專利名稱：發(fā)動機和用于操作發(fā)動機的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及發(fā)動機，更具體而言，涉及使用燃料噴射技術(shù)的發(fā) 動機。
背景技術(shù)：
很多系統(tǒng)使用發(fā)動機來產(chǎn)生動力用于執(zhí)行各項任務。發(fā)動機通 常通過在一個或多個燃燒室內(nèi)燃燒燃料來產(chǎn)生動力并將通過燃燒燃 料產(chǎn)生的能量傳輸至動力負載。很多發(fā)動機使用燃料噴射器直接或 間接地給它們的燃燒室提供燃料。各種熱源可能會在發(fā)動機產(chǎn)生動 力時使發(fā)動機燃料噴射器的溫度升高。在某些情況下，燃料噴射器 可能會不期望地達到能夠阻礙燃料噴射器的操作或者甚至能夠損壞 燃料噴射器的高溫。
授予Goode等人的美國專利No.2,037，778 ('778專利)中示出了
一種具有用于冷卻燃料噴射器的裝置的發(fā)動機。778專利中的發(fā)動
機包括氣缸體和在位于氣缸體的氣缸內(nèi)的活塞上方封閉出燃燒室的
氣缸蓋。778專利中的燃料噴射器通過氣缸蓋內(nèi)的通道延伸且燃料
噴射器的排出端被設置在燃燒室內(nèi)。778專利中的發(fā)動機還包括用
于提供冷卻液的管路。管路的出口被設置在燃料噴射器的排出端附
近并被定向為朝向燃料噴射器的排出端。氣缸蓋的 一部分將管路的 出口與燃料噴射器隔離。
盡管778專利中的發(fā)動機包括用于向位于燃料噴射器排出端附 近的一部分氣缸蓋提供冷卻液的管路，但是仍然存在某些缺點。例 如，因為氣缸蓋的一部分將管路的出口與燃料噴射器隔離，所以來 自燃料噴射器的熱量在被從管路中排出的冷卻液帶走之前，必須傳 輸通過氣缸蓋的上述部分。因此，將燃料噴射器與由管路排出的冷
4卻液隔離的氣缸蓋的上述部分會阻礙燃料噴射器的冷卻。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)動機和方法用于解決上述問題中的一個或多個。
本發(fā)明的一種實施方式涉及一種發(fā)動機，該發(fā)動才幾包括具有燃 燒室的殼體。該發(fā)動機還可以包括用于向燃燒室直接或間接地提供 燃料的燃料噴射器。另外，該發(fā)動機可以包括可操作地將發(fā)動機潤 滑油排出到燃料噴射器上的發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)。
另一種實施方式涉及一種操作發(fā)動機的方法。該方法可以包括通 過燃料噴射器向發(fā)動機的燃燒室直接或間接地提供燃料并在燃燒室 內(nèi)燃燒這些燃料來使發(fā)動機產(chǎn)生動力。該方法還可以包括在利用發(fā) 動機產(chǎn)生動力的同時，通過將發(fā)動機潤滑油引導到燃料噴射器上來 冷卻燃料噴射器。
又一種實施方式涉及一種發(fā)動機，該發(fā)動機包括具有燃燒室的 殼體。該發(fā)動機還可以包括用于向燃燒室直接或間接地提供燃料的 燃料噴射器。另外，該發(fā)動機可以包括用于選擇性地允許流體流入 或流出燃燒室的氣門。該發(fā)動機還可以包括用于致動氣門的氣門致 動系統(tǒng)。另外，該發(fā)動機可以包括在氣門致動系統(tǒng)上具有出口的發(fā) 動機潤滑油供給系統(tǒng)，該出口指向燃料噴射器。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機的示意圖；以及 圖2是圖1中圓圏2內(nèi)部分的放大圖。
具體實施例方式
圖1和2示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機10的一種實施方式。發(fā)動 機10可以包括殼體12、動力傳輸系統(tǒng)14、送氣系統(tǒng)16、發(fā)動機控 制系統(tǒng)18、冷卻系統(tǒng)20和發(fā)動才幾潤滑油供給系統(tǒng)22。
殼體12可以包括燃燒室24,發(fā)動機IO可以在燃燒室24中燃燒
5燃料以產(chǎn)生動力。殼體12還可以包括用于其他各項任務的其他各種 部件，其中的某些部件將在下文中進行介紹。在一些實施方式中， 殼體12由緊固在一起的多個構(gòu)件構(gòu)成。例如，如圖l所示，殼體12 可以包括緊固在一起的主體26、蓋28和油底殼30。
