CN107725306A - 一种发动机液压供给装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种发动机液压供给装置，该供给装置用于提供驱动力，在出口压力小于设定控制压力时，单点压力检测单元处于第一状态，通过控制电机控制单元驱动电动机工作，进而带动油泵运转，使机油由进口流入由出口流出，提高了出口压力；当出口压力大于或等于设定控制压力时，单点压力检测单元处于第二状态，此时电机控制单元上的延时控制模块按照设定延时时长，继续驱动电动机延时工作一段时间再停止，使出口压力持续上升；通过调整延时时长，就可将所述出口压力比较准确的控制在所需压力范围。本申请提供的技术方案，在采用尽量简单的结构和低成本元件的前提下，向外稳定的提供满足规定范围压力的液压输出，并且基本不需要调校，控制方便准确。

Description

一种发动机液压供给装置

技术领域

本发明涉及液压泵技术领域，具体涉及一种发动机液压供给装置。

背景技术

在增压发动机中，为了防止爆震，其压缩比低于自然吸气式发动机。在增 压压力低时热效率降低，使燃油经济性下降。为了解决这个问题，采用可变压 缩比发动机是一种重要方法。

所述可变压缩比发动机包括高压缩比工作模式和低压缩比工作模式。当发 动机工作在增压压力低的低负荷工况时，使发动机工作在高压缩比工作模式， 使压缩比提高到与自然吸气式发动机压缩比相同或超过，提高热效率；当发动 机工作在高增压的高负荷工况时，使发动机工作在低压缩比工作模式，适当降 低压缩比，减少爆震。可变压缩比技术从几何结构上改变了发动机的压缩比， 使得在不同工况下动态切换最合适的压缩比成为可能，实现了发动机性能和燃 油经济性的提升。

要实现变压缩比，必须改变燃烧室最终的几何形状和容积，那么就必须有 一个压力去驱动复杂的变压缩比机构。现有技术下一般采用压力传感器加数字 控制系统结合，实现一定范围内的高压液压输出。这种装置成本较高，结构复 杂，并且压力传感器随着时间变化会发生性质改变，需要经常调校才能保持准 确，当不能及时调校时，压力传感器的检测结果不准确，会造成输出油压不够 稳定可靠。

发明内容

本发明提供一种发动机液压供给装置，主要解决的技术问题是解决采用尽 量简单的结构和低的制造成本来实现能够稳定可靠的输出油压的功能。

本申请提供一种发动机液压供给装置，该供给装置用于提供驱动力，包括 电动机、油泵、单向阀、单点压力检测单元、电机控制单元；

所述电动机用于驱动所述油泵运转；所述单向阀位于所述油泵的出油口， 并且其上游端口连接所述油泵的出油口，其下游端口为本装置的输出端，即出 口，该出口的油压称为出口压力；

所述单点压力检测单元检测所述出口压力，并在所述出口压力低于设定控 制压力处于第一状态，在所述出口压力等于或高于设定控制压力时处于第二状 态；

所述电机控制单元用于控制向所述电动机的供电，包括延时控制模块；在 所接收的所述单点压力检测单元的检测结果为所述第一状态时，所述电机控制 单元控制所述电动机得电运转，在接收的所述单点压力检测单元的检测结果由 所述第一状态变化为所述第二状态时，则由延时控制模块按照设定延时时长， 继续向所述电动机供电至所述设定延时时长，其后断开对所述电动机的供电。

可选的，所述电机控制单元还包括：电源输入模块、信号触发模块、功率 驱动模块；所述电源输入模块用于接收电源输入，所述信号触发模块用于接收 所述单点压力检测单元的检测结果，并根据所述检测结果控制对电动机供电的 断开或者导通；所述功率驱动模块与所述电动机相连，用于根据所述信号触发 模块的控制，将所述电源输入模块的供电输出提供给所述电动机。

