到的任何缺点的实施方式。此外，发明人在此已经意识到以上问题并且以上问题不被承认是公知的。
【附图说明】
[0009]图1示出发动机内的示例汽缸的示意描述。
[0010]图2描述经由四缸发动机中的连接杆联接到活塞的曲轴的透视图。
[0011]图3是根据本公开的第一实施例的发动机(诸如图1的发动机)中的活塞冷却的示意描述。
[0012]图4示意性地描绘本公开的第一实施例中的单个连接杆及关联活塞。
[0013]图5是图示说明本公开的第一实施例中的至活塞的油流的示例流程图。
[0014]图6是根据本公开的第二实施例的发动机中的活塞冷却的示意描述。
[0015]图7图示说明联接到曲轴的活塞的透视图。
[0016]图8描绘了根据本公开的第二实施例的经由外部管的活塞冷却的示意视图。
[0017]图9示出在邻近曲柄销的曲轴的颊板(cheek)上形成的容纳油的环形凹槽。
[0018]图10是连接杆的透视图，沿着连接杆的跨度设置有外部管。
[0019]图11是图10的连接杆的第一端的放大视图，描绘了在连接杆的第一端上围绕孔形成的环形凹槽。
[0020]图12是图示说明经由本公开的第二实施例的活塞冷却的示例流程图。
【具体实施方式】
[0021 ]以下详细描述涉及冷却设置在车辆中的发动机汽缸内的活塞，该汽缸诸如图1中描述的发动机中所示的示例汽缸。示例发动机可以包括联接到汽缸的活塞的曲轴。例如，发动机可以是包括四个活塞的四缸发动机，所述四个活塞如图2中所示经由相应的连接杆联接到曲轴。在第一实施例中，基本横跨对应连接杆的长度的一个或多个内部管道(conduit)可以传送油以冷却活塞(图3)。在第一实施例中，每个连接杆可以被形成以包括腹板、第一中空凸缘和第二中空凸缘。所述一个或多个内部管道可以被结合在第一中空凸缘和第二中空凸缘内(图4)。内部管道中的每个可以从凹槽接收油，该凹槽在连接杆的第一端处的孔的内圆周上形成。油可以经由内部管道被引导至设置在连接杆的第二端上的孔下方的相应外部喷口。外部喷口然后可以朝向其对应活塞的底侧喷射经由内部管道接收的油(图5)。活塞冷却的第二实施例在图6中示出，其中外部管被联接到每个连接杆。外部管可以沿着连接杆的实质长度被联接(图10)。连接杆进而可以被联接到活塞(图7)。外部管接收来自在连接杆的大端处围绕孔形成的环形凹槽的油(图11)。在连接杆的第一端处的环形凹槽接收来自在曲轴的颊板上形成的环形凹槽的油(图9)，该颊板邻近(adjacent)连接杆的第一端上的环形凹槽。外部管将油朝活塞的基部进行引导(图8)并且朝活塞的基部喷射油(图12)。以此方式，发动机的活塞可以在其整个行程距离期间被冷却。
[0022 ]图1示出内燃发动机1中的示例汽缸30的示意描述。可通过包括控制器12的控制系统和经由输入装置130来自车辆操作者132的输入至少部分地控制发动机10。在该示例中，输入装置130包括加速器踏板和用于产生成比例的踏板位置信号PP的踏板位置传感器134。
[0023]发动机10的燃烧室30(也称为汽缸30)可包括燃烧室壁33，其中活塞36定位在燃烧室壁33中。活塞36可以被联接到曲轴40，使得活塞的往复运动转化成曲轴的旋转运动。曲轴40可以经由中间变速器系统(未示出)联接到车辆的至少一个驱动轮。进一步地，起动机马达可以经由飞轮(未示出)联接到曲轴40，以启用发动机10的起动运转。
[0024]燃烧室30可以经由进气通路42接收来自进气歧管44的进气空气，并且可经由排气歧管48和排气通路58排出燃烧气体。进气歧管44和排气歧管48能够经由相应的进气门52和排气门54与燃烧室30选择性地连通。在一些实施例中，燃烧室30可以包括两个或多个进气门和/或两个或多个排气门。
[0025]在图1的示例中，进气门52和排气门54可经由相应的凸轮致动系统51和53由凸轮致动来控制。凸轮致动系统51和53均可以包括安装在一个或多个凸轮轴上的一个或多个凸轮(图1中未示出)并且可利用可由控制器12运转的凸轮廓线变换(CPS)、可变凸轮正时(VCT),可变气门正时(VVT)和/或可变气门升程(VVL)系统中的一个或多个以改变气门操作。进气凸轮轴和排气凸轮轴的角位置可以分别由位置传感器55和57进行确定。在替代实施例中，进气门52和/或排气门54可以由电子气门致动来控制。例如，汽缸30可以可替代地包括经由电子气门致动控制的进气门和经由包括CPS和凸轮致动控制的排气门。
[0026]燃料喷射器66被示为直接联接至燃烧室30，以便经由电子驱动器99与从控制器12接收的信号FPW的脉冲宽度成比例地将燃料直接喷射进其中。以此方式，燃料喷射器66提供被称为进入燃烧室30内的燃料直接喷射。燃料喷射器例如可以安装在燃烧室的侧面中或者安装在燃烧的顶部中。燃料可以通过包括燃烧箱、燃料栗和燃料轨的燃烧系统(未示出)而被输送到燃料喷射器66。在一些实施例中，燃烧室30可以替代地或者附加地包括设置在进气歧管44中的燃烧喷射器，该配置提供所谓的到燃烧室30上游的进气道中的燃料的进气道喷射。
[0027]在选择的运转模式下，点火系统88能够响应于来自控制器12的火花提前信号SA经由火花塞91提供点火火花到燃烧室30。虽然示出火花点火部件，但是在一些实施例中，燃烧室30或者发动机10的一个或多个其他燃烧室可以在有或者没有点火火花的压缩点火模式中运转。
[0028]发动机10被示为自然吸气式发动机。替代地，发动机10可以是强制进气发动机并且可以包括诸如涡轮增压器或者机械增压器的压缩装置，该压缩装置包括沿着进气通路42设置的至少一个压缩机。对于涡轮增压器，压缩机可以至少部分由沿着排气通路58设置的排气涡轮(例如，经由轴)来驱动。压缩机可以抽吸来自进气通路42的空气，以供应到压缩机下游的升压室。排气可以使排气涡轮旋转，该排气涡轮经由轴联接到压缩机。对于机械增压器，压缩机可以至少部分由发动机和/或电机来驱动并且可以不包括排气涡轮。可以在涡轮增压器中的排气涡轮两端联接废气门。具体地，废气门可以被包括在联接在排气涡轮的进口和出口之间的旁通通路中。通过调节废气门的位置，可以控制由排气涡轮提供的升压量。
[0029]进气歧管44被示为与具有节流板64的节气门62连通。在该特定的示例中，节流板64的位置可以由控制器12经由提供到包括有节气门62的电动马达或致动器(图1中未示出)的信号来改变，该配置通常被称为电子节气门控制(ETC)。节气门位置可以通过电动马达经由轴来改变。节气门62可以控制从进气升压室46到进气歧管44和燃烧室30(以及其他发动机汽缸)的气流。节流板64的位置可以通过来自节气门位置传感器158的节气门位置信号TP而被提供到控制器12。
[0030]排气传感器126被示为联接到排放控制装置70上游的排气歧管48。传感器126可以是用于提供排气空燃比的指示的任何合适的传感器，诸如线性氧传感器或UEGO(通用或宽域排气氧)、双态氧传感器或EG0、HEG0(加热型EGO)、N0x、HC或者CO传感器。排放控制装置70被示为沿着排气传感器126和排气涡轮92的下游的排气通路58设置。装置70可以是三元催化剂(TWC)、Ν0χ捕集器、各种其他排放控制装置或它们的组合。
[0031]排气再循环(EGR)系统(未示出)可以用于将来自排气通路58的期望部分的排气传送到进气歧管44。替代地，通过控制排气门和进气门的正时，一部分燃烧气体可以被保留在燃烧室中作为内部EGR。
[0032]发动机10还包括润滑系统300，该润滑系统300可以额外地用于冷却发动机的各种部件，包括曲轴40、活塞36和可选的涡轮增压器。润滑系统300包括油栗180、保持在曲轴箱(未示出)中的油底壳(未示出)以及至少一个活塞冷却组件(未示出)。在一个示例中，曲轴箱可以被定位在曲轴40的下面。油栗180能够被联接到曲轴40以提供旋转动力，从而经由油栗180来使油流运行。在另一示例中，油栗180可以是电动栗。在替代实施例中，油栗可以是可变流量的油栗。应当理解的是可以实施任何适合的油栗构造来改变油压和/或油流率。在一些实施例中，油栗180没有被联接到曲轴40，而可以被联接到凸轮轴或者可以被不同的动力源(诸如马达或者类似物)来提供动力。油栗180可以包括附加的部件(图1中未描述)，诸如液压调节器、电液螺线管阀等。