動力傳輸系統(tǒng)14可以包括可操作用于從燃燒室24內(nèi)進行的燃 燒中提取能量并將這些能量中的至少一部分傳輸至動力負載的任意 一個或多個部件。如圖1所示，在一些實施方式中，動力傳輸系統(tǒng) 14可以包括設置在殼體12的氣缸34內(nèi)靠近燃燒室24的活塞32。 動力傳輸系統(tǒng)14還可以包括連接至活塞32并以常規(guī)方式由殼體12 支撐的連桿36和曲軸38。
殼體12和動力傳輸系統(tǒng)14的常規(guī)結(jié)構(gòu)并不局限于圖1中所示 的結(jié)構(gòu)。例如，殼體12除燃燒室24之外還可以包括其它燃燒室。 另外，作為連桿36與曲軸38的替代方案，動力傳輸系統(tǒng)14可以包 括連接至活塞32的其它類型的機械連接件。而且，在一些實施方式 中，發(fā)動機IO可以是其中的動力傳輸系統(tǒng)14不包括活塞32的某種 類型發(fā)動機，例如， 一種Wankel型轉(zhuǎn)子發(fā)動機，在此情況下動力傳 輸系統(tǒng)14可以包括轉(zhuǎn)子，而不是活塞32。另外，在一些實施方式中， 動力傳輸系統(tǒng)14能夠通過除了機械部件以外的方式，例如流體場或 磁場，來傳輸動力。
送氣系統(tǒng)16能夠用于向燃燒室24內(nèi)輸送進氣并將廢氣從燃燒 室24中引出。送氣系統(tǒng)16可以包括殼體12的進氣通道40和排氣 通道42。每條進氣通道40和排氣通道42可以從燃燒室24延伸至殼 體12外表面內(nèi)的開口。在一些實施方式中，進氣通道40可以連接 至設置用于將進氣輸送到進氣通道40的充氣進氣系統(tǒng)(未示出)。 這種充氣進氣系統(tǒng)可以包括各種氣體傳輸部件，包括但不限于，通 道、腔室、氣門、節(jié)氣門、壓縮機，和/或熱交換器。類似地，在一 些實施方式中，排氣通道42可以連接至設置用于將廢氣從排氣通道 42引出的排氣系統(tǒng)(未示出)。這種排氣系統(tǒng)可以包括各種氣體傳 輸部件，包括但不限于，通道、腔室、消音器和/或氣體處理裝置。送氣系統(tǒng)16還可以包括進氣門44和排氣門46。進氣門44可以 被操作用于控制燃燒室24和進氣通道40之間的流體流動。類似地， 排氣門46可以被操作用于控制燃燒室24和排氣通道42之間的流體 流動。如圖l和圖2所示，在一些實施方式中，進氣門44和排氣門 46可以是提升閥。在一些實施方式中，進氣門44和排氣門46可以 通過常規(guī)的氣門彈簧(未示出)向封閉的操作狀態(tài)偏壓。
送氣系統(tǒng)16還可以包括設置用于致動進氣門44和排氣門46的 氣門致動系統(tǒng)48。氣門致動系統(tǒng)48可以被構(gòu)造用于以選擇性地允許 進氣從進氣通道40流入燃燒室24內(nèi)的方式來致動進氣門44。類似 地，氣門致動系統(tǒng)48可以一皮構(gòu)造用于以選4奪性地允許廢氣從燃燒室 24流入排氣通道42內(nèi)的方式來致動排氣門46。
氣門致動系統(tǒng)48可以包括機械致動器、液壓致動器、氣動致動 器、電子致動器、磁性致動器和/或其它類型的可操作用于以適當?shù)?方式致動氣門44， 46的致動器中的任意組合。在一些實施方式中， 氣門致動系統(tǒng)48可以包括氣閥機構(gòu)，例如圖1和圖2中所示的一種。 氣門致動系統(tǒng)48可以包括凸輪軸50。另外，對于每一個進氣門44 和排氣門46,氣門致動系統(tǒng)48可以包括凸輪軸從動件52、推桿54 和搖臂56。每個搖臂56都可以樞轉(zhuǎn)地安裝到由搖臂軸支架59支撐 的搖臂軸58上(圖2)。
送氣系統(tǒng)16并不局限于圖1和圖2中所示的結(jié)構(gòu)。例如，進氣 通道40和/或排氣通道42可以具有不同的結(jié)構(gòu)和/或穿過殼體12的 不同部分延伸。另外，送氣系統(tǒng)16可以包括除了進氣通道40和進 氣門44之外的其它的進氣通道和/或進氣門。類似地，送氣系統(tǒng)16 可以包括除了排氣通道42之外的其它的排氣通道和/或排氣門。此 外，氣門致動系統(tǒng)48可以包括與圖1和圖2中所示的氣閥機構(gòu)不同 結(jié)構(gòu)的氣閥機構(gòu)，例如，頂置凸輪軸式氣閥機構(gòu)或者平頂發(fā)動機結(jié) 構(gòu)中常用的氣閥機構(gòu)類型。而且，在一些實施方式中，除了常規(guī)的 氣閥機構(gòu)以外或者作為常規(guī)氣閥機構(gòu)的替代方案，氣門致動系統(tǒng)48 可以包括一種或多種液壓、氣動、電子、磁性，和/或其它類型的致動器。另外，在一些實施方式中，氣門致動系統(tǒng)48可以包括能夠用 于以使得發(fā)動機10執(zhí)行壓縮制動的方式改變排氣門46致動的壓縮 制動機構(gòu)。另外，進氣門44和排氣門46之一或者兩者都可以是不 同于提升閥的氣門類型，例如是球閥或滑閥。而且，在一些實施方 式中，送氣系統(tǒng)16可以省略進氣門44和排氣門46之一或者兩者都 省略。