可选的，所述单点压力检测单元只能设定一个控制压力，即为所述设定控 制压力。

可选的，通过调整所述延时控制模块的设定延时时长，控制所述出口压力 的压力值。

可选的，所述出口压力大于或等于所述设定控制压力，小于或等于压力上 限值，即为正常工作值范围。

可选的，包括卸荷阀，所述卸荷阀连接在所述单向阀的下游端口与回油油 路之间；若所述出口压力大于设定的压力极限值时，则所述卸荷阀导通；若所 述出口压力小于或等于所述压力极限值，则所述卸荷阀关断；所述压力极限值 是高于所述压力上限值的一个设定压力值。

可选的，包括蓄压器，所述蓄压器与所述单向阀的下游端口连接。

可选的，所述电机控制单元还包括：电流检测模块，用于检测所述电动机 的驱动电流，据此输出电机运行状态信号；所述电机运行状态信号用于反映电 机运行是否正常。

可选的，所述延时控制模块采用延时继电器。

可选的，所述单点压力检测单元是液压压力开关。

本申请提供的一种发动机液压供给装置，包括电动机、油泵、单向阀、单 点压力检测单元、电机控制单元；所述电动机用于驱动所述油泵运转；所述单 向阀位于所述油泵的出油口，并且其上游端口连接所述油泵的出油口，其下游 端口为本装置的输出端；所述单点压力检测单元检测所述出口压力，并在所述 出口压力低于设定控制压力处于第一状态，在所述出口压力高于设定控制压力 时处于第二状态；所述电机控制单元用于控制向所述电动机的供电，包括延时 控制模块；在所接收的所述单点压力检测单元的检测结果为所述第一状态时， 所述电机控制单元控制所述电动机得电运转，在接收的所述单点压力检测单元 的检测结果由所述第一状态变化为所述第二状态时，则由延时控制模块按照设 定延时时长，继续向所述电动机供电至所述设定延时时长，其后断开对所述电 动机的供电。

与现有技术相比，本申请提供的发动机液压供给装置，在出口压力小于设 定控制压力时，单点压力检测单元处于第一状态，通过控制电机控制单元驱动 电动机工作，进而带动油泵运转，使机油由进口流入由出口流出，提高了出口 压力；当出口压力大于或等于设定控制压力时，单点压力检测单元处于第二状 态，此时电机控制单元上的延时控制模块按照设定延时时长，继续驱动电动机 延时工作一段时间再停止，使出口压力持续上升；通过调整延时时长，就可将 所述出口压力比较准确的控制在所需压力范围。本申请提供的技术方案，在采 用尽量简单的结构和低成本元件的前提下，向外稳定的提供满足规定范围压力 的液压输出，并且基本不需要调校，控制方便准确。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种发动机液压供给装置的结构示意图；

其中，1、进口，2、电动机，3、油泵，4、单向阀，5、单点压力检测单元， 6、电机控制单元，7、出口，8、卸荷阀，9、蓄压器，10、卸荷口。

图2是本发明实施例提供的一种发动机液压供给装置的结构框图；

其中，6-1、电流检测模块，6-2、延时控制模块，6-3、功率驱动模块，6-4、 电源输入模块，6-5、信号触发模块。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请 能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背 本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。

本发明提供一种发动机液压供给装置，以下结合图1、图2对本发明实施例 提供的一种发动机液压供给装置进行详细说明。

如图1所示，示出了本发明第一实施例提供的一种发动机液压供给装置的 结构示意图。其中，1、进口，2、电动机，3、油泵，4、单向阀，5、单点压力 检测单元，6、电机控制单元，7、出口，8、卸荷阀，9、蓄压器，10、卸荷口。

在本实施例中，提供一种发动机液压供给装置，包括电动机2、油泵3、单 向阀4、单点压力检测单元5、电机控制单元6。

所述电动机2用于驱动所述油泵3运转；所述单向阀4位于所述油泵3的 出油口，并且其上游端口连接所述油泵的出油口，其下游端口为本装置的输出 端，即图1中的出口7；该出口的油压就是本装置需要向外提供的油压，其油压 值称为出口压力。

所述单点压力检测单元5检测所述出口压力，并在所述出口压力低于设定 控制压力处于第一状态，在所述出口压力等于或高于设定控制压力时处于第二 状态；所述第一状态和所述第二状态为能够相互区别的电状态，并且需要能够 向所述电机控制单元6提供；一般采用开关的导通和断开两种电状态。

