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技术领域

本发明涉及润滑系统恒温器及其方法。

背景技术

润滑系统用于不同的应用中，包括但不限于内燃发动机，例如车辆中的 内燃发动机。在这样系统中，油被分配用于润滑发动机中的不同部件，例如 汽缸盖、固定式液压间隙调节器(SHLA)、活塞冷却喷射器、凸轮轴轴承等。 通常，系统在关键位置中实施固定直径的孔，以管理到达这些部件的位置的 油流动和压力。而且，油到这些部件中的一些的供给可由压力驱动。

发明内容

提供一种用于控制润滑系统中的油的流动的润滑系统恒温器。润滑系统 恒温器包括阀和致动器。阀配置为在未调节位置和调节位置之间调节，每一 个为打开位置和闭合位置中的一个。在打开位置中，油的流动的至少一部分 不受阻。在闭合位置中，油的流动基本上被阻止。

致动器配置为在未调节位置和调节位置之间调节阀。致动器具有热元 件，热元件配置为在经受温度变化时产生机械位移，以使阀可从未调节位置 移动和返回到未调节位置。在一个实施例中，热元件可以是恒温蜡。恒温蜡 可配置为当从固态加热到液态时膨胀，以使阀可从未调节位置移动。恒温蜡 也可配置为在从液态冷却到固态时收缩，以使阀可返回到未调节位置。

润滑系统恒温器可以为常开结构和常闭结构。在常开结构中，阀的未调 节位置为打开位置。在常闭结构中，阀的未调节位置为闭合位置。

润滑系统恒温器可还包括限定内部腔室的壳体，阀和致动器基本上布置 在所述内部腔室内。壳体可具有油入口和油出口，油通过所述油入口和油出 口进入和离开内部腔室。润滑系统恒温器在内部腔室中还可包括孔板，该孔 板将该内部腔室分为入口腔室和出口腔室。孔板可具有孔，油可从入口腔室 通过所述孔流动到出口腔室。在该实施例中，阀配置为接合孔，以控制油从 入口腔室到出口腔室的流动。

还提供一种用于控制润滑系统中的油的流动的方法。该方法利用上面所 述的润滑系统恒温器。该方法包括首先加热热元件以使其产生机械位移。该 方法然后包括通过热元件将阀从未调节位置移动。如上面所述，未调节位置 可以是其中油的流动的至少一部分未受阻的打开位置、和其中油的流动基本 上被阻止的闭合位置。

当结合附图和所附权利要求时，本发明的上述特征和优点以及其他特征 和优点将通过下面实现本发明的优选实施例和最佳模式的详细描述变得显 而易见。

附图说明

图1A和1B分别是常开结构的润滑系统恒温器的阀在未调节位置中和 调节位置中的示意性剖视图；

图2A和2B分别是常闭结构的润滑系统恒温器的阀在未调节位置中和 调节位置中的示意性剖视图；

图3是示出控制润滑系统中油流动的方法的示意性流程图。

具体实施方式

本领域中普通技术人员将意识到，例如“上方”、“下方”、“向上”、“向 下”等术语用于描述附图，不代表对本发明的范围的限制，本发明的范围由 所附权利要求限定。任何数字名称，例如“第一”或“第二”仅是说明性的， 不旨在以任何方式限制本发明的范围。

参照附图，其中整个附图中相似的附图标记尽可能对应于相似或类似的 部件，显示了润滑系统恒温器10。润滑系统恒温器10通常控制去往润滑系 统(未示出)中、例如内燃发动机中特定位置或部件的油的流动，并且基于 油的温度进行操作。如后文更详细描述的，润滑系统恒温器10可为如图1A 和1B所示的常开结构，或如图2A和2B中所示的常闭结构。

到润滑系统中的特定位置或部件的期望的油流动可根据指定时间下的 油的温度改变。期望的油流动和油温度之间的关系可确定该位置处润滑系统 恒温器10的结构。在一些位置中，例如内燃发动机的汽缸盖凸轮轴承处， 可能期望在油的温度升高并且油的粘度下降时降低油流动。在这样的位置 中，润滑系统恒温器10可为常开结构，其中该结构配置为当油温度升高时 降低油流动，如后文更详细描述的。

