用于更换油压调节组件和高压卸放阀组件的装置和方法
【专利摘要】本发明提供了一种增大重型卡车发动机润滑系统中的油压的方法。润滑系统包括安装在油滤清器底座（14）中并且具有调节油压的主弹簧（38）的油压调节组件（30），和安装在油滤清器底座（14）中并且具有当油压超过规定的极限时卸放油压的削峰弹簧（52）的高压卸放阀组件（36）。所述方法包括将主弹簧（38）更换为具有更大的弹簧常数的更换用主弹簧（38）以及将削峰弹簧（52）更换为具有更大的弹簧常数的更换用削峰弹簧（52）的步骤。还提供了一种用于增大油压的更换用套件。
【专利说明】用于更换油压调节组件和高压卸放阀组件的装置和方法
【技术领域】
[0001]本公开总地涉及用于内燃发动机的润滑系统。更具体地，本公开涉及用于更换用在重载车辆中的润滑系统中的油压调节组件和高压卸放组件以便将油压增大至规定范围内的装置和方法。
【背景技术】
[0002]内燃发动机需要润滑系统来润滑运动部件及散除热量。在供重型车辆使用的大型内燃发动机中，油泵使油遍布发动机及经过安装在滤清器底座上的油滤清器分配。滤清器底座可配备有油压调节组件和高压卸放组件。
[0003]例如为卡车发动机的重载发动机可遇到低油压的问题，特别是在临近发动机使用寿命的尽头时。这种低油压是由于润滑系统缺乏承受由发动机寿命期间的正常发动机磨损所产生的增加的油流需求的能力而造成的。更换发动机气缸体和/或曲轴可使油压上升超过最小的规格/规定值，但花销很高。
【发明内容】
[0004]已开发出一种解决低油压问题的比较便宜的方案，其中提供一种套件(成套零件)将原来的油压调节器弹簧(“主弹簧”)更换为新的主弹簧及将原来的高压卸放弹簧(“削峰弹簧”)更换为新的削峰弹簧。新的主弹簧比原来的主弹簧更加刚硬，以增大油压而不会对滤清器或润滑系统过度加压。新的主弹簧可由不同的材料制成以尽量减小或限制油压的可变性。
[0005]根据本公开的一个方面，提供了一种增大重型卡车发动机润滑系统中的油压的方法。润滑系统包括安装在油滤清器底座中并且具有调节油压的主弹簧的油压调节组件，和安装在油滤清器底座中并且具有当油压超过规定的极限时卸放油压的削峰弹簧的高压卸放阀组件。此方法包括将主弹簧更换为具有更大的弹簧常数的更换用主弹簧以及将削峰弹簧更换为具有更大的弹簧常数的更换用削峰弹簧的步骤。
[0006]此方法可包括进一步的步骤:提供更换用调节阀并且将其安装在油滤清器底座壳体内；提供用于将更换用主弹簧保持在预压缩状态的更换用扩口管；将更换用扩口管和更换用主弹簧安装在壳体内以使得更换用扩口管的一个端部靠接更换用调节阀；以及提供更换用插塞，该更换用插塞具有部分地带有螺纹的圆柱形体部以将更换用插塞螺纹地连接至油滤清器底座而使得插塞靠接扩口管的端部；然后将更换用插塞旋拧至规定的扭矩。
[0007]此方法可包括更进一步的步骤:提供更换用管并且将其安装在油滤清器底座内，该更换用管具有用于接纳更换用螺栓的中空内部；提供更换用第二垫圈并且将其可滑动地安装在更换用管上以使得其靠接油滤清器底座；提供具有头部和部分地带有螺纹的圆柱形体部的更换用螺栓；提供更换用第一垫圈，其在螺栓体部上可滑动地安装成使其靠接头部；使更换用削峰弹簧滑动到更换用螺栓上并且将更换用螺栓安装在更换用管内以使得更换用削峰弹簧在两个更换用垫圈之间被稍微压缩并且将更换用第二垫圈偏压抵靠在壳体上；以及将更换用螺栓旋拧至规定的扭矩。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为发动机气缸体和包括油泵、油滤清器底座以及油滤清器的润滑系统的局部透视图。
[0009]图2为图1的油滤清器底座的从发动机气缸体侧示出以显示高压卸放阀组件的后透视图。
