[发明专利]冷却发动机活塞的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷却发动机活塞的系统和方法。

背景技术

发动机内部部件的温度可以随发动机工况发生变化。随发动机工况发生变化的一个发动机部件温度是发动机活塞温度。例如，活塞的温度可以随发动机转速、负载、燃烧正时、燃料类型、燃料喷射正时及其他条件而发生变化。在较高的发动机负载，发动机汽缸里的末端气体可在汽缸中初始点火后由火花产生火焰被点燃之前燃烧。末端气体开始燃烧是由于暴露在较高的活塞温度下，因此，发动机可能爆震并且导致发动机部件的磨损。一种降低活塞温度和爆震可能性的方法是向活塞的底侧喷洒发动机油。油带走活塞上的热量，从而使活塞冷却。被加热的油又在重力作用下回到油盘，在此被冷却。然而，发动机的能量被用于将油喷洒到活塞上，并且当发动机油被喷洒到活塞上时燃料的经济性可能会下降。

发明内容

本发明人已经意识到以上所提到的缺点，并且已经研究了一种运行发动机的方法，该方法包括：响应于在一定发动机转速和负载下以临界火花运行同时运行活塞冷却喷嘴和不运行活塞冷却喷嘴之间的发动机转矩差值来运行活塞冷却喷嘴。

通过响应于在一定发动机转速和负载下以临界火花运行同时运行活塞冷却喷嘴和不运行活塞冷却喷嘴之间的发动机转矩差值来运行活塞冷却喷嘴，可在运行活塞冷却喷嘴提供较少益处时，通过采用不运行活塞冷却喷嘴的方法来节约燃料。另一方面，当运行活塞冷却喷嘴提供更多益处时，可运行活塞冷却喷嘴。

本说明可以提供很多的优点，例如，该方法可以提高燃料经济性。另外，该方法可以在提供显著益处的状况期间提供活塞冷却。此外，该方法还对包括或不包括单独控制活塞冷却喷嘴的发动机系统有益。

当单独或者结合附图考虑时，本发明的上述优点和其他优点，及特征将是显而易见的。

应当理解，提供上述发明内容是为了以简化的形式引入在具体实施方式中进一步描述的精选构思。这不旨在确定要求保护的主题的关键或基本特征，本发明的保护范围仅通过随附具体实施方式的权利要求限定。此外，要求保护的主题不限于解决上述或本发明的任何一部分的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1显示发动机及活塞冷却喷嘴系统的示意图；

图2显示车辆运行中感兴趣的模拟信号；

图3显示运行包括活塞冷却喷嘴的发动机的方法的流程图。

具体实施方式

在本发明涉及通过发动机油来冷却发动机活塞。图1显示一种用于冷却发动机活塞的示例系统。可以通过喷洒油到活塞底侧使发动机活塞冷却。活塞的热被转移给油，并且油返回到油盘，在此其被冷却。图2显示当运行包含活塞冷却喷嘴的发动机时感兴趣的示例信号。图3是运行包含活塞冷却喷嘴的发动机的方法的流程图。

参照图1，包括多个汽缸的内燃机10由发动机电子控制器12控制，其中一个汽缸如图1所示。内燃机10包括了燃烧室30和汽缸壁32，活塞36被定位其中并且被连接至曲轴40。活塞36包括底侧35，在此油通过活塞冷却喷嘴143被喷洒。活塞冷却喷嘴143可以通过阀147和可变输出油泵141来供给发动机油。阀147和可变输出油泵141通过控制器12控制。活塞36是通过连杆被机械连接至曲轴40。

曲轴40位于曲轴箱34内。曲轴箱34至少部分通过油盘31包围。燃烧室30被示出通过各自进气歧管44和排气歧管48与进气门52和排气门54连通。每个进气和排气门可以通过进气凸轮51和排气凸轮35操作。可替代地，一个或多个进气和排气门可以通过机电的控制气门线圈和衔铁组件操作。进气凸轮51的位置可由进气凸轮传感器55确定。排气凸轮53的位置可由排气凸轮传感器57确定。

喷油器66被显示定位以将燃料直接喷射到汽缸30内，这对于本领域的技术人员来说是已知的。可替代地，燃料可以被喷射到进气口，这对于本领域的技术人员来说也是已知的。燃料喷射器66与控制器22的信号FPW的脉冲宽度成比例地输送液体燃料。燃料通过含有燃料箱、燃料泵、燃料导轨(未示出)的燃料系统(未示出)将燃料输送至燃料喷射器66。通过响应于控制器12的驱动器68为燃料喷射器66供给运行电流。另外，所显示的进气歧管44与可选电子节气门62连通，电子节气门62通过调节节流板64的位置来控制进气增压室46至进气歧管44的空气流。

压缩机162将空气从进气口42输送到增压室46。排气旋转通过轴160被联接至压缩机162的涡轮机164。真空操作废气门执行器72可以使排气旁通涡轮机164，这样增压可在改变工况下被控制。