CN105401998B - 一种多功能机械阀控二级变排量泵的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多功能机械阀控二级变排量泵的控制系统，包括单腔反馈可变排量叶片泵、泵出口、主油道、油底壳、机械阀，所述单腔反馈可变排量叶片泵包括压力反馈腔；所述机械阀包括阀套、阀芯和弹簧，所述阀芯为圆筒结构，所述阀芯的壁上设有第一油槽、第二油槽和第三油槽，所述阀芯的中间设有径向的隔板，所述隔板将阀芯分为弹簧端和控制端，所述第一油槽位于弹簧端，所述弹簧端装有弹簧，所述弹簧端与阀套内壁构成弹簧腔，所述第二油槽和第三油槽位于控制端，所述控制端与阀套内壁构成控制腔，所述控制腔始终与泵出口相通，所述弹簧腔始终与油底壳相通；所述阀套上设有与压力反馈腔相连的第一接口和第二接口，以及与油底壳相连的限压泄油口。

Description

一种多功能机械阀控二级变排量泵的控制系统

技术领域

本发明属于内燃机润滑技术领域，具体来说涉及一种二级可变排量的叶片式机油泵的控制系统。

背景技术

目前二级变排量机油泵大多是采用开关电磁阀得电与失电来控制机油泵实现一级和二级变排。这种技术方案需要增加电磁阀、电磁阀线束及发动机ECU连接，成本高，并且还需要单独的安全阀来保护发动机系统，防止压力过高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多功能机械阀控二级变排量泵的控制系统，该系统既能通过机械阀使机油泵实现二级变排，同时又能使该机械阀具备限压阀的作用。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种多功能机械阀控二级变排量泵的控制系统，包括单腔反馈可变排量叶片泵、泵出口、主油道、油底壳、机械阀，所述单腔反馈可变排量叶片泵包括泵体，所述泵体中设有转子腔，所述转子腔中安装有旋转销、叶片、转子、变量滑块、定位环、变量弹簧，所述变量滑块上设有弹簧压块，在变量滑块和转子腔壁之间设有压力反馈腔；所述机械阀包括阀套，以及安装在阀套内的阀芯和弹簧，所述阀芯为圆筒结构，所述阀芯的筒壁上设有第一油槽、第二油槽和第三油槽，所述阀芯的中间设有径向的隔板，所述隔板将阀芯分为弹簧端和控制端，所述第一油槽位于弹簧端，所述弹簧端装有弹簧，所述弹簧端与阀套内壁构成弹簧腔，所述第二油槽和第三油槽位于控制端，所述控制端与阀套内壁构成控制腔，所述控制腔始终与泵出口相通，所述弹簧腔始终与油底壳相通；所述阀套上设有与压力反馈腔相连的第一接口和第二接口，以及与油底壳相连的限压泄油口，所述阀芯在控制腔内机油压力和弹簧腔的弹簧力作用下，可在阀套内移动，随着阀芯位置的变化，所述第一接口分别处于直接与弹簧腔相通状态、关闭状态、通过第一油槽与弹簧腔相通状态，所述第二接口分别处于关闭状态、通过第二油槽与控制腔相通状态、通过第三油槽与控制腔相通状态，所述限压泄油口分别处于关闭状态、与控制腔相通状态。

本发明通过简单的多功能柱塞机械控制阀结构即可使机油泵实现二级变排，同时通过在机械阀上增加一个限压泄油口，使机械阀也可起到限压阀的作用，从而保护发动机系统防止压力过高。这种技术方案使整个控制系统的结构更加简单实用，大大降低了成本。

本发明进一步的技术方案是，所述控制系统按照时间先后顺序分别可以处于以下五种状态：

a)当发动机处于中低速时，从泵出口进入机械阀控制腔内的机油压力小于一级变排压力,此时第一接口处于直接与弹簧腔相通状态，第二接口和限压泄油口均处于关闭状态，压力反馈腔内的压力油依次通过第一接口、弹簧腔泄入油底壳，此时机油泵处于最大排量状态；

b)当发动机转速升高，从泵出口进入机械阀控制腔内的机油压力大于一级变排压力，阀芯在油压作用下向弹簧腔移动，此时第一接口和限压泄油口均处于关闭状态，第二接口处于通过第二油槽与控制腔相通状态，泵出口压力油依次通过控制腔、第二油槽、第二接口流入压力反馈腔，此时机油泵进入一级变排状态，泵排量减小；

c)当发动机转速继续升高，从泵出口进入机械阀控制腔内的机油压力继续增大到一定压力时，阀芯在油压作用下继续向弹簧腔移动，此时第一接口处于通过第一油槽与弹簧腔相通状态，第二接口和限压泄油口均处于关闭状态，压力反馈腔内的压力油依次通过第一接口、第一油槽、弹簧腔泄入油底壳，此时机油泵处于最大排量状态，使泵出口的机油压力迅速升高以达到发动机油压需求；

d)当发动机转速继续升高，从泵出口进入机械阀控制腔内的机油压力增大至二级变排压力时，阀芯在油压作用下继续向弹簧腔移动，此时第一接口和限压泄油口均处于关闭状态，第二接口处于通过第三油槽与控制腔相通状态，泵出口压力油依次通过控制腔、第三油槽、第二接口流入压力反馈腔，此时机油泵进入二级变排状态，泵排量减小；

e)当发动机转速继续升高，从泵出口进入机械阀控制腔内的机油压力增大至系统安全压力时，阀芯在油压作用下继续向弹簧腔移动，此时第一接口处于关闭状态，第二接口处于通过第三油槽与控制腔相通状态，限压泄油口均处于开启状态，一部分泵出口压力油依次通过控制腔、第三油槽、第二接口流入压力反馈腔，另一部分泵出口压力油依次通过控制腔、第二油槽、限压泄油口泄入油底壳，从而利用控制阀就能起到限压阀的功能。