[0033]控制器12在图1中被示为常规微型计算机，其包括微处理器单元(CPU)102、输入/输出端口(I/o) 104、只读存储器芯片(ROM) 106、随机存取存储器(RAM) 108、保活存储器(KAM)IlO和常规数据总线。控制器12命令各种致动器，诸如节流板64、燃料喷射器66等。控制器12被示为可接收来自联接到发动机10的传感器的各种信号，除先前讨论的那些信号夕卜，还包括:来自联接到冷却套管114的温度传感器112的发动机冷却液温度(ECT)联接到加速器踏板130用于感测由车辆操作者132调节的加速器位置的位置传感器134;来自联接到进气歧管44的压力传感器121的发动机歧管压力(MAP)的测量值;来自联接到曲轴40的霍尔效应传感器118(或其他类型)的表面点火感测信号(PIP);来自质量空气流量传感器120的进入发动机的空气质量的测量值;来自传感器158的节气门位置的测量值；以及来自EGO传感器126的空燃比(AFR)。在本说明书的优选方面，可用作发动机转速传感器的曲轴传感器118可以在曲轴的每转产生预定数目的等距脉冲，根据该预定数量的等距脉冲能够确定发动机转速(RPM)。此类脉冲可以被中继到控制器12作为以上提到的表面点火感测信号(PIP)0
[0034]存储介质只读存储器106能够用计算机可读数据进行编程，该计算机可读数据表示可以由处理器106执行用于执行本文未具体列出的各种方法的指令。
[0035]如上所述，图1仅仅示出多缸发动机的一个汽缸，并且每个汽缸具有其自身的一组进气门/排气门、燃料喷射器、火花塞等。在一个示例中，发动机10可以包括以直列式设置的四个汽缸。在另一示例中，发动机10可以包括以V型构造设置的六个汽缸。替代地，在不脱离本公开的范围的情况下，发动机10可以包括附加的汽缸或者更少的汽缸。
[0036]图2描述曲轴的透视图，该曲轴经由相应的连接杆而被联接到多个活塞。图2按比例绘制，但是也可以使用其他相对尺寸。图7至图11也是按比例绘制的，但是也可以使用其他相对尺寸。图2的曲轴可以是图1的发动机10中的曲轴40。进一步地，图2中的活塞可以与图1中描述的活塞(例如，活塞36)相同。又进一步地，图2的发动机10的每个活塞在设计上可以类似，并且被联接到发动机10中的相应活塞的每个连接杆202可以与图2中描述的其他连接杆类似。
[0037]图2的曲轴40可以在具有直列式构造的四缸发动机中使用，在直列式构造中，四个汽缸在单个排上对齐。因而，图2描绘沿着曲轴40的长度设置在单个排中的四个活塞36。然而，在不脱离本公开的范围的情况下，替代汽缸构造(诸如V-6、V-12、1-6等)可以被包括在发动机10中。
[0038]曲轴40具有带有曲柄突出部(cranknose)234的曲柄突出端230(也被称为前端)，该曲轴突出部用于安装带轮和/或用于安置谐波平衡器(未示出)以减小扭转振动。曲轴40进一步包括带有凸缘214的凸缘端215(也被称为后端)，该凸缘被配置为附接飞轮(未示出)。飞轮进而可以被联接到变速器(未示出)。以此方式，经由燃烧产生的能量可以从活塞传递到曲轴和飞轮，并且之后传递到变速器，由此向车辆提供原动力。
[0039]曲轴4O还可以包括多个曲柄销(也被称为轴颈)、腹板(也被称为颊板)和配重。在所描述的示例中，曲轴40包括前主轴承轴颈225和后主轴承轴颈227。除了在两端(前和后)处的这些主轴承轴颈之外，曲轴40还包括定位在前主轴承轴颈225和后主轴承轴颈227之间的三个主轴承轴颈223、221和219。因此，曲轴40具有五个主轴承轴颈，其中每个主轴承轴颈均与曲轴40的中心旋转轴线255对齐。每个主轴承轴颈支承被配置为使曲轴40能够旋转同时还向曲轴提供支承的主轴承。在替代实施例中，曲轴可以具有多于五个主轴承轴颈或者少于五个主轴承轴颈。
[0040]第一腹板218(也被称为第一颊板218)界定(border)曲柄销(未标出)和连接杆202的对应第一端250。与第一颊板218相反定位的第二腹板244(也被称为第二颊板244)界定曲柄销和在第一颊板208的相反侧上的连接杆202的第一端250。尽管未示出，连接杆202的第一端250可以被联接到定位在第一腹板218和第二腹板244之间的曲柄销。因此，连接杆202将对应的活塞36联接到曲轴40。第一腹板218和第二腹板244可以支承设置在第一腹板218和第二腹板244中间的曲柄销。进一步地，第一腹板218和第二腹板244中的每个可以被机械联接到相应的配重220以阻尼曲轴40中的振荡。
[0041]现在转向图3，其示意性地示出用于发动机10中的活塞冷却的第一实施例。发动机10被描述为包括图2的曲轴40的四缸发动机。具体地，图3的曲轴40可以与图2的曲轴40相同。因此，图3中描述的许多部件可以与稍早前参照图1和图2中描述的部件相同。因而，这些部件可以被类似地编号并且将不再介绍。还应注意的是，重复的部件(例如，所有的外部喷口)可以在整个图3中未被编号。
[0042]多个活塞36中的每个被设置在图3的发动机10中的对应汽缸内。因此，发动机10包括四个汽缸:第一汽缸30、第二汽缸32、第三汽缸34和第四汽缸38。如图3中所示，四个汽缸被定位在曲轴40上方。在本文中，“上方”指示当发动机10被定位在位于平坦道路上的车辆中时，曲轴40上方的(相对于重力)竖直方向。
[0043]除了参照图2介绍的主轴承轴颈外，曲轴40还包括四个曲柄销，每个被标记为222。曲柄销被设置成从曲柄突出端230到凸缘端215。由于发动机10是四缸发动机，所以曲轴40包括四个曲柄销，每个曲柄销被联接到四个连接杆中的一个。具体地，曲柄销222可以均被机械且枢转地联接到相应的活塞连接杆202，并且由此联接到相应的活塞36。应当理解的是，在发动机运转期间，曲轴40围绕中心旋转轴线255旋转。
[0044]如较早前描述的，每个曲柄销222可以由对应的第一腹板218和第二腹板244支承。腹板(例如，第一腹板218和第二腹板244)中的每个可以进一步将每个曲柄销联接到主轴承轴颈。为了详细阐述，在第一汽缸30的示例中，第一腹板218可以将曲柄销222联接到前主轴承轴颈225，而第二腹板244可以将曲柄销222联接到主轴承轴颈223。类似地，在第二汽缸32的示例中，第一腹板218可以将关联的曲柄销222联接到主轴承轴颈223，而第二腹板244可以将关联的曲柄销222联接到主轴承轴颈221。
[0045]图3还图示说明了较早前参照图1介绍的润滑系统300。润滑系统包括油栗180，该油栗180可以被流体联接到油道320。进一步地，油栗180将来自曲轴箱内的油底壳(未示出)的油栗送到油道320。油道320将处于压力的油270供应到发动机10的多个部件，包括曲轴40、一个或多个凸轮轴及其相关部件(包括摇臂、挺柱等)以及涡轮增压器系统的部件。具体地，油270可以经由发动机缸体中的通路被输送到在曲轴40中钻出的多个油通路。如图3中所示，油270可以经由补充管道248被输送到曲轴40的每个主轴承轴颈。虽然描述了单个油道320，但是可以包括附加的油道。
[0046]在每个主轴承轴颈内钻出内部油通路246并且该内部油通路246还被流体联接到对应的补充管道248。因此，每个内部油通路246经由其对应的补充管道248接收来自油道320的油。进一步地，每个内部油通路246可以从其关联的主轴承轴颈延伸通过曲轴的邻近(例如，相邻)腹板进入曲柄销。例如，参照第一汽缸30，前主轴承轴颈225中的内部油通路246从前主轴承轴颈225延伸通过相邻第一腹板218进入与第一汽缸30关联的曲柄轴颈222。在另一示例中，参照第三汽缸34，内部油通路246接收来自其相应的补充管道248的进入主轴承轴颈219中的油并且经由相邻第二腹板244将该油引导至相邻曲柄轴颈222。联接至主轴承轴颈和曲轴轴颈中的每个的轴承因此可以被润滑。具体地，可以在每个曲柄轴颈和主轴承轴颈上形成油孔，以将来自内部油通路246的油传递到连接杆轴承和/或主轴承。因此，油可以流过轴颈进入对应的轴承，并且可以在轴颈和其对应的轴承之间形成油膜，从而提供润滑。油可以被迫使连续通过曲轴的各个轴承。进一步地，当油离开轴承并且下落(如由油滴292所示)到曲轴箱(未示出)中的油底壳(未示出)中时，油可以从每个轴承向外逸射(cast)。应当注意的是，如带点的区域示出含油的区段(诸如，油道320、内部通路246、油滴292等)。