發(fā)動機控制系統(tǒng)18可以包括可操作用于控制發(fā)動機10的運行 的任意部件。例如，發(fā)動機控制系統(tǒng)18可包括進氣門44、排氣門 46、氣門致動系統(tǒng)48、燃料噴射器60和控制器61。燃料噴射器60 可以包括連接至燃料源(未示出)的入口 62和燃料噴射器60選擇 性地從中排出燃料的出口 64。燃料噴射器60還可以包括各種部件， 例如一個或多個氣門構(gòu)件(未示出)和/或一個或多個可共同操作用 于選擇性地使燃料從出口 64排出的活塞(未示出)。另外，發(fā)動機 控制系統(tǒng)18可以包括機械、液壓、氣動、電子、磁性和/或者其它合 適類型的用于致動燃料噴射器60各個部件的致動器。例如，在一些 實施方式中，燃料噴射器60可以包括可操作用于致動燃料噴射器60 的一個或多個部件以使燃料噴射器60排出燃料的電磁螺線管66。另 外，在一些實施方式中，燃料噴射器60可以被構(gòu)造為利用一種或多 種流體，例如發(fā)動^L潤滑油或燃^K來致動其一個或多個部件。
燃料噴射器60可以下述方式安裝到發(fā)動機10上，即，燃料噴 射器60可以通過出口 64向燃燒室24提供燃料。例如，如圖l和圖 2所示，燃料噴射器60的出口 64可以被設置在燃燒室24內(nèi)，使得 燃料噴射器60可以向燃燒室24內(nèi)直接地提供燃料，燃料噴射器60 的暴露部分65可以被設置在燃燒室24外側(cè)。作為替代方案，燃料 噴射器60可以被安裝為使出口 64位于進氣通道40內(nèi)或者充氣進氣 系統(tǒng)的某些部件連接到其上，使得燃料噴射器60可以通過進氣通道 40向燃燒室24間接地提供燃料。
控制器61可以是任何類型的信息處理裝置?？刂破?1可以包 括一個或者多個處理器(未示出)和/或一個存儲裝置(未示出)。控制器61可以被操作地連接至發(fā)動機10的各個部件并能夠用于控 制所述各個部件。例如，如圖l和圖2所示，控制器61可以被操作 地連接至燃料噴射器60并被構(gòu)造用于通過燃料噴射器60控制燃料 的排出?？刂破?1還可以被操作地連接至各種信息源，例如傳感器 和/或其它的控制器。
發(fā)動機控制系統(tǒng)18不局限于圖1和圖2中所示的結(jié)構(gòu)。發(fā)動機 控制系統(tǒng)18可以具有不同于控制器61的裝置用于通過燃料噴射器 60來控制燃料的排出。例如，在一些實施方式中，發(fā)動機控制系統(tǒng) 18可以包括用于通過燃料噴射器60控制燃料排出的專用機械裝置。 在一些實施方式中，發(fā)動機控制系統(tǒng)18可以省略控制器61。另外， 發(fā)動機控制系統(tǒng)18可以包括圖1和圖2中未示出的其他各種部件， 例如在發(fā)動機IO是火花點火式發(fā)動機的實施方式中的點火系統(tǒng)。
冷卻系統(tǒng)20可以;故構(gòu)造用于提供發(fā)動機10的液體冷卻。在一 些實施方式中，冷卻系統(tǒng)20可以包括殼體12的冷卻套管68，該冷 卻套管68中設有液體冷卻劑。另外，冷卻系統(tǒng)20可以包括泵70, 用于泵送液體冷卻劑流入冷卻套管68的入口 72中、流過冷卻套管 68,并乂人冷卻套管68的出口 74流出。在一些實施方式中，冷卻系 統(tǒng)20還可以包括被構(gòu)造用于將熱量從發(fā)動機潤滑油傳輸?shù)嚼鋮s系統(tǒng) 20的冷卻液中的發(fā)動機潤滑油冷卻器(未示出)。冷卻系統(tǒng)20可以
置。例如，冷卻系統(tǒng)20可以具有在出口 74和入口 72之間連4妄的熱 交換器(未示出)。替代地，冷卻系統(tǒng)20可以從基本上不可耗盡的 冷卻液源，例如河流、湖泊，或者在海上應用時的海洋中連續(xù)地抽 取其冷卻液。
發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以是^皮構(gòu)造用于向發(fā)動機10的一 個或多個部件提供發(fā)動機潤滑油的任意系統(tǒng)。發(fā)動機潤滑油供給系 統(tǒng)22可以向發(fā)動機10的各部件提供發(fā)動機潤滑油用于潤滑目的和/ 或用于其他各種目的，其中的一些目的將在下文中進行介紹。在一 些實施方式中，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以包括發(fā)動機潤滑油儲