[0010]图3为图2的油滤清器底座的沿着线3-3截取的剖视图，示出压力调节弹簧组件。
[0011]图4为图1的油滤清器底座的前透视图。
[0012]图5为图2的油滤清器底座的沿着线5-5截取的剖视图，示出高压卸放阀组件。
[0013]图6为安装到油滤清器底座中的更换用压力调节弹簧组件的透视图。
[0014]图7为图6的油滤清器底座的剖视图，示出安装后的更换用压力调节弹簧组件和更换用高压卸放阀组件。
【具体实施方式】
[0015]虽然能以多种形式实施本发明，但在附图中会示出及在本文中将详细描述一个或多个实施例，同时要理解本公开应被视为本发明原理的例示而并不意在将本发明限制于所述的实施例。
[0016]图1示出安装至发动机气缸体10的润滑系统，其包括油泵12、油滤清器底座14和油滤清器(以虚线示出)。油泵12迫使油从发动机气缸体10进入至油滤清器14并且向上通过安装在油滤清器底座14上的油冷却器(未示出)。冷却后，油重新进入油滤清器底座14并经过油滤清器，然后在其回到发动机气缸体10的途中再次重新进入油滤清器底座14。
[0017]参照图2和4，现将详细地说明经过油滤清器底座14的油路。来自油泵12的油如箭头A所示地经第一端口进入油滤清器底座14并且如箭头B所示地进入油冷却器。来自油冷却器的油如箭头C所示地重新进入油滤清器底座14且然后如箭头D所示地到达油滤清器。经过滤的油在其如箭头F所示地回到发动机气缸体10的途中如箭头E所示地进入油滤清器底座14。
[0018]参照图1和2，油滤清器底座14包括壳体20、油冷却器安装板26、面朝下的油滤清器安装板28、压力调节弹簧组件30、冷却器旁通阀组件32、发动机油滤清器旁通组件34和高压卸放阀组件36。
[0019]如图3中最佳示出的，压力调节弹簧组件30包括主弹簧38、调节阀40、扩口管42和插塞44。主弹簧38通常由琴用丝材(琴钢丝)制成，为高碳钢合金，典型丝径为2.49mm。在一种特定的发动机中，主弹簧38具有18.05个绕圈、45.426mm的压并(压缩的)高度和124.71mm的自由(未压缩的)高度。主弹簧38的远端(最靠近发动机气缸体)抵接(压靠)在调节阀40上并且近端压靠插塞44。
[0020]调节阀40包括大体上圆柱形的中空的弹簧壳体46，该壳体通过轴杆50连接至阀座48。主弹簧38部分地装配在壳体46中并且在轴杆50附近压靠在壳体46上，从而将阀座48偏压抵靠在油滤清器底座壳体20上。O形圈(未示出)装配在形成于调节阀40的外表面中的周向凹槽49内并且接触圆柱形的油滤清器壳体壁以提供滑动密封。[0021]扩口管42包括中心管和扩口的钟形端部并且用于将主弹簧38保持在预压缩状态以辅助组装。扩口的钟形端部可滑动地连接至中心管以允许主弹簧38在发动机运行期间响应于油压而压缩和伸展。在被安装时，扩口管42的近端(最远离发动机气缸体10)靠接插塞44并且扩口管42的远端靠接调节阀40。
[0022]插塞44具有部分地带有螺纹的圆柱形体部。O形圈45绕着体部的外径装配以提供与油滤清器底座壳体20的油密密封。
[0023]在发动机运行期间，调节阀40响应于改变的油压而移动以调节油压，从而使主弹簧38压缩和伸展。当阀座48打开时，油从发动机气缸体10经油滤清器底座14中的通路转移，在此其与来自油泵12的油在进入油冷却器(未示出)之前混合。通常阀座48在怠速期间关闭，在发动机速度达到约1000RPM时打开，且然后在运行期间来回移行以调节油压。
