本公開涉及一種發(fā)動機(jī)的濾頭內(nèi)的冷卻組件,尤其涉及一種冷卻組件的密封構(gòu)件,冷卻組件的密封構(gòu)件允許潤滑流體軸向流經(jīng)冷卻組件。
背景技術(shù):
各種類型的發(fā)動機(jī)可以包括用于流經(jīng)發(fā)動機(jī)的流體的濾頭。例如,發(fā)動機(jī)可以包括油濾頭,其過濾來自發(fā)動機(jī)油和/或冷卻油的碎片、顆粒物以及污染物。尤其,在操作發(fā)動機(jī)期間在油被泵入發(fā)動機(jī)的各種部件以潤滑和/或冷卻部件之前,油可以經(jīng)過濾頭中的過濾器。
發(fā)動機(jī)油在發(fā)動機(jī)操作期間再循環(huán)經(jīng)過發(fā)動機(jī)的多個部分,用于持續(xù)潤滑和/或冷卻發(fā)動機(jī)的部件。但是,當(dāng)發(fā)動機(jī)的溫度在發(fā)動機(jī)操作期間增加時,油的溫度也可能升高。因此,用于油的濾頭可以包括冷卻組件以在將油循環(huán)至發(fā)動機(jī)的部件之前監(jiān)控以及降低油的溫度。
但是,當(dāng)油流經(jīng)濾頭中的冷卻組件時,由于通過冷卻組件的油流動路徑的限制,會發(fā)生從中流過的油的壓力的減小或者寄生損失。這樣,由于通過冷卻組件的導(dǎo)管的油的壓力減小,發(fā)動機(jī)會以較低效率操作。例如,由于通過冷卻組件的油的流動壓力的減小,發(fā)動機(jī)的燃料經(jīng)濟(jì)性會減小和/或發(fā)動機(jī)會以較少的潤滑操作。因此,在濾頭內(nèi)需要冷卻組件,濾頭減小從中流過的油的壓力的任何降低。
此外,濾頭內(nèi)的冷卻組件可以包括殼體,殼體限定了用于通過濾頭的油的流動路徑。殼體可以通過常規(guī)沙鑄工藝形成。但是,由于在鑄造期間使用沙子,沙鑄工藝會將污染物和/或顆粒物引入濾頭。這樣,需要額外處理步驟以在與發(fā)動機(jī)組裝之前從殼體移除剩余沙子或者顆粒。因此,需要一種形成用于濾頭的冷卻組件的方法,減少污染以及成型期間的額外處理步驟。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
在本公開的一個實(shí)施例中,發(fā)動機(jī)的濾頭包括:導(dǎo)管,其沿著縱向軸線延伸;以及恒溫器,其在導(dǎo)管內(nèi)縱向延伸。恒溫器能夠在打開位置和關(guān)閉位置之間移動。濾頭還包括密封構(gòu)件,其從恒溫器下游定位于導(dǎo)管內(nèi)。當(dāng)在打開位置時恒溫器抵接密封構(gòu)件以禁止流經(jīng)導(dǎo)管,當(dāng)在關(guān)閉位置時恒溫器與密封構(gòu)件在縱向上間隔開以允許流體沿軸向流經(jīng)導(dǎo)管。
在本公開的另一實(shí)施例中,一種冷卻發(fā)動機(jī)的濾頭中的流體的方法包括:利用恒溫器確定濾頭內(nèi)的流體的溫度,并且將密封構(gòu)件定位在濾頭內(nèi)以及定位在恒溫器的下游。此外,該方法包括:當(dāng)流體的溫度低于預(yù)定溫度時,使流體沿軸向流經(jīng)恒溫器的殼體并且在密封構(gòu)件的外表面周圍流動。該方法還包括:當(dāng)流體的溫度高于預(yù)定溫度時,將恒溫器的殼體移動至抵接密封構(gòu)件的位置,以及當(dāng)恒溫器的殼體被移動至抵接密封構(gòu)件的位置時,使流體流經(jīng)冷卻導(dǎo)管。
在本公開的另一實(shí)施例中,一種形成發(fā)動機(jī)的濾頭的方法包括:提供壓鑄模具;在壓鑄模具內(nèi)提供金屬材料;以及在壓鑄模具內(nèi)冷卻金屬材料。
當(dāng)結(jié)合附圖查看時,從以下對示范實(shí)施例的詳細(xì)描述中,本公開的實(shí)施例的優(yōu)勢以及特征將顯而易見。
附圖說明
圖1是用于本公開的發(fā)動機(jī)的濾頭的冷卻組件的立體圖;
圖2是圖1的冷卻組件的分解圖;
