发动机上的流体监测系统的制作方法

本发明总体涉及用于发动机的润滑系统，且更具体地，涉及用于这种润滑系统的流体监测系统。

背景技术：

通常，在操作过程中，流体，例如油，循环通过发动机，用于润滑。在流至发动机之前，油经常穿过过滤器，以移除污染物。除了润滑发动机之外，该油还通过吸收热量来冷却发动机。该热油典型地从发动机流进油盘或油槽中，以再循环通过该系统。然而，通常在再循环通过该系统之前需要将热油冷却。由此，在一些大型发动机系统中，例如，在热油流至油过滤器之前，油泵典型地将该热油从油盘泵送至流过油冷却器以冷却该油。

在一些大型发动机系统中，在油冷却器的上游布置油冷却器旁路阀以调节流至油冷却器的油。例如，在发动机运行时，油可能是热的且较低粘性的，以使得油冷却器旁路阀调节热油以直接地流至用于冷却的冷却器。另一方面，在发动机启动当油为典型的冷的且较高粘性的，该油冷却器旁路阀将该冷油的一部分引导至绕过该油冷却器，以避免损坏油冷却器。当油循环通过该系统时，期望的是，监测油的属性以确保适当的油性能和有效的发动机操作。在这种大型发动机系统中，与较小的发动机相比，油的流动和压力相对较高，且由此，可能在有效地监测油(当其循环通过该大型发动机系统时)的属性中呈现困难。

美国专利申请公开号2016/0061071为包括油冷却器以及布置的旁通设备(以使得油可以选择性地绕过油冷却器)的发动机系统的通常参考。然而，仍需要继续对用于发动机的油和其它流体监测系统进行改进。

技术实现要素：

根据本发明的一方面，提供了一种用于监测发动机的润滑系统中的流体参数的监测系统。监测系统可包括输入导管，该输入导管配置成在润滑系统的油冷却器的上游第一位置处与润滑系统流体连通。监测装置可与输入导管流体连通。输出导管可在油冷却器的下游第二位置处与润滑系统流体连通。该输出导管可包括限流器，该限流器配置成经由输入导管将期望的压力和流体流提供至监测装置。

根据本发明的另一方面，提供了一种发动机。该发动机可包括冷却器旁路，该冷却器旁路位于泵的下游并与该泵流体连通。该冷却器旁路可包括旁路阀。位于冷却器旁路下游的油冷却器可与该冷却器旁路流体连通。监测系统可将冷却器旁路的上游第一位置流体地联接至油冷却器的下游第二位置。监测系统可包括限流器，该限流器配置成提供期望压力和流体流以从第一位置到第二位置流过监测系统。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于发动机的润滑系统。该润滑系统可包括油冷却器。该油冷却器可包括冷却器入口和冷却器出口。该冷却器入口可位于冷却器出口的上游。第一位置可位于冷却器入口的上游，以及第二位置可位于冷却器出口的下游。监测装置可包括输入导管和输出导管。该输入导管可与第一位置流体连通。该输出导管可与第二位置流体连通。输入导管和输出导管中的一个可包括限流器，该限流器配置成经由输入导管将期望的压力和流体流提供至监测装置。

通过结合附图阅读以下详细描述，本发明的上述和其他方面和特征将变得更容易理解。在此公开的不同实施例的方面能够适合地彼此组合或替代。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例的、非公路载重卡车的透视图；

图2是根据本发明的一实施例的、示出了发动机的示例性润滑系统的方框图；

图3是根据本发明的一实施例的、冷却器流动位置处的冷却器旁路的局部横截面视图；

图4是根据本发明的一实施例的、旁路流动位置处的冷却器旁路的局部横截面视图；以及

图5是根据本发明的教导的、示出了简单的可被实践的步骤顺序的方框图。

注意的是，附图仅仅示出了典型的实施例，且因此并不视为有关本发明或权利要求的范围的限制。相反，本发明的构思可用于其它等价的有效实施例。而且，附图并不按比例尺绘制，重点通常放在示出特定实施例的原理。

