发动机缸体总成及发动机的制作方法

1.本实用新型涉发动机减摩擦与热管理技术领域，尤其涉及一种发动机缸体总成及发动机。


背景技术：

2.发动机在工作过程中燃烧室内和活塞的温度会升高，活塞的温度过高可能会导致发动机产生爆震。为降低活塞的温度，目前大多数发动机都在活塞附近安装了活塞冷却喷嘴(以下简称pcj)，通过向活塞顶部喷射机油来降低活塞、活塞销的热负荷。普通型pcj在机油压力达到开启阈值后，因不能调整开关使得pcj一直喷射，导致活塞的温度过低，从而导致活塞吸收较多发动机的燃烧室的热量，进而降低了燃烧室热量转化为有效机械能的效率。电控pcj有两种，一种是总体控制，即在pcj油道入口安装有电磁开关，电磁开关可根据水温(或油温)及整机负荷情况，进行整体开关控制，但采用了停缸技术的发动机，例如四缸机一般在中小负荷下会停掉2缸或者3缸，使1缸或者4缸工作在效率较高的中大负荷，此时电控pcj无法单独关闭2缸或者3缸的喷油。另一种是每个发动机缸中设置一个独立电磁喷嘴，此种电控pcj会大幅增加成本，且控制较为复杂。
3.因此，现有技术中的发动机缸体存在活塞冷却喷嘴不能实时单独控制，以及停缸技术发动机中独立电控活塞冷却喷嘴成本高、控制复杂的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于解决现有技术中发动机缸体的活塞冷却喷嘴不能实时单独控制，以及停缸技术发动机中独立电控冷却喷嘴成本高、控制复杂的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种发动机缸体总成，具有包括多个缸及油道的缸体以及与多个缸一一对应的多个冷却喷嘴，各冷却喷嘴的入口与油道相接并连通，各冷却喷嘴的出口与对应的缸连通，其中，多个缸包括休眠缸和工作缸；发动机缸体总成还包括开关装置，开关装置包括可滑动设置于油道上的开关本体以及动力部件，开关本体上间隔设置有与各冷却喷嘴的入口对应的多个通孔，其中，多个通孔包括第一通孔和第二通孔，第一通孔与连通于休眠缸的冷却喷嘴的入口对应设置，第二通孔与连通于工作缸的冷却喷嘴的入口对应设置，并且，开关本体具有设置有多个通孔的孔区域以及未设置有通孔的非孔区域。
6.动力部件能够带动开关本体相对于油道在第一位置、第二位置和第三位置之间移动，第一位置、第二位置和第三位置沿多个缸的排列方向分布。其中，当动力部件带动开关本体移动到第一位置时，非孔区域将所有与缸对应的冷却喷嘴的入口封闭；当动力部件带动开关本体移动到第二位置时，孔区域将所有与缸对应的冷却喷嘴的入口打开；当动力部件带动开关本体移动到第三位置时，非孔区域将与休眠缸对应的冷却喷嘴的入口封闭，孔区域的第二通孔将与工作缸对应的冷却喷嘴的入口打开。
7.采用上述技术方案，开关本体在动力部件的带动下在油道中滑动，从而改变与发
动机各缸的冷却喷嘴入口的开关状态，实现了在不同工况下对发动机缸注油的实时单独控制。发动机缸体总成的工作过程具体如下：当发动机各缸处于低负荷状态时，动力部件带动开关本体处于第一位置，发动机的冷却喷嘴的入口处于全部封闭状态，使得发动机中的活塞不会吸收燃烧室的热量，保持较高的燃油利用率。当发动机各缸处于高负荷状态时，动力部件带动开关本体处于第二位置，发动机的冷却喷嘴的入口处于全部打开状态，冷却喷嘴能够喷射机油进而降低活塞温度。当发动机在部分负荷下工作时，休眠缸的活塞暂停运动，工作缸的负荷率增大，动力部件带动开关本体处于第三位置，休眠缸的冷却喷嘴的入口被遮挡、工作缸的冷却喷嘴的入口被打开，使得休眠缸中的活塞不会吸收工作缸的燃烧室的热量。因此，该技术方案具有结构简单、控制方便的优势。
8.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型公开了一种发动机缸体总成，第一通孔设置为与休眠缸的冷却喷嘴的入口相对应的圆孔，第二通孔设置为与工作缸的冷却喷嘴的入口相对应的腰形孔。
9.采用上述技术方案，将第一通孔及第二通孔设置为圆孔及腰形孔，不仅结构简单，而且在加工上更为方便。
