专利名称：内燃发动机的机油供应系统及内燃发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及内燃发动机润滑系统，其中润滑系统内的压力由机械运转阀和电动运 转阀控制。
背景技术：
压力润滑已经在机动车辆的内燃发动机内使用了许多年。通常，使用单个减压阀 限制由机油泵产生的最大压力。释放压力通常设定在相当高的值，以便确保发动机在从怠 速至最大车速负荷运转的全部工况下接收足够的润滑机油。不幸地是，这导致了润滑泵的 能量消耗比理想状态下更高，因为在许多工况下，发动机仅需要较小的机油体积和压力。
美国公开专利US 2002/0083915公开了一种系统，其中机械运转阀形成最小机油 压力，电动运转阀位于机械阀的减压口这样可通过电动运转阀的关闭增加系统压力。这种 系统的缺陷在于电动运转阀不具有故障安全位置。在电动运转阀在打开位置发生故障的情 况下，仅提供最小机油压力用于维持发动机，并且毫无疑问地这种最小机油压力不足以在 高速和高负载运转期间支持发动机。另一方面，如果电动运转阀在关闭位置下发生故障，导 致的过高的机油压力会导致机油滤清器破裂而损害或损坏发动机，随之所有机油泄漏到车 夕卜。换句话说，电动阀的任何故障均会导致发动机故障。另一方面，电动运转阀的耐用性受 到影响，因为仅流自机油泵的未过滤机油穿过阀门，并且由未过滤的机油带的外来物质会 导致阀门粘住或过度磨损。需要提供一种内燃发动机润滑系统，其中通过高压力机械减压阀可靠地保护发动 机，其还具有减小机油压力的能力以便在不需要最大机油压力和流量的工况期间促进燃料 经济性改善。
发明内容
根据本发明一方面，内燃发动机的润滑机油供应系统包括机油储槽和用于加压来 自机油储槽的机油的机油泵。润滑分配网路连接至机油泵。减压阀自机油泵下游连接至分 配网路。减压阀将分配网路内的机油压力限制至最大可允许值。可运转地自减压阀下游 (并且优选地自机油滤清器下游)连接至分配网路的压力控制器选择性地将分配网路内的 压力控制至低于由减压阀产生的最大压力的至少一个压力值。根据本发明另一方面，合适用作为本发明的机油供应系统的压力控制器可包括与 低压减压阀串联设置的常闭控制阀，该控制阀由发动机控制器运转。可替代地，压力控制器 可包括由发动机控制器运转的常闭比例控制阀。无论怎样，减压旁通阀通过将高压机油从 泵的出口转移至机油泵的进口将分配网路内的机油压力限制至最大可允许值，因而其可运 转地自减压阀下游连接至分配网路的压力控制器通过将机油从分配网路返回至机油储槽 控制分配网路内的压力，该压力控制器选择性地将分配网路内的压力限制至低于由减压阀 产生的最大压力的压力值。依照本发明的润滑机油供应系统的一个优点在于通过使用带有常闭阀的压力控制器通过最小化与机油泵相关的寄生阻力损失减小发动机燃料消耗，同时保证发动机的完 整性，这样如果阀门失效，发动机机油压力将维持在对于所有发动机运转模式和区域的安 全水平。依照本发明的系统的另一优点在于，相对于已知的将减压阀安装在发动机的内部 深处(例如发动机机油泵)使得这种阀门相对不容易维修的常规做法，本发明的压力控制 器可安装在发动机的外部上。依照本发明的系统的再一优点在于本发明的压力控制器可位于机油滤清器的下 游，从而保护压力控制器不受机油杂质的污染。