圖3是沿著圖1的線3-3截取的圖1的冷卻組件的截面圖;
圖4是定位在圖1的冷卻組件的一部分內(nèi)的溫度組件的第一分解圖;
圖5是圖4的溫度組件的第二分解圖;
圖6是圖3的冷卻組件的一部分的細(xì)節(jié)圖;以及
圖7是沿著圖1的線7-7截取的圖1的冷卻組件的截面圖。
具體實(shí)施方式
參考圖1至圖3,發(fā)動機(jī)(未示出)的濾頭2包括冷卻組件4和過濾器組件5。發(fā)動機(jī)可以是任何類型的發(fā)動機(jī),其構(gòu)造為用于車輛,或者構(gòu)造為支撐在支撐于地面上的發(fā)動機(jī)墊子上。發(fā)動機(jī)還構(gòu)造為接收任何類型的燃料,諸如柴油燃料、汽油、天然氣或者任何其他類型的燃料。
濾頭2構(gòu)造為從用于發(fā)動機(jī)的潤滑流體過濾污染物和/或顆粒物。尤其,在操作發(fā)動機(jī)期間,發(fā)動機(jī)的各種部件利用潤滑流體(例如,油)潤滑,但是,如果潤滑流體包括碎片或者污染物,那么當(dāng)一個部件相對于另一部件移動時,這些污染物可以破壞發(fā)動機(jī)的部件。因此,濾頭2的過濾器組件5在潤滑流體朝向發(fā)動機(jī)的部件流動之前從潤滑流體過濾污染物、碎片和/或顆粒物。示意性地,過濾器組件5聯(lián)接至冷卻組件4或者與冷卻組件4一體地形成。
當(dāng)發(fā)動機(jī)操作時,發(fā)動機(jī)的溫度增加,流向發(fā)動機(jī)的各種部件的潤滑流體的溫度也增加。因此,當(dāng)潤滑流體流經(jīng)濾頭2時,潤滑流體可以被冷卻組件4冷卻。如圖1至圖3所示,冷卻組件4包括殼體6,殼體6沿著縱向軸線L在第一端部6a和第二端部6b之間延伸(圖2)。在一個實(shí)施例中,殼體6通過壓鑄工藝形成,而不是沙鑄工藝,這降低了會引入殼體6中的污染物(例如,沙子)的量。尤其,殼體6可以通過這樣形成:加熱金屬材料(例如,鋁、鋼等)并且澆注或者以其他方式將被加熱的材料定位在形成為殼體6的期望形狀的壓鑄模具內(nèi)。然后金屬材料在壓鑄模具中冷卻以維持模具的形狀。一旦冷卻,從殼體6的大致形狀的模具中釋放金屬材料,如果需要,可以執(zhí)行進(jìn)一步處理步驟。通過壓鑄形成殼體6,在其形成期間不使用沙子,因此,在形成之后不需要額外處理步驟來從殼體6移除剩余沙子,這降低了存在于殼體6中的污染物的可能性。此外,因?yàn)閴鸿T導(dǎo)致殼體6的更平滑的表面,所以用于形成殼體6的壓鑄工藝減少了需要使殼體6的粗糙表面平滑的機(jī)加工或者其他處理步驟。通過降低需要形成殼體6的處理步驟的數(shù)量,可以降低制造殼體6的成本,并且降低將污染物或者顆粒物引入發(fā)動機(jī)的可能性。
如圖2和圖3所示,殼體6包括內(nèi)導(dǎo)管8,其流體地聯(lián)接至冷卻器10。冷卻器10利用緊固件12聯(lián)接至殼體6,緊固件12通過襯套14被接收以在發(fā)動機(jī)的整個熱循環(huán)事件中維持螺接接頭夾緊負(fù)荷。襯套14和緊固件12延伸通過冷卻器10的開口16,緊固件12延伸通過墊圈18的孔口22以與殼體6的安裝主體20聯(lián)接。尤其,墊圈18定位在冷卻器10和安裝主體20的中間,緊固件12延伸通過孔口22并且進(jìn)入安裝主體20的孔口24以螺接或者以其他方式將冷卻器10聯(lián)接至殼體6。
參考圖2,安裝主體20均包括端口26,端口26與導(dǎo)管8和冷卻器10流體地聯(lián)接。尤其,端口26對準(zhǔn)墊圈18的開口30和冷卻器10的通道28。這樣,正如此處進(jìn)一步公開的,冷卻組件4內(nèi)的潤滑流體可以流過導(dǎo)管8并且通過端口26進(jìn)入以及離開冷卻器10以降低潤滑流體的溫度。
仍然參考圖2,潤滑流體可以通過與殼體6的第一端部6a相鄰的入口32流入冷卻組件4。因?yàn)闅んw6的第一端部6a被塞子34密封,所以在通過入口32進(jìn)入殼體6之后潤滑流體被引導(dǎo)通過導(dǎo)管8。如圖2所示,塞子34利用密封構(gòu)件36(例如,O形圈)抵靠第一端部6a進(jìn)行密封并且通過螺接連接被保持在其中。
