活塞冷却喷嘴的制作方法

本实用新型涉及发动机冷却技术领域，尤其涉及一种活塞冷却喷嘴。

背景技术：

随着汽车保有量的与日俱增，汽车尾气排放对人类健康的危害及对环境的污染日益严重。为此，世界各国制定了相应的法规或标准，以期把汽车的有害排放物控制在较低的水平。同时，整车的排放指标成为各大主机厂竞争及生存的重要参数。

汽车排放的尾气包括从废气中排出的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等有害气体，这些有害气体排放不达标的根本原因是发动机冷启动时燃烧室温度过低，导致燃烧不充分，一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等排放超标。为抑制这些有害气体的产生，就需要解决燃烧室温度过低的问题，有效管理发动机的热效率。

目前，解决燃烧室温度过低的方法之一为设置电子活塞冷却喷嘴。电子活塞冷却喷嘴可以在冷启动时通过电磁阀的开启、关闭来限制喷嘴工作，从而实现燃烧室快速升温。例如，当电磁阀连通时，油通过油管线流向电子活塞冷却喷嘴，进行油喷射操作；当电磁阀断开时，流向油管线的油被阻挡。在此情况下，电子活塞冷却喷嘴的喷射操作通过电磁阀的连通/断开而运行或停止。

然而，采用电子活塞冷却喷嘴仍然存在未解决的技术问题。首先，当电子活塞冷却喷嘴正常工作时，机油的流动产生的机油压力波动将对冷却喷嘴产生冲击，使得喷嘴异常开启，导致喷嘴对机油流量的控制失效。其次，当电磁阀发生故障而失效，卡在打开状态时，油将连续流向电子活塞冷却喷嘴，从而发生油的持续流动，导致发动机热效率恶化，增加有害气体的排放，最终导致冷启动时排放不达标。再次，当电磁阀由于故障而卡在关闭状态时，机油不能再流至电子活塞冷却喷嘴，此时活塞将因为发动机温度升高而过热甚至烧熔，气缸体也会由于发动机的温度增加而受损。另外，电磁阀的价格昂贵，更换成本过高。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种新型的活塞冷却喷嘴，在实现燃烧室快速升温的同时，解决发动机运行过程中机油压力波动对冷却喷嘴的冲击造成喷嘴异常开启的问题，提高产生的可靠性。

本实用新型提供了一种活塞冷却喷嘴，其包括进油通道，还包括位于该进油通道内的整流器，该整流器包括整流网，该整流网由实心部及网孔共同构成多孔形结构。

进一步地，所述整流网中，网孔的孔密度为25－50个/cm²，孔径为 0.05－0.15mm。所述整流网的外径与进油通道的内径相适配。

进一步地，所述网孔为变截面结构，其具有腰部以及位于腰部两侧的端部，腰部的截面面积小于端部的截面面积。该网孔中，至少由腰部向远离进油通道入口处的端部延伸部分的网孔的截面面积逐渐增大。

进一步地，所述网孔的形状为下列形状之一：(a)所述网孔为双漏斗形状，腰部位于该网孔的中部，该腰部与该端部之间平滑曲线过渡；(b)所述网孔为双锥形，腰部位于双锥的锥顶相交处；或(c)所述网孔包括柱形与锥形，腰部位于柱形与锥形相交处，且锥形部分截面面积逐渐增大。

进一步地，所述整流器还包括位于该进油通道内壁的导流部及出油部，该导流部及该出油部分别位于该整流网的两侧，且该导流部位于该进油通道的入口处。

进一步地，所述导流部和/或该出油部对应的进油通道的壁上分别具有凹陷及凸起。

进一步地，所述整流器的外表面设置多个突出物。

进一步地，所述活塞冷却喷嘴还包括出油通道、喷油管及台阶，该台阶位于该进油通道与该出油通道的连接处，该出油通道与该喷油管连通。

进一步地，所述活塞冷却喷嘴还包括喷嘴本体、底座、喷嘴塞及弹簧，该喷嘴塞包括固定在底座上的基底、由基底延伸的环壁以及塞头，该环壁设置在该喷嘴本体内；该弹簧一端固定在底座上，另一端与该塞头连接并将该塞头顶靠在该台阶处，并可在该环壁内自由伸缩。

