对于热负荷和扭矩负荷较高的发动机,特别是涡轮增压发动机,为了防止活塞因温度过高而烧损,在气缸体内部设有活塞冷却喷嘴,活塞冷却喷嘴与气缸体的机油油道相连,当发动机运转时,活塞冷却喷嘴向活塞连杆机构喷射机油,这样就能够起到冷却、润滑和清洗的作用。 活塞冷却喷嘴的安装位置如图5-34所示。 早期的活塞冷却喷嘴是简单的机械喷嘴装置,只要发动机运转,机油压力建立起来缸体主油道内的机油就会喷出,喷射过程是持续的。 后期经过改进,在活塞冷却喷嘴上设置单向限压阀,当机油达到一定压力时,单向限压阀开启,活塞冷却喷嘴才开始喷射机油。 这种设计方式的好处是,当发动机处于怠速及中低转速区时,发动机的负荷较低,不需要进行机油喷射冷却,不仅能够降低机油泵负荷,而且能够使发动机尽量达到正常的工作温度。 此后活塞冷却喷嘴的控制技术得到进步改进,目前许多新款的发动机采用电控方式来控制活塞冷却喷嘴,也就是利用一个电磁阀来控制气缸体上通往活塞冷却喷嘴的机油管道,通过电控方式来调整作用在活塞冷却喷嘴的机油压力,这样能够控制活塞冷却喷嘴的喷油过程。 电控活塞冷却喷嘴整体结构示意如图5-35所示。
活塞冷却喷嘴电控技术的优势可以总结为以下两个方面。
(1)降低油耗:当发动机处于低负荷、低温工况时,活塞冷却喷嘴不喷射机油,减少机油泵功耗,从而降低燃油消耗;当发动机处于热负荷较大工况时,活塞冷却喷嘴喷射机油,起到降低活塞温度的作用。
(2)改善排放:发动机低温启动时,活塞冷却喷嘴电磁阀关闭,活塞冷却喷嘴不喷射机油,活塞升温迅速,利于混合气的燃烧及尾气排放。