[0047]本公开中描述的每个实施例捕集来自曲轴的连接杆轴承和/或轴颈的一部分油并且将该部分油朝向每个活塞的底侧输送，从而冷却活塞。
[0048]在图3中所示的活塞冷却的第一实施例中，发动机10的每个连接杆202可以被形成为包括一个或多个中空凸缘。内部管道可以被形成在每个中空凸缘内。在所描述的示例中，每个连接杆202包括两个中空凸缘，每个中空凸缘含有一个内部管道。因此，连接杆202可以包括两个内部管道(如图4中所示)。图3的示意描述示出每个连接杆202内的第一内部管道282。尽管第二内部管道可以存在于连接杆202内，但是其没有在图3的该示意性示例中进行描述。第一内部管道282可以接收来自连接杆轴承的油。具体地，在连接杆202的第一端250处的第一孔的内圆周上在连接杆轴承后面形成的凹槽(图3中未示出)可以捕获来自其关联的连接杆轴承的油。第一内部管道282进而被流体联接到该凹槽并且因此可以将来自该凹槽的油朝向连接杆202的第二端260引导。油可以经由外部喷口 458朝每个活塞36的底侧290进行喷射，该外部喷口 458被流体联接到第一内部管道282。第一内部管道282可以被联接到附加的外部喷口。如图3中所示，第一内部管道282可以被流体联接到两个外部喷口458和358 ο外部喷口可以被定位在连接杆202的第二端260处。
[0049]应当注意的是，在图3中针对第一汽缸30指出了以上描述的部件。然而，尽管没有被具体的指出或者被编号，但图3的每个汽缸可以包含类似的部件，包括带有一个或多个内部管道以及一个或多个外部喷口的连接杆。
[0050]如示意性示出的，从每个外部喷口喷射的油(如带点的弧所示)可以被引向每个活塞36的底侧290。具体地，外部喷口可以被形成且被定位成使得大量的油能够从外部喷口的开口(或者出口)被输送到活塞36的基部。因此，油喷射可以不受任何部件的阻扰。油喷射可以向活塞提供冷却并且可以最终回落到曲轴箱中的油底壳中。因此，活塞可以将热传递到油。进一步地，由于以连续的方式朝向活塞36的底侧喷射来自每个外部喷口的油，所以活塞可以在其从上止点(TDC)位置行进到下至点(BDC)位置并且返回时被连续地冷却。具体地，即使当活塞处于TDC位置时，活塞也可以被冷却。
[0051]因此，设置在发动机10的四个汽缸(或其他数量的汽缸)中的每个活塞36可以通过设置在关联的连接杆的中空凸缘内的一个或多个内部管道而被冷却。
[0052]现在转向图4，其示意性地示出联接到对应活塞36的单个连接杆202。图4的连接杆202可以与图3中的发动机1的多个连接杆202中的一个连接杆相同。类似地，图4的活塞36可以与联接到图3中的曲轴40的多个活塞中的一个活塞相同。先前在图3中介绍的部件在图4中可以被类似地编号。
[0053]连接杆202包括第一端250、第二端260和梁437，其中第一端250朝向连接杆的曲柄销端形成，第二端260朝向连接杆的活塞端形成。连接杆的梁437可以从连接杆202的第一端250延伸到连接杆的第二端260。换言之，梁437可以从第一端250横跨一段距离直到连接杆202的第二端260。
[0054]连接杆的第一端250(也被称为大端)包括孔438，该孔438可以被联接到曲轴的曲柄销(也被称为曲柄轴颈)。因此，孔438可以围绕(并且被联接到)曲轴的曲柄销。为了详细阐述，在第一端250处的孔438可以包围连接杆轴承436，该连接杆轴承436进而围绕曲轴(例如，图2和图3的曲轴40)的对应曲柄轴颈432。因此，孔438的内侧圆周可以与连接杆轴承436共面接触。
[0055]油470的膜(例如，1-2微米)可以存在于连接杆轴承436和曲柄轴颈432之间，从而为连接杆和曲轴的运动提供润滑。因此，油膜可以存在于连接杆轴承436和曲柄轴颈432之间的界面处。因此，油膜可以减少连接杆轴承和曲柄轴颈之间的直接接触，并且因此可以减小摩擦。如较早前描述的，润滑连接杆轴承的油可以经由内部油通路246(图3中所示)从相邻主轴承轴颈接收。在曲柄轴颈中可存在油孔(未示出)以将来自内部油通路246的油输送到连接杆轴承。进一步地，连接杆轴承还可以包括油孔440。油孔440可以在不显著影响连接杆轴承和曲柄轴颈之间的油膜的厚度(例如，最小厚度)的位置处被置于连接杆轴承436中。进一步地，油孔440的位置还可以被选择为使得不显著影响油膜的压力(例如，最大压力)。
[0056]连接杆202的第一端250还包括螺栓448，该螺栓448在第一端250的横向边缘454和452处被安装在螺栓孔446中。具体地，两个螺栓448可以被包括在相应的螺栓孔446内。进一步地，每个螺栓孔446 (和对应的螺栓448)可以被定位在连接杆的第一端(例如，大端)的横向边缘(例如，横向边缘452和横向边缘454)处。如本领域已知的，连接杆202的第一端250可以被分开以使连接杆能够联接到曲柄轴颈。螺栓448可以被安装在螺栓孔446中以联接连接杆的分开的部分。
[0057]连接杆202的第二端260还包括含有腕状销434的孔462。该腕状销434可以能够实现在连接杆202和活塞36之间的联接。腕状销轴承也可以在第二端260处被包括在孔462内(未示出)。
[0058]梁437可以包括腹板384，该腹板384被联接到第一凸缘362和第二凸缘364。为了详细阐述，连接杆202包括梁437，该梁437可以被形成为由两个凸缘界定的腹板。插图410是连接杆202的梁434的在沿着线B-B’的横截面平面的横截面视图。如插图410中所示，连接杆202的腹板384由第一凸缘362和第二凸缘364侧接。第一凸缘362和第二凸缘364中的每个可以是中空的。进一步地，第一凸缘362和第二凸缘364中的每个可以是圆形的。通过使用圆形凸缘，连接杆可以被制造地更坚硬同时维持较低的重量。因此，中空凸缘可以具有更厚的壁，从而为连接杆提供可期望的刚度。在替代实施例中，连接杆的第一凸缘362和第二凸缘364中的每个可以是长圆形的。可以设想其他形状的第一凸缘和第二凸缘。
[0059]第一凸缘362和第二凸缘364中的每个可以包括内部管道，例如，在第一凸缘362中包括第一内部管道282，从而将来自第一端250的油朝向连接杆的第二端260引导。具体地，第一凸缘362包括第一内部管道282而第二凸缘包括第二内部管道382。每个内部管道在插图410中被描述为在其内具有油470(带点的区域)。
[0060]在一个示例中，连接杆可以被锻造成具有中空凸缘。在另一示例中，可以通过粉末冶金技术形成包含中空凸缘的连接杆。在又一个示例中，每个内部管道可以在连接杆中被钻出。
[0061]连接杆的中空凸缘内的每个内部管道可以被流体联接到在连接杆202的第一端250处的孔438的内侧圆周上形成的凹槽444。图10中示出孔438(孔在图10中被标记为1038)的内侧圆周1020的示例。凹槽444可以在孔438的一部分内侧圆周上形成。为了详细阐述，凹槽444可以不在孔438的整个内侧圆周上形成。进一步地，凹槽444可以被形成以接收来自连接杆轴承436的油孔440的油。因此，凹槽444可以被流体联接到连接杆轴承436的油孔440。还应理解的是，凹槽444可以远离螺栓孔446中的每个(例如，距离一段距离)而被形成。
[0062]插图420是通过连接杆202的第一端250处的凹槽444的在沿着线A-A’的横截面平面中的横截面视图。插图420示出凹槽444，该凹槽444包含油470并且在其底侧处被孔438界定。凹槽444在其他方面被连接杆202的第一端250的一部分围绕。因此，凹槽444仅仅经由油孔440接收油。由于横截面平面A-A’不穿过油孔，所有插图420中的凹槽444可以完全被孔438以及一部分第一端250所围绕。因此，在插图420中所示凹槽444未接收来自连接杆轴承和曲柄轴颈之间的油膜的油。应当注意的是，凹槽444可以用作油的储存器。