參考圖3至圖7,冷卻組件4還包括溫度組件40,溫度組件40定位于導(dǎo)管8的一部分內(nèi)并且由殼體6支撐。示意性溫度組件40包括溫度傳感器42(例如,恒溫器或者熱敏電阻)和密封構(gòu)件44,密封構(gòu)件44由保持構(gòu)件38(例如,彈簧)(圖2)保持在殼體6內(nèi)。溫度傳感器42定位于溫度組件40的殼體內(nèi)46。殼體46可以由金屬材料(例如,鋼)構(gòu)成。凸緣48抵接導(dǎo)管8的徑向表面64并且抵接殼體46的近側(cè)端部以將溫度傳感器42保持在其中。正如此處進(jìn)一步公開的,彈簧50定位在溫度傳感器42的一部分周圍,用于在打開位置和關(guān)閉位置之間在導(dǎo)管8內(nèi)移動殼體46。
溫度傳感器42的遠(yuǎn)側(cè)端部包括突起52,突起52被接收在殼體46的凸起構(gòu)件54內(nèi)。凸起構(gòu)件54徑向定位在殼體46內(nèi)并且通過殼體46的臂56被支撐在殼體46內(nèi)。凸起構(gòu)件54與溫度組件40的密封構(gòu)件44在縱向上間隔開。密封構(gòu)件44可以由金屬材料(例如,鋁)構(gòu)成并且具有大致圓形形狀,該大致圓形形狀與殼體46的形狀互補(bǔ)。正如此處進(jìn)一步公開的,如圖7所示,密封構(gòu)件44的密封表面58構(gòu)造為抵接并且接觸殼體46的密封表面60,以影響潤滑流體流經(jīng)冷卻組件4。但是,當(dāng)溫度組件40處于圖3和圖6示出的關(guān)閉位置時,密封表面58與密封表面60間隔開的距離d(圖3)小于0.5英寸。在一個實(shí)施例中,距離d大約為0.3-0.4英寸,可以是0.37英寸。
如圖3至圖7所示,密封構(gòu)件44具有錐形構(gòu)造,其中密封表面58限定了密封構(gòu)件44的最大徑向表面,遠(yuǎn)側(cè)端部62限定了密封構(gòu)件44的最小徑向表面。在一個實(shí)施例中,密封表面58的外徑與導(dǎo)管8的徑向表面64沿徑向間隔開的距離D小于0.5英寸(圖7)。在一個實(shí)施例中,距離D大約為0.2–0.3英寸,尤其約為0.21英寸。密封構(gòu)件44可以被殼體6的支撐件(未示出)支撐在導(dǎo)管8內(nèi)。在一個實(shí)施例中,支撐件可以被機(jī)加工在殼體6內(nèi),并且構(gòu)造為與密封構(gòu)件44壓配合以維持密封構(gòu)件44在導(dǎo)管8內(nèi)的位置。
參考圖6和圖7,在發(fā)動機(jī)操作期間,潤滑流體(例如,潤滑油)在流動至發(fā)動機(jī)的各種部件之前被泵(未示出)泵入濾頭2中。濾頭2的過濾器組件5構(gòu)造為允許安裝過濾器以在潤滑流體流動至發(fā)動機(jī)的移動部件之前從潤滑流體移除顆粒物、污染物和/或碎片以減小潤滑流體中的污染物破壞這些發(fā)動機(jī)的部件的可能性。
但是,當(dāng)發(fā)動機(jī)操作時,發(fā)動機(jī)的溫度增加,因此,從中流過的潤滑流體的溫度也可以增加。溫度組件40構(gòu)造為確定流經(jīng)冷卻組件4的導(dǎo)管8的潤滑流體的溫度以確定是否潤滑流體應(yīng)該被冷卻器10冷卻。尤其,如圖6和圖7所示,在發(fā)動機(jī)操作期間,由箭頭F指代的潤滑流體的流動通過入口32進(jìn)入濾頭2并且被引導(dǎo)進(jìn)導(dǎo)管8。當(dāng)潤滑流體流動經(jīng)過溫度組件40時,溫度傳感器42感測或者以其他方式確定潤滑流體的溫度??商鎿Q地,冷卻組件4可以包括用于確定黏性的黏性傳感器(未示出),而不是確定潤滑流體的溫度。