10.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型公开了一种发动机缸体总成，开关本体还设置有滑动部，油道的内壁面上设置有与滑动部适配的被滑动部，开关本体通过滑动部与被滑动部滑动连接于油道的冷却喷嘴的入口处。
11.采用上述技术方案，通过在开关本体及油道的内壁面上设置滑动部与被滑动部，能够很好地减小开关本体在油道的内壁面上滑动时产生的阻滞，使得开关本体的滑动更为顺畅。
12.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型公开了一种发动机缸体总成，滑动部和被滑动部中的一个设置为滑台，另一个设置为滑槽，滑台滑动连接于滑槽中。
13.采用上述技术方案，将滑动部与被滑动部设置为滑台与滑槽的相连接的方式，便于开关本体及发动机缸体的加工制造，且滑台及滑槽能够有效防止开关本体在油道中产生除沿缸的排列方向以外的其他方向的窜动，具有限位功能。
14.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型公开了一种发动机缸体总成，动力部件设置为三位换向阀，开关本体的一端可拆卸地连接在三位换向阀的阀芯上。
15.采用上述技术方案，将动力部件设置为三位换向阀，通过三位换向阀带动开关本体在第一位置、第二位置及第三位置之间移动，使得动力部件与开关本体之间的传动方式更为简单方便。
16.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型公开了一种发动机缸体总成，三位换向阀的各位之间的行程与各个冷却喷嘴的入口的孔径相对应，使得当圆孔挡住休眠缸的冷却喷嘴的入口时，腰形孔与工作缸的冷却喷嘴的入口连通。
17.采用上述技术方案，三位换向阀的各位之间的行程与各个冷却喷嘴的入口的孔径相对应，使得圆孔及腰形孔在开关本体移动过程中不遮挡各个冷却喷嘴的入口，进而使得更多的机油喷射至各缸中。
18.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型公开了一种发动机缸体总成，开关本体的周侧设置有密封圈。
19.采用上述技术方案，在开关本体的周侧套设有密封圈，并且密封圈紧贴于油道内
壁面，使得开关本体处于第一位置或第三位置时，油道中的机油不会在较高的机油压力下进入非工作状态的缸或者休眠缸对应的冷却喷嘴中。
20.根据本实用新型的另一具体实施方式，本实用新型公开了一种发动机，包括发动机控制单元，还包括上述任一项的发动机缸体总成；其中，发动机控制单元与动力部件的开关电性连接。
21.采用上述技术方案，通过发动机控制单元来控制动力部件，能够精准的实时控制油道的开闭，且不用额外接入其他控制单元，成本低，控制简单。
22.本实用新型的有益效果是：
23.本实用新型公开了一种发动机缸体总成，具有包括多个缸及油道的缸体以及与多个缸一一对应的多个冷却喷嘴，各冷却喷嘴的入口与油道相接并连通，各冷却喷嘴的出口与对应的缸连通，其中，多个缸包括休眠缸和工作缸；发动机缸体总成还包括开关装置，开关装置包括可滑动设置于油道的开关本体以及动力部件。开关本体上间隔设置有与各冷却喷嘴的入口对应的多个通孔，其中，多个通孔包括第一通孔和第二通孔，第一通孔与连通于休眠缸的冷却喷嘴的入口对应设置，第二通孔与连通于工作缸的冷却喷嘴的入口对应设置，第一通孔与第二通孔之间形成有非孔区域，动力部件带动开关本体相对于油道在第一位置、第二位置和第三位置之间移动。
24.当开关本体移动到第一位置时，非孔区域将所有与缸对应的冷却喷嘴的入口封闭；当开关本体移动到第二位置时，孔区域将所有与缸对应的冷却喷嘴的入口打开；当开关本体移动到第三位置时，非孔区域将与休眠缸对应的冷却喷嘴的入口封闭，孔区域的第二通孔将与工作缸对应的冷却喷嘴的入口打开。开关本体在动力部件的带动下在油道中滑动，从而改变发动机各缸对应的冷却喷嘴入口的开关状态，实现了在不同工况下对发动机缸注油的实时单独控制。