具体实施方式

现参考图1，根据本发明构造的示例性非公路载重卡车通常用附图标记8来表示。该非公路载重卡车8可在各种各样的行业中使用，例如，但不限于，采矿、运土、农业和建筑，以说出一些实例。非公路载重卡车8包括发动机10(在图2中示出)。该发动机10可为任何类型的发动机，例如，但不限于，柴油机、燃气涡轮发动机、船用发动机、发电机组，以及在产业中公知的其它发动机。通常应当理解的是，尽管发动机10被示出与非公路载重卡车8一起使用，但发动机10还可在其它环境中使用，例如，但不限于，船舶推进、发电和流体萃取。

参考图2，发动机10包括与其流体连通的润滑系统12，例如用于使流体(例如油)循环通过发动机10，用于润滑和冷却。润滑系统12包括与油盘16或油槽流体连通的泵14，其与发动机10流体连通。泵14还与冷却器旁路20的入口端口18流体连通。冷却器旁路20的入口端口18经由供流路径22从泵14接收油。冷却器旁路20还包括旁路阀24、旁路端口26，以及与油冷却器32的冷却器入口30流体连通的出口端口28。

冷却器旁路20的旁路阀24配置成控制油流，以穿过出口端口28经由冷却器流动路径34至油冷却器32以及，在特定状态(例如当油为冷的和粘的时候)，以将油流的一部分引导以经由旁路端口26绕过油冷却器32。油冷却器32还包括与油过滤器40的过滤器入口38流体连通的冷却器出口36，以使得冷却器流动路径34从冷却器旁路20连续通过油冷却器32并至油过滤器40。由此，油过滤器40的过滤器入口38经由冷却器流动路径34从油冷却器32的冷却器出口36接收油。而且，油过滤器40的过滤器入口38经由旁路流动路径42与冷却器旁路20的旁路端口26流体连通，以使得过滤器入口38还可从冷却器旁路20的旁路端口26接收油，这取决于旁路阀24的位置。在一些实施例中，旁路流动路径42在冷却器出口36的下游处与冷却器流动路径34流体连通，以使得从旁路端口26流动的油与从冷却器出口36流动的油相组合以流至过滤器入口38。油过滤器40还与发动机10流体连通，且在油流至发动机10之前从油中过滤出污染物。

参考图3，示例性冷却器旁路，例如冷却器旁路20，被示出以描绘用于控制油流的冷却器旁路20内的旁路阀24的操作关系。旁路阀24包括阀芯44和偏置构件46，该偏置构件推进阀芯44远离基底48，以使得阀芯44布置在冷却器流动位置(在图3中示出)以限制油从入口端口18流至旁路端口26，同时允许油从入口端口18流至油冷却器32。另外，偏置构件46继续推进处于冷却器流动位置的阀芯44直至施加在阀芯44上的压力克服偏置构件46的预载力，在该点处，压力在阀芯44上的力朝向基底48压缩偏置构件46，直至阀芯44达到旁路流动位置。当阀芯44布置在旁路流动位置时，如在图4中示出，访问朝向旁路端口26打开，以使得从入口端口18流来的油被部分的转移通过旁路端口26经由旁路流动路径42至油过滤器40。

例如，当由为冷的和粘的时，例如在发动机启动过程中，阀芯44上的油压力大于偏置构件46迫使阀芯44从冷却器流动位置过渡至旁路流动位置的预载力，以使得油的一部分开始转移通过旁路端口26以绕过油冷却器32。另一方面，当由是温的或热的时，例如在发动机10的操作过程中，阀芯44上的油压力小于偏置构件46的预载力，以使得偏置构件46将阀芯44偏置进冷却器流动位置，这限制油流至旁路端口26。

返回参考图2，润滑系统12还包括用于监测油的属性的监测系统50。该监测系统50包括输入导管52、输出导管54、以及与输入导管52和输出导管54流体连通的监测装置56。监测装置56经由输入导管52与供流路径22流体连通，并经由输出导管54与油过滤器40流体连通。监测系统50还包括限流器58。限流器58配置成限制通过监测系统50的油的压力和流动，以遵照监测装置56的操作压力和流动参数。在一些实施例中，限流器58设置在输出导管54中，且可为定义的限制通过输出导管54的通道的孔，导致限制从供流路径22穿过监测系统50的输入导管52的油的压力和流动，以使得通过输入导管52的油的压力和流动小于通过供流路径22的油的压力和流动。例如，通过输入导管52的油流为小于供流路径22处的油流一个数量级，以使得流至油过滤器40的油的温度并未被显著影响。