综上所述，本实用新型通过在进油通道内设置整流器，通过导流部将机油导入整流网中，利用整流网的多孔形结构对机油进行整流，当机油通过整流网时，机油流动锋面会发生变化，流动更加平稳，最终达到整流目的，从而避免了冷启动过程中机油压力对喷嘴造成的冲击。进一步地，通过变截面结构，腰部的截面积较小，当温度较低时，由于机油粘度较大而不容易通过，由此实现冷启动时机油的限流，减少喷嘴的喷油流量。随着温度升高，机油粘度变小，能够顺利通过该腰部，并且腰部之后的截面面积逐渐增大，保证正常的机油需求。此时，由于燃烧室内的温度已经适宜，流入的机油得到充分燃烧，由此减少了尾气中因为燃烧不充分产生的有害气体的含量。由此，本实用新型通过增加整流器实现了冷启动时燃烧室快速升温，同时解决了发动机运行过程中机油压力波动对塞头的冲击造成塞头异常开启的情况发生，提高了产品的可靠性。

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为本实用新型活塞冷却喷嘴的具体实施例的截面示意图。

图2为本实用新型活塞冷却喷嘴的仰视示意图；

图3为图1中整流器的结构示意图；

图4为图3中整流器沿着A－A方向的剖视图；

图5为本实用新型网孔形状的一个具体实施例的示意图；

图6为本实用新型网孔形状的另一个具体实施例的示意图；

图7为将整流器安装入进油通道的工具三爪压头的结构示意图；

图8为机油整流前后的效果示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定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和图2所示，本实用新型提供了一种活塞冷却喷嘴100，包括喷嘴本体110、底座120、喷嘴塞130、弹簧140、进油通道150、出油通道160、台阶170以及喷油管180；该喷嘴塞130包括固定在底座120 上的基底131、由基底131延伸的环壁132以及塞头133，该环壁132设置在该喷嘴本体110内，内部形成一空腔190，该塞头133与该弹簧140 连接；该弹簧140的一端固定在底座120上，另一端位于该空腔190内与该塞头133连接并可在空腔190内自由伸缩。该环壁132内的空腔与喷油管180连通，形成该出油通道160。该出油通道160还与该喷油管 180连通。该进油通道150位于该喷嘴塞130的一侧，并与该出油通道 160连通。该进油通道150与该出油通道160之间的连接处形成台阶170，该塞头133与该台阶170的形状适配，并顶靠在该台阶170上。该塞头 133可为柱形塞头、球形塞头等，只要能够与台阶170适配，阻止油进入即可。喷嘴塞130通过螺纹与发动机缸体106固定连接，喷嘴塞130 的底部为帽沿状并且与喷嘴本体110的端面密封配合。

在发动机未启动或者输出功率较小时，该进油通道150的机油压力较小，作用在塞头133上的压力较小，塞头133在弹簧140的作用下顶靠在台阶170上，该进油通道150与该出油通道160连接处为关闭状态。当发动机输出功率较大时，进油通道150的机油压力增大，作用在塞头 133上的压力增大，从而压缩弹簧140，塞头133向底座120方向移动，此时该进油通道150与该出油通道160导通，机油从喷油管180喷出。

进一步地，如图1及图2所示，该活塞冷却喷嘴100还包括整流器 200，该整流器200位于该进油通道150内。

图3为该整流器200的主视图，图4为该整流器200沿A－A方向的剖面示意图。该整流器200包括导流部220、整流网210以及出油部230，其中该整流网210进一步包括多个实心部211以及多个网孔212，该实心部211与该网孔212共同构成整流网210，并且该网孔212均匀或不均匀地分布在该整流网210上。如图4所示，该导流部220位于该进油通道 150的入口处，其包括多个形成在进油通道150的壁上的凹陷204及凸起 202。该出油部230位于该进油通道150内，相对于该整流网210与该导流部220相对设置。该出油部230也包括多个形成在进油通道150的壁上的凹陷204及凸起202。

该凹陷204及凸起202的设置，有利于将该整流网210固定在该进油通道150上，防止在使用过程中脱落。由此该导流部220、整流网210 以及出油部230协同作用，形成一个整体，即整流器200。如图7所示为形成该凹陷204及凸起202的工具三爪压头300。该三爪压头300的形状及尺寸与该进油通道150适配，其一侧的底部具有三个突起310。用该三爪压头300的该侧塞入该进油通道150内，并破坏该进油通道150 的壁，在壁上形成相应于这些突起310的凹陷204，同时，原来处于该凹陷处的材料将被压向周围，在壁上形成凸起202。随后，用该三爪压头300将该整流网210压入该被破坏的进油通道150内，并向内推入使得该整流网210与该进油通道150的入口存在一定距离，由此形成该导流部220。与此类似，形成该出油部230。

进一步地，为增大与进油通道150的壁之间的摩擦，如图3所示，该整流器200外表面还设置多个突出物240。这些突出物240的作用同样是增大与进油通道150的摩擦，防止整流网210在使用过程中脱落。

如图3所示，在该整流网210表面，该实心部211与该网孔212形成多孔形结构。其中，网孔212的孔密度为25－50个/cm²，网孔212的孔径为0.05mm－0.15mm，优选0.1mm。整流网210的外径与进油通道150 的内径相适配，优选整流网210的外径稍大于进油通道150的内径，在本实用新型的一个实施例中，该整流网210的直径为5mm。

