CN103742776A

CN103742776A - 一种可变排量机油泵及其控制方法

Info

Publication number: CN103742776A
Application number: CN201310729458.6A
Authority: CN
Inventors: 白广松; 由毅; 沈源; 袁爽; 吴成明; 冯擎峰
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2014-04-23

Abstract

一种可变排量的机油泵及其控制方法，当发动机控制系统判断需要增加机油压力时，电机转速增加，行星齿轮轮绕中心的公转转速增加，从而使从动齿轮的转速大于原由内齿轮提供转速，外转子和内转子也跟随增加，机油泵排量提高；二、当发动机控制系统判断需要降低机油压力时，电机的转速降低，行星齿轮绕中心的公转转速降低，从而使从动齿轮的转速小于原由内齿轮提供转速，外转子和内转子也跟随降低，机油泵排量减少。从动齿轮的转速是由发动机与电机同时决定的，又发动机根据采集到的机油压力数据实时调整电机的转速，以实现调整行星齿轮转速，故在发动机的任何工况点，油泵的泵油量可以及时地适应发动机的特定需要，机油量控制精确。

Description

一种可变排量机油泵及其控制方法

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种汽车零部件，特别是一种转子机油泵。

背景技术

目前汽车内燃机采用的机油泵普遍为定排量的机油泵，其机油流量与发动机转速成正比关系，该种机油泵的流量随着发动机转速的提高不断增加，油道中的机油压力随着转速的提高不断升高。虽然在达到一定压力后泄压阀会打开，起到一定的压力调节作用，但是泄压阀的开度是一定的，并不能实时调节，所以高速时油道压力仍会过高，同时泄压时高压机油回流，造成一定的功率损失。所以此类机油泵存在一定的缺点：油泵的通过量并不能及时的适应发动机的特定需要，即发动机一些零件的润滑并非是需要随着发动机转速的增加而一直增加润滑油，这样做会使发动机油道内油压增加，会影响润滑效果。此外，实际通过润滑油量较需要油量高，造成润滑部位机油温度偏低，使机油黏度加大，能耗上升。

如专利“可变流量转子机油泵”（授权公告号：CN201284736Y）所述的结构，其包含壳体及内转子、驱动轴、外转子、调节转子等，其调节转子的转动是靠油压压差来做驱动力，虽然此结构可以做到调节机油泵排量，但是其原理是泄压，使高压油回流到低压油区域，发动机做了无用功、会带来功率损失；本方案中润滑油道中的机油压力与发动机转速呈线性关系，油泵的通过量并不能及时的适应发动机的特定需要；实际润滑油量较需要油量高，造成润滑部位机油温度偏低，造成能耗上升。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可变排量机油泵，可以在发动机的任何工况点，油泵的泵油量可以及时地适应发动机的特定需要，无需浪费旁通高压油路的可变排量的内燃机机油泵，装备本转子机油泵的发动机预计使用更少的燃料。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种可变排量的机油泵，包括驱动轴、由驱动轴依次连接的机油泵壳体、外转子、内转子以及机油泵端盖；所述机油泵壳体和与机油泵端盖活动连接，所述机油泵壳体包位于中心位置处的转子腔A以及位于转子腔A两侧的第一高压油区和第一低压油区，所述机油泵端盖对应设有转子腔B，位于转子腔B两侧的第二高压油区和第二低压油区以及设置在第二高压油区处的出油口、设置在第二低压油区处的进油口；所述外转子与内转子啮合连接后安装于转子腔A与转子腔B组成的转子腔中，且由第一高压油区与第二高压油区组成的高压油区和由第一低压油区与第二低压油区组成的低压油区被外转子和内转子隔开，所述内转子固定在驱动轴1上；

其还包括设有电机轴的电机、链轮前端盖、行星齿轮、从动齿轮、链轮以及链轮后端盖，所述链轮包括位于外边缘处的链齿以及位于内边缘上的内齿轮，所述链轮后端盖与链轮前端盖分别安装于链轮的左右两侧，所述行星齿轮安装于内齿轮与从动齿轮构成的腔中并与内齿轮及从动齿轮啮合连接，所述电机轴安装于行星齿轮的内孔中；