[0024]如图5中所示，高压卸放阀组件36包括削峰弹簧52、螺栓54、管56、第一垫圈58和第二垫圈60。螺栓54包括头部57和具有螺纹(远)端55的圆柱形体部。中空圆柱形管56可在油滤清器底座14的面向发动机气缸体10的一侧接纳在油滤清器底座14内并且构造成接纳第二垫圈60。削峰弹簧52和第一垫圈58能在第一垫圈58靠接螺栓头部57的状态下可滑动地接纳在管56或螺栓体部上。螺栓54可插入中空管56并且可螺纹连接至油滤清器底座14。当螺栓54固定至油滤清器底座14时，削峰弹簧52在两个垫圈58、60之间被稍微压缩。
[0025]削峰弹簧52将第二垫圈60(其起到阀座的作用)偏压抵靠滤清器底座壳体20。在发动机运行期间，第二垫圈60通常处于该关闭位置。通过油滤清器底座14的油对第二垫圈60的背离削峰弹簧52的一侧施加压力。如果发动机油压超过设定的极限，则油迫使第二垫圈60打开，从而压缩削峰弹簧52并且形成可供油从发动机润滑系统转移至油底壳中的环形开口。在油是冷的并且比较浓稠的非常冷的条件下可出现这种高油压现象。
[0026]重型卡车发动机和越野车辆发动机可在临近发动机使用寿命的尽头时遇到低油压的情况。这种低油压是由于润滑系统缺乏承受由发动机寿命期间的正常发动机磨损所产生的增加的油流需求的能力而造成的。根据本发明的一个方面，提供了一种用于将油压调节器主弹簧38更换为更换用主弹簧38’和用于将削峰弹簧52更换为更换用削峰弹簧52’的套件。
[0027]此套件可包括更换用压力调节弹簧组件30’和更换用高压卸放阀组件36’。如图6和7中所示的，更换用压力调节弹簧组件30’可包括更换用主弹簧38’、更换用调节阀40’、更换用扩口管42’、更换用插塞44’和更换用O形圈45’。在一示例性实施例中，更换用主弹簧38’比原来的(被更换的)主弹簧38刚硬约百分之十(且因此具有更高的弹簧常数)并且可由不同的材料(例如铬硅弹簧钢)制成以抵抗疲劳并限制运行期间的油压可变性。更换用主弹簧38’应设计成使其不会对油滤清器或润滑系统过度加压。
[0028]下面的表格A是用于示例性的原来的主弹簧38的规格与用于示例性的更换用主弹簧38’的规格的比较。如相同的弹簧压缩(96.2_)下的更高的载荷所示出的，更换用主弹簧38’比原来的主弹簧38更加刚硬。
[0029]表格A
[0030]
【权利要求】
1.一种用于更换油滤清器底座(14)中的主弹簧(38)和削峰弹簧(52)的套件，所述油滤清器底座(14)具有能安装于卡车发动机气缸体(10)的壳体(20)而形成发动机润滑系统的一部分，所述主弹簧(38)是安装在所述壳体(20)中的油压调节组件(30)的组成部分，所述油压调节组件在可操作地连接至所述发动机润滑系统时用于在规定范围内调节油压，所述主弹簧(38)由具有一弹簧常数的材料制成，所述削峰弹簧(52)具有一弹簧常数并且是安装在所述壳体(20)中的高压卸放阀组件(36)的组成部分，所述高压卸放阀组件在可操作地连接至所述发动机润滑系统时用于在油压超过预定极限时卸放油压，所述套件包括: 更换用主弹簧(38)，其具有比所述主弹簧(38)的弹簧常数更大的弹簧常数并且由比所述主弹簧(38)的材料更抗疲劳的材料制成。
2.根据权利要求1所述的套件，其中，所述更换用主弹簧(38)由铬硅钢合金制成。
3.根据权利要求1所述的套件，还包括: 更换用削峰弹簧(52)，其具有比所述削峰弹簧(52)的弹簧常数更大的弹簧常数。
4.根据权利要求1所述的套件，还包括: 更换用调节阀(40)，其能安装在所述壳体(20)内； 更换用插塞(44)，其具有用于将其螺纹连接至所述油滤清器底座(14)的部分地带有螺纹的圆柱形体部；以及 更换用扩口杆(42)，其用于将所述更换用主弹簧(38)保持在预压缩状态并且具有构造成在被安装时分别靠接所述更换用调节阀(40)和所述更换用插塞(44)的相对两端。