根据本发明再一方面，提供一种一种带有润滑机油供应系统的内燃发动机，包含 机油储槽；安装至所述发动机的机油泵，所述机油泵具有进口和出口，所述机油泵从所述机 油储槽获得机油并且加压所述机油；连接至所述机油泵的润滑分配网路；连接至所述机油 泵下游用于通过将高压机油从所述机油泵的所述出口转移至所述机油泵的所述进口将所 述分配网路内的机油压力限制至最大可允许值的减压旁通阀；及压力控制器，所述压力控 制器可运转地自所述减压阀下游连接至所述分配网路，用于通过将机油从所述分配网路返 回至所述机油储槽控制所述分配网路内的所述压力，所述压力控制器选择性地将所述分配 网路内的所述压力限制至低于由所述减压阀产生的最大压力的压力值，所述压力控制器包 含由发动机控制器运转的至少一个控制阀。通过阅读说明书，本发明的其它优点以及特征将变得显而易见。
图1为具有依照本发明的润滑机油供应系统的内燃发动机的示意图。图2为具有依照本发明另一方面的润滑机油供应系统的内燃发动机运转在高压 状况下的示意3与图2类似，但与图2中所示的高压运转相反，显示了图1和2的系统运转于 低压状况下。图 4 显示 了具有比仿Ij 减压控帝[J 闽(proportional pressure control reliefvalve)的本发明的系统的实施例。
具体实施例方式如图1所示，发动机10具有在汽缸体28之下延伸的机油储槽14和汽缸盖26。润 滑分配网路22连接有机油泵18。在一个实施例中，润滑分配网路22包含延伸穿过发动机 的多个通道。在另一个实施例中，润滑分配网路22包含延伸穿过发动机至曲轴轴承和至少 一个汽缸盖的多个通道。本领域技术人员阅读本发明公开应了解机油泵18可包含由发动 机曲轴或齿轮泵同心驱动的摆线型泵、或通常安装至发动机汽缸体上并且由凸轮轴或发动 机的其它旋转部件驱动的摆线泵、或其它类型的泵装置。这样的细节提供给那些愿意采用 本发明描述和要求保护的新型机油供应系统的人。本发明的润滑机油供应系统不仅包括机油储槽14、机油泵18和润滑分配网路22， 还包括用于将分配网路22内的机油压力限制至最大可允许值的主减压阀34。换句话说，减 压阀34将机油压力限制至预定最大值。例如，这保护机油滤清器38不受冷启动期间较高发动机转速下机油压力过高的破坏。本发明的系统还包括控制阀42，其为压力控制器的部分。控制阀42和低压减压阀46可运转地从高压减压阀34下游并且优选地从机油滤清器38的下游连接至分配网路 22。如图1，2和3所示，控制阀42与低压减压阀46串联设置。当控制器50提供适合的信 号时，控制阀42打开，并且润滑分配网路22内的机油压力由低压减压阀46控制至较低的 最大压力(其低于阀门34所允许的压力)。这在图3中有所显示。这样，机油泵18需要做 较少的功，因为克服低压头泵送机油。因为控制阀42为常闭，来自控制器50的信号损失将 仅仅导致润滑系统恢复至仅通过由减压阀34控制的最大压力系统。这保护了发动机10的 完整性。图2中显示了该状况。尽管机油在低压下通过阀门42和46旁通，也能够为汽缸盖26和曲轴轴承30提 供足够的机油压力，因为仅在不需要提供最大机油压力以维持合适的发动机寿命的一些运 转区域期间通过控制器50打开阀门42。事实上，在多个运转区域(例如体现为在小于发动 机最大负载一半下运转)下，可显著地减小机油压力同时仍然为发动机提供足够的润滑。图4显示了本发明的实施例，其中比例控制阀48由控制器50运转。如其名称所暗 示，与控制器50 —起运作的阀门48提供修正的、减小的机油压力(其意图通过提供不高于 所需的压力增加发动机燃料经济性)以维持发动机的轴承的寿命和其它润滑系统使用装 置。与本发明的其它实施例一样，比例控制阀48为常闭装置，这样如果控制器50和阀门48 之间的动力不足或信号消失，阀门48将关闭从而允许发动机在仅有减压阀34开动的情况 下运转，阀门34将发动机机油压力保持在较高的安全值。