温度调控冷却喷嘴结构的制作方法

本实用新型涉及发动机领域，尤其涉及一种温度调控冷却喷嘴结构。

背景技术：

随着各国对整车油耗限制和排放法规越来越严格的要求，世界各大汽车公司都在为提高发动机性能的研究进行大量投入。由于大多数主机厂采用缸内直喷和涡轮增压等技术，在带来性能提高和轻量化的同时，也造成了发动机的升功率不断升高；而升功率的升高也意味着热负荷的增大，现在增压发动机大多数采用活塞冷却喷嘴的方法，来降低活塞温度，满足发动机过高的热负荷增加。

目前的活塞冷却喷嘴主要有两种方式：其中一种是利用机油压力进行控制，通过弹簧预紧钢球或柱塞密封进油口，当机油压力大于弹簧预紧力时，阀门打开，喷射机油对活塞进行冷却；另一种是通过最新技术电子控制活塞冷却喷嘴的开启与关闭。

第一种方式中由于活塞需要冷却主要是在大负荷高转速的工况，利用机油压力控制由于在低温或常温开启时也对活塞进行冷却，使得既不能达到良好的预期效果，也导致了车辆燃油耗的增加；而第二种方式利用最新的电子技术，虽然可以实现，但是成本很高。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种降低成本且提高喷射性能的温度调控冷却喷嘴结构。

本实用新型提供一种温度调控冷却喷嘴结构，包括阀体、第一阀芯、第二阀芯、第一推力件和第二推力件，所述阀体内设有空腔、第一阀口和第二阀口，所述第一阀口和所述第二阀口将所述空腔依次分为连通的第一腔体、第二腔体和第三腔体，所述阀体还包括与所述第一腔体连通的进油口，所述第一阀芯和所述第二阀芯可移动地设于所述空腔内以分别关闭或打开第一阀口和第二阀口，且所述第一推力件对所述第一阀芯施加朝向第一方向并关闭第一阀口的力，所述第二推力件对所述第一阀芯施加朝向第二方向以打开第一阀口的力，第二推力件还对第二阀芯施加朝向第一方向以打开第二阀口的力，且所述第一方向与所述第二方向相反，所述第二推力件对所述第一阀芯和/或所述第二阀芯施加的力根据温度的变化而变化。

进一步地，所述第一阀芯包括主体部和连接部，所述主体部可移动地设于第一腔体内，所述连接部穿过所述第二腔体并伸入第三腔体，以与所述第二阀芯可移动地连接。

进一步地，所述主体部包括容纳腔，所述第一推力件为弹簧且容纳于所述容纳腔内，温度调控冷却喷嘴结构还包括固定于所述阀体远离所述第一阀口的一端的第一限位件，所述第一推力件的一端抵顶所述主体部的所述容纳腔的底部，另一端抵顶所述第一限位件。

进一步地，温度调控冷却喷嘴结构包括第二限位件，所述第二限位件固定于所述阀体的与所述第一限位件相对的另一端。

进一步地，所述阀体的空腔内壁设有凸起，所述凸起包括第一斜面和第二斜面，所述第一阀芯与所述第一斜面配合以形成第一阀口，所述第二阀芯与所述第二斜面配合以形成第二阀口。

进一步地，所述第二阀芯为中空的壳体，所述第二推力件填充于所述第二阀芯内，且所述第二推力件为热胀冷缩的填充材料，所述第一阀芯的所述连接部部分穿入所述第二阀芯内且伸入填充材料内。

进一步地，所述阀体还包括通油槽，所述通油槽为凹槽且布设于所述第一阀口的下部，所述通油槽为开槽，其与所述空腔接触的一侧端连通于所述第三腔体。

进一步地，所述温度调控冷却喷嘴结构包括导向套，所述导向套布设于所述阀体与所述主体部之间。

进一步地，所述导向套为靠近所述第二阀芯的一端开设有与所述进油口连通的通槽，所述通槽还与所述第一腔体连通。

进一步地，温度调控冷却喷嘴结构还包括喷油管，所述喷油管连接于所述阀体的所述进油口处，且所述喷油管通过所述进油口连通于所述阀体的所述空腔。

本实用新型通过利用热胀冷缩的填充材料作为第二推力件，当活塞在低负荷和冷启动时，第二推力件使得第一阀口和/或第二阀口闭合，无机油喷射；当活塞大负荷运转时，温度不断升高的机油作用于第二推力件并产生作用于第一阀芯、第二阀芯的作用力，最终使得第一阀口和第二阀口打开，机油喷射并对活塞降温，能耗低且性能稳定。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型温度调控冷却喷嘴结构的一具体实施例的结构示意图；