5.根据权利要求4所述的套件，还包括: 更换用螺栓(54)，其具有头部和部分地带有螺纹的圆柱形体部，所述更换用螺栓(54)可螺纹安装至所述油滤清器底座(14)； 更换用管(56)，其能接纳在所述油滤清器底座(14)内并且具有用于接纳所述更换用螺栓(54)的中空内部； 更换用第一垫圈(58)，其能在所述螺栓体部上可滑动地安装成使其靠接所述头部；以及 更换用第二垫圈(60)，其能在所述更换用管(56)上可滑动地安装成使其靠接所述油滤清器底座(14)而与所述油滤清器底座(14)形成密封； 其中，所述更换用削峰弹簧(52)能在所述更换用管(56)上可滑动地接纳成使所述更换用削峰弹簧在所述两个更换用垫圈(58、60)之间被稍微压缩并且将所述更换用第二垫圈(60)偏压抵靠所述壳体(20)。
6.一种增大重型卡车发动机润滑系统中的油压的方法，所述润滑系统包括安装在油滤清器底座(14)中并且具有调节油压的主弹簧(38)的油压调节组件(30)，和安装在所述油滤清器底座(14)中并且具有当油压超过规定的极限时卸放油压的削峰弹簧(52)的高压卸放阀组件(36)，所述主弹簧(38) 具有一弹簧常数，所述削峰弹簧(52)具有一弹簧常数，所述方法包括以下步骤: 用更换用主弹簧(38)更换所述主弹簧(38)，所述更换用主弹簧(38)具有比所述主弹簧(38)的弹簧常数更大的弹簧常数。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括以下步骤: 用更换用削峰弹簧(52)更换所述削峰弹簧(52)，所述更换用削峰弹簧(52)具有比所述削峰弹簧(52)的弹簧常数更大的弹簧常数。
8.根据权利要求7所述的方法，包括以下进一步的步骤: 提供更换用调节阀(40)并且将其安装在壳体(20)内； 提供用于将所述更换用主弹簧(38 )保持在预压缩状态的更换用扩口管(42 ); 将所述更换用扩口管(42 )和更换用主弹簧(38 )安装在所述壳体(20 )内以使得所述更换用扩口管(42)的一个端部靠接所述更换用调节阀(40);以及 提供更换用插塞(44)，所述更换用插塞具有部分地带有螺纹的圆柱形体部以将所述更换用插塞(44)螺纹地连接至所述油滤清器底座(14)而使得所述更换用插塞靠接所述扩口管(42)的端部；然后将所述更换用插塞(44)旋拧至规定的扭矩。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤: 提供更换用管(56)并且将其安装在所述油滤清器底座(14)内，所述更换用管(56)具有用于接纳更换用螺栓(54)的中空内部； 提供更换用第二垫圈(60)并且将其可滑动地安装在所述更换用管(56)上以使得其靠接所述油滤清器底座(14); 提供具有头部和部分地带有螺纹的圆柱形体部的更换用螺栓(54); 提供更换用第一垫圈(58)，其在所述螺栓体部上可滑动地安装成使其靠接所述头部；使更换用削峰弹簧(52)滑动到所述更 换用螺栓(54)上并且将所述更换用螺栓(54)安装在所述更换用管(56 )内，以使得所述更换用削峰弹簧(52 )在所述两个更换用垫圈(58、60)之间被稍微压缩并且将所述更换用第二垫圈(60)偏压抵靠所述壳体(20);以及将所述更换用螺栓(54)旋拧至规定的扭矩。
【文档编号】F01M1/16GK103906898SQ201280051718
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年8月16日 优先权日:2011年10月21日
【发明者】A·W·奥斯泰恩, C·L·巴赫, P·W·萨维奇, C·J·格拉哈姆 申请人:卡特彼勒公司