附图说明

图1为本发明的控制系统处于a状态时的结构示意图；

图2为本发明的控制系统处于b状态时的结构示意图；

图3为本发明的控制系统处于c状态时的结构示意图；

图4为本发明的控制系统处于d状态时的结构示意图；

图5为本发明的控制系统处于e状态时的结构示意图；

附图标记为：

1——单腔反馈可变排量叶片泵

11——旋转销 12——叶片口 13——转子

14——变量滑块 15——定位环

16——变量弹簧 17——压力反馈腔

2——泵出口 3——主油道 4——油底壳 5——机械阀

51——阀套

51a——第一接口 51b——第二接口 51c——限压泄油口

52——阀芯

52a——第一油槽 52b——第二油槽 52c——第三油槽

53——弹簧。

具体实施方式

如图1所示，本发明的优选实施例是：一种多功能机械阀控二级变排量泵的控制系统，包括单腔反馈可变排量叶片泵1、泵出口2、主油道3、油底壳4、机械阀5，所述单腔反馈可变排量叶片泵1包括泵体，所述泵体中设有转子腔，所述转子腔中安装有旋转销11、叶片12、转子13、变量滑块14、定位环15、变量弹簧16，所述变量滑块14上设有弹簧压块，在变量滑块14和转子腔壁之间设有压力反馈腔17；所述机械阀5包括阀套51，以及安装在阀套51内的阀芯52和弹簧53，所述阀芯52为圆筒结构，所述阀芯52的筒壁上设有第一油槽52a、第二油槽52b和第三油槽52c，所述阀芯52的中间设有径向的隔板，所述隔板将阀芯52分为弹簧端和控制端，所述第一油槽52a位于弹簧端，所述弹簧端装有弹簧53，所述弹簧端与阀套51内壁构成弹簧腔，所述第二油槽52b和第三油槽52c位于控制端，所述控制端与阀套51内壁构成控制腔，所述控制腔始终与泵出口2相通，所述弹簧腔始终与油底壳4相通；所述阀套51上设有与压力反馈腔17相连的第一接口51a和第二接口51b，以及与油底壳4相连的限压泄油口51c，所述阀芯52在控制腔内机油压力和弹簧腔的弹簧力作用下，可在阀套51内移动，随着阀芯52位置的变化，所述第一接口51a分别处于直接与弹簧腔相通状态、关闭状态、通过第一油槽52a与弹簧腔相通状态，所述第二接口51b分别处于关闭状态、通过第二油槽52b与控制腔相通状态、通过第三油槽52c与控制腔相通状态，所述限压泄油口51c分别处于关闭状态、与控制腔相通状态。

所述控制系统按照时间先后顺序分别可以处于以下五种状态：

如图1所示，a)当发动机处于中低速时，从泵出口2进入机械阀5控制腔内的机油压力小于一级变排压力,此时第一接口51a处于直接与弹簧腔相通状态，第二接口51b和限压泄油口51c均处于关闭状态，压力反馈腔内17的压力油依次通过第一接口51a、弹簧腔泄入油底壳4，此时机油泵处于最大排量状态。

如图2所示，b)当发动机转速升高，从泵出口2进入机械阀5控制腔内的机油压力大于一级变排压力，阀芯52在油压作用下向弹簧腔移动，此时第一接口51a和限压泄油口51c均处于关闭状态，第二接口51b处于通过第二油槽52b与控制腔相通状态，泵出口2的压力油依次通过控制腔、第二油槽52b、第二接口51b流入压力反馈腔17，此时机油泵进入一级变排状态，泵排量减小.

如图3所示，c)当发动机转速继续升高，从泵出口2进入机械阀5控制腔内的机油压力继续增大到一定压力时，阀芯52在油压作用下继续向弹簧腔移动，此时第一接口51a处于通过第一油槽52a与弹簧腔相通状态，第二接口51b和限压泄油口51c均处于关闭状态，压力反馈腔17内的压力油依次通过第一接口51a、第一油槽52a、弹簧腔泄入油底壳4，此时机油泵处于最大排量状态，使泵出口2的机油压力迅速升高以达到发动机油压需求。

如图4所示，d)当发动机转速继续升高，从泵出口2进入机械阀控5制腔内的机油压力增大至二级变排压力时，阀芯52在油压作用下继续向弹簧腔移动，此时第一接口51a和限压泄油口51c均处于关闭状态，第二接口51b处于通过第三油槽52c与控制腔相通状态，泵出口2的压力油依次通过控制腔、第三油槽52c、第二接口51b流入压力反馈腔17，此时机油泵进入二级变排状态，泵排量减小。