且所述驱动轴穿过所述机油泵端盖后与所述链轮后端盖中心孔转动连接、与所述从动齿轮固定连接；电机与发动机控制系统电连接。

所述机油泵壳体和与机油泵端盖上对应设有螺栓安装孔，所述机油泵壳体和与机油泵端盖经由端盖螺钉连接。

所述电机轴包括连接板、分别位于连接板左右两侧并垂直连接板设置的行星齿轮轴与电机安装轴，所述行星齿轮轴与电机安装轴位于所述连接板的两端处，行星齿轮轴安装于行星齿轮的内孔中，电机安装轴用于连接电机。

所述链轮上设有链轮端盖安装孔，所述链轮后端盖与所述链轮前端盖经由螺钉安装于所述链轮上。

所述电机经由线束与发动机控制系统的ECU连接。

一种可变排量的机油泵的控制方法，包括以下步骤：

发动机的控制系统控制链条带动所述链轮的内齿轮旋转的同时，机油压力传感器采集润滑油道中的机油压力并反馈给发动机的控制系统，发动机的控制系统根据采集到的机油压力数据实时调整电机的转速以调整行星齿轮的转速：

（一）、当判断需要增加机油压力时，电机转速增加，行星齿轮轮绕中心的的公转转速增加，从而使从动齿轮的转速大于原由内齿轮提供转速，外转子和内转子也跟随增加，机油泵排量提高；

（二）、当判断需要降低机油压力时，电机的转速降低，行星齿轮绕中心的公转转速降低，从而使从动齿轮的转速小于原由内齿轮提供转速，外转子和内转子也跟随降低，机油泵排量减少。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

一、本发明所示一种可变排量的机油泵实际工作时的传动关系如下：工作时，发动机运转，链条带动链轮转动，内齿轮由发动机驱动保持旋转状态，同时电机驱动电机轴旋转，由于行星齿轮与电机轴相连，实现带动行星齿轮绕从动齿轮旋转，因此，从动齿轮的转速是由发动机与电机同时决定的，又发动机根据采集到的机油压力数据实时调整电机的转速，以实现调整行星齿轮转速，故在发动机的任何工况点，油泵的泵油量可以及时地适应发动机的特定需要，机油量控制精确。

（1）、当发动机控制系统判断需要增加机油压力时，电机转速增加，行星齿轮轮绕中心的的公转转速增加，从而使从动齿轮的转速大于原由内齿轮提供转速，外转子和内转子也跟随增加，机油泵排量提高；

（2）、当发动机控制系统判断需要降低机油压力时，电机的转速降低，行星齿轮绕中心的公转转速降低，从而使从动齿轮的转速小于原由内齿轮提供转速，外转子和内转子也跟随降低，机油泵排量减少。

二、无旁通高压油路造成的功率损失。

附图说明

图1是本发明一实施例中可变排量机油泵结构示意图；

图2是图1所示实施例中机油泵壳体结构示意图；

图3是图1所示实施例中机油泵端盖结构示意图；

图4是图1所示实施例中链轮结构示意图；

图5是图1所示实施例中电机轴结构示意图；

图6是图1所示实施例中机油泵工作时的结构示意图；

图7是图6所示结构示意图的剖视图；

图8是图6所示结构示意图的局部放大图；

其中，驱动轴1、机油泵壳体2、外转子3、内转子4、机油泵端盖5、链轮后端盖6、链轮7、从动齿轮8、行星齿轮9、电机轴10、链轮前端盖11、电机12、螺钉13、端盖螺钉14。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种可变排量的机油泵，包括驱动轴1、从左到右由驱动轴1依次串接连接的机油泵壳体2、外转子3、内转子4以及机油泵端盖5。

机油泵壳体2和与机油泵端盖5活动连接，本实施例中，如图2所示，机油泵壳体2和与机油泵端盖5分别在外围位置处对应设有多个螺栓安装孔，从而机油泵壳体2和与机油泵端盖5可经由端盖螺钉14螺栓连接。此外，机油泵壳体2上设有位于中间位置处的转子腔A以及位于转子腔A两侧的第一高压油区2.1和第一低压油区2.3；如图3所示，机油泵端盖5对应机油泵壳体2在中间位置处设有转子腔B、位于转子腔B两侧的第二高压油区5.1和第二低压油区5.3以及设置在第二高压油区5.1区域处的出油口5.4和设置在第二低压油区5.1区域处的进油口5.2。当机油泵壳体2和与机油泵端盖5连接后，转子腔A与转子腔B组成的转子腔2.2，第一高压油区2.1与第二高压油区5.1组成的高压油区，第一低压油区2.3与第二低压油区5.3组成的低压油区。