25.本实用新型还公开了一种发动机，发动机控制单元与动力部件的开关电性连接，通过发动机控制单元来控制动力部件，能够精准的实时控制油道的开闭，且不用额外接入其他控制单元，成本低，控制简单。
附图说明
26.图1为本实用新型的实施例1提供的发动机缸体总成的开关本体控制冷却喷嘴的入口开闭的原理图；
27.图2为本实用新型的实施例1提供的发动机缸体总成的局部结构示意图；
28.图3为图2的左视图；
29.图4为图3中d的局部放大图；
30.图5为本实用新型的实施例1提供的发动机缸体总成的动力部件为电磁阀时的结构示意图；
31.图6为本实用新型的实施例1提供的发动机缸体总成的动力部件为电机与凸轮传动时的结构示意图；
32.图7为本实用新型的实施例1提供的发动机缸体总成的动力部件为电磁阀时的工况与控制原理图。
33.附图标记说明：
34.1：缸体；
35.10：油道；
36.101：工作缸的冷却喷嘴的入口；102：休眠缸的冷却喷嘴的入口；103：滑槽；
37.20：开关本体；
38.201：腰形孔；202：圆孔；203：滑台；204：密封圈；
39.30：动力部件；
40.301：阀芯；3021：输出轴；303：凸轮；
41.40：冷却喷嘴；50：工作缸；60：休眠缸；
42.a：第一位置；b：第二位置；c：第三位置。
具体实施方式
43.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
44.应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
45.在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
46.术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。
48.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
49.实施例1
50.本实施例提供了一种发动机缸体总成，如图2所示，具有包括多个缸及油道10的缸体1以及与多个缸一一对应的多个冷却喷嘴40，各冷却喷嘴40的入口与油道10相接并连通，各冷却喷嘴40的出口与对应的缸连通，其中，多个缸包括休眠缸60和工作缸50；发动机缸体
总成还包括开关装置，如图1及图5所示，开关装置包括可滑动设置于油道10上的开关本体20以及动力部件30，开关本体20上间隔设置有与各冷却喷嘴40的入口101及102对应的多个通孔，其中，多个通孔包括第一通孔和第二通孔，第一通孔与连通于休眠缸60的冷却喷嘴40的入口102对应设置，第二通孔与连通于工作缸50的冷却喷嘴40的入口101对应设置，并且，开关本体20具有设置有多个通孔的孔区域以及未设置有通孔的非孔区域。动力部件30能够带动开关本体20相对于油道10在第一位置a、第二位置b和第三位置c之间移动，第一位置a、第二位置b和第三位置c沿多个缸的排列方向分布；其中，当动力部件30带动开关本体20移动到第一位置a时，非孔区域将与工作缸50对应的冷却喷嘴40的入口101及与休眠缸60对应的冷却喷嘴40的入口102封闭；当动力部件30带动开关本体20移动到第二位置b时，孔区域将与工作缸50对应的冷却喷嘴40的入口101及与休眠缸60对应的冷却喷嘴40的入口102打开；当动力部件30带动开关本体20移动到第三位置c时，非孔区域将与休眠缸60对应的冷却喷嘴40的入口102封闭，孔区域的第二通孔将与工作缸50对应的冷却喷嘴40的入口101打开。
51.具体的，在本实施例中，发动机为四缸发动机时，可以将休眠缸60设置为第二、第三缸，将工作缸50设置为第一、第四缸，也可以将工作缸50设置为第二、第三缸，休眠缸60设置为第一、第四缸，本领域技术人员可以根据实际情况和具体需求设定，本实施例对此不做具体限定。动力部件30固定连接在发动机缸体1上，且以不影响周边零部件布置为宜。