[0063]每个内部管道的第一端与凹槽444流体连通并且存储油470。具体地，第一凸缘362中的第一内部管道282的第一端488可以与凹槽444流体连通并且接收来自该凹槽444的油。类似地，第二凸缘364中的第二内部管道382的第一端486可以与凹槽444流体连通并且接收来自该凹槽444的油。来自凹槽444的压力油可以在每个内部管道内朝向连接杆202的第二端260流动。如图4中所示，每个内部管道从连接杆的第一端250处的凹槽444横跨连接杆的长度直到大致第二端260。
[0064]外部喷口可以被流体联接到每个内部管道的第二端。每个内部管道的第二端可以大致被定位在连接杆202的第二端260处。具体地，由于连接杆202的第二端260包括腕状销434，所以每个外部喷口可以被定位在腕状销434的下方。换言之，每个外部喷口可以被定位在第二端260处的孔462(也被称为腕状销孔462)的下方。在替代实施例中，每个内部管道的第二端可以被大致定位成邻近连接杆202的第二端260。
[0065]第一内部管道282的第二端487可以与外部喷口458流体联接，而第二内部管道382的第二端485可以与外部喷口 456流体联接。如图所示，外部喷口 458和456每个可以设置在腕状销434的下方(或者腕状销孔462的下方)。然而，相对于外部喷口 456的位置，外部喷口458可以被定位在分开且不同的位置处。换言之，外部喷口 458可以被定位成远离外部喷口456，但是每个外部喷口可以被设置在腕状销孔462的下方。可以想到外部喷口的其他位置以向活塞36的底侧290提供畅通的油流。进一步地，外部喷口 458和456中的每个可以被定位在连接杆202的第二端260处或者邻近该第二端260。以此方式，连接杆的凸缘内的每个内部管道将凹槽444流体联接到相应的外部喷口。具体地，第一内部管道282将凹槽444流体联接到外部喷口 458，而第二内部管道382将凹槽444流体联接到外部喷口 456。
[0066]每个外部喷口可以由能够承受曲轴箱内存在的状况的材料形成。例如，每个喷口可以由金属、耐热聚合物或者本领域已知的其他材料来形成。因此，每个外部喷口可以通过钻孔(未示出)被安装在连接杆的第二端260处。例如，钻孔可以包括螺纹，该螺纹匹配每个外部喷口的端部处的对应螺纹。在本文中，每个外部喷口可以利用螺纹被拧入连接杆202。钻孔可以实现每个外部喷口与连接杆的中空凸缘内的每个内部管道的相应第二端之间的流体连通。将外部喷口联接到它们相应的内部管道的其他方法也可以被采用。
[0067]所描述的示例示出流体联接到每个内部管道的单个外部喷口。为了详细阐述，第一内部管道282被流体联接到一个外部喷口 458，而第二内部管道382被描述为仅流体联接到外部喷口456。然而，在不脱离本公开的范围的情况下，额外的外部喷口可以被流体联接到每个内部管道。例如，第一内部管道可以被流体联接到除外部喷口 458外的额外的外部喷口。如图3中所描述的，第一内部管道282可以被联接到两个外部喷口(458和358)。换言之，连接杆的每个内部管道可以将油供应到一个或多个外部喷口。
[0068]进一步地，每个外部喷口可以将油喷射到活塞36的底侧290上的不同位置处。活塞36的底侧290可以包括基部区域465、第一侧区域467和第二侧区域469。外部喷口可以被定位在连接杆的第二端260处，使得外部喷口能够朝向活塞36的底侧290的所有区域喷射油。油喷射在图4中被描述为虚线473。因此，外部喷口(和外部喷口被安装在其中的钻孔)可以以特定角度进行定位，从而允许大部分的油喷射473到达活塞的基部区域465。来自每个外部喷口的油喷射473的较小部分可以到达活塞36的侧区域。例如，从外部喷口 456喷射的油的较小部分可以到达(并且冷却)第一侧区域467 ο类似地，从外部喷口 458喷射的油的较小部分可以到达(并且冷却)第二侧区域469。由外部喷口 456喷射的油可以朝向活塞36的基部区域465流动而没有来自外部喷口456的阻碍。类似地，由外部喷口 458喷射的油可以流动到活塞36的基部区域465而没有来自外部喷口 458的阻碍。因此，由每个喷口喷射的大部分量的油可以被接收在活塞36的基部区域465处。该油喷射可以冲击活塞36的基部区域465并且然后向下朝曲轴箱内的油底壳滴落。类似地，从每个外部喷口喷射的较小部分的油可以与活塞36的相应侧区域接触，从而提供冷却，并且然后向下朝曲轴箱内的油底壳滴落。
[0069]以此方式，油可以从连接杆轴承被连续地输送到关联活塞的底侧并且可以使活塞在整个活塞行程期间能够冷却。具体地，可以经由联接到连接杆内的一个或多个内部管道的一个或多个外部喷口朝向活塞的底侧连续喷射油。通过使用已经被提供到连接杆轴承的油，可以减小油栗上的寄生载荷。经由外部喷口喷射的油可以连续地到达活塞底侧，包括活塞的底侧的基部区域和侧区域。活塞在汽缸中的位置(例如，TDC、BDC或它们之间)不影响油喷射的到达，这是因为外部喷口被定位成直接将油输送到活塞的底侧。因此，油可以具体瞄准活塞的底侧。通过冷却活塞，可以增大发动机效率并且增强发动机性能。
[0070]因此，示例系统可以包含发动机，其包括:汽缸;在汽缸内往复运动的活塞;将活塞联接到曲轴的连接杆;连接杆的第一端(例如，大端)，该第一端包括经由连接杆轴承被联接到曲轴的曲柄销的第一孔;连接杆的第二端(例如，小端)，该第二端包括经由腕状销被联接到活塞的第二孔;连接杆的梁，该梁从连接杆的第一端到连接杆的第二端横跨一段距离，该梁包括腹板段、第一凸缘和第二凸缘，其中第一凸缘和第二凸缘中的每个均是中空的；内部凹槽，该内部凹槽在第一孔的内侧圆周的一部分上形成，该内部凹槽适于接收来自连接杆轴承上的油孔的油;第一凸缘内的第一内部管道，该第一内部管道将内部凹槽与第一外部喷口流体联接，第一外部喷口设置在连接杆的第二端处；以及第二凸缘内的第二内部管道，该第二内部管道将内部凹槽与第二外部喷口流体联接，该第二外部喷口设置在远离第一外部喷口的连接杆的第二端处。连接杆的第一端可以包括至少两个螺栓孔，每个螺栓孔被定位成朝向连接杆的第一端的横向边缘。内部凹槽可以远离这两个螺栓孔中的每个而被形成。进一步地，第一凸缘和第二凸缘中的每个可以是圆形的。在另一示例中，第一凸缘和第二凸缘中的每个可以是长圆方形的。又进一步地，第一外部喷口和第二外部喷口中的每个可以适于朝向活塞的底侧喷射油。
[0071]现在转向图5，其示出根据图3和图4中描述的本公开的第一实施例用于冷却活塞的方法500。活塞可以是设置在诸如图2和图3的发动机10的发动机的汽缸内的多个活塞中的一个。具体地，润滑连接杆轴承和曲柄轴颈界面的油的一部分可以经由连接杆内的内部管道朝向关联活塞的基部被输送。又进一步地，联接到内部管道的外部喷口可以朝活塞的底侧喷射油。方法500将参照图3和图4进行描述。
[0072]应当注意的是，方法500可以不由控制器(诸如控制器12)激活或者执行，并且可以替代地由于系统及其硬件(包括内部管道、油凹槽和外部喷口)的设计而发生。
[0073]在502处，方法500包括使油从发动机中的油道流动到曲轴内的一个或多个内部油通路中。内部油通路可以在曲轴内被钻出并且如较早前描述的可以从主轴承轴颈延伸通过相邻腹板并且紧接着进入相邻曲柄轴颈。接下来，在504处，油可以经由关联曲柄轴颈中的油孔流到连接杆轴承上。该油可以润滑连接杆轴承和对应的曲柄销之间的界面。
[0074]在506处，连接杆轴承和对应的曲柄销之间的界面中的一部分油可以经由连接杆轴承中的油孔(例如，图4中的油孔440)被输送到凹槽(例如，图4中的凹槽444)。在508处，如较早前描述的，凹槽可以被切分成在发动机中的每个连接杆的第一端(例如，连接杆202的250)处的孔(诸如孔438)的内侧圆周表面的一部分。在图10中示出连接杆的大端处的孔的内侧圆周表面(也被称为内侧圆周1020)。