所述电机控制单元6用于控制向所述电动机2的供电，包括延时控制模块 6-2(如图2所示)；在所接收的所述单点压力检测单元5的检测结果为所述第一 状态时，所述电机控制单元6控制所述电动机2得电运转，在接收的所述单点 压力检测单元5的检测结果由所述第一状态变化为所述第二状态时，则由延时 控制模块6-2按照设定延时时长，继续向所述电动机2供电至所述设定延时时长， 其后断开对所述电动机2的供电。

供给装置工作初期，出口压力等于大气压力，单点压力检测单元5处于第 一状态，电机控制单元6接收到单点压力检测单元5的信号后，控制电动机2 工作，进而带动油泵3运转，控制机油由进口1进入，经过所述单向阀4，由出 口7流出，出口压力开始上升。所述单点压力检测单元5预先设置有设定控制 压力，当出口压力上升至大于或等于所述设定控制压力(例如，28Bar)时，单 点压力检测单元5由第一状态转变为第二状态，该状态变化输出到所述电机控 制单元6。此时，电机控制单元6上的延时控制模块6-2(如图2所示)开始工 作，按照预设的延时时长驱动电动机2延时供电一段时间后再断开对所述电动 机2的供电，使电动机2停止工作；在延时供电过程中，所述出口压力持续上 升，通过调整延时时长，可以使所述出口压力在达到合适的压力值后，供电停 止；所达到的合适的压力值一般为所述出口压力的正常工作值范围的压力上限 值附近，例如32Bar左右。

单向阀4位于油泵的出油口，并且其上游端口连接油泵3的出油口，其下 游端口为本装置的输出端，即出口7，作为液压供给装置的主线，控制液压油的 流动。油泵3正常工作时，单向阀4导通，液压油通过单向阀3只能由进口1 流向出口7，导致出口7压力上升；电动机2在延时运转一段时间后停止工作， 油泵3停止工作时，单向阀4关断，液压油无法回流，使出口7压力能够保持 不变，起到了很好的稳压作用。

在本实施例中，提供一种发动机液压供给装置，包括卸荷阀8，所述卸荷阀 8连接在所述单向阀4的下游端口与回油油路之间；若所述出口7压力大于设定 的压力极限值时，则所述卸荷阀8导通；若所述出口7压力小于或等于所述压 力极限值，则所述卸荷阀8关断；所述压力极限值是高于所述压力上限值的一 个设定压力值，一般为略高于所述压力上限值，例如，压力极限值设定为32.5Bar； 比该压力值更高的油压有可能破坏液压系统，如造成漏油等，因此必须将出口 压力绝对的控制在该压力极限值之下。

为了避免装置中的油压高于其可以承在上述延时供电过程中，若出口7的 出口压力大于设定的所述压力极限值时，卸荷阀8(如图1所示)打开，多余的 液压油由卸荷阀8进入卸荷口10，最终回流到油箱内，保证系统压力绝对不会 超过设定的压力极限值；这样可以避免系统在过高油压下损坏。所述卸荷阀8 的卸荷压力可以根据需要进行调整。

当由于机箱漏油或者其它原因导致出口7压力小于设定控制压力时，单点 压力检测单元5重新进入第一状态，在电机控制单元6的作用下，电动机2重 新开始旋转，油泵重新开始工作。于是液压供给装置重复前述工作过程，这样 便保证了整个系统的输出压力维持在预设范围内。

在本实施例中，提供一种发动机液压供给装置，所述延时控制模块6-2采用 延时继电器。

延时继电器具有预设的延时时长，在该延时时长内，可以继续控制驱动电 压向电动机2供电，并在延时时长期满后，停止向所述电动机2供电。

本实施例提供的发动机液压供给装置，能够通过调整所述延时控制模块6-2 的设定延时时长，控制所述出口压力值。所述延时时长可以根据需要进行设定， 根据设定的延时时长可以控制不同的压力输出，例如出口压力的预设范围在 28Bar-32Bar之间，则将所述延时时长设定为5-6s。延时时间越长，出口压力值 的范围越广；延时时间越短，出口压力值的范围越窄。延时继电器的延时时长 以控制出口压力达到正常工作范围的压力上限值为目标，可以根据实际情况通 过调整延时时长来使输出油压达到压力上限值左右；延时时长的实际值可以在 调校过程中确定。