例如，在冷却器旁路20的上游第一位置60处的峰值压力大于在油冷却器32的冷却器出口36的下游第二位置62的出口压力。基于第一位置60处的峰值压力大于第二位置62处的出口压力，因而，限流器58被适当地设计尺寸并配置成提供通过监测系统50的油的期望的压力和流动，其小于第一位置60处的峰值压力，并遵照监测装置56的操作压力和流动参数。由此，监测装置56以期望的压力和流动接收油，用于监测油，油然后经由输出导管54流至油过滤器40。在一些其它实施例中，限流器58(如在图2中以虚线示出)设置在输入导管52而非输出导管54中，以获取通过监测系统50的监测装置56的相同的期望的压力和流动。

仍参考图2，监测装置56配置成监测油质量参数和/或监测油中的碎屑。在一些实施例中，监测装置56包括用于监测油质量参数(例如，但不限于，油温度、粘度、密度和介电常数)的油质量传感器64。另外地或可选地，监测装置56包括用于测量油中的金属性(含铁的和/或不含铁的)和/或非金属性碎屑的油碎屑传感器66。

工业实用性

一般来说，本发明可发现能够用于在适合于多种工业环境的大功率应用中采用的发动机中，但不限于，船舶推进、运土、建筑和农业环境。作为非限制性示例，发动机10可为船舶发动机。通过采用在此公开的系统和方法，监测系统50可监测循环通过在大功率应用中采用的发动机的油的参数，例如发动机10，以使得监测装置56接收用于监测的油(该油处于遵照监测装置56的操作压力和流需求的期望的压力和流动状态)，其并未直接暴露于循环通过发动机10和润滑系统12的由的高压力和流动。

特别地，监测系统50的限流器58被设计和配置成基于冷却器旁路20的上游第一位置60处的峰值压力和油冷却器32的下游第二位置62处的出口压力来限制由监测装置56接收到的油的流动(例如，基于峰值压力和通过油冷却器32的压降来合适地设计限流器58的尺寸)。因此，具有限制操作压力和流需求的监测装置，例如监测装置56，能够在发动机中实施，例如在大功率应用中采用的发动机10。

另外，可采用本发明的教导，以使得监测装置56接收用于监测的油，而且该油连续地循环通过发动机10和润滑系统12，而且在监测过程中无任何损失。例如，当发动机10在操作时，从泵14流出的油的大多数经由供流路径22被供应至冷却器旁路20，而油的一部分(处于由监测系统50的限流器58提供的期望的压力和流动)从那里转移以流过输入导管52至监测装置56。在油循环通过用于监测油的参数的监测装置56之后，随后，在油继续流至发动机10之前，油流过输出导管54至用于过滤油的油过滤器40。以这种方式，从泵14供应的几乎所有的油被循环至发动机10，用于润滑和冷却，如该监测后的油循环至发动机10，以及该有经由油过滤器40离开油冷却器32。这可与其它系统对比，该其它系统中油在被监测后被转移至油盘或油槽，以使得与最初从泵所供应的油相比接收更少的油。

而且，在一些实施例中，监测系统50适合于在制造后的发动机上使用，其包括油冷却器，例如现存的发动机，其可能已经在现场中被使用。图5示出了样本步骤顺序的框图500，其可被执行以提供监测系统至包括油冷却器的制造后的发动机。如在方框510处示出，基于油冷却器32的上游第一位置60处的峰值压力和油冷却器32的下游第二位置62处的出口压力来确定监测系统50的限流器58的尺寸。在一些实施例中，第一位置60处于冷却器旁路20的上游，该冷却器旁路设置在油冷却器32的上游。

如在方框512中示出，提供的监测系统50的输入导管52与第一位置60流体连通。在一些实施例中，输入导管52包括输入装配，其适合于流体地联接至第一位置60。另外，如在方框514中示出，提供的监测系统50的输出导管54与第二位置62流体连通。在一些实施例中，输出导管54包括输出装配，其适合于流体地联接至第二位置62。