相反地，在其中低油温度下可能需要低油量或不需要油的其他位置中， 例如在内燃发动机中的活塞冷却喷射器处，可能期望在油温度升高时增大油 流动。在这样的位置中，润滑系统恒温器10可为常闭结构，其中该结构配 置为当油温度升高时打开和/或增大油流动。

润滑系统恒温器10通常包括致动器30和连接到致动器30的阀32。致 动器30通常包括热元件34，其配置为当其经受温度变化时产生机械位移。 在一个实施例中，热元件34可以是当其从固态被加热到液态时，即当其熔 化时膨胀的恒温蜡，如图所示。在未示出的另一个实施例中，热元件34可 以是双金属带或可由于温度变化改变预加载力和刚度的任何其他材料。

热元件34的温度的变化可通过循环中的油而无源地(passively)实现， 以使油与热元件34接触。当油升温或冷却时，油转而可将热元件34加热或 冷却高于或低于阈值温度，机械位移在该阈值温度下发生。例如，在其中热 元件34为恒温蜡的实施例中，恒温蜡可在油将恒温蜡加热到高于其熔化温 度时开始熔化并且膨胀。这发生时的温度以及恒温蜡的膨胀量取决于恒温蜡 的构成，恒温蜡的构成则可取决于润滑系统中的油的预期温度。在这样的实 施例中，致动器30还可包括围绕恒温蜡的外壳36，其可用于以受控方式引 导恒温蜡的膨胀，并且用作油和恒温蜡之间的热导体。

在其他实施例中，热元件34的温度的变化可通过电子线圈或可由控制 器或其他计算机(未示出)致动的其他加热/冷却元件(未示出)有源地 (actively)实现。

阀32通常是配置为控制油流动的任何装置。阀32配置为在如图1A和 2A中所示的未调节位置和图1B和2B中所示的调节位置之间调节，所述位 置中的任一个可以是在完全打开位置和完全闭合位置之间的任何位置。在完 全打开位置中，油的全流动不受阻，并且被允许在润滑系统中的特定位置处 流动。相反地，在闭合位置中，油的流动基本上被阻止。未调节位置由上面 所述的润滑系统恒温器10的结构确定。

当润滑系统恒温器10为常开结构时，阀32的未调节位置为打开位置， 包括全打开位置，在打开位置中，流动的至少一部分不受阻。因此，阀32 可被从未调节位置调节，以减小油的流动，如后文所述。相反地，当润滑系 统恒温器10为常闭结构时，阀32的未调节位置为闭合位置，并且阀32可 被从未调节位置调节，以打开油的流动。

致动器30被配置为调节阀32的位置。当致动器30的热元件34产生机 械位移时，如上面所述，阀32被基于油的温度进行调节以调节油的流动。

阀32可包括杆38，杆38具有近端40和远端42。近端40可附接到致 动器30，以使杆38在热元件34产生机械位移时轴向地移动。近端40可与 热元件34一体，如图中所示，以使杆38可直接由热元件34移动。在其中 热元件34为恒温蜡并且包括外壳36的实施例中，如上面所述，外壳36可 由可膨胀材料制成，以使其随着恒温蜡膨胀和收缩。近端40可直接附接到 外壳36，以使杆38可在恒温蜡膨胀和收缩时移动。

远端42可配置为当阀32处于闭合位置中时基本上阻止油的流动。通常， 远端42可配置为安装在开口中，油通过所述开口在润滑系统中流动。该开 口可直接在润滑系统中建立，例如在发动机缸体中或汽缸盖中。该开口还可 在壳体12中，如后文中更详细描述的，或可以是孔板20的孔26，如图中所 示并且也在后文中详细描述的。

远端42可成锥形，以使其在杆38轴向地运动时可允许可变的油流量通 过开口(孔26和/或油出口18)。锥形体的方向取决于润滑系统恒温器10的 结构。具体地，当润滑系统恒温器10为常开结构时，远端42从近端40远 离而渐缩(即较宽的部分更靠近近端40)，如图1A和1B中所示。相反地， 当润滑系统恒温器10为常闭结构时，远端42朝向近端40渐缩(即较宽的 部分更远离近端40)，如图2A和2B中所示。

