潤滑系統(tǒng)恒溫器及其方法
【專利摘要】用于控制潤滑系統(tǒng)中的油的流動(dòng)的潤滑系統(tǒng)恒溫器，其包括閥和致動(dòng)器。閥配置為在未調(diào)節(jié)位置和調(diào)節(jié)位置之間調(diào)節(jié)，其每一個(gè)可以為打開位置或閉合位置。在打開位置中，油流動(dòng)的至少一部分未受阻，在閉合位置中，油流動(dòng)基本上被阻止。致動(dòng)器配置為調(diào)節(jié)閥。致動(dòng)器包括熱元件，熱元件配置為在經(jīng)受溫度變化時(shí)產(chǎn)生機(jī)械位移，以使閥可從未調(diào)節(jié)位置移動(dòng)和可返回到未調(diào)節(jié)位置。潤滑系統(tǒng)恒溫器可為常開結(jié)構(gòu)，其中未調(diào)節(jié)位置為打開位置，或?yàn)槌ｉ]結(jié)構(gòu)，其中未調(diào)節(jié)位置為閉合位置。
【專利說明】潤滑系統(tǒng)恒溫器及其方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及潤滑系統(tǒng)恒溫器及其方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 潤滑系統(tǒng)用于不同的應(yīng)用中，包括但不限于內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，例如車輛中的內(nèi)燃發(fā)動(dòng) 機(jī)。在這樣系統(tǒng)中，油被分配用于潤滑發(fā)動(dòng)機(jī)中的不同部件，例如汽缸蓋、固定式液壓間隙 調(diào)節(jié)器（SHLA)、活塞冷卻噴射器、凸輪軸軸承等。通常，系統(tǒng)在關(guān)鍵位置中實(shí)施固定直徑的 孔，以管理到達(dá)這些部件的位置的油流動(dòng)和壓力。而且，油到這些部件中的一些的供給可由 壓力驅(qū)動(dòng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 提供一種用于控制潤滑系統(tǒng)中的油的流動(dòng)的潤滑系統(tǒng)恒溫器。潤滑系統(tǒng)恒溫器包 括閥和致動(dòng)器。閥配置為在未調(diào)節(jié)位置和調(diào)節(jié)位置之間調(diào)節(jié)，每一個(gè)為打開位置和閉合位 置中的一個(gè)。在打開位置中，油的流動(dòng)的至少一部分不受阻。在閉合位置中，油的流動(dòng)基本 上被阻止。
[0004] 致動(dòng)器配置為在未調(diào)節(jié)位置和調(diào)節(jié)位置之間調(diào)節(jié)閥。致動(dòng)器具有熱元件，熱元件 配置為在經(jīng)受溫度變化時(shí)產(chǎn)生機(jī)械位移，以使閥可從未調(diào)節(jié)位置移動(dòng)和返回到未調(diào)節(jié)位 置。在一個(gè)實(shí)施例中，熱元件可以是恒溫蠟。恒溫蠟可配置為當(dāng)從固態(tài)加熱到液態(tài)時(shí)膨脹， 以使閥可從未調(diào)節(jié)位置移動(dòng)。恒溫蠟也可配置為在從液態(tài)冷卻到固態(tài)時(shí)收縮，以使閥可返 回到未調(diào)節(jié)位置。
[0005] 潤滑系統(tǒng)恒溫器可以為常開結(jié)構(gòu)和常閉結(jié)構(gòu)。在常開結(jié)構(gòu)中，閥的未調(diào)節(jié)位置為 打開位置。在常閉結(jié)構(gòu)中，閥的未調(diào)節(jié)位置為閉合位置。
[0006] 潤滑系統(tǒng)恒溫器可還包括限定內(nèi)部腔室的殼體，閥和致動(dòng)器基本上布置在所述內(nèi) 部腔室內(nèi)。殼體可具有油入口和油出口，油通過所述油入口和油出口進(jìn)入和離開內(nèi)部腔室。 潤滑系統(tǒng)恒溫器在內(nèi)部腔室中還可包括孔板，該孔板將該內(nèi)部腔室分為入口腔室和出口腔 室?？装蹇删哂锌?，油可從入口腔室通過所述孔流動(dòng)到出口腔室。在該實(shí)施例中，閥配置為 接合孔，以控制油從入口腔室到出口腔室的流動(dòng)。
[0007] 還提供一種用于控制潤滑系統(tǒng)中的油的流動(dòng)的方法。該方法利用上面所述的潤滑 系統(tǒng)恒溫器。該方法包括首先加熱熱元件以使其產(chǎn)生機(jī)械位移。該方法然后包括通過熱元 件將閥從未調(diào)節(jié)位置移動(dòng)。如上面所述，未調(diào)節(jié)位置可以是其中油的流動(dòng)的至少一部分未 受阻的打開位置、和其中油的流動(dòng)基本上被阻止的閉合位置。