外转子3与内转子4啮合连接后安装于转子腔2.2中，且由第一高压油区2.1与第二高压油区5.1组成的高压油区和由第一低压油区2.3与第二低压油区5.3组成的低压油区被外转子3和内转子4隔开，同时内转子4固定在驱动轴1上。

本发明所示的可变排量的机油泵还包括电机12、电机轴10、从右到左依次连接的链轮前端盖11、行星齿轮9、从动齿轮8、链轮7以及链轮后端盖6。

本实施例中，如图5所示，电机轴10包括连接板10.2、分别位于连接板10.2左右两侧并垂直连接板10.2设置的行星齿轮轴10.1与电机安装轴10.3，行星齿轮轴10.1与电机安装轴10.3位于连接板10.2上不同端。

如图4所示，链轮7为环状，包括位于外边缘处的链齿7.1、位于内边缘上的内齿轮7.3以及位于链轮7板面上的链轮端盖安装孔7.2，链轮后端盖6与链轮前端盖11通过螺钉13安装于链轮7上的链轮端盖安装孔7.2上，然后端盖6中心孔安装于安装驱动轴1上，但不固定，使之可以相互转动。驱动轴1是端盖6的转动轴，在工作时，由于链轮7和电机12转速的差异，链轮7和驱动轴1会产生一定的相位差，故端盖6与驱动轴1不能固定。

行星齿轮9安装于链轮7的内齿轮7.3与从动齿轮8构成的腔中，并与内齿轮7.3及从动齿轮8进行啮合，同时，从动齿轮8安装于驱动轴1上，并保证两者相互固定；电机轴10的行星齿轮轴10.1安装于行星齿轮9的内孔中，电机安装轴10.3连接电机12。

第二实施例中，本发明对应第一实施例中的可变排量的机油泵还提供了其的控制方法，包括以下步骤：

如图6、图7和图8所示，发动机的控制系统控制链条带动所述链轮7的内齿轮7.3旋转的同时，机油压力传感器采集润滑油道中的机油压力并反馈给发动机的控制系统，发动机的控制系统根据采集到的机油压力数据实时调整电机12的转速以调整行星齿轮9的转速：

（一）、当判断需要增加机油压力时，电机12转速增加，行星齿轮9轮绕驱动轴1旋转中心的公转转速增加，从而使从动齿轮8的转速大于原由内齿轮7.3提供转速，外转子3和内转子4也跟随增加，机油泵排量提高；

（二）、当判断需要降低机油压力时，电机12的转速降低，行星齿轮绕中心的公转转速降低，从而使从动齿轮8的转速小于原由内齿轮7.3提供转速，外转子3和内转子4也跟随降低，机油泵排量减少。

现有结构的机油泵实际工作时的传动关系是：内齿轮→行星齿轮→从动齿轮，从而通过发动机控制系统带动从动齿轮旋转，又从动齿轮与驱动轴转动连接，继而带动内转子、外转子转动，通过内转子、外转子的旋转，使润滑油由低压油区进入到高压油区，形成机油泵泵油，故从动齿轮的转速影响了内、外转子的转速最终对机油泵排量造成影响。

本发明所示的一种可变排量的机油泵实际工作时的传动关系如下：工作时，发动机运转，链条带动链轮7转动，故内齿轮7.3由发动机驱动保持旋转状态，同时电机12驱动电机轴10旋转，由于行星齿轮9与电机轴10相连，实现带动行星齿轮9绕从动齿轮8旋转，因此，从动齿轮8的转速是由发动机与电机12同时决定的，由于从动齿轮8与驱动轴1转动，并带动内转子4、外转子3转动，故发动机与电机12可最终对机油泵排量造成影响。

电机12的转速大小是由与其相连的发动机控制系统决定的，当发动机工作时，机油压力传感器采集到的润滑油道中的机油压力反馈给发动机控制系统，发动机控制系统根据采集到的机油压力数据实时调整电机12的转速，以实现调整行星齿轮9转速，从而影响从动齿轮8绕驱动轴1的公转转速。

当需要增加机油压力时，电机12转速增加，行星齿轮9绕中心的公转转速增加，从而使从动齿轮8的转速大于原由内齿轮7.3提供的转速，内转子4、外转子3转动速度相对原来而言也增加，机油泵排量提高，机油压力增大。

当需要降低机油压力时，电机12的转速降低，行星齿轮9绕中心的公转转速降低，从动齿轮8的转速随之降低（低于原由内齿轮7.3提供的转速），故内转子4、外转子3转动速度也降低，机油泵排量减少，机油压力降低。