如上面提到的，润滑系统恒温器10还可包括壳体12。壳体12限定内部 腔室14，致动器30和阀32可位于该内部腔室14中。壳体12具有油入口 16和油出口18，油分别通过油入口16和油出口18进入和离开内部腔室14。 应意识到，油可通过油出口18进入内部腔室14，并且通过油入口16离开内 部腔室14，这取决于润滑系统恒温器10在润滑系统中的位置。

还如上面提到的，润滑系统恒温器10可进一步包括孔板20，孔板20 将内部腔室14分为入口腔室22和出口腔室24。致动器30和阀32可基本上 位于入口腔室22中。孔板20允许润滑系统恒温器10封装为不具有明显突 出部分的筒，同时保持其功能，如后文所述。在该实施例中，油入口16敞 开到入口腔室22中，并且油出口18从出口腔室24敞开。孔板20包括孔26， 油通过该孔26从入口腔室22流动到出口腔室24。

润滑系统恒温器10还可包括排放口28，用于将油吸入内部腔室14和/ 或入口腔室22，以及用于使空气流出润滑系统。排放口28可位于孔板20、 壳体12中，或直接位于油被供给的润滑系统的部件(例如发动机缸体)中。 这可允许当阀处于闭合位置中时最小量的油流动绕过阀32，以使润滑系统中 的部件可仍接收最小量的油，以防止对那些部件的大的磨损或损坏。

润滑系统恒温器10可还包括弹簧44，以促进阀32返回到未调节位置， 如上面所述的。弹簧44通常在阀32处于未调节位置中时处于预加载状态， 在该状态下，弹簧具有预加载荷或最小力。弹簧44被配置为当热元件34产 生机械位移时从预加载状态压缩和伸展到预加载状态。弹簧44的一端可附 接到阀42。弹簧44的另一端可直接附接到润滑系统内的部件，例如发动机 缸体，或在其中润滑系统恒温器10包括壳体12和/或孔板20的实施例中可 被附接到壳体12和/或孔板20。阀32可包括平台46，弹簧44可被附接到平 台46，以促进弹簧44的压缩和伸展。

润滑系统恒温器10还可包括密封件48，密封件48围绕至少壳体12的 一部分。密封件48配置为在润滑系统恒温器10应用在润滑系统中时防止油 的泄漏。密封件48可以是但不限于O形环式密封件。

现在参照图3，显示了用于控制润滑系统中的油的流动的方法100。方 法100开始于步骤102，其中热元件34被加热，以使热元件34产生机械位 移。这可包括循环油，以使油与热元件34接触，然后加热油以使油转而加 热热元件34。例如，在其中热元件34为恒温蜡的实施例中，油可被加热直 到恒温蜡被加热高于其熔化温度以使其开始膨胀，如上面所述。

在常开结构中，油流动的至少一部分不受阻止，例如在图1A中图示的 实施例中，其中油被允许流动通过孔26和油出口18。在常闭结构中，油的 流动将基本上被阻止，如图2A中所示。

在步骤102之后，方法100行进到步骤104。在步骤104处，热元件34 将阀32从未受阻位置移动。在常开结构中，阀32将移动，以使油流动将开 始减弱，如图1B中所示。在由热元件34产生的位移完成之后，油流动可仅 被减弱或基本上被阻止，这取决于在升高的油温度下润滑系统内的该位置处 的油需求。在常闭结构中，阀32将移动以使油流动将被允许，如图2B中所 示。

方法100可进一步包括冷却热元件34，以使阀32基本上返回到未调节 位置。如上面所说明的，润滑恒温器10可包括弹簧44，以促进阀32返回到 未调节位置。

虽然已经详细描述了用于实现本发明的最佳模式，但是熟悉与发明相关 领域的技术人员将意识到实践本发明的在所附权利要求范围内的多种替代 设计和实施例。