[0075]在510处，油可以从凹槽流入连接杆内的一个或多个内部管道。该第一或多个内部管道可以被定位在连接杆的中空凸缘内，如较早前参照图4所描述的，并且可以被流体联接到凹槽。例如，参照图4的连接杆202，内部管道可以是第一内部管道282和第二内部管道382。在512处，油可以通过连接杆的一个或多个内部管道朝设置在连接杆的第二端处的外部喷口流动。如较早前参照图4所描述的，外部喷口可以被流体联接到连接杆的每个内部管道。进一步地，在514处，外部喷口(或简单地称为喷口)可以被定位在连接杆的第二孔的下方。第二孔可以实现连接杆与活塞之间的联接。因此，外部喷口可以被定位在腕状销的下方，其中该腕状销设置在第二孔内。
[0076]接下来，在516处，油可以从外部喷口朝向关联活塞的基部(或底侧)喷射。进一步地，在518处，从外部喷口喷射的油可以被接收在活塞底侧的基部区域和侧区域处，如图4中带点的油喷射473所示。
[0077]因此，示例方法可以包括:经由活塞的连接杆中的内部管道将油输送到设置在发动机的汽缸内的活塞的底侧，该内部管道在第一端处被流体联接到外部喷口，该外部喷口位于连接杆的腕状销孔的下方。内部管道可以布置在连接杆的中空凸缘内。因此，连接杆可以包括两个中空凸缘并且每个中空凸缘可以包括一个内部管道。内部管道的第二端可以被流体联接到在连接杆的第一孔的内圆周上形成的凹槽，该第一孔围绕连接杆轴承。凹槽可以接收来自连接杆轴承的油，而连接杆轴承可以接收来自曲轴内的内部油通路的油。曲轴内的内部油通路可以接收来自被流体联接到油栗的油道的油。进一步地，将油输送到活塞的底侧可以包括将经由外部喷口将油喷射到活塞的底侧。
[0078]现在参照图6，其示意性地描绘了用于活塞冷却的第二实施例。图6中描述的发动机600可以非常类似图3的发动机10，唯一区别是冷却活塞的油输送。然而，每个部件将在下面被进一步描述。
[0079]发动机600像发动机10可以是四缸发动机，该四缸发动机带有以直列式方式设置的四个汽缸。因此，发动机600包括第一汽缸610、第二汽缸612、第三汽缸614和第四汽缸616。四个汽缸中的每个均包括在汽缸内往复的活塞636。进一步地，每个活塞636可以经由相应的连接杆602被联接到曲轴640。应注意的是，发动机600的每个活塞636可以是类似的。还应注意的是，每个连接杆602及其相应的包括外部管604的油输送组件也可以是类似的。
[0080]曲轴640具有带有曲柄突出部634的曲柄突出端630(也被称为前端)，该曲轴突出部用于安装带轮和/或用于安置谐波平衡器(未示出)以减小扭转振动。曲轴640进一步包括带有凸缘642的凸缘端615(也被称为后端)，该凸缘被配置为附接到飞轮(未示出)。在所描述的示例中，曲轴640包括前主轴承轴颈625和后主轴承轴颈627。除了在两端(前和后)处的这些主轴承轴颈之外，曲轴640还包括定位在前主轴承轴颈625和后主轴承轴颈627之间的三个主轴承轴颈623、621和619。因此，曲轴640具有五个主轴承轴颈，其中每个主轴承轴颈均与曲轴640的中心旋转轴线655对齐。
[0081 ]多个活塞636的每个连接杆602可以经由对应的连接杆轴承(未示出)在对应的曲柄轴颈(也被称为曲柄销)处联接到曲轴640。曲轴640具有四个曲柄销，均被标记为622，并且每个曲柄销622由第一腹板618 (或第一颊板618)和第二腹板620 (或第二颊板620)支承。因此，第一腹板618和第二腹板620可以支撑同一曲柄销并且可以被定位在曲柄销的相反端处。
[0082]参考图7，示出朝曲轴640的曲柄突出部634(例如，前端)联接的单个活塞636的透视图。应当注意的是，图7不包括活塞冷却的第一实施例和第二实施例，以便提供更清楚的视图。这里，连接杆602将活塞636联接到设置在第一颊板618和第二颊板620之间的曲柄销(未示出)。具体地，连接杆602的第一端650被连接到设置在第一腹板618和第二腹板620之间的曲柄销。应当理解的是，连接杆602的第一端650与第一腹板和第二腹板中的每个形成交界/界面(interfaced没有共面接触)。如图7中所示，第一界面724可以在第一腹板618的推力表面和连接杆602的第一端650的第一推力表面之间形成。第一腹板618的推力表面可以面向连接杆602的第一端650的第一推力表面，而不与其直接接触。第二界面726可以在第二腹板620的推力表面和连接杆602的第一端650的第二推力表面之间形成。第二腹板620的推力表面可以面向连接杆602的第一端650的第二推力表面，而不与其直接接触。下面将进一步提供界面的详细描述。
[0083]应当注意的是，在第一腹板618的推力表面和连接杆602的第一端650的第一推力表面之间可以存在第一间隙。类似地，在第二腹板620的推力表面和连接杆602的第一端650的第二推力表面之间可以存在第二间隙。间隙中的每个的尺寸可以被设定成足够大以允许连接杆的平滑运动。因此，更紧密的间隙会引起对连接杆的束缚(binding)。
[0084]现在返回到图6，每个曲柄销622可以由对应的第一腹板618和第二腹板620支承。腹板(例如，第一腹板618和第二腹板620)中的每个可以进一步将每个曲柄销联接到邻近的主轴承轴颈。为了详细阐述，在第一汽缸610的示例中，第一腹板618可以将曲柄销622联接至IJ前主轴承轴颈625，而第二腹板620可以将曲柄销622联接到主轴承轴颈623。类似地，在第二汽缸612的示例中，第一腹板618可以将关联的曲柄销622联接到主轴承轴颈623，而第二腹板620可以将关联的曲柄销622联接到主轴承轴颈621。
[0085]发动机600可以接收来自润滑系统690的润滑，该润滑系统690包括油栗681，该油栗681可以被流体联接到油道603。进一步地，油栗681将来自曲轴箱内的油底壳(未示出)的油栗送到油道621。油道603将处于压力的油670供应到发动机600的多个部件，包括曲轴640、一个或多个凸轮轴及其相关部件(包括摇臂、挺柱等)以及涡轮增压器系统的部件。具体地，油670可以经由发动机缸体中的通路被输送到在曲轴640中钻出的多个油通路。如图6中所示，油670可以经由补充管道648被输送到曲轴640的每个主轴承轴颈。
[0086]在每个主轴承轴颈内钻出内部油通路646并且该内部油通路646还被流体联接到对应的补充管道648。因此，每个内部油通路646经由其对应的补充管道648接收来自油道603的油。进一步地，每个内部油通路646可以从其关联的主轴承轴颈延伸通过曲轴的邻近(例如，相邻)腹板进入曲柄销。例如，参照第一汽缸610，前主轴承轴颈625中的内部油通路646从前主轴承轴颈625延伸通过相邻第一腹板618进入与第一汽缸610关联的曲柄轴颈622。在另一示例中，参照第三汽缸614，内部油通路646接收来自其相应的补充管道648的进入主轴承轴颈619中的油并且经由相邻第二腹板620将该油引导至相邻曲柄轴颈622。
[0087]联接至主轴承轴颈和曲轴轴颈中的每个的轴承因此可以被润滑。具体地，可以在每个曲柄轴颈和主轴承轴颈上形成油孔，以将来自内部油通路646的油传递到连接杆轴承和/或主轴承。因此，油可以流过轴颈进入对应的轴承并且可以在轴颈和其对应的轴承之间形成油膜，从而提供润滑。油可以被迫使连续通过曲轴的各个轴承。进一步地，当油离开轴承时油可以从每个轴承向外逸射并且可以下落(如由油滴694所示)到曲轴箱中的油底壳中。然而，在本文描述的活塞冷却的第二实施例中，离开每个连接杆轴承和曲柄轴颈的油的一部分可以被捕集并且然后朝关联活塞的基部进行输送。具体地，从连接杆轴承和曲柄轴颈界面进出的油可以被捕集在形成于邻近对应曲柄轴颈的至少一个腹板的推力界面上的环形凹槽内。应当注意的是，如带点的区域示出含油的区段(诸如，油道603、内部通路646、油滴694等)。
[0088]插图680描述曲柄轴颈和相邻(或者邻近)腹板之间的界面的放大视图。例如，插图680中的放大视图包括前主轴承轴颈625、相邻第一颊板618、相邻曲柄销622以及联接到第一汽缸610中的活塞636的连接杆602的对应第一端650(例如，大端650)。然而，插图680未示出活塞636、第一汽缸610或连接杆602的全部长度。如图所示，插图680描述根据本公开的第二实施例将来自连接杆轴承和曲柄销界面的油输送到联接到连接杆602的外部管604。