如圖6所示,如果潤滑流體的溫度低于預(yù)定溫度(例如,在發(fā)動機(jī)開始操作時當(dāng)潤滑的溫度減小和/或潤滑流體的黏性升高時),那么冷卻組件4處于旁通模式,使得潤滑流體通過入口32進(jìn)入濾頭2,流入導(dǎo)管8并且經(jīng)過溫度組件40,然后在流入至發(fā)動機(jī)之前流入過濾器組件5。尤其,當(dāng)在圖6的旁通模式中時,殼體46的密封表面60與密封構(gòu)件44的密封表面58間隔開,使得溫度組件40處于關(guān)閉位置而殼體46禁止流入冷卻器10的通道28,從而抑制或者防止?jié)櫥黧w進(jìn)入冷卻器10。因?yàn)闈櫥黧w的溫度小于預(yù)定溫度,所以,以該方式,潤滑流體繞過冷卻器10并且直接流經(jīng)導(dǎo)管8以及流入過濾器組件5。
當(dāng)潤滑流體低于預(yù)定溫度并且冷卻組件4處于旁通模式時,導(dǎo)管8的徑向表面64和密封構(gòu)件44的密封表面58之間的距離D可以約束潤滑流體的流動F,這可以導(dǎo)致在距離D上的潤滑流體的寄生損失或者壓降。但是,為了降低穿過距離D的潤滑流體的壓力的寄生損失,由于密封構(gòu)件44的形狀和方位,潤滑流體具有通過導(dǎo)管8的軸向流動。尤其,密封構(gòu)件44的錐形構(gòu)造允許潤滑流體在密封構(gòu)件44的外表面周圍和/或通過密封構(gòu)件44沿軸向流動以維持一致的以及連續(xù)的軸向流動通過導(dǎo)管8。如圖6所示,潤滑流體的流動F平行于縱向軸線(圖2),使得潤滑流體的流動F在冷卻組件4的任何特定部件周圍不彎折,這是由于流動F的方向的改變導(dǎo)致通過導(dǎo)管8的潤滑流體的流動F的壓力損失增加。因?yàn)闈櫥黧w的流動F維持軸向流動通過導(dǎo)管8,所以甚至當(dāng)潤滑流體流動在導(dǎo)管8的徑向表面64和密封構(gòu)件44的密封表面58之間經(jīng)過距離D時,降低了潤滑流體的流動F的任何寄生損失或者壓降。尤其,經(jīng)過距離D的流動F的壓力的減小可以小于3psi,而且在一個實(shí)施例中,可以小于2.4psi。此外,經(jīng)過距離D的流動F的壓力的減小可以小于17kPA,而且在一個實(shí)施例中,可以小于16.5kPa。通過降低通過導(dǎo)管8的潤滑流體的壓力的寄生損失,可以更有效地操作發(fā)動機(jī),并且改善了燃料經(jīng)濟(jì)性,這是由于潤滑流體利用最小壓力損失連續(xù)流經(jīng)發(fā)動機(jī)。
但是,當(dāng)發(fā)動機(jī)繼續(xù)操作時,潤滑流體的溫度隨著發(fā)動機(jī)的溫度增加。如圖7所示,當(dāng)潤滑流體的溫度高于預(yù)定溫度時,冷卻組件4移動至冷卻模式。尤其,如圖7所示,當(dāng)潤滑流體通過入口32流入濾頭2時,潤滑流體流經(jīng)溫度組件40。當(dāng)溫度傳感器42感測或者以其他方式確定出潤滑流體的溫度高于預(yù)定溫度時,冷卻組件4通過將殼體46遠(yuǎn)離凸緣48并且朝向密封構(gòu)件44移動而移動至冷卻模式。尤其,溫度組件40移動至打開位置,在打開位置,殼體46朝向密封構(gòu)件44移動直到密封表面58、60,抵接密封表面58、60在殼體46和密封構(gòu)件44之間形成密封。這樣,殼體46的近側(cè)端部和凸緣48之間的通道打開,以允許或者許可潤滑流體通過端口26和通道28流入冷卻器10。以該方式,潤滑流體繞過密封構(gòu)件44,相反,流經(jīng)冷卻器10以在流經(jīng)過濾器組件5并且流入發(fā)動機(jī)之前降低潤滑流體的溫度。
盡管已經(jīng)示出以及描述了本公開的各種實(shí)施例,但是,應(yīng)理解的是,這些實(shí)施例并不限于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以改變、修改并且進(jìn)一步應(yīng)用這些實(shí)施例。因此,這些實(shí)施例并不限于先前示出的以及描述的細(xì)節(jié),而是包括所有這種改變以及修改。