在本实施例中，提供一种发动机液压供给装置，所述单点压力检测单元5 是液压压力开关。

液压压力开关具有插入油路的油路连接口，以及检测开关，所述检测开关 在一个固定的油压设定值——即设定控制压力——会发生开关状态的改变，根 据不同的情况，所述液压压力开关的动作可以包括以下两种情况。

第一种情况：低压时导通，高压时断开。在这种情况下，油压低于所述设 定控制压力时所述检测开关导通，当油压高于所述设定控制压力时，所述检测 开关断开；当检测到所述检测开关从导通变为断开时，则可以判断油压变为高 于所述设定控制压力，可以据此启动延时控制；相反，当检测到所述检测开关 从关断变为导通时，则可以判断油压变为低于所述设定控制压力，可以恢复电 动机的驱动电压。

第二种情况：低压时断开，高压时导通。在这种情况下，油压低于所述设 定控制压力时所述检测开关断开，当油压高于所述设定控制压力时，所述检测 开关导通。当检测到所述检测开关从关断变为导通时，则可以判断油压变为高 于所述设定控制压力，可以据此启动延时控制；相反，当检测到所述检测开关 从导通变为关断时，则可以判断油压变为低于所述设定控制压力，可以恢复电 动机的驱动电压。

上述液压压力开关安装在靠近出口7的位置，用于测量本发送机液压供给 装置的出口压力。由于其调校一般非常准确，并且不易发生变化，可以实现对 出口油压的准确测量。当发现对油压控制不准确的情况时，则由于液压压力开 关的价格低廉，可以直接更换，避免复杂的调校过程。

以下以上述第二种情况说明使用液压压力开关实现控制的具体过程。

当出口7压力小于设定控制压力时，单点压力检测单元5处于闭合状态， 电机控制单元6接收到单点压力检测单元5的信号后，控制电动机2工作，进 而带动油泵3运转；当出口7压力大于或等于设定控制压力时，单点压力检测 单元5变化为断开状态，此时电机控制单元6接收到所述单点压力检测单元5 的信号变化后，控制延时控制模块6-2(如图2所示)开始工作。

需要说明的是设定控制压力、压力上限值、压力极限值可以根据需要自行 设定，例如设定控制压力为28Bar，正常工作的压力上限值为32Bar；系统的压 力极限值为32.5Bar。则所述单点压力检测单元5(即液压压力开关)在油压低 于28Bar时，检测开关处于断开状态，该状态提供给所述电机控制单元6，则电 机控制单元6控制所述电动机2运转，带动所述油泵3旋转，则油泵3出口油 压上升，所述输出端的油压上升，当该油压等于或高于所述设定控制压力28Bar 后，所述单点压力检测单元5的输出状态发生变化，从断开变为导通，则启动 所述延时继电器的延时控制；所述延时继电器的延时时长以控制所述输出油压 达到所述32Bar为目标，可以根据实际情况通过调整所述延时时长来使输出油 压达到32Bar左右；所述卸荷阀的卸荷压力则根据所述压力极限值32.5Bar调整， 即调整为：如果出现所述油压大于等于所述压力极限值32.5Bar时，卸荷阀会打 开，实现卸荷；在油压低于该压力极限值时，卸荷阀关闭，不会卸荷。通过上 述控制值调整，可以使本装置从所述输出端出口7提供28Bar-32Bar范围内的稳 定油压，极端情况下油压也不会超出32.5Bar。

在本实施例中，提供一种发动机液压供给装置，所述单点压力检测单元5 只能设定一个控制压力，即为所述设定控制压力。

单点压力检测单元5为液压压力开关，配合电机控制单元6中的延时控制 模块6-2驱动电动机工作，来实现一定范围内的高压液压输出，液压压力开关不 需要调教，只需要设定一个控制压力。当液压压力开关检测到的压力小于设定 控制压力时，液压压力开关处于第一状态；当液压压力开关检测到 的压力大于或等于设定控制压力时，液压压力开关处于第二状态。