9箱76、用于將發(fā)動機潤滑油從發(fā)動機潤滑油儲箱76提供給發(fā)動機 10的各個部件的裝置，和用于將發(fā)動機潤滑油從那些部件送回發(fā)動 機潤滑油儲箱76的裝置。
用于將發(fā)動機潤滑油從發(fā)動機潤滑油儲箱76提供給發(fā)動機10 的各個部件的裝置可以包括發(fā)動機潤滑油泵7 8和從發(fā)動機潤滑油泵 78延伸至發(fā)動機10的各個部件的各種發(fā)動機潤滑油供給通道。例 如，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以包括從發(fā)動機潤滑油泵78穿過 殼體12和搖臂軸支架59延伸至穿過搖臂軸58延伸的發(fā)動機潤滑油 供給通道82的發(fā)動才幾潤滑油供給通道80。從圖2中可以更好地看到， 對于每個搖臂56，發(fā)動機潤滑油系統(tǒng)22還可以包括穿過搖臂軸58 延伸的發(fā)動機潤滑油供給通道84。另外，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22 可以包括與發(fā)動機潤滑油供給通道84流體連通并沿搖臂56和搖臂 軸58之間的交界面延伸的發(fā)動機潤滑油供給通道86。
除了圖l和圖2中所示的裝置外，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22還 可以具有用于將發(fā)動機潤滑油提供給發(fā)動機10的其他各個部件的裝 置(未示出)。例如，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以包括用于將發(fā) 動機潤滑油提供給各部件例如動力傳輸系統(tǒng)14以及氣門致動系統(tǒng) 48的其他各個部件以潤滑這些部件的裝置(未示出)。
另外，在一些實施方式中，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以具有 用于除潤滑之外的其他目的而將發(fā)動機潤滑油提供給發(fā)動機10的其 他部件的裝置(未示出)。例如，在冷卻系統(tǒng)20包括發(fā)動機潤滑油 冷卻器的實施方式中，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以包括用于將發(fā) 動機潤滑油提供給待冷卻的發(fā)動機潤滑油冷卻器的裝置。另外，在 一些實施方式中，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以具有用于將發(fā)動機 潤滑油提供給燃料噴射器60以在致動其各個部件時使用的裝置和/ 或用于將發(fā)動機潤滑油提供給氣門致動系統(tǒng)48的 一個或多個致動器 以在氣門致動時使用的裝置。在發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22包括用于 除潤滑之外的其他目的而提供發(fā)動機潤滑油的裝置的 一 些實施方式 中，這些裝置可以與用于為了潤滑而提供發(fā)動機潤滑油的裝置分離。例如，除了發(fā)動機潤滑油泵78和連接到其上的發(fā)動機潤滑油供給通 道80，82,84，86之外，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22還可以包括用于除潤 滑之外的其他目的而將發(fā)動機潤滑油提供給一個或多個部件的另外 的發(fā)動機潤滑油泵(未示出)和另外的發(fā)動機潤滑油供給通道(未 示出)。
用于將發(fā)動機潤滑油送回發(fā)動機潤滑油儲箱76的裝置可以包括 能夠用于將發(fā)動機潤滑油引回到發(fā)動機潤滑油儲箱76中的各種表 面、管道和/或通道。例如，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以包括收集 表面88和用于收集從氣門致動系統(tǒng)48排出的發(fā)動機潤滑油并將發(fā) 動才幾潤滑油送回發(fā)動才幾潤滑油儲箱76的發(fā)動機潤滑油返回通道90。 在這樣的實施方式中，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以依靠重力將排 出的發(fā)動機潤滑油從氣門致動系統(tǒng)48引回到發(fā)動^/L潤滑油儲箱76 中。在某些實施方式中，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以在一個或多 個壓力源，例如發(fā)動機潤滑油泵78上使用以驅(qū)動發(fā)動機潤滑油返回 到發(fā)動機潤滑油儲箱76中。