52.更为具体的，在本实施例中，发动机为四缸发动机时，多个通孔设置为4个，且第一通孔及第二通孔的数量均为2个，第一通孔对应四缸发动机的两个休眠缸60，第二通孔对应四缸发动机的两个工作缸50，本领域技术人员可以根据实际情况和具体需求设定，本实施例对此不做具体限定。
53.更为具体的，在本实施例中，开关本体20在动力部件30的带动下在油道10中滑动，从而改变与发动机各缸对应的冷却喷嘴40的入口101及102的开关状态，以实现在不同工况下对发动机缸注油的实时单独控制。发动机缸体总成的工作过程具体如下：当发动机各缸处于低负荷状态时，动力部件30带动开关本体20处于第一位置a，发动机工作缸50的冷却喷嘴40的入口101及休眠缸60的冷却喷嘴40的入口102处于全部封闭状态，使得发动机中的活塞不会吸收燃烧室的热量，保持较高的燃油利用率；当发动机各缸处于高负荷状态时，动力部件30带动开关本体20处于第二位置b，发动机工作缸50的冷却喷嘴40的入口101及休眠缸60的冷却喷嘴40的入口102处于全部打开状态，冷却喷嘴40能够喷射机油进而降低活塞温度；当发动机在部分负荷下工作时，休眠缸60的活塞暂停运动，动力部件30带动开关本体20处于第三位置c，休眠缸60的冷却喷嘴40的入口102被遮挡、工作缸50的冷却喷嘴40的入口101被打开，使得休眠缸60中的活塞不会吸收工作缸的燃烧室的热量。因此，该技术方案具有结构简单、控制方便的优势。
54.本实施例的实施方式公开了一种发动机缸体总成，如图1所示，第一通孔设置为与休眠缸60的冷却喷嘴的入口102相对应的圆孔202，第二通孔设置为与工作缸50的冷却喷嘴40的入口101相对应的腰形孔201。
55.具体的，在本实施例中，将第一通孔设置为圆孔202，第二通孔设置为腰形孔201，如图1所示，当发动机处于非工作状态或低负载状态时，开关本体20位于第一位置a，圆孔202及腰形孔201遮挡发动机缸体1的冷却喷嘴40的入口101及102，使得机油不能流入油道
10中。当发动机处于高负载状态时，开关本体20位于第二位置b，圆孔202及腰形孔201与发动机缸体1的各冷却喷嘴40的入口101及102连通，冷却喷嘴40喷出的机油能够顺利流入发动机各缸中，使得发动机各缸在高负载时降温效果更好。当发动机在部分负荷下工作时，休眠缸60的活塞暂停运动，工作缸50负荷率增大，开关本体20位于第三位置c，圆孔202与休眠缸60对应的冷却喷嘴40的入口102错开，腰形孔201与工作缸50对应的冷却喷嘴40的入口101连通，休眠缸60的冷却喷嘴40喷出的机油被截留，工作缸50的冷却喷嘴40喷出的机油流入工作缸50中，确保了工作缸50在较高负载状态下的冷却效果。
56.需要说明的是，在本实施例中，第一通孔设置为圆孔202，第二通孔设置为腰形孔201，此种形状的第一通孔和第二通孔不仅结构简单，而且在加工制造上更为方便。
57.本实施例的实施方式公开了一种发动机缸体总成，开关本体20还设置有滑动部，油道10的内壁面上设置有与滑动部适配的被滑动部，开关本体20通过滑动部与被滑动部滑动连接于油道10的冷却喷嘴40的入口101及102处。
58.需要说明的是，在本实施例中，通过在开关本体20及油道10的内壁面上设置滑动部与被滑动部，能够很好地减小开关本体20在油道10的内壁面上滑动时产生的阻滞，使得开关本体20的滑动更为顺畅。
59.本实施例的实施方式公开了一种发动机缸体总成，如图4所示，滑动部和被滑动部中的一个设置为滑台203，另一个设置为滑槽103，滑台203滑动连接于滑槽103中。
60.具体的，在本实施例中，优选地将滑动部设置为滑台203，被滑动部设置为滑槽103，滑台203及滑槽103能够有效防止开关本体20在油道10中产生除沿缸的排列方向以外的其他方向的窜动，且便于开关本体20及发动机缸体1的加工制造。
61.本实施例的实施方式公开了一种发动机缸体总成，如图5所示，动力部件30设置为三位换向阀，开关本体20的一端可拆卸地连接在三位换向阀的阀芯301上。