[0089]从连接杆轴承和曲柄轴颈逸射出来的油的一部分可以被捕获在第一环形凹槽682中。第一环形凹槽682可以在第一腹板618的推力表面658上形成。应当注意的是，插图680描述在第一腹板618的突起上形成的第一环形凹槽682。突起被描述用于澄清第一腹板618的推力表面658，并且因此突出可以不存在(或形成)于第一腹板618上。第一腹板618上的第一环形凹槽682可以被形成为围绕曲柄销622和第一腹板618之间的接头的圆形。
[0090]参照图9，其示出单个曲柄销622的透视图900，该曲柄销622朝向曲轴640的曲柄突出部634(例如，前端)被定位在第一腹板618和第二腹板620之间。应当注意的是，未示出活塞和连接杆以有助于描述第一腹板618上的第一环形凹槽682的位置。
[0091]第一腹板618上的第一环形凹槽682(被示为带点的环形区域)可以在第一腹板618的推力表面658上形成。进一步地，第一环形凹槽682可以被成型为围绕曲柄销622和第一腹板618的推力表面658之间的接头905的环。因此，第一环形凹槽可以环绕接头905。插图910描述包括曲柄销622的第一腹板618的推力表面658的放大视图。进一步地，在第一腹板618上的推力表面658上形成的第一环形凹槽682可以收集可从曲柄销622和对应的连接杆轴承(未示出)之间形成的界面逸射出的油。如较早前参照图6描述的，油可以从曲轴640中的内部油通路646(图6中所示)流到曲柄轴颈622。更进一步地，油可以经由曲柄销622中的油孔652(图9的插图910中所示)离开曲柄销622，并且可以在连接杆轴承和曲柄销之间(例如，在连接杆轴承和曲柄轴颈之间形成的界面内)散布。
[0092]现在返回到图6的插图680，收集在第一环形凹槽682中的油可以被输送到形成于连接杆602的第一端650处的第二环形凹槽684。例如，第二环形凹槽684可以被产生为环绕在连接杆的第一端处的孔(例如，联接到连接杆轴承的孔)。又进一步地，第二环形凹槽684可以在连接杆602的第一端650的第一推力表面654上形成。第一环形凹槽682可以邻近第二环形凹槽684，例如，在第二环形凹槽684附近。
[0093]如插图680中所不，第一腹板618的推力表面658可以邻近连接杆602的第一端650的第一推力表面654并且可以面向该第一推力表面654。因此，第一腹板618的推力表面658可以是连接杆602的第一端650的第一推力表面654的匹配表面。然而，在第一腹板618的推力表面658与连接杆602的第一端650的第一推力表面654之间可以存在间隙。如较早前所解释的，该间隙可以足够宽以能够实现连接杆的平滑运动，使得连接杆不会被磨损或者卡住。然而，该间隙也会充分窄以实现油从第一环形凹槽682到第二环形凹槽684的输送。因此，油从第一环形凹槽682到第二环形凹槽684的输送会由于油压而发生。又进一步地，第一环形凹槽682和第二环形凹槽684可以直接彼此相互交叉形成，使得第一环形凹槽中的油能够以畅通无阻的方式输送到第二环形凹槽。具体地，第一环形凹槽682和第二环形凹槽684可以在相对于对应曲柄轴颈622的外直径的大致类似的半径处形成。换言之，第一环形凹槽682和第二环形凹槽684可以面向彼此并且在它们之间可以具有基本小的间隙以确保包含在第一环形凹槽682内的油被输送到第二环形凹槽684。
[0094]连接杆602的第一端650还包括流体联接到第二环形凹槽684的内部通道686。内部通道686可以在连接杆的第一端650中钻出。因此，内部通道686将第二环形凹槽684流体联接到外部管604。外部管604的第一端可以被联接到内部通道686。因此，外部管可以从连接杆的第一端650延伸到连接杆的第二端660，如图6中所示。
[0095]外部管604可以是轻质管，其由能够承受发动机600的曲轴箱中的状况的材料制成。如一个示例，外部管604可以由诸如铝的轻质金属或者由聚合物材料制成。外部管604可以沿着连接杆的长度被附接到连接杆602的梁的外部表面。如较早前参照图4所描述的，连接杆的梁包括连接杆的在第一端650和第二端660之间的范围。在一个示例中，外部管604可以经由带条被机械地联接。在另一个示例中，外部管604可以经由粘合剂被附接到连接杆。也可以使用其他结合方式(例如，焊接)将外部管604联接到连接杆。
[0096]图10描述根据第二实施例的连接杆602的整个长度的透视图，其中外部管604被联接到连接杆。连接杆602可以被联接到图9的曲柄销622，使得连接杆602的第一端650被定位在曲轴640的第一腹板618和第二腹板620之间。外部管604被外部附接到连接杆602，并且不同于第一实施例，外部管604可以是与连接杆不同的部件。进一步地，外部管604沿着连接杆602的实质长度被联接。例如，外部管可以从连接杆的第一端650延伸直到连接杆602的第二端660。可以基于活塞和连接杆选择其他长度的外部管。
[0097]图11示出图1O中的连接杆602的第一端650的放大透视图1100。参照图1O和图11中的每个，连接杆602的第一端650包括孔1038(类似于图4的孔438)。孔1038可以环绕连接杆轴承(未示出)，该连接杆轴承进而围绕曲柄销。进一步地，如之前提到的，在连接杆轴承和曲柄销之间可以存在油层。连接杆轴承可以被定位在孔1038的内侧圆周1020内。连接杆的第一端650包括第二环形凹槽684，该第二环形凹槽684可以围绕孔1038形成。第二环形凹槽684被描述为围绕孔1038的环并且可以接收来自第一环形凹槽682的油，该第一环形凹槽682在相邻第一腹板618的匹配表面上形成，如较早前参照图6所描述的。第二环形环684也可以包含在第二环形凹槽684内的油，由带点的区域指出。内部通道686可以被流体联接到第二环形凹槽684，如1058处所示。因此，内部通道686可以被形成为两个单独的管道，即第一管道688和第二管道689。第一管道688和第二管道689中的每个可以在描述的位置处在连接杆602的第一端650中钻出。由于内部通道686被设置在连接杆602的内部，因此包括第一管道688和第二管道689中的每个的内部通道686被描述为虚线。在一个示例中，内部通道686可以被形成到横向边缘1054中，如图10和图11中所描述的。在替代实施例中，内部通道686可以被形成到与横向边缘1054相反的横向边缘1052中。在另一实施例中，连接杆可以包括在每个横向边缘上形成的内部通道。因此，内部通道686可以通过钻进连接杆602的第一端650而被形成。
[0098]如图11的放大透视图中所示，内部通道686的第一管道688在1058处被流体联接到第二环形凹槽684。进一步地，内部通道686的第二管道689被流体联接到外部管604。又进一步地，内部通道686的第一管道688被流体联接到内部通道686的第二管道689。因此，内部通道686的第一管道688可以接收来自第二环形凹槽的油并且将该油输送到内部通道686的第二管道689。因而，第二环形凹槽684、内部通道686的第一管道688、内部通道686的第二管道689以及外部管604中的每个被示为填充有点，以指示油的存在。
[0099]第二环形凹槽中的油因此可以被引导通过内部通道686(具体地，通过第一管道688和第二管道689中的每个)进入外部管604。因此，在所描述的示例中，第二环形凹槽684经由两个相交的管道被流体联接到外部管604，所述两个相交的管道通过钻出如下特征而形成:内部通道686的第一管道688和内部通道686的第二管道689。在一个示例中，第一管道688可以被设置成垂直于第二环形凹槽684。换言之，内部通道686的第一管道688可以被定位成平行于曲轴640的中心旋转轴线655。同时，内部通道686的第二管道689可以被设置成平行于连接杆602的纵向轴线，该纵向轴线平行于连接杆602的梁，如较早前针对连接杆202关于图4所示限定的。换言之，内部通道686的第二管道689可以被定位成大致垂直于内部通道686的第一管道688。在不脱离本公开的范围的情况下，可以考虑内部通道686的第一管道和第二管道的其他位置。因此，第二管道689可以被定位成能够与外部管604的第一端1032流体联接。