發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22還可以包括用于將發(fā)動機潤滑油引導 到燃料噴射器60上的裝置。這些裝置可以包括能夠用于以使得發(fā)動 機潤滑油緊密接觸到燃料噴射器60的暴露部分65上的方式排出發(fā) 動機潤滑油的出口 92。出口 92可以設置在發(fā)動機IO上的任意位置， 使得可以將來自發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22的某些部分的發(fā)動機潤滑 油才是供給出口92。從圖2中可以更好地看到，在一些實施方式中， 出口 92可以在搖臂56上，且發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以包括通 過搖臂56將發(fā)動機潤滑油從發(fā)動機潤滑油供給通道86送至出口 92 的發(fā)動機潤滑油供給通道94。如圖2所示，出口 92可以指向燃料噴 射器60，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22能夠用于以使燃料噴射器60處 于發(fā)動機潤滑油的軌跡內(nèi)的足夠的速度將發(fā)動機潤滑油從出口 92排 出。
發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)的用于將發(fā)動機潤滑油排出到燃料噴射 器60上的裝置并不局限于圖1和圖2中所示的結(jié)構(gòu)。例如，出口 92
ii可以在發(fā)動機10的不同部件上。出口 92可以在氣門致動系統(tǒng)48的 部件上，而不是在搖臂56上，例如，在搖臂軸58上。此外，在氣 門致動系統(tǒng)48包括一個或多個利用發(fā)動機潤滑油用于氣門致動的致 動器的實施方式中，出口 92可以在這些致動器中的一個或多個上。 類似地，在燃料噴射器60使用發(fā)動機潤滑油用于致動其一個或多個 部件的實施方式中，出口 92可以在燃料噴射器60的外表面上。另 外，在送氣系統(tǒng)16包括壓縮制動機構(gòu)的實施方式中，出口 92可以 在壓縮制動機構(gòu)上。而且，出口 92可以在殼體12的表面上。此外， 在一些實施方式中出口 92可以是發(fā)動機IO的兩個部件之間的間隙。 另外，在一些實施方式中，出口 92可以不指向燃料噴射器60。 在這樣的實施方式中，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)2 2可以包括用于將發(fā) 動機潤滑油從出口 92引導到燃料噴射器60上的各種裝置。例如， 發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以包括用于將發(fā)動機潤滑油從出口 92 引導到燃料噴射器60上的一個或多個部件，例如斜槽或成形管。另 外，在一些實施方式中，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以包括用于將 從出口 92排出的發(fā)動機潤滑油引導到燃料噴射器60上且位于發(fā)動 機10的其他系統(tǒng)的部件上的 一 個或者多個部件，例如管道和/或?qū)Я?板表面0
此外，除了用于將發(fā)動機潤滑油排出到燃料噴射器60上的單個 出口 92之外，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22還可以包括能夠用于將發(fā) 動機潤滑油排出到燃料噴射器60上的多個出口 。在這樣的實施方式 中，用于將發(fā)動機潤滑油排出到燃料噴射器60上的多個出口可以都 在發(fā)動機10的相同部件上，或者它們也可以在發(fā)動機10的多個部 件上。
工業(yè)實用性
發(fā)動才幾10可以應用在任何需要動力來執(zhí)行一項或多項任務的地 方。發(fā)動機控制系統(tǒng)18可以通過由送氣系統(tǒng)16將進氣輸送至燃燒 室24、由燃料噴射器60將燃料直接或間接地提供給燃燒室24,并在燃燒室24內(nèi)燃燒燃料來使發(fā)動機IO產(chǎn)生動力。發(fā)動機控制系統(tǒng) 18可以實現(xiàn)該動力產(chǎn)生過程的多種特定變型中的任意一種，包括但 不局限于，四沖程壓縮點火過程、二沖程壓縮點火過程、四沖程火 花點火過程，和二沖程火花點火過程。
