CN103821580B - 一种可变排量机油泵的变量控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及内燃机润滑系统技术领域，特别是一种可变排量机油泵的变量控制方法及系统。本发明将变量反馈压力控制腔通过油路分别与泵出口和主油道连接，形成带有阀门控制的泵出口通路和主油道通路，同时对阀门设定一个压力值，在不同的机油压力条件下，变量反馈压力控制腔内分别采用泵出口压力控制和主油道压力控制两种不同的控制油源，通过阀门在泵出口压力控制与主油道压力控制两者之间进行切换，在阀门的控制下泵出口通路和主油道通路始终处于一条开启则另一条关闭的状态。在阀门设定的压力值以下采用泵出口控制，可以增加变排量范围，提高节油收益，在阀门设定的压力值以上采用主油道控制，能够维持较高的主油道控制压力，确保润滑系统安全。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机润滑系统技术领域，特别是一种内燃机机油泵的变量控制方法及系统。
背景技术
随着汽车节能减排技术的日益发展，可变排量油泵在内燃机润滑系统和汽车变速箱系统的应用中获得了广泛重视，可变排量油泵经历了“泵出口反馈一级变量——主油道反馈一级变量——开关式电磁阀控制双腔反馈的二级变量——两级限压典型工况可变排量——全MAP控制”等发展阶段。其中一级变量的可变区域与发动机实际典型运行工况重叠区域较少，因而对燃油的节省有限；而开关式电磁阀控制双腔反馈的二级变量与两级限压典型工况可变排量两种结构虽然都能实现发动机典型工况的节省，全MAP控制也可以根据发动机的实际需求灵活调整个控制参数，实现整车最大程度的燃油消耗节省，但是开关式电磁阀控制或全MAP控制都需要重新开发和标定ECU，并可能涉及相关部件的重大更改，因而不适合对数量庞大的已投产发动机机型或存量发动机进行技术升级改造。
中国发明专利说明书201110342749.0中描述的控制策略在排量控制系数（最小排量与最大排量的比值）较大时，节油效果受到限制，排量控制系数较小时，高速高温工况机油压力受到限制，而双腔两级控制结构相对复杂，存在压力波动和响应时间滞后等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能实现两级可变排量、并可对已投产或存量发动机机进行技术升级改造的机油泵的变量控制方法；与此相应，本发明要解决的另一个技术问题是提供一种结构简单、能实现两级可变排量、并可对已投产或存量发动机机进行技术升级改造的机油泵的变量控制系统。
本发明关于机油泵变量控制方法的技术方案是：一种可变排量机油泵的变量控制方法，包括利用进入变量反馈压力控制腔的机油压力作用于变量弹簧，从而实现机油排量的可变，将变量反馈压力控制腔通过油路分别与泵出口和主油道连接，形成带有阀门控制的泵出口通路和主油道通路，同时对阀门设定一个压力值，当机油压力处于压力值以下时，主油道通路关闭，泵出口通路开启，泵出口的机油压力进入变量反馈压力控制腔；当机油压力超过所设定的压力值，泵出口通路关闭，主油道通路开启，主油道的机油压力进入变量反馈压力控制腔。
上述技术方案，是一种基于复合压力控制的变量模式，通过利用机油泵泵出口与发动机主油道之间的压力差实现来两级可变排量，在不同的机油压力条件下，变量反馈压力控制腔内分别采用泵出口压力控制和主油道压力控制两种不同的控制油源，通过阀门在泵出口压力控制与主油道压力控制两者之间进行切换，在阀门设定的压力值以下采用泵出口控制，可以增加变排量范围，提高节油收益，在阀门设定的压力值以上采用主油道控制，能够维持较高的主油道控制压力，确保润滑系统安全。
本发明关于变量控制系统的技术方案是：一种可变排量机油泵的变量控制系统，包括可变排量机油泵、泵出口、机油滤和主油道，所述可变排量机油泵包括泵本体、变量反馈压力控制腔、最小排量限位和变量弹簧，所述变量反馈压力控制腔通过油路分别与泵出口和主油道连接，并且两条油路上均设有控制阀，在控制阀的作用下两条油路始终处于一条开启则另一条关闭的状态。
上述技术方案，能够让变量反馈压力控制腔根据不同的机油压力采用泵出口压力控制或主油道压力控制，改变了现有技术中采用单一的泵出口反馈或主油道反馈进行变量控制的方式。
变量控制系统进一步的技术方案是：变量反馈压力控制腔连接泵出口和主油道的两条油路的开关均通过同一个控制阀进行控制，所述控制阀包括泵出口压力接口、主油道压力接口、两个变量反馈压力控制腔入口、阀芯和位于阀芯之下的控制弹簧；泵出口通过油路连接到泵出口压力接口和阀芯上，主油道通过油路连接到主油道压力接口，变量反馈压力控制腔通过油路连接到两个变量反馈压力控制腔入口。这种技术方案，由于泵出口机油压力和控制弹簧共同作用于阀芯上，通过调节控制弹簧的刚度设定一定的压力值，当泵出口机油压力不足以克服控制弹簧的弹力时，泵出口压力接口与一个变量反馈压力控制腔入口相贯通，主油道压力接口与另一个变量反馈压力控制腔入口关闭；当泵出口机油压力大于控制弹簧的弹力时，阀芯在泵出口机油压力的作用下向下滑动，使泵出口压力接口与一个变量反馈压力控制腔入口断开，主油道压力接口与另一个变量反馈压力控制腔入口相贯通。