[0008] 當(dāng)結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求時(shí)，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將 通過下面實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和最佳模式的詳細(xì)描述變得顯而易見。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1A和1B分別是常開結(jié)構(gòu)的潤滑系統(tǒng)恒溫器的閥在未調(diào)節(jié)位置中和調(diào)節(jié)位置中 的示意性剖視圖；
[0010] 圖2A和2B分別是常閉結(jié)構(gòu)的潤滑系統(tǒng)恒溫器的閥在未調(diào)節(jié)位置中和調(diào)節(jié)位置中 的示意性剖視圖；
[0011] 圖3是示出控制潤滑系統(tǒng)中油流動(dòng)的方法的示意性流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員將意識到，例如"上方"、"下方"、"向上"、"向下"等術(shù)語用 于描述附圖，不代表對本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。任何數(shù)字 名稱，例如"第一"或"第二"僅是說明性的，不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0013] 參照附圖，其中整個(gè)附圖中相似的附圖標(biāo)記盡可能對應(yīng)于相似或類似的部件，顯 示了潤滑系統(tǒng)恒溫器10。潤滑系統(tǒng)恒溫器10通?？刂迫ネ鶟櫥到y(tǒng)（未示出）中、例如內(nèi) 燃發(fā)動(dòng)機(jī)中特定位置或部件的油的流動(dòng)，并且基于油的溫度進(jìn)行操作。如后文更詳細(xì)描述 的，潤滑系統(tǒng)恒溫器10可為如圖1A和1B所示的常開結(jié)構(gòu)，或如圖2A和2B中所示的常閉 結(jié)構(gòu)。
[0014] 到潤滑系統(tǒng)中的特定位置或部件的期望的油流動(dòng)可根據(jù)指定時(shí)間下的油的溫度 改變。期望的油流動(dòng)和油溫度之間的關(guān)系可確定該位置處潤滑系統(tǒng)恒溫器10的結(jié)構(gòu)。在 一些位置中，例如內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸蓋凸輪軸承處，可能期望在油的溫度升高并且油的粘 度下降時(shí)降低油流動(dòng)。在這樣的位置中，潤滑系統(tǒng)恒溫器10可為常開結(jié)構(gòu)，其中該結(jié)構(gòu)配 置為當(dāng)油溫度升高時(shí)降低油流動(dòng)，如后文更詳細(xì)描述的。
[0015] 相反地，在其中低油溫度下可能需要低油量或不需要油的其他位置中，例如在內(nèi) 燃發(fā)動(dòng)機(jī)中的活塞冷卻噴射器處，可能期望在油溫度升高時(shí)增大油流動(dòng)。在這樣的位置中， 潤滑系統(tǒng)恒溫器10可為常閉結(jié)構(gòu)，其中該結(jié)構(gòu)配置為當(dāng)油溫度升高時(shí)打開和/或增大油流 動(dòng)。
[0016] 潤滑系統(tǒng)恒溫器10通常包括致動(dòng)器30和連接到致動(dòng)器30的閥32。致動(dòng)器30通 常包括熱元件34,其配置為當(dāng)其經(jīng)受溫度變化時(shí)產(chǎn)生機(jī)械位移。在一個(gè)實(shí)施例中，熱元件 34可以是當(dāng)其從固態(tài)被加熱到液態(tài)時(shí)，即當(dāng)其熔化時(shí)膨脹的恒溫蠟，如圖所示。在未示出的 另一個(gè)實(shí)施例中，熱元件34可以是雙金屬帶或可由于溫度變化改變預(yù)加載力和剛度的任 何其他材料。
[0017] 熱元件34的溫度的變化可通過循環(huán)中的油而無源地（passively)實(shí)現(xiàn)，以使油與 熱元件34接觸。當(dāng)油升溫或冷卻時(shí)，油轉(zhuǎn)而可將熱元件34加熱或冷卻高于或低于閾值溫 度，機(jī)械位移在該閾值溫度下發(fā)生。例如，在其中熱元件34為恒溫蠟的實(shí)施例中，恒溫蠟可 在油將恒溫蠟加熱到高于其熔化溫度時(shí)開始熔化并且膨脹。這發(fā)生時(shí)的溫度以及恒溫蠟的 膨脹量取決于恒溫蠟的構(gòu)成，恒溫蠟的構(gòu)成則可取決于潤滑系統(tǒng)中的油的預(yù)期溫度。在這 樣的實(shí)施例中，致動(dòng)器30還可包括圍繞恒溫蠟的外殼36,其可用于以受控方式引導(dǎo)恒溫蠟 的膨脹，并且用作油和恒溫蠟之間的熱導(dǎo)體。
