专利名称:发动机冷却和润滑的组合系统的制作方法本发明涉及一种内燃机冷却和润滑的组合系统，具体地说，该系统能使机油起到润滑和冷却的双重功能。人们已经知道，1937年4月27日和1983年11月8日公布的专利号为2078449和4413597的美国专利中提出了机油不仅可用于润滑而且可用于冷却。1984年5月22日公布的专利号为4449487的美国专利中，克鲁杰(Kruger)等人又提出机油可用于车辆驾驶室的加热。然而，克鲁杰等人所述的系统中需要二个独立的分别用于冷却油和润滑油的油泵。1964年12月29日公布的专利号为3102998的美国专利中，威廉斯(Williams)提出利用冷却的润滑油来冷却送入发动机中的增压空气。然而在威廉斯所述的系统中，经过中间冷却器的油还须全部流过油冷却器，这样就要求油冷却器具有足以使所有油都冷却到中间冷却器要求的温度的能力，而这个温度可能比润滑要求的温度还低。威廉斯尚未提及机油可对发动机进行冷却和润滑的双重用途。因此，提供一种完全的兼有润滑和冷却功能的系统，该系统既能使驾驶室加热又能使增压空气冷却，将是人们所希望的。本发明的一个目的是提供一种能使机油对发动机起到冷却和润滑双重功能的系统。本发明的另一目的是提供这样一种系统，它还能给驾驶室加热。本发明更进一步的目的是提供这样一种系统，它无须将所有的油都冷却到增压空气冷却器所要求的温度就能对增压空气进行高效率的有效冷却。在实现上述的和其它目的的本发明技术解决方案中，机油是从发动机油槽中泵送到独立的润滑回路和发动机冷却回路的。润滑回路润滑受磨损的主轴承、顶置凸轮和发动机的其它部件。冷却回路包括发动机缸头和缸体内的冷却管道，从发动机出来的热油经操作者控制的阀流到驾驶室加热器后回到油槽，从发动机出来的热油还经温度控制阀通过旁通管路流到油槽或者流到热交换器，温度控制阀是依据感受发动机缸体内的油道中的润滑油温度而动作的。热交换器有一个与油槽连通的较高温度的油的出口和一个先通往增压空气冷却器后与油槽连通的较低温度的油的出口。附图是根据本发明构成的发动机冷却和润滑系统示意图。内燃机10包括一个缸头12、一个缸体14、一个油槽16和一个油泵18。缸体14有多个气缸，附图中示出了其中的一个。活塞22在气缸20内往复运动，连杆24将活塞22与曲轴26相连接。缸头12包括进气口28、排气口(图中未示出)、阀30、阀座32和由顶置凸轮轴35驱动的摇杆34。泵18将油从油槽16抽出并泵送到主油道36，油从主油道36最后经彼此呈并联关系连接的独立的润滑回路和冷却回路流回到油槽16。润滑油从主油道36经管路38流到过滤器40。当旁通阀44依据过滤器40的阻塞程度而打开时，旁通管路42使油绕过滤器迂回流过。油从过滤器40经压力调节阀46和管路48流到油槽，油也可以从过滤器40经管路50流到发动机缸体14内的润滑油道52。
润滑油道52将润滑油送到发动机常规的润滑系统，如主轴承润滑通道54和油喷雾器56。润滑油还从润滑油道52经管路58流到缸头润滑油道60，该油道60将润滑油送到摇杆34和顶置凸轮轴35的轴承。缸头上的润滑油先汇集在油道62而后由排油管路64流回油槽16。
发动机冷却回路包括管路100，该管路100将油从主油道36引导到靠近缸体20上部区域的冷却油道102，冷却油从冷却油道102流到环形的冷却剂通道104使缸体20顶部冷却，而后流到油道106。
管路108将冷却油从冷却油道102送到缸头12内的冷却油道110，油从冷却油道110流过排气口阀座32周围的环形冷却通道112，而后流到缸头油道114。从油道114流出的油取道管路116和管路118两路。管路116将在发动机中受热了的油经控制阀120送到驾驶室的加热器122，然后经管路124流回油槽16。阀120的控制机构121最好配置在车辆驾驶室123里，由驾驶员调节送到驾驶室加热器的热油量;管路118将从缸头油道114流出的油送到缸体上的油道106，管路126将油从油道106引导到可控温度的恒温阀128，该阀128最好依据主油道52内的润滑油的温度来控制，润滑油的温度是通过温度传感器130检测的，温度传感器130设置在缸体14中以便感受到油道52中的润滑油的温度。阀128或是将从管路126来的热油经旁通管130送回油槽16或是经管路132送到散热器或热交换器134。热交换器包括串接的第一和第二部件134a和134b。该热交换器有一个第一出口136，一个第二出口138和一个排放口139。出口136只引出从第一部件134a流出的油。出口138的油流过第一和第二部件134a和134b，这样一来，在出口136处的油温将高于出口138的油温。例如若管路132中的油温为140℃，则出口136处的油温可能为110℃，而出口138处的油温可能为60℃。这种热交换器134的结构形式最好使较热出口136处的体积流量高于较冷出口138处的体积流量。这样，要求将热油冷却到出口138处的较低温度的辅助热交换器就不必具有处理所有流过热交换器134的热油的能力，因为流出较冷出口的流量仅为流出较热出口136流量的一半左右。管路140将热交换器出口136出来的冷却后的油送回油槽16，管路142将出口138出来的油送到增压空气冷却器144，而后经管路146回到油槽16。上述的说明是对带中间冷却的发动机而言的，对于不带增压空气冷却器的自然进气发动机就不需要第二出口138和管路142及146了。
如果将本系统用于涡轮增压发动机(图中未示出)，可用辅助的润滑供给管路(图中未示出)先把润滑油从过滤器40引导到涡轮(图中未示出)，然后送回油槽16。


本发明的内燃机包括独立的发动机冷却和润滑回路，二个回路均接受从油槽泵送的机油。冷却回路中的油绕发动机受热部件流过，然后流到驾驶室加热器和热交换器或旁通管路至油槽。阀按照发动机缸体内的局部润滑回路油温控制到热交换器和旁通管路的油量。热交换器有一对使油以不同温度和不同流量排出的出口，少量油从较低温度出口流出，经增压空气冷却器流回油槽，较高温度的出口使大部分油直接流回油槽。