图2为图1中温度调控冷却喷嘴结构的剖视图；

图3为图1中温度调控冷却喷嘴结构的又一角度示意图；

图4为图1的第一阀口、第二阀口均闭合时的剖视示意图；

图5为图4中第一阀口打开而第二阀口闭合时的剖视示意图；

图6为图4中第一阀口和第二阀口打开到最大状态时的剖视图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本实用新型详细说明如下。

如图1至图3所示，本实用新型提供了一实施例的温度调控冷却喷嘴结构，包括阀体10、第一阀芯20、第二阀芯30、第一推力件40和第二推力件50。

其中，阀体10内设有空腔101、第一阀口202和第二阀口203，第一阀口202和第二阀口203将空腔101依次分为连通的第一腔体101a、第二腔体101b和第三腔体101c，阀体10还包括与第一腔体101a连通的进油口100，第一阀芯20和第二阀芯30可移动地设于空腔101内以分别关闭或打开第一阀口202和第二阀口203，且第一推力件40对第一阀芯 20施加朝向第一方向并关闭第一阀口202的力，第二推力件50对第一阀芯20施加朝向第二方向以打开第一阀口202的力，第二推力件50还对第二阀芯30施加朝向第一方向以打开第二阀口203的力，且第一方向与第二方向相反，第二推力件50对第一阀芯20和/或第二阀芯30施加的力根据温度的变化而变化。本实用新型提供的温度调控冷却喷嘴结构，当活塞低温或者初启动时，第二推力件50不产生作用力或者产生的作用力仍使得第一阀芯30抵接于凸起102的第一斜面102a，第一阀口202闭合；第二阀芯40抵接于凸起102的第二斜面102b，第二阀口203闭合；当活塞处于大负荷工作状态时，随着机油温度不断升高，第二推动件50 对第一阀芯20和第二阀芯30产生作用力，进而使得第一阀口202和第二阀口203打开，机油经打开的第一阀口102a和第二阀口102b流入喷油管90喷射，进而对活塞进行降温，使得喷油管仅在高温下工作，避免了低温或者常温时机油依然喷射，降低了成本和能耗。

如图4所示，第一阀芯20包括主体部204和连接部205，主体部204 可移动地设于第一腔体101a内，连接部205穿过第二腔体101b并伸入第三腔体101c，以与第二阀芯30可移动地连接；主体部204包括容纳腔 2041，详细地，第一推力件40为弹簧且容纳于容纳腔2041内。

具体地，第一阀芯20和第二阀芯30通过连接部205连接，当第二推力件50随着机油温度的升高而对第二阀芯30施加作用力时，同时能将第二推力件50产生的作用力通过连接部205传递给第二阀芯30。

如图4所示，阀体10的空腔101内壁设有凸起102，凸起102包括第一斜面102a和第二斜面102b，第一阀芯20与第一斜面102a配合以形成第一阀口202，第二阀芯30与第二斜面102b配合以形成第二阀口203。当第一阀芯20抵接于第一斜面102a时，第一阀口202闭合；当第一阀芯20远离第一斜面102a时，第一阀口202打开。第二阀芯30与第二斜面102b配合以形成的第二阀口203同上原理打开或者闭合。

本实施例中，阀体10的第三腔体101c的内孔大小与形状与第二阀芯30的外轮廓的大小与形状对应，且阀体10的第三腔体101c的内侧壁上开设有通油槽103。由于第三腔体101c的内孔大小与形状与第二阀芯 30的外轮廓的大小与形状对应，因此第三腔体101c的内侧壁对第二阀芯30的移动形成导向，通油槽103的开设保证油液能进入第二腔体101b，同时使油液能充满于第三腔体101c，使得第二阀芯30完全浸入机油中，以方便机油的温度能通过良好导热性能的第二阀芯30传递至其内部能随着温度升高而膨胀的第二推力件50。

如图2所示，第二阀芯30为中空的壳体，第二推力件50填充于第二阀芯30中空的壳体内，且第二推力件50为热胀冷缩的填充材料；具体地，第二阀芯30上开设有朝向第一阀芯20一侧的通孔301，第一阀芯20的连接部205由第一阀芯20的主体部204的中心处向第二阀芯30 的方向延伸而成，详细地，连接部205通过通孔301并延伸至第一阀芯 20的内部，即第一阀芯20的连接部205部分穿入第二阀芯30内且伸入填充材料内。