[0018] 在其他實(shí)施例中，熱元件34的溫度的變化可通過電子線圈或可由控制器或其他 計(jì)算機(jī)（未示出）致動(dòng)的其他加熱/冷卻元件（未示出）有源地（actively)實(shí)現(xiàn)。
[0019] 閥32通常是配置為控制油流動(dòng)的任何裝置。閥32配置為在如圖1A和2A中所示 的未調(diào)節(jié)位置和圖1B和2B中所示的調(diào)節(jié)位置之間調(diào)節(jié)，所述位置中的任一個(gè)可以是在完 全打開位置和完全閉合位置之間的任何位置。在完全打開位置中，油的全流動(dòng)不受阻，并且 被允許在潤滑系統(tǒng)中的特定位置處流動(dòng)。相反地，在閉合位置中，油的流動(dòng)基本上被阻止。 未調(diào)節(jié)位置由上面所述的潤滑系統(tǒng)恒溫器10的結(jié)構(gòu)確定。
[0020] 當(dāng)潤滑系統(tǒng)恒溫器10為常開結(jié)構(gòu)時(shí)，閥32的未調(diào)節(jié)位置為打開位置，包括全打開 位置，在打開位置中，流動(dòng)的至少一部分不受阻。因此，閥32可被從未調(diào)節(jié)位置調(diào)節(jié)，以減 小油的流動(dòng)，如后文所述。相反地，當(dāng)潤滑系統(tǒng)恒溫器10為常閉結(jié)構(gòu)時(shí)，閥32的未調(diào)節(jié)位 置為閉合位置，并且閥32可被從未調(diào)節(jié)位置調(diào)節(jié)，以打開油的流動(dòng)。
[0021] 致動(dòng)器30被配置為調(diào)節(jié)閥32的位置。當(dāng)致動(dòng)器30的熱元件34產(chǎn)生機(jī)械位移時(shí)， 如上面所述，閥32被基于油的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)以調(diào)節(jié)油的流動(dòng)。
[0022] 閥32可包括桿38,桿38具有近端40和遠(yuǎn)端42。近端40可附接到致動(dòng)器30,以 使桿38在熱元件34產(chǎn)生機(jī)械位移時(shí)軸向地移動(dòng)。近端40可與熱元件34 -體，如圖中所 示，以使桿38可直接由熱元件34移動(dòng)。在其中熱元件34為恒溫蠟并且包括外殼36的實(shí) 施例中，如上面所述，外殼36可由可膨脹材料制成，以使其隨著恒溫蠟膨脹和收縮。近端40 可直接附接到外殼36,以使桿38可在恒溫蠟膨脹和收縮時(shí)移動(dòng)。
[0023] 遠(yuǎn)端42可配置為當(dāng)閥32處于閉合位置中時(shí)基本上阻止油的流動(dòng)。通常，遠(yuǎn)端42 可配置為安裝在開口中，油通過所述開口在潤滑系統(tǒng)中流動(dòng)。該開口可直接在潤滑系統(tǒng)中 建立，例如在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體中或汽缸蓋中。該開口還可在殼體12中，如后文中更詳細(xì)描述的， 或可以是孔板20的孔26,如圖中所示并且也在后文中詳細(xì)描述的。
[0024] 遠(yuǎn)端42可成錐形，以使其在桿38軸向地運(yùn)動(dòng)時(shí)可允許可變的油流量通過開口 (孔26和/或油出口 18)。錐形體的方向取決于潤滑系統(tǒng)恒溫器10的結(jié)構(gòu)。具體地，當(dāng)潤 滑系統(tǒng)恒溫器10為常開結(jié)構(gòu)時(shí)，遠(yuǎn)端42從近端40遠(yuǎn)離而漸縮（即較寬的部分更靠近近端 40)，如圖1A和1B中所示。相反地，當(dāng)潤滑系統(tǒng)恒溫器10為常閉結(jié)構(gòu)時(shí)，遠(yuǎn)端42朝向近端 40漸縮（即較寬的部分更遠(yuǎn)離近端40)，如圖2A和2B中所示。
[0025] 如上面提到的，潤滑系統(tǒng)恒溫器10還可包括殼體12。殼體12限定內(nèi)部腔室14， 致動(dòng)器30和閥32可位于該內(nèi)部腔室14中。殼體12具有油入口 16和油出口 18,油分別通 過油入口 16和油出口 18進(jìn)入和離開內(nèi)部腔室14。應(yīng)意識到，油可通過油出口 18進(jìn)入內(nèi)部 腔室14,并且通過油入口 16離開內(nèi)部腔室14,這取決于潤滑系統(tǒng)恒溫器10在潤滑系統(tǒng)中 的位置。