62.具体的，在本实施例中，三位换向阀优选地设置为三位电磁换向阀阀，相比于电液换向阀，电磁阀具有控制简单方便的优势。通过三位电磁换向阀带动开关本体20在三个位置之间移动，使得动力部件30与开关本体20之间的传动方式更为简单方便；且在本实施例中，开关本体20与三位电磁换向阀的阀芯301的连接方式可以选用通过联轴器、键、卡扣等连接方式中的一种，其具体可以根据实际设计和使用需求设定，本实施例对此不做具体限定。
63.更为具体的，在本实施例中，如图6所示，动力部件30还可以设置为电机(图中未示出)和凸轮303传动的形式，电机的输出轴3021上通过键及键槽连接有凸轮303，凸轮303的周侧抵接于开关本体20上，且开关本体20的另一端固定连接有回位弹簧(图中未示出)，回位弹簧另一端固定在油道10的内壁面上。凸轮303转动时与开关本体20抵接的一端会形成最高点及最低点，当凸轮转动至最高点时，开关本体20位于第一位置a及第三位置c，当凸轮303转动至最低点时，开关本体20位于第二位置b。
64.本实施例的实施方式公开了一种发动机缸体总成，三位换向阀的各位之间的行程与各个冷却喷嘴40的入口101及102的孔径相对应，使得当圆孔202挡住休眠缸60的冷却喷嘴40的入口102时，腰形孔201与工作缸50的冷却喷嘴40的入口101连通。
65.具体的，在本实施例中，工作缸50的冷却喷嘴40的入口101及休眠缸60的冷却喷嘴40的入口102的孔径可以是8mm、10mm、12mm等其中的一种，相应的三位换向阀的各位之间的
行程应该为对应的8mm、10mm、12mm等其中的一种，本领域技术人员可以根据实际情况和具体需求设定，本实施例对此不做具体限定。
66.更为具体的，在本实施例中，圆孔202的直径与休眠缸60的冷却喷嘴40的入口102孔径相等，如8mm、10mm、12mm等其中的一种，腰形孔201的长度等于工作缸50的冷却喷嘴40的入口101的孔径的二倍，如16mm、20mm、24mm等其中的一种，以使得机油能够无阻碍地喷入各缸中。通过将三位换向阀的各位之间的行程与各个冷却喷嘴40的入口101及102的孔径相对应，使得圆孔202及腰形孔201在开关本体20移动过程中不遮挡各个冷却喷嘴40的入口101及102，使得冷却喷嘴40在发动机各缸中喷射更多的机油。
67.本实施例的实施方式公开了一种发动机缸体总成，如图4所示，开关本体20的周侧设置有密封圈204。
68.具体的，在本实施例中，密封圈204通过一体成型或者胶粘等方式固定连接在开关本体20周侧，并且紧贴于油道10的内壁面，使得当开关本体20处于第一位置a或第三位置时c时，油道10中的机油不会因较高的机油压力而进入非工作状态下的缸或者休眠缸60对应的冷却喷嘴40中。
69.实施例2
70.本实施例提供了一种发动机，包括实施例1中的发动机缸体总成，还包括发动机控制单元；其中，发动机控制单元与动力部件30的开关电性连接。
71.具体的，在本实施例中，如图1-图7所示，发动机控制单元控制动力部件30，当发动机各缸处于低负荷状态时，发动机控制单元为电磁阀的电磁开关提供负压差，使得电磁阀的阀芯301带动开关本体20位于第一位置a，此时工作缸50的冷却喷嘴40的入口101及休眠缸60的冷却喷嘴40的入口102封闭；当发动机各缸处于高负荷状态时，发动机控制单元使得电磁开关的两端压差为零，使得电磁阀的阀芯301带动开关本体20位于第二位置b，此时工作缸50的冷却喷嘴40的入口101及休眠缸60的冷却喷嘴40的入口102打开；当发动机各缸处于部分负荷状态时，休眠缸60的活塞暂停运动，发动机控制单元控制电磁开关的两端产生正压差，进而使得电磁阀的阀芯301带动开关本体20位于第三位置c，此时腰形孔201与对应的工作缸50的冷却喷嘴40的入口101连通，圆孔202与对应的休眠缸60的冷却喷嘴40的入口102错开。发动机控制单元控制动力部件30能够精准的实时控制油道10中工作缸50的冷却喷嘴40的入口101及休眠缸60的冷却喷嘴40的入口102的开闭，且不用额外接入其他控制单元，成本低，控制简单。
72.虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。