[0100]参照图6、图9、图10和图11，应当理解的是，所描述的活塞冷却的第二实施例包括第一腹板618上的第一环形凹槽682和连接杆602的第一端650的第一推力表面654上的第二环形凹槽684。在本文中，连接杆602的第一端650的第一推力表面654邻近并面向第一腹板618的推力表面658。在另一些不例中，可以在第二腹板620(未不出)的推力表面上形成额外的环形凹槽。进一步地，可以在连接杆602的第一端650的第二推力表面656上形成对应的匹配环形凹槽(类似于第二环形凹槽684)。如图10中所示，第二推力表面656可以朝向纸面背离观察者。进一步地，连接杆602的第一端650的第一推力表面654可以与连接杆602的第一端650的第二推力表面656相反并且与其平行。因此，连接杆602的第一端650的第二推力表面656可以邻近第二腹板620。更进一步地，在具有额外的环形凹槽的这个示例中，还可以在连接杆的第一端650中钻出补充的内部通道以将额外的外部管流体联接到额外的环形凹槽。
[0101]应当注意的是，环形凹槽中的每个均可以不被密封。曲轴的颊板上的环形凹槽接收从形成于毗连的连接杆轴承及其对应的曲柄轴颈之间的界面逸射出的油。
[0102]现在返回到图6，经由接收自外部管604的油冷却设置在发动机600的四个汽缸内的每个活塞636。如较早前描述的，联接到连接杆的外部的外部管604在连接杆602的第一端650处与第二环形凹槽684流体连通。朝活塞636的底侧692喷射(如虚线示出)来自外部管604的出口的油。外部管604的出口可以被定位成邻近连接杆602的第二端660。
[0103]图8示出活塞636的底侧692。进一步地，图8描述沿着连接杆的长度联接的外部管604。图8中示出内部通道686的仅一部分。然而，图8示出离开外部管604的出口 1034朝向活塞636的底侧692的油喷射673(虚线)。尽管没有具体地示出，但是离开外部管604的出口1034的油喷射673可以到达并且冲击活塞636的基部。如较早前参照图4所描述的，活塞36的底侧290可以包括基部区域和侧区域。类似地，活塞636的底侧692可以包括基部区域和侧区域。因此，油喷射673可以到达、接触并且冷却活塞636的基部区域和侧区域。
[0104]又进一步地，外部管604的出口 1034可以被定位成使得离开外部管的出口的大部分油以畅通无阻的方式朝向活塞636的底侧692流动。为了详细阐述，油可以从外部管604的出口 1034朝向活塞的(被包括在底侧中的)基部和侧面流动而没有阻碍。然后，油可以朝向曲轴箱(未示出)内的油底壳向下滴落。
[0105]现在参照图10，外部管604的第一端1032被流体联接到内部通道686。进一步地，外部管604的第二端1036被设置成邻近连接杆的第二端660。因此，外部管的第二端1036可以被定位在大约与连接杆的第二端660中的孔662—样的高度处。在另一示例中，外部管的第二端1036和出口 1034可以低于连接杆602的第二端处的孔662。外部管604的长度以及外部管604的第二端1036和出口 1034的位置可以被选择成使得大部分的油喷射到对应活塞636的底侧。活塞636可以经由设置在连接杆602的第二端660处的孔662内的腕状销而被联接到连接杆602。外部管604的第二端1036可以以一个特定方向成角度，以将油提供到活塞的底侧上的基部区域。较小部分的油喷射673可以被引向活塞636的底侧692的侧区域。在冲击活塞636的底侧后，来自油喷射673的油可以下落到油底壳中。
[0106]替代实施例可以具有用于外部管604的第二端1036和出口1034的不同位置，以确保大部分的油被输送到活塞636的底侧上。
[0107]因此，经由沿着对应的连接杆的长度附接的外部管可以冷却活塞。因此，可从连接杆轴承和曲柄轴颈界面逸射出的油可以被曲轴的毗邻腹板上的环形凹槽收集，该环形凹槽诸如第一环形凹槽682。这种被捕集的油可以从曲轴的颊板上的第一环形凹槽被输送到连接杆的第一端处的推力表面(例如，推力表面654)上的匹配环形凹槽(例如，环形凹槽684)。然后，该油可以经由连接杆中的内部通道被引导至沿着连接杆的外部附加的外部管。因此，内部通道确保外部管与连接杆的第一端上的环形凹槽之间的流体联接。该外部管可以将油朝向活塞的基部(也被称为位于活塞的底侧上的基部区域)输送。进一步地，由于油的压力，油可以从外部管的出口朝向活塞的基部进行喷射。该油可以经由传导确保活塞冷却。
[0108]因此，示例系统可以包括:连接杆，该连接杆在连接杆的第一端处具有内部通道；第一环形凹槽，该第一环形凹槽在连接杆的第一端处形成;邻近连接杆的第一端的曲轴的颊板；以及第二环形凹槽，该第二环形凹槽在曲轴的颊板上形成，该第二环形凹槽邻近第一环形凹槽。示例系统还可以包括:外部管，该外部管被联接到连接杆，其中外部管的第一端可经由内部通道被流体联接到第一环形凹槽。连接杆的第一端可以包括第一孔，该第一孔围绕连接杆轴承。进一步地，连接杆轴承可以被联接到曲轴的曲柄臂。在曲轴的颊板上形成的第二环形凹槽可以适于接收来自连接杆轴承的油。进一步地，第一环形凹槽可以适于接收来自第二环形凹槽的油。该系统还可以包括发动机的汽缸内往复运动的活塞，该活塞被联接到连接杆。连接杆的第二端可以经由活塞销被联接到活塞。进一步地，外部管的第二端可以被定位在活塞的基部的下面。在本文中，外部管可以适于输送来自第一环形凹槽的油，并且其中外部管的第二端适于朝向活塞的基部喷射油。
[0109]现在转到图12，其示出根据本公开的参照图6、图7、图8、图9、图10和图11描述的第二实施例的用于冷却活塞的示例方法1200。活塞可以是设置在发动机(诸如图6的发动机600)的汽缸内的多个活塞中的一个。具体地，润滑连接杆轴承和曲柄轴颈界面的油的一部分可以被形成于发动机中的曲轴的颊板上的第一环形凹槽所捕集。该捕集的油可以被输送到形成于毗连的连接杆的第一端上的第二环形凹槽。联接到连接杆的外部管可以被流体联接到第二环形凹槽并且可以接收油。该油可以朝向关联活塞的基部进行引导。又进一步地，外部管可以朝活塞的基部喷射油。方法1200将参照图6至图10进行描述。
[0110]应当注意的是，方法1200可以不由控制器(诸如控制器12)激活或者执行，并且可以替代地由于系统及其硬件(包括环形凹槽、内部通道和外部管)的设计而发生。
[0111]在1202处，方法1200包括使油从发动机中的油道流动到曲轴内的一个或多个内部油通路中。内部油通路可以在曲轴内被钻出并且如较早前描述的可以从主轴承轴颈延伸通过邻近的腹板并且紧接着进入邻近的曲柄轴颈。接下来，在1204处，油可以经由关联曲柄轴颈中的油孔(例如，油孔652)流到连接杆轴承中。该油可以润滑连接杆轴承和对应的曲柄销之间的界面。
[0112]在1206处，油被接收到曲轴的颊板上的第一环形凹槽中，该颊板毗连连接杆轴承和对应的曲柄销。因此，连接杆轴承和对应的曲柄销之间的界面中的油在发动机运转期间会被溅出。进一步地，在1208处，该油可以被捕集在第一环形凹槽中。在1210处，可以将第一环形凹槽中的油输送到围绕连接杆的第一端处的孔切出的第二环形凹槽。连接杆可以被联接到毗连曲轴的颊板与第一环形凹槽的曲柄销。因此，第一环形凹槽和第二环形凹槽可以彼此邻近。进一步地，在连接杆的第一端处的孔可以经由连接杆轴承被联接到曲柄销。
[0113]接下来，在1212处，第二环形凹槽中的油流过在连接杆的第一端内形成的内部通道(诸如图6、图10和图11中的内部通道686)。油经由内部通道流入外部管，例如图6的外部管604。在1214处，外部管可以沿着连接杆的实质长度进行设置。更进一步地，外部管可以经由内部通道与第二环形凹槽流体连通。
[0114]在1216处，油可以通过外部管从外部管的第一端(诸如，外部管604的第一端1032)被引导至外部管的第二端(诸如，外部管604的第二端1036)。外部管的第二端可以被定位在联接到连接杆的活塞的基部(例如，基部区域)的下面。