当机油的温度不断升高时，为热胀冷缩材料的第二推力件50随着温度的升高而产生向外的膨胀力，进而将此作用力作用于第二阀芯30，使得第二阀芯30与第二斜面102b相互靠近，第二阀口203闭合，无机油喷射；与此同时，第二推件50产生的作用力通过连接部205传递给内嵌于主体部204的容纳腔2041内的第一推力件40，使得为弹簧的第一推力件40被压缩，而第一阀芯20与第一斜面102a互相远离，第一阀口202 被打开。

在本具体实施例中，由于石蜡在低温时几乎不会膨胀，但在50－60 摄氏度时会迅速膨胀，能满足大部分活塞大负荷工作时的机油所处温度，故第二推力件50的填充材料优选石蜡；但是在其他具体实施例中，第二推力件50的填充材料不仅限于本实施例中所述，还可为其他低、中温时的状态变化不大而高温时能迅速膨胀的性能更优、更灵敏的其他填充材料，具体不做限制。

该温度调控冷却喷嘴结构还包括第一限位件60、第二限位件70、导向套80和喷油管90。

详细地，第一限位件60固定于阀体10远离第一阀口202的一端，第一推力件40的一端抵顶主体部204的容纳腔2041的底部，另一端抵顶第一限位件60，第一限位件60对第一阀芯20朝第一方向的移动限位。第二限位件70固定于阀体10的与第一限位件60相对的另一端，以对第二阀芯30朝第一方向的移动限位。

导向套80为筒状且套设于阀体10与第一阀芯20之间，导向套80 靠近第二阀芯30的一端开设有与进油口100连通的通槽801，通槽801 还与第一腔体101a连通。

如图1和图3所示，喷油管90连接于进油口100处，通过进油口 100连通于阀体10的空腔101，以便于机油经第一阀口202、第二阀口 203、通槽801及进油口100流入喷油管90。具体地，喷油管90与阀体 10连接的整体并通过法兰1a连接于车身发动机，且法兰1a套于阀体10 再通过焊接固定于发动机。在其他具体实施例中，喷油管90和阀体10 形成的整体与车身的连接方式不仅限于本实施例中所述的法兰连接。

在本具体实施例中，第一限位件60、第二限位件70以及导向套80 均优先通过内压的方式固定于阀体10内部，并形成一个固定的整体。在其他具体实施例中，第一限位件60、第二限位件70、导向套80分别与阀体10固定的方式不仅限于本实施例中所述。

以下简述该温度调控冷却喷嘴结构的工作原理。

如图4所示，当活塞在低负荷和冷启动时无需对活塞进行降温时，为热胀冷缩材料的第二推力件50处于原态或膨胀产生的作用力仍然使得第一阀口202和第二阀口203均处于闭合，无机油喷射，降低了能耗和成本。如图5所示，当活塞在稍大负荷下运转但还不需要通过喷射机油完成降温时，温度不断升高的机油使得填充材料继续膨胀，对第二阀芯30产生第二方向的力，使得第二阀芯30抵接于第二斜面102b，第二阀口203关闭；此时第二推力件50对与部分伸入第二推力件50的连接部205产生第二方向的力，使第一阀芯20沿第二方向移动，使第一阀芯 20远离第一斜面102a，第一阀口202打开，但仍无机油流入喷油管90，无机油喷射。当活塞大负荷、高速运转而需要通过喷射机油完成降温时，填充材料持续膨胀，第一阀芯20由于第一限位件60的限制而不能再继续径向移动，第一阀口202打开最大；与此同时，第二推力件50产生的膨胀力使得第二阀芯30远离第二斜面102b，第二阀口203打开，机油开始喷射流量。

如图5及图6所示，随着机油温度的不断升高和机油流量的不断增加，第二阀芯30周围充满机油，第二阀芯30受到的综合作用力使得第一阀芯20向第二方向移动，第二阀口203开小一些，而第一阀口202继续开大，机油喷射流量迅速增大；当填充材料仍然持续膨胀，最终使得第一推力件40被压缩到最大状态，此时第一阀口202处于最大开通状态，而与之同时第二阀芯30最接近于第二限位件70，第二阀口203也处于最大开通状态，此时机油喷射流量达到最大。

本实用新型通过利用热胀冷缩的填充材料作为第二推力件，当活塞在低负荷和冷启动时，第二推力件使得第一阀口和/或第二阀口闭合，无机油喷射；当活塞大负荷运转时，温度不断升高的机油作用于第二推力件并产生作用于第一阀芯、第二阀芯的作用力，最终使得第一阀口和第二阀口打开，机油喷射并对活塞降温，能耗低且性能稳定。

以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。