[0026] 還如上面提到的，潤滑系統(tǒng)恒溫器10可進(jìn)一步包括孔板20,孔板20將內(nèi)部腔室 14分為入口腔室22和出口腔室24。致動(dòng)器30和閥32可基本上位于入口腔室22中。孔 板20允許潤滑系統(tǒng)恒溫器10封裝為不具有明顯突出部分的筒，同時(shí)保持其功能，如后文所 述。在該實(shí)施例中，油入口 16敞開到入口腔室22中，并且油出口 18從出口腔室24敞開。 孔板20包括孔26,油通過該孔26從入口腔室22流動(dòng)到出口腔室24。
[0027] 潤滑系統(tǒng)恒溫器10還可包括排放口 28,用于將油吸入內(nèi)部腔室14和/或入口腔 室22,以及用于使空氣流出潤滑系統(tǒng)。排放口 28可位于孔板20、殼體12中，或直接位于油 被供給的潤滑系統(tǒng)的部件（例如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體）中。這可允許當(dāng)閥處于閉合位置中時(shí)最小量 的油流動(dòng)繞過閥32,以使?jié)櫥到y(tǒng)中的部件可仍接收最小量的油，以防止對那些部件的大 的磨損或損壞。
[0028] 潤滑系統(tǒng)恒溫器10可還包括彈簧44,以促進(jìn)閥32返回到未調(diào)節(jié)位置，如上面所 述的。彈簧44通常在閥32處于未調(diào)節(jié)位置中時(shí)處于預(yù)加載狀態(tài)，在該狀態(tài)下，彈簧具有預(yù) 加載荷或最小力。彈簧44被配置為當(dāng)熱元件34產(chǎn)生機(jī)械位移時(shí)從預(yù)加載狀態(tài)壓縮和伸展 到預(yù)加載狀態(tài)。彈簧44的一端可附接到閥42。彈簧44的另一端可直接附接到潤滑系統(tǒng) 內(nèi)的部件，例如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，或在其中潤滑系統(tǒng)恒溫器10包括殼體12和/或孔板20的實(shí) 施例中可被附接到殼體12和/或孔板20。閥32可包括平臺46,彈簧44可被附接到平臺 46,以促進(jìn)彈簧44的壓縮和伸展。
[0029] 潤滑系統(tǒng)恒溫器10還可包括密封件48,密封件48圍繞至少殼體12的一部分。密 封件48配置為在潤滑系統(tǒng)恒溫器10應(yīng)用在潤滑系統(tǒng)中時(shí)防止油的泄漏。密封件48可以 是但不限于0形環(huán)式密封件。
[0030] 現(xiàn)在參照圖3,顯示了用于控制潤滑系統(tǒng)中的油的流動(dòng)的方法100。方法100開始 于步驟102,其中熱元件34被加熱，以使熱元件34產(chǎn)生機(jī)械位移。這可包括循環(huán)油，以使油 與熱元件34接觸，然后加熱油以使油轉(zhuǎn)而加熱熱元件34。例如，在其中熱元件34為恒溫蠟 的實(shí)施例中，油可被加熱直到恒溫蠟被加熱高于其熔化溫度以使其開始膨脹，如上面所述。
[0031] 在常開結(jié)構(gòu)中，油流動(dòng)的至少一部分不受阻止，例如在圖1A中圖示的實(shí)施例中， 其中油被允許流動(dòng)通過孔26和油出口 18。在常閉結(jié)構(gòu)中，油的流動(dòng)將基本上被阻止，如圖 2A中所示。
[0032] 在步驟102之后，方法100行進(jìn)到步驟104。在步驟104處，熱元件34將閥32從 未受阻位置移動(dòng)。在常開結(jié)構(gòu)中，閥32將移動(dòng)，以使油流動(dòng)將開始減弱，如圖1B中所示。在 由熱元件34產(chǎn)生的位移完成之后，油流動(dòng)可僅被減弱或基本上被阻止，這取決于在升高的 油溫度下潤滑系統(tǒng)內(nèi)的該位置處的油需求。在常閉結(jié)構(gòu)中，閥32將移動(dòng)以使油流動(dòng)將被允 許，如圖2B中所示。
[0033] 方法100可進(jìn)一步包括冷卻熱元件34,以使閥32基本上返回到未調(diào)節(jié)位置。如上 面所說明的，潤滑恒溫器10可包括彈簧44,以促進(jìn)閥32返回到未調(diào)節(jié)位置。