总体上，根据较佳实施例，控制器 50将根据至少发动机运转转速或至少发动机运转转速、机油温度和发动机负载的函数运转 阀门48。阀门42、46和48(如本例中可为)优选地安装至发动机的外表面，例如汽缸体28 的外表面。这种外部安装显示在图1中。这将允许出于维修和调节的目的相对容易地接近 阀门42和46或48，而不需要移除例如油表盘或前罩的发动机硬件。已经根据专利法相关要求描述了本发明，因此该描述仅是示例性的而非本质上限 制。对公开的实施例的多种变形和修改对本领域技术人员是显而易见的并且落入本发明的 范围内。因此，本发明赋予的法律保护范围仅通过研习权利要求书而确定。
权利要求
一种内燃发动机的润滑机油供应系统，包含机油储槽；用于加压来自所述机油储槽的机油的机油泵；连接至所述机油泵的润滑分配网路；连接在所述机油泵下游用于将所述分配网路内的机油压力限制至最大可允许值的减压阀；及压力控制器，所述压力控制器可运转地自所述减压阀下游连接至所述分配网路，用于选择性地将所述分配网路内的所述压力控制至低于由所述减压阀产生的最大压力的至少一个压力值。
2.如权利要求1所述的润滑机油供应系统，其特征在于，所述润滑分配网路包含延伸 穿过发动机的多个通道。
3.如权利要求1所述的润滑机油供应系统，其特征在于，所述润滑分配网路包含延伸 穿过发动机至曲轴轴承和至少一个汽缸盖的多个通道。
4.如权利要求1所述的润滑机油供应系统，其特征在于，所述压力控制器包含与低压 减压阀串联设置的常闭控制阀。
5 如权利要求4所述的润滑机油供应系统，其特征在于，所述控制阀由发动机控制器 运转。
6.如权利要求4所述的润滑机油供应系统，其特征在于，所述压力控制器包含由发动 机控制器运转的常闭比例控制阀。
7.如权利要求1所述的润滑机油供应系统，其特征在于，还包含在所述减压阀和所述 压力控制器之间与所述分配网路连接的机油滤清器。
8.如权利要求1所述的润滑机油供应系统，其特征在于，所述压力控制器安装在所述 发动机的外部。
9.如权利要求8所述的润滑机油供应系统，其特征在于，所述压力控制器安装至发动 机的汽缸体部分的外表面。
10.一种带有润滑机油供应系统的内燃发动机，包含机油储槽；安装至所述发动机的机油泵，所述机油泵具有进口和出口，所述机油泵从所述机油储 槽获得机油并且加压所述机油；连接至所述机油泵的润滑分配网路；连接至所述机油泵下游用于通过将高压机油从所述机油泵的所述出口转移至所述机 油泵的所述进口将所述分配网路内的机油压力限制至最大可允许值的减压旁通阀；及压力控制器，所述压力控制器可运转地自所述减压阀下游连接至所述分配网路，用于 通过将机油从所述分配网路返回至所述机油储槽控制所述分配网路内的所述压力，所述压 力控制器选择性地将所述分配网路内的所述压力限制至低于由所述减压阀产生的最大压 力的压力值，所述压力控制器包含由发动机控制器运转的至少一个控制阀。
全文摘要
本发明公开一种内燃发动机的润滑机油供应系统，包括机油储槽和连接至润滑分配网路的机油泵，所述润滑分配网路包括选择性地将所述分配网路内的所述压力控制至低于由与机油泵相关联的所述减压阀产生的最大压力的至少一个压力值的压力控制器。本发明优点在于减小与机油泵相关的寄生阻力损失而减小发动机燃料消耗，同时保证发动机的完整性。
文档编号F01M1/02GK101818670SQ20101010879
公开日2010年9月1日 申请日期2010年2月1日 优先权日2009年2月2日
发明者J·索拉布, 倪学海 申请人:福特环球技术公司