变量控制系统再进一步的技术方案是，所述控制阀还包括主回油口，并通过油路与进油腔或油底壳相连。这样当机油压力达到峰值压力后，控制阀还可以作为限压阀使用，过量的机油将通过控制阀的主回油口流入进油腔或油底壳。
附图说明
图1为本发明的可变排量机油泵的变量控制系统结构示意图；
图2为图1中I部分控制阀的放大示意图；
图3为本发明的可变排量机油泵的分段控制策略。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种可变排量机油泵的变量控制方法，包括利用进入变量反馈压力控制腔14的机油压力作用于变量弹簧11，从而实现机油排量的可变，将变量反馈压力控制腔14通过油路分别与泵出口2和主油道5连接，形成带有阀门控制的泵出口通路和主油道通路，同时对阀门设定一个压力值，当机油压力处于压力值以下时，主油道通路关闭，泵出口通路开启，泵出口2的机油压力进入变量反馈压力控制腔14；当机油压力超过所设定的压力值，泵出口通路关闭，主油道通路开启，主油道5的机油压力进入变量反馈压力控制腔14。
实施例2
如图1、2所示，一种可变排量机油泵的变量控制系统，包括可变排量机油泵1、泵出口2、机油冷却器3、机油滤4、主油道5，所述可变排量机油泵1包括泵本体13、变量反馈压力控制腔14、最小排量限位12和变量弹簧11，所述变量反馈压力控制腔14通过油路分别与泵出口2和主油道5连接，并且两条油路均通过同一个控制阀6进行控制，在控制阀6的作用下两条油路始终处于一条开启则另一条关闭的状态；所述控制阀6包括泵出口压力接口67、主油道压力接口65、两个变量反馈压力控制腔入口63、62、阀芯64和位于阀芯64之下的控制弹簧61；泵出口2通过油路连接到泵出口压力接口67和阀芯64上，主油道5通过油路连接到主油道压力接口65，变量反馈压力控制腔14通过油路连接到两个变量反馈压力控制腔入口63、62；所述控制阀6还包括主回油口66，并通过油路与进油腔或油底壳相连。
如图1、2、3所示，当发动机泵出口2机油压力位于O-K-K（A）-A内部区间时，泵出口2机油压力经过泵出口压力接口67和变量反馈压力控制腔入口63进入变量反馈压力控制腔14，其产生的作用力不足以克服变量弹簧11设置的预压力，此时机油泵1工作在初始排量位置；当发动机泵出口2机油压力位于L（A）-L(B)-K（A）-K(B)内部区间时，泵出口2机油压力经过泵出口压力接口67和变量反馈压力控制腔入口63进入变量反馈压力控制腔14，其产生的作用力大于变量弹簧11设置的预压力，此时机油泵1工作在泵出口2反馈的可变排量阶段；在以上两个阶段，泵出口2的机油压力都推动控制阀6的阀芯64克服控制弹簧61的弹力进行滑动，但泵出口压力接口67和变量反馈压力控制腔入口63仍然贯通，主油道压力接口65与另一个变量反馈压力控制腔入口62仍然关闭；当发动机泵出口2机油压力位于M（B）-M(C)-N（B）-N(C)内部区间时，泵出口2的机油压力推动复合控制阀6的阀芯64克服控制弹簧61的弹力进行滑动，导致泵出口压力接口67和变量反馈压力控制腔入口63断开，主油道压力接口65和变量反馈压力控制腔入口62相贯通，主油道5机油与变量反馈压力控制腔14相通，此时机油泵1工作在主油道5反馈的可变排量阶段，由于从泵出口控制切换到主油道控制，在转速B点泵出口机油压力由L（B）跳升到M（B）,主油道5的机油压力随之进行相应的跳升。当发动机转速超过C点转速后，泵出口2的机油压力达到限压阀设定压力，控制阀6的限压功能开启，泵出口2的机油通过主回油口66流入进油腔或油底壳。在不同的机油温度下，A、B、C、D对应的发动机转速存在差异，不同的润滑系统，K、L、M、N对应的机油压力也可能存在差异。
Claims (4)
1.一种可变排量机油泵的变量控制方法，包括利用进入变量反馈压力控制腔的机油压力作用于变量弹簧，从而实现机油排量的可变，其特征是：将变量反馈压力控制腔通过油路分别与泵出口和主油道连接，形成带有阀门控制的泵出口通路和主油道通路，同时对阀门设定一个压力值，当机油压力处于压力值以下时，主油道通路关闭，泵出口通路开启，泵出口的机油压力进入变量反馈压力控制腔；当机油压力超过所设定的压力值，泵出口通路关闭，主油道通路开启，主油道的机油压力进入变量反馈压力控制腔。
2.一种可变排量机油泵的变量控制系统，包括可变排量机油泵、泵出口、机油滤和主油道，所述可变排量机油泵包括泵本体、变量反馈压力控制腔、最小排量限位和变量弹簧，其特征是：所述变量反馈压力控制腔通过油路分别与泵出口和主油道连接，并且两条油路上均设有控制阀，在控制阀的作用下两条油路始终处于一条开启则另一条关闭的状态。
3.根据权利要求2所述的可变排量机油泵的变量控制系统，其特征是：变量反馈压力控制腔连接泵出口和主油道的两条油路的开关均通过同一个控制阀进行控制，所述控制阀包括泵出口压力接口、主油道压力接口、两个变量反馈压力控制腔入口、阀芯和位于阀芯之下的控制弹簧；泵出口通过油路连接到泵出口压力接口和阀芯上，主油道通过油路连接到主油道压力接口，变量反馈压力控制腔通过油路连接到两个变量反馈压力控制腔入口。
4.根据权利要求3所述的可变排量机油泵的变量控制系统，其特征是：所述控制阀还包括主回油口，并通过油路与进油腔或油底壳相连。
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