在本实施例提供的一种发动机液压供给装置，所述出口压力值大于或等于 所述设定控制压力，小于或等于压力上限值，即为正常工作值范围。

正常工作值范围为大于或等于设定控制压力，小于或等于压力上限值，例 如在28Bar-32Bar之间。并且设定控制压力和压力上限值均小于压力极限值，以 保证输出油压小于压力极限值，维持在正常工作值范围，当输出油压大于压力 极限值时卸荷阀打开，机油流向卸荷口，控制输出油压降低重新回到正常工作 值范围。

在本实施例提供的发动机液压供给装置，包括蓄压器9，所述蓄压器9与所 述单向阀4的下游端口连接。

设置所述蓄压器9的目的是为了更好的稳定油压。所述蓄压器9与单向阀4 的下游端口连接，当出口压力升高时，蓄压器9吸收压力，以维持出口压力不 急剧升高；当出口压力降低时，蓄压器9输出压力，蓄压器9提供一定的补偿 能力，以维持出口压力不急剧下降。蓄压器9可以起到吸收压力波动，必要时 候提供一定的压力补偿的作用，作为液压供给装置的辅助元件，可以更好的维 持输出油压的平衡与稳定。

当出口压力升高时，蓄压器9吸收压力，具体包括：当发动机液压供给装 置后端的变压缩比执行机构工作，使出口7压力升高时，蓄压器9吸收压力； 当油泵3正常工作，使出口7压力升高时，蓄压器9吸收压力。

当出口压力降低时，蓄压器9输出压力，以维持所述出口7压力不急剧下 降，具体包括：当发动机液压供给装置漏油，使出口7压力下降时，蓄压器9 输出压力；当卸荷阀8打开，使出口7压力降低时，蓄压器9补偿压力。

需要注意的是，当蓄压器9输出压力，蓄压器9的压力补偿能力不足以维 持系统压力在设定控制压力以上时，单点压力检测单元5重新进入第一状态， 在电机控制单元6和电动机2的作用下，油泵3重新开始工作。于是液压供给 单元重复前述工作过程，这样便保证了整个系统的输出压力维持在预设范围内。

通过上述配置，可实现对所述输出端提供的油压的长期稳定控制；例如， 一个典型的控制数据如下：在一两天的时间间隔上，只需要启动电动机运行5-10 秒的时间即可将液压压力基本稳定在28Bar-32Bar这个区间范围内。

如图2所示，示出了本发明实施例提供的一种发动机液压供给装置的电机 控制单元的结构框图。其中，6-1、电流检测模块，6-2、延时控制模块，6-3、 功率驱动模块，6-4、电源输入模块，6-5、信号触发模块。

所述延时控制模块6-2的控制原理前面已经详细说明，除此之外，，所述电 机控制单元6还包括：电源输入模块6-4、信号触发模块6-5、功率驱动模块6-3。

所述电源输入模块6-4用于接收电源输入，所述信号触发模块6-5用于接收 所述单点压力检测单元5的检测结果，并根据所述检测结果控制对电动机2供 电的断开或者导通；所述功率驱动模块6-3与所述电动机2相连，用于根据所述 信号出发模块6-5的控制，将所述电源输入模块6-4的供电输出提供给所述电动 机2。

以下详细说明在本实施例中，所述电机控制单元6的控制过程。

所述电源输入模块6-4用于接收电源输入，并向电机控制单元6的其它模块 供电。信号触发模块6-5用于接收单点压力检测单元5的检测结果，当信号触发 模块6-5接收到单点压力检测单元5处于第一状态时，驱动功率驱动模块6-3工 作，进而向电动机2供电；当信号触发模块6-5接收到单点压力检测单元5处于 第二状态时，驱动延时控制模块6-2工作，在延时控制模块6-2的作用下，所述 功率驱动模块6-3继续向电动机2供电。功率驱动模块6-3与电动机2相连，用 于向所述电动机2输出驱动电压，进而驱动油泵3运转。