如图5所示，e)当发动机转速继续升高，从泵出口2进入机械阀5控制腔内的机油压力增大至系统安全压力时，阀芯52在油压作用下继续向弹簧腔移动，此时第一接口51a处于关闭状态，第二接口51b处于通过第三油槽52c与控制腔相通状态，限压泄油口51c处于开启状态，一部分泵出口压力油依次通过控制腔、第三油槽52c、第二接口51b流入压力反馈腔17，另一部分泵出口压力油依次通过控制腔、第二油槽52b、限压泄油口51c泄入油底壳4，从而利用控制阀就能起到限压阀的功能。

本发明通过简单的多功能柱塞机械控制阀结构即可使机油泵实现二级变排，同时通过在机械阀5上增加一个限压泄油口51c，使机械阀5也可起到限压阀的作用，从而保护发动机系统防止压力过高。这种技术方案使整个控制系统的结构更加简单实用，大大降低了成本。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (2)

1.一种多功能机械阀控二级变排量泵的控制系统，包括单腔反馈可变排量叶片泵、泵出口、主油道、油底壳、机械阀，所述单腔反馈可变排量叶片泵包括泵体，所述泵体中设有转子腔，所述转子腔中安装有旋转销、叶片、转子、变量滑块、定位环、变量弹簧，所述变量滑块上设有弹簧压块，在变量滑块和转子腔壁之间设有压力反馈腔；其特征在于：所述机械阀包括阀套，以及安装在阀套内的阀芯和弹簧，所述阀芯为圆筒结构，所述阀芯的筒壁上设有第一油槽、第二油槽和第三油槽，所述阀芯的中间设有径向的隔板，所述隔板将阀芯分为弹簧端和控制端，所述第一油槽位于弹簧端，所述弹簧端装有弹簧，所述弹簧端与阀套内壁构成弹簧腔，所述第二油槽和第三油槽位于控制端，所述控制端与阀套内壁构成控制腔，所述控制腔始终与泵出口相通，所述弹簧腔始终与油底壳相通；所述阀套上设有与压力反馈腔相连的第一接口和第二接口，以及与油底壳相连的限压泄油口，所述阀芯在控制腔内机油压力和弹簧腔的弹簧力作用下，可在阀套内移动，随着阀芯位置的变化，所述第一接口分别处于直接与弹簧腔相通状态、关闭状态、通过第一油槽与弹簧腔相通状态，所述第二接口分别处于关闭状态、通过第二油槽与控制腔相通状态、通过第三油槽与控制腔相通状态，所述限压泄油口分别处于关闭状态、与控制腔相通状态。

2.根据权利要求1所述的多功能机械阀控二级变排量泵的控制系统，其特征在于，所述控制系统按照时间先后顺序分别可以处于以下五种状态：

a)当发动机处于中低速时，从泵出口进入机械阀控制腔内的机油压力小于一级变排压力,此时第一接口处于直接与弹簧腔相通状态，第二接口和限压泄油口均处于关闭状态，压力反馈腔内的压力油依次通过第一接口、弹簧腔泄入油底壳，此时机油泵处于最大排量状态；

b)当发动机转速升高，从泵出口进入机械阀控制腔内的机油压力大于一级变排压力，阀芯在油压作用下向弹簧腔移动，此时第一接口和限压泄油口均处于关闭状态，第二接口处于通过第二油槽与控制腔相通状态，泵出口压力油依次通过控制腔、第二油槽、第二接口流入压力反馈腔，此时机油泵进入一级变排状态，泵排量减小；

c)当发动机转速继续升高，从泵出口进入机械阀控制腔内的机油压力继续增大到一定压力时，阀芯在油压作用下继续向弹簧腔移动，此时第一接口处于通过第一油槽与弹簧腔相通状态，第二接口和限压泄油口均处于关闭状态，压力反馈腔内的压力油依次通过第一接口、第一油槽、弹簧腔泄入油底壳，此时机油泵处于最大排量状态，使泵出口的机油压力迅速升高以达到发动机油压需求；

d)当发动机转速继续升高，从泵出口进入机械阀控制腔内的机油压力增大至二级变排压力时，阀芯在油压作用下继续向弹簧腔移动，此时第一接口和限压泄油口均处于关闭状态，第二接口处于通过第三油槽与控制腔相通状态，泵出口压力油依次通过控制腔、第三油槽、第二接口流入压力反馈腔，此时机油泵进入二级变排状态，泵排量减小；

e)当发动机转速继续升高，从泵出口进入机械阀控制腔内的机油压力增大至系统安全压力时，阀芯在油压作用下继续向弹簧腔移动，此时第一接口处于关闭状态，第二接口处于通过第三油槽与控制腔相通状态，限压泄油口均处于开启状态，一部分泵出口压力油依次通过控制腔、第三油槽、第二接口流入压力反馈腔，另一部分泵出口压力油依次通过控制腔、第二油槽、限压泄油口泄入油底壳。