该整流网210的材料选用耐低温材料，可为塑料、金属或其他任何材料。其加工方式可为用具有所需网孔形状的模具注塑成型，也可以采用在实心塑料或金属件上冲压该网孔212的方式制作而成。

该多孔性结构对流过的机油具有整流作用。当机油通过整流网210 时，液体流动锋面形状会发生变化，流动会更加平稳，最终达到整流的目的，从而避免了冷启动过程中机油压力对喷嘴造成的冲击。

另外，该多孔形结构在整流网210表面可排列为如图3所示的均匀的正方形，但是这并非意在限定网孔212在整个实心部211的排列形状。该排列形状可为圆形、菱形、不规则形状等等。只要保证机油平稳流过，任何的排列形状均可用于本实用新型。

如图4至图6所示，每个该网孔212为变截面结构，该变截面结构具有截面面积较小的腰部250，以及位于腰部250两侧的端部260，至少由腰部250向靠近出油部230处的端部260延伸部分的网孔的截面面积逐渐增大。

在图4所示的具体实施例中，该变截面结构为双漏斗形状，该腰部 250与该端部260之间平滑曲线过渡，该腰部250位于该网孔212的中部，两侧的端部相对于该腰部250对称设置或者不对称设置，并且腰部250 两侧的截面面积逐渐增大。

在图5所示的网孔212的结构示意图中，该网孔212为双锥形，截面面积较小的腰部250位于双锥的锥顶相交处，该腰部250两侧的双锥可对称设置，也可不对称设置，例如图5所示为不对称设置。腰部250 两侧的截面面积逐渐增大。

在图6所示的网孔212的结构示意图中，该网孔212包括柱形与锥形，腰部250位于柱形与锥形相交处。腰部250之后靠近出油部230处的截面面积增大。

上述变截面结构中，腰部250截面积较小，由于不同温度下机油粘度不同，当冷启动时，机油温度较低，粘度较大，在变截面结构的截面面积较小的腰部250处机油不容易通过，由此实现了冷启动时机油的限流，减少了流入喷油管的喷油流量。随后这段时间内，燃烧室快速升温。当温度升高时，机油的粘度变小，被腰部250限流的机油则轻松通过该腰部250，并均匀地流向塞头133。此时，油压大于该弹簧140的弹力，出油通道160开启，机油流入该喷油管180。由于此时温度有利于充分燃烧，有害气体排放将被极大地改善，由此提高尾气排放的效果。

图8所示为经过该整流器200前后，亦即机油被整流前后的机油油面示意图。如图所示，在未经过整流器200前，在冷启动时，由于机油的粘度较大，机油的油面存在锲形的头部502，如果未设置本实用新型的整流器200，该锲形的头部502会一直以该形状流向塞头133，形成不平稳的油压，并冲击该塞头133，可能造成塞头133的开关异常。在设置该整流器200的情况下，机油通过该整流器200的网孔212，在温度较低时，由于机油的粘度较大，被网孔212的腰部250限流，随着温度升高，机油的粘度变小，机油同时从该腰部250流出。由于在腰部250之后靠近出油部230处的截面面积增大，保证了活塞冷却喷嘴正常工作时的机油需求。经过该整流器200流出的机油油面为平整油面504，流动平稳。

综上所述，本实用新型通过在进油通道150内设置整流器200，通过导流部220将机油导入整流网210中，利用整流网210的多孔形结构对机油进行整流，当机油通过整流网时，机油流动锋面会发生变化，流动更加平稳，最终达到整流目的，从而避免了冷启动过程中机油压力对喷嘴造成的冲击。进一步地，通过变截面结构，腰部的截面积较小，当温度较低时，由于机油粘度较大而不容易通过，由此实现冷启动时机油的限流，减少喷嘴的喷油流量。随着温度升高，机油粘度变小，能够顺利通过该腰部，并且腰部之后的截面面积逐渐增大，保证正常的机油需求。此时，由于燃烧室内的温度已经适宜，流入的机油得到充分燃烧，由此减少了尾气中因为燃烧不充分产生的有害气体的含量。

本实用新型通过增加整流器200实现了冷启动时燃烧室快速升温，同时解决了发动机运行过程中机油压力波动对塞头133的冲击造成塞头 133异常开启的情况发生，提高了产品的可靠性。

本实用新型的活塞冷却喷嘴100可以代替价格昂贵的电子活塞冷却喷嘴。本实用新型的整流器200不仅可用于活塞冷却喷嘴上，还可应用于任何通过机油压力控制阀体开启、关闭的机械阀体上，实现机油压力的稳定输出。

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。