[0115]在1218处，从外部管的第二端朝向活塞的底侧喷射油。因此，油从外部管的出口(诸如，外部管604的第二端1036处的出口 1034)被喷射。油可以被引向位于活塞的底侧上的基部区域和侧区域。
[0116]在1220处，从外部管的第二端喷射出来的油被接收在活塞的底侧，从而能够实现活塞的冷却。
[0117]以此方式，通过经由从连接杆轴承和曲柄轴颈接收的油来冷却发动机中的活塞，可以实现使油栗尺寸减小的技术效果。另一技术效果是:由于活塞在其从下止点位置行进到上止点位置并且返回期间被连续地冷却，因此可以更有效地冷却活塞。通过连续地冷却活塞，可以降低活塞劣化。总的来说，可以改善发动机效率和性能。
[0118]在另一种表示中，连接杆可包括大致从连接杆的第一孔的内侧圆周延伸通过连接杆的凸缘到达外部油喷射器(也被称为外部喷口)的内部管道，该外部油喷射器被定位在连接杆的第二孔的下方，该第一孔环绕连接杆轴承，并且该第二孔环绕腕状销。
[0119]在又一种表示中，示例系统可以包括:带有汽缸的发动机;在汽缸内往复的活塞，该活塞被联接到连接杆；以及在第一端处流体联接到外部油喷口的连接杆的中空凸缘，该油喷口被定位在活塞的底侧的下面。
[0120]在又一种表示中，系统可以包括:带有汽缸的发动机;在汽缸内往复的活塞;连接杆;连接杆的第一端，其包括第一孔，该第一孔被联接到曲轴的曲柄销;连接杆的第二端，其经由腕状销被联接到活塞;第一环形凹槽，围绕连接杆的第一端的推力表面上的第一孔形成；曲轴的颊板，其邻近连接杆的第一端的推力表面;第二环形凹槽，其在曲柄颊板的推力表面上形成，该第二环形凹槽被定位成邻接第一环形凹槽;外部管，其沿着连接杆的长度被联接到连接杆的外部;外部管的第一端，其经由朝向连接杆的第一孔形成的内部管道而被流体联接到第一环形凹槽；以及管的第二端，其被定位在活塞的底侧的下方。该系统可以进一步包括定位在连接杆的第一孔与曲轴的曲柄销之间的连接杆轴承，该连接杆轴承围绕曲柄销并且包括油孔。该系统还可以包括定位在曲轴下面的曲轴箱，该曲轴箱包括油底壳。又进一步地，该系统可以包括用于将来自油底壳的油栗送到曲轴的油栗。第二环形凹槽可以适于接收来自连接杆轴承的油，并且第一环形凹槽可以适于接收来自第二环形凹槽的油。外部管的第一端可以适于经由内部管道接收来自第一环形凹槽的油，并且外部管的第二端可以将油输送到活塞的底侧。进一步地，外部管道可以经由钻孔来形成。
[0121]应该理解，因为可能有许多变化，所以在此公开的配置和例程本质上是示例性的，并且这些具体示例不应被视为具有限制意义。例如，以上技术可应用于V-6发动机、1-4发动机、1-6发动机、V-12发动机、对置4缸发动机和其他发动机类型。本公开的主题包括在此公开的各种系统和配置，以及其他特征、功能、和/或性质的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。
[0122]随附权利要求特别指出被视为新颖的和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可指“一个”元件或“第一”元件或其等效物。此类权利要求应被理解成包括一个或多个此类元件的结合，既不要求也不排除两个或更多个此类元件。所公开的特征、功能、元件和/或性质的其他组合和子组合可以通过本权利要求的修改或通过在本申请或相关申请中提出新的权利要求而要求保护。此类权利要求，无论比原始权利要求范围更宽、更窄、相同、或不同，仍被视为包括在本公开的主题内。
【主权项】
1.一种方法，其包括: 经由活塞的连接杆中的内部管道将油输送到所述活塞的底侧，其中所述活塞被设置在发动机的汽缸内，所述内部管道在第一端处被流体联接到外部喷口，所述外部喷口位于所述连接杆的腕状销孔的下方。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述内部管道被布置在所述连接杆的中空凸缘内。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述内部管道的第二端被流体联接到在所述连接杆的第一孔的内圆周上形成的凹槽，所述第一孔围绕连接杆轴承。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述凹槽接收来自所述连接杆轴承的油，并且其中所述连接杆轴承接收来自曲轴内的内部油通路的油，并且其中所述曲轴内的所述内部油通路接收来自流体联接到油栗的油道的油。5.根据权利要求1所述的方法，其中将油输送到所述活塞的所述底侧包括经由所述外部喷口将油喷射到所述活塞的所述底侧。6.—种系统，其包括: 包括汽缸的发动机； 在所述汽缸内往复运动的活塞； 将所述活塞联接到曲轴的连接杆； 所述连接杆的第一端，所述第一端包括经由连接杆轴承被联接到所述曲轴的曲柄销的第一孔； 所述连接杆的第二端，所述第二端包括经由腕状销被联接到所述活塞的第二孔； 所述连接杆的梁，所述梁从所述连接杆的所述第一端到所述连接杆的所述第二端横跨一段距离，所述梁包括腹板段、第一凸缘和第二凸缘，其中所述第一凸缘和所述第二凸缘中的每个均是中空的； 在所述第一孔的内侧圆周的一部分上形成的内部凹槽，所述内部凹槽适于接收来自所述连接杆轴承上的油孔的油； 所述第一凸缘内的第一内部管道，所述第一内部管道将所述内部凹槽与第一外部喷口流体联接，所述第一外部喷口被设置在所述连接杆的所述第二端处；以及 所述第二凸缘内的第二内部管道，所述第二内部管道将所述内部凹槽与第二外部喷口流体联接，所述第二外部喷口被设置在远离所述第一外部喷口的所述连接杆的所述第二端处。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述连接杆的所述第一端包括至少两个螺栓孔，每个螺栓孔均朝向所述连接杆的所述第一端的横向边缘被定位。8.根据权利要求7所述的系统，其中所述内部凹槽远离所述两个螺栓孔中的每个而被形成。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一凸缘和所述第二凸缘中的每个均是圆形的。10.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一凸缘和所述第二凸缘中的每个均是长圆形的。11.根据权利要求8所述的系统，其中所述第一外部喷口和所述第二外部喷口中的每个均适于朝向所述活塞的底侧喷射油。12.—种系统，其包括: 连接杆，所述连接杆在所述连接杆的第一端处具有内部通道； 在所述连接杆的所述第一端处形成的第一环形凹槽； 曲轴的颊板，所述颊板邻近所述连接杆的所述第一端；以及 在所述曲轴的所述颊板上形成的第二环形凹槽，所述第二环形凹槽邻近所述第一环形凹槽。13.根据权利要求12所述的系统，进一步包括被联接到所述连接杆的外部管，所述外部管的第一端经由所述内部通道被流体联接到所述第一环形凹槽。14.根据权利要求13所述的系统，其中所述连接杆的所述第一端包括第一孔，所述第一孔围绕连接杆轴承。15.根据权利要求14所述的系统，其中所述连接杆经由所述连接杆轴承被联接到所述曲轴的曲柄臂。16.根据权利要求15所述的系统，其中在所述曲轴的所述颊板上形成的所述第二环形凹槽适于接收来自所述连接杆轴承的油，并且其中所述第一环形凹槽适于接收来自所述第二环形凹槽的油。17.根据权利要求16所述的系统，进一步包括在发动机的汽缸内往复运动的活塞，所述活塞被联接到所述连接杆。18.根据权利要求17所述的系统，其中所述连接杆的第二端经由活塞销被联接到所述活塞。19.根据权利要求18所述的系统，其中所述外部管的第二端被定位在所述活塞的基部的下面。20.根据权利要求19所述的系统，其中所述外部管适于输送来自所述第一环形凹槽的油，并且其中所述外部管的所述第二端适于朝向所述活塞的所述基部喷射油。
【文档编号】F16C7/02GK106050386SQ201610237780
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】T·G·莱昂内, J·E·乔提纳, R·L·威廉姆斯
【申请人】福特环球技术公司