在發(fā)動機控制系統(tǒng)18使發(fā)動機IO產(chǎn)生動力的時候，各種熱源 可能會使燃料噴射器60的溫度升高。燃料噴射器60可以從燃燒室 24內(nèi)的燃燒中吸收熱量。在燃料噴射器60的出口 64設置在燃燒室 24內(nèi)的實施方式中，來自燃燒的熱量可能會以特別高的速率流入燃 料噴射器60內(nèi)。另外，使用流體，例如發(fā)動機潤滑油和/或燃料，致 動燃料噴射器60內(nèi)的各部件以使燃料噴射器60排出燃料可能會產(chǎn) 生大量的熱量。此外，在燃料噴射器60包括電磁螺線管66的實施 方式中，電流流過電磁螺線管66可能會產(chǎn)生相當多的熱量。如果燃 料噴射器60的溫度過高，燃料噴射器60可能無法正常工作和/或燃 料噴射器60可能會被損壞。例如，如果燃料噴射器60的溫度到達 特定值以上，電磁螺線管66可能會無法正常工作。因為熱量只有通 過傳輸?shù)街車目諝饣蛘咄ㄟ^流經(jīng)燃料噴射器60—段相當長的距離 到達殼體12才能離開暴露部分65,所以燃料噴射器60的暴露部分 65可能會特別容易達到高溫，這是不期望的。
在發(fā)動機10產(chǎn)生動力時，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可以通過 將發(fā)動機潤滑油排出到燃料噴射器60上來冷卻燃料噴射器60。在如 圖1和圖2所示的發(fā)動機10的實施方式中，發(fā)動機潤滑油泵78可 以將發(fā)動機潤滑油通過發(fā)動機潤滑油供給通道80， 82， 84, 86, 94 和出口 92泵送到燃料噴射器60上。在一些實施方式中，發(fā)動機潤 滑油泵78可以在發(fā)動機10產(chǎn)生動力時基本上連續(xù)地泵送發(fā)動機潤 滑油，在此情況下，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22可在發(fā)動機10產(chǎn)生 動力的同時將發(fā)動機潤滑油基本上連續(xù)地排出到燃料噴射器60上。 另外，在一些實施方式中和/或情況下，發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22 可以在高于50毫升每分鐘的速率下將發(fā)動機潤滑油排出到燃料噴射 器60上。根據(jù)本發(fā)明的實施方式的各個方面可以顯著地提高對燃料噴射
器60的冷卻效率。通過直接接觸在燃料噴射器60上并通過對流將 熱量從燃料噴射器60直接帶走，從出口 92排出的發(fā)動機潤滑油可 以在特別快的速率下從燃料噴射器60帶走熱量。將發(fā)動機潤滑油基 本上連續(xù)地排出到燃料噴射器60上并且以高于50毫升每分鐘的速 率將發(fā)動機潤滑油排出到燃料噴射器60上可以進一步增強燃料噴射 器60的冷卻。另外，在出口 92位于搖臂56上的實施方式中，接觸 在燃料噴射器60上的發(fā)動機潤滑油流可以連續(xù)地掃過燃料噴射器 60的外部，從而提高燃料噴射器60的均勻冷卻效果。此外，將發(fā)動 機潤滑油引導到燃料噴射器60的暴露部分65上也是特別有利的， 因為如上所述，燃料噴射器60的暴露部分65與燃料噴射器60的其 它部分相比更需要冷卻。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式也可以提供對燃料噴射器60的低成本、 低風險的冷卻方式。因為根據(jù)本發(fā)明的實施方式用于冷卻燃料噴射 器60的液體是發(fā)動機潤滑油，它不會污染輸送到發(fā)動機10的其它 部件的用于潤滑目的的發(fā)動機潤滑油。因此，根據(jù)本發(fā)明的實施方 式允許燃料噴射器60的液體冷卻，而不需要昂貴的裝置用于將液體 冷卻劑與發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)22隔離。另外，在利用發(fā)動機潤滑 油供給系統(tǒng)22潤滑的發(fā)動機10中的部件內(nèi)提供出口 92可以是用于 冷卻目的將發(fā)動機潤滑油引導到燃料噴射器60上的一種低成本方 法。
對于本領域普通技術(shù)人員來說顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明 范圍的條件下可以對根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機和方法進行各種修改和變