本发明相对于现有的技术而言，增加了电机12的驱动，同时发动机根据采集到的机油压力数据实时调整电机12的转速，以实现调整行星齿轮9转速，由于电机12的功率较小，一般为几十瓦，相对于其能够避免的功率损失的而言，电机12消耗的功率可忽略不计，且电机12通过线束连接在ECU上，电机12与发动机控制系统的连接也方便简单。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种可变排量的机油泵，其特征在于：包括驱动轴（1）、由驱动轴（1）依次连接的机油泵壳体（2）、外转子（3）、内转子（4）以及机油泵端盖（5）；所述机油泵壳体（2）和与机油泵端盖（5）活动连接，所述机油泵壳体（2）包位于中心位置处的转子腔（A）以及位于转子腔（A）两侧的第一高压油区（2.1）和第一低压油区（2.3），所述机油泵端盖（5）对应设有转子腔（B），位于转子腔（B）两侧的第二高压油区（5.1）和第二低压油区（5.3）以及设置在第二高压油区（5.1）处的出油口（5.4）、设置在第二低压油区（5.1）处的进油口（5.2）；所述外转子（3）与内转子（4）啮合连接后安装于转子腔（A）与转子腔（B）组成的转子腔（2.2）中，且由第一高压油区（2.1）与第二高压油区（5.1）组成的高压油区和由第一低压油区（2.3）与第二低压油区组成的低压油区（5.3）被外转子（3）和内转子（4）隔开，所述内转子（4）固定在驱动轴（1）上；

其还包括设有电机轴（10）的电机（12）、链轮前端盖（11）、行星齿轮（9）、从动齿轮（8）、链轮（7）以及链轮后端盖（6），所述链轮（7）包括位于外边缘处的链齿（7.1）以及位于内边缘上的内齿轮(7.3)，所述链轮后端盖（6）与链轮前端盖（11）分别安装于链轮（7）的左右两侧，所述行星齿轮（9）安装于内齿轮（7.3）与从动齿轮（8）构成的腔中并与内齿轮（7.3）及从动齿轮（8）啮合连接，所述电机轴（10）安装于行星齿轮（9）的内孔中；

且所述驱动轴（1）穿过所述机油泵端盖（5）后与所述链轮后端盖（6）中心孔转动连接、与所述从动齿轮（8）固定连接；电机（12）与发动机控制系统电连接。

2.根据权利要求1所述的可变排量的机油泵，其特征在于：所述机油泵壳体（2）和与机油泵端盖（5）上对应设有螺栓安装孔，所述机油泵壳体（2）和与机油泵端盖（5）经由端盖螺钉（14）连接。

3.根据权利要求1所述的可变排量的机油泵，其特征在于：所述电机轴（10）包括连接板（10.2）、分别位于连接板（10.2）左右两侧并垂直连接板（10.2）设置的行星齿轮轴（10.1）与电机安装轴（10.3），所述行星齿轮轴（10.1）与电机安装轴（10.3）位于所述连接板（10.2）的两端处，行星齿轮轴（10.1）安装于行星齿轮（9）的内孔中，电机安装轴（10.3）用于连接电机（12）。

4.根据权利要求1所述的可变排量的机油泵，其特征在于：所述链轮（7）上设有链轮端盖安装孔（7.2），所述链轮后端盖（6）与所述链轮前端盖（11）经由螺钉（13）安装于所述链轮（7）上。

5.根据权利要求1所述的可变排量的机油泵，其特征在于：所述电机（12）经由线束与发动机控制系统的ECU连接。

6.一种如权利要求1至5任一项所述可变排量的机油泵的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

发动机的控制系统控制链条带动所述链轮（7）的内齿轮(7.3)旋转的同时，机油压力传感器采集润滑油道中的机油压力并反馈给发动机控制系统，发动机控制系统根据采集到的机油压力数据实时调整电机（12）的转速以调整行星齿轮（9）的转速：

（一）、当发动机控制系统判断需要增加机油压力时，电机（12）转速增加，行星齿轮（9）轮绕中心的的公转转速增加，从而使从动齿轮（8）的转速大于原由内齿轮(7.3)提供转速，外转子（3）和内转子（4）也跟随增加，机油泵排量提高；

（二）、当发动机控制系统判断需要降低机油压力时，电机的转速降低，行星齿轮绕中心的公转转速降低，从而使从动齿轮（8）的转速小于原由内齿轮(7.3)提供转速，外转子（3）和内转子（4）也跟随降低，机油泵排量减少。