所述电机控制单元6还包括：电流检测模块6-1，用于检测所述电动机2的 驱动电流，据此输出电机运行状态信号。

电流检测模块6-1与功率驱动模块6-3双向连接，当功率驱动模块6-3工作 时，电流检测模块6-1通过功率驱动模块6-3检测电动机2工作时的驱动电流； 并记录电动机2工作时的驱动电流。进而根据电动机2驱动电流输出电机运行 状态，该电机运行状态信号可以用于反映电机运行是否正常，从而实现产品故 障的自诊断功能。当所述电流检测模块6-1检测到电流过大时，可以采取报警措 施，从而避免出现电机过热或者其他问题。

本发明当出口压力小于设定控制压力时，单点压力检测单元处于第一状态， 通过控制电机控制单元驱动电动机工作，进而带动油泵运转，使机油由进口流 入由出口流出，提高了出口的压力；当出口压力大于或等于设定控制压力时， 单点压力检测单元处于第二状态，此时电机控制单元上的延时控制模块按照设 定延时时长，继续驱动电动机延时工作一段时间再停止，使出口压力持续上升。 本申请提供的技术方案，在采用尽量简单的结构和低成本元件的前提下，向外 稳定的提供满足规定范围压力的液压输出，并且基本不需要调校，控制方便准 确。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本 领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改， 因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种发动机液压供给装置，该供给装置用于提供驱动力，其特征在于，包括电动机、油泵、单向阀、单点压力检测单元、电机控制单元；

所述电动机用于驱动所述油泵运转；所述单向阀位于所述油泵的出油口，并且其上游端口连接所述油泵的出油口，其下游端口为本装置的输出端，即出口，该出口的油压称为出口压力；

所述单点压力检测单元检测所述出口压力，并在所述出口压力低于设定控制压力处于第一状态，在所述出口压力等于或高于设定控制压力时处于第二状态；

所述电机控制单元用于控制向所述电动机的供电，包括延时控制模块；在所接收的所述单点压力检测单元的检测结果为所述第一状态时，所述电机控制单元控制所述电动机得电运转，在接收的所述单点压力检测单元的检测结果由所述第一状态变化为所述第二状态时，则由延时控制模块按照设定延时时长，继续向所述电动机供电至所述设定延时时长，其后断开对所述电动机的供电。

2.根据权利要求1所述的发动机液压供给装置，其特征在于，所述电机控制单元还包括：电源输入模块、信号触发模块、功率驱动模块；所述电源输入模块用于接收电源输入，所述信号触发模块用于接收所述单点压力检测单元的检测结果，并根据所述检测结果控制对电动机供电的断开或者导通；所述功率驱动模块与所述电动机相连，用于根据所述信号触发模块的控制，将所述电源输入模块的供电输出提供给所述电动机。

3.根据权利要求1所述的发动机液压供给装置，其特征在于，所述单点压力检测单元只能设定一个控制压力，即为所述设定控制压力。

4.根据权利要求1所述的发动机液压供给装置，其特征在于，通过调整所述延时控制模块的设定延时时长，控制所述出口压力的压力值。

5.根据权利要求4所述的发动机液压供给装置，其特征在于，所述出口压力大于或等于所述设定控制压力，小于或等于压力上限值，即为正常工作值范围。

6.根据权利要求1所述的发动机液压供给装置，其特征在于，包括卸荷阀，所述卸荷阀连接在所述单向阀的下游端口与回油油路之间；若所述出口压力大于设定的压力极限值时，则所述卸荷阀导通；若所述出口压力小于或等于所述压力极限值，则所述卸荷阀关断；所述压力极限值是高于所述压力上限值的一个设定压力值。

7.根据权利要求1所述的发动机液压供给装置，其特征在于，包括蓄压器，所述蓄压器与所述单向阀的下游端口连接。

8.根据权利要求1所述的发动机液压供给装置，其特征在于，所述电机控制单元还包括：电流检测模块，用于检测所述电动机的驱动电流，据此输出电机运行状态信号；所述电机运行状态信号用于反映电机运行是否正常。

9.根据权利要求1所述的发动机液压供给装置，其特征在于，所述延时控制模块采用延时继电器。

10.根据权利要求1所述的发动机液压供给装置，其特征在于，所述单点压力检测单元是液压压力开关。