員而言是顯而易見的。應當理解說明書和例子只能作為示例性的內(nèi) 容考慮，本發(fā)明真正的保護范圍應由所附權(quán)利要求書及按等同原則 確定。
1權(quán)利要求
1. 一種發(fā)動機(10)，包括具有燃燒室(24)的殼體(12)；燃料噴射器(60)，其向所述燃燒室直接或間接地提供燃料；和發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)(22)，其可操作地將發(fā)動機潤滑油排出到所述燃料噴射器上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中，所述發(fā)動機潤滑油供 給系統(tǒng)在發(fā)動機產(chǎn)生動力時可操作地將發(fā)動機潤滑油基本上連續(xù)地 排出到所述燃料噴射器上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，其中，所述發(fā)動機潤滑油供 給系統(tǒng)可操作地以大于約5 0毫升每分鐘的速率將發(fā)動機潤滑油氺—出 到所述燃料噴射器上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，還包括可操作地使用除發(fā)動 才幾潤滑油之外的流體來冷卻所述發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)(20)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機，還包括氣門(46)，選擇性地允許流體流入或流出所述燃燒室；氣門致動系統(tǒng)(48),其可操作地致動所述氣門；其中，所述發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)包括在所述氣門致動系統(tǒng)上的出口 (92),所述出口指向所述燃料噴射器，使得發(fā)動機潤滑油流過所述出口到達所述燃料噴射器上。
6. —種操作發(fā)動機(10)的方法，包括通過燃料噴射器(60)向所述發(fā)動機的燃燒室(24)直接或間接 地提供燃料；在所述燃燒室內(nèi)燃燒所述燃料，使所述發(fā)動機產(chǎn)生動力；在利用所述發(fā)動機產(chǎn)生動力的同時，通過將發(fā)動機潤滑油引導到 所述燃料噴射器上來冷卻所述燃料噴射器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，將發(fā)動機潤滑油引導到 所述燃料噴射器上包括從指向所述燃料噴射器的出口 (92)排出發(fā)動才幾潤滑油。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，將發(fā)動機潤滑油引導到 所述燃料噴射器上包括通過所述發(fā)動機的一個或多個發(fā)動機潤滑油 供給通道(94)和指向所述燃料噴射器的出口 (92)泵送發(fā)動機潤 滑油。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，將發(fā)動機潤滑油引導到 所述燃料噴射器上包括通過所述發(fā)動機的氣門致動系統(tǒng)(48)內(nèi)的 一個或多個發(fā)動機潤滑油供給通道(94)和所述氣門致動系統(tǒng)上的 出口 (94)將發(fā)動機潤滑油引導到所述燃料噴射器上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中 所述燃料噴射器包括位于所述燃燒室內(nèi)的出口 (64);且 將發(fā)動機潤滑油引導到所述燃料噴射器上包括將發(fā)動機潤滑油引導到所述燃料噴射器的位于所述燃燒室外的暴露部分(65)上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)動機(10)和用于操作發(fā)動機的方法。該發(fā)動機(10)包括具有燃燒室(24)的殼體(12)。該發(fā)動機還可以包括用于向燃燒室直接或間接地提供燃料的燃料噴射器(60)。另外，該發(fā)動機可以包括可操作用于將發(fā)動機潤滑油排出到燃料噴射器上的發(fā)動機潤滑油供給系統(tǒng)(22)。
文檔編號F02M53/04GK101454563SQ200780019996
公開日2009年6月10日 申請日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者E·A·皮爾格林, J·A·麥錢特, P·F·奧爾森, S·A·沃林頓, T·A·邁耶 申請人:卡特彼勒公司