[0034] 雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式，但是熟悉與發(fā)明相關(guān)領(lǐng)域的技 術(shù)人員將意識到實(shí)踐本發(fā)明的在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的多種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于控制潤滑系統(tǒng)中的油的流動(dòng)的潤滑系統(tǒng)恒溫器，該潤滑系統(tǒng)恒溫器包括： 閥，配置為在未調(diào)節(jié)位置和調(diào)節(jié)位置之間調(diào)節(jié)，未調(diào)節(jié)位置和調(diào)節(jié)位置每一個(gè)為其中 油的流動(dòng)的至少一部分未受阻的打開位置和其中油的流動(dòng)基本上被阻止的閉合位置中的 一個(gè)；和 致動(dòng)器，配置為在未調(diào)節(jié)位置和調(diào)節(jié)位置之間調(diào)節(jié)閥，致動(dòng)器具有熱元件，該熱元件配 置為在經(jīng)受溫度變化時(shí)產(chǎn)生機(jī)械位移，以使閥可從未調(diào)節(jié)位置移動(dòng)并且可返回到未調(diào)節(jié)位 置； 其中，潤滑系統(tǒng)恒溫器為其中閥的未調(diào)節(jié)位置為打開位置的常開結(jié)構(gòu)和其中閥的未調(diào) 節(jié)位置為閉合位置的常閉結(jié)構(gòu)中的一個(gè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潤滑系統(tǒng)恒溫器，進(jìn)一步包括限定內(nèi)部腔室的殼體，閥和致 動(dòng)器基本上布置在所述內(nèi)部腔室中，該殼體具有油入口和油出口，油通過所述油入口和油 出口進(jìn)入和離開內(nèi)部腔室。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的潤滑系統(tǒng)恒溫器，進(jìn)一步包括孔板，所述孔板將內(nèi)部腔室分 為入口腔室和出口腔室，所述孔板包括油可通過其從入口腔室流動(dòng)到出口腔室的孔和排放 □。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的潤滑系統(tǒng)恒溫器，其中所述閥配置為接合孔，以控制油從入 口腔室到出口腔室的流動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的潤滑系統(tǒng)恒溫器，進(jìn)一步包括至少一個(gè)密封件，所述密封件 圍繞所述殼體的至少一部分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潤滑系統(tǒng)恒溫器，其中所述致動(dòng)器的熱元件為恒溫蠟，該恒 溫蠟配置為在從固態(tài)加熱到液態(tài)時(shí)膨脹，以使閥可從未調(diào)節(jié)位置移動(dòng)，并且在從液態(tài)冷卻 到固態(tài)時(shí)收縮，以使閥可返回到未調(diào)節(jié)位置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潤滑系統(tǒng)恒溫器，其中所述閥包括具有近端和遠(yuǎn)端的桿，近 端被附接到致動(dòng)器，以使桿在熱元件產(chǎn)生機(jī)械位移時(shí)軸向地移動(dòng)，并且遠(yuǎn)端配置為在閥處 于閉合位置中時(shí)基本上阻止油的流動(dòng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的潤滑系統(tǒng)恒溫器，其中，所述桿的遠(yuǎn)端成錐形，以使其在桿軸 向移動(dòng)時(shí)允許可變的流量經(jīng)過潤滑系統(tǒng)恒溫器，所述遠(yuǎn)端在常開結(jié)構(gòu)中遠(yuǎn)離近端漸縮，并 且在常閉結(jié)構(gòu)中朝向近端漸縮。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潤滑系統(tǒng)恒溫器，進(jìn)一步包括附接到閥的彈簧，所述彈簧在 閥處于未調(diào)節(jié)位置中時(shí)處于預(yù)加載狀態(tài)，所述彈簧配置為從預(yù)加載狀態(tài)壓縮和伸展到預(yù)加 載狀態(tài)，以使閥還可從調(diào)節(jié)位置返回到未調(diào)節(jié)位置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的潤滑系統(tǒng)恒溫器，進(jìn)一步包括排放口。
【文檔編號】F16N39/06GK104121469SQ201410168062
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月24日
【發(fā)明者】R.J.皮里克 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司