CN108798823A - 一种基于双腔反馈的三级变排量控制系统 - Google Patents

一种基于双腔反馈的三级变排量控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于双腔反馈的三级变排量控制系统，包括叶片泵、机械阀、电磁阀，所述叶片泵包括泵体、变量滑块、变量弹簧和变量反馈腔，变量反馈腔通过中间密封组件分隔成A腔和B腔，A腔与泵出口或主油道之间设有并联的第一进油通道和第二进油通道，B腔与泵出口或主油道之间设有第三进油通道，B腔与油底壳之间设有第一泄油通道；电磁阀位于第一进油通道上，电磁阀的T口与油底壳之间设有第二泄油通道，第二进油通道、第三进油通道、第一泄油通道和第二泄油通道的通断均由机械阀控制，第二进油通道和第三进油通道之间处于一条连通则另一条关闭的状态。本发明可实现三级压力变排控制，相比二级变排，发动机油压曲线更接近发动机需求，使发动机更加节能。

Description

一种基于双腔反馈的三级变排量控制系统
技术领域
本发明涉及内燃机润滑系统技术领域，特别是一种三级可变排量的机油泵。
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获得了广泛应用，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和电液比例阀控制的多级可变排量。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，因而节省有限。开关式电磁阀控制的二级可变排量机油泵分别针对发动机不同的工况分别进行低压和高压控制，节能效果有了显著提升，但因为发动机工况比较复杂，和发动机实际的需求相比，仍然存在比较大的功能富裕，节能潜力仍有待挖掘。并且，目前常规的开关电磁阀控制的双腔变排量机油泵大多只能实现二级压力变排控制。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种新型的基于双腔反馈的三级变排量控制系统。
本发明的技术方案是：一种基于双腔反馈的三级变排量控制系统，包括叶片泵、机械阀、电磁阀，所述叶片泵包括泵体、变量滑块、变量弹簧和变量反馈腔，所述变量反馈腔通过中间密封组件分隔成A腔和B腔，所述A腔与泵出口或主油道之间设有并联的第一进油通道和第二进油通道，所述B腔与泵出口或主油道之间设有第三进油通道，所述B腔与油底壳之间设有第一泄油通道；所述电磁阀位于所述第一进油通道上，所述电磁阀的P口与泵出口或主油道相通、A口与A腔相通、T口与油底壳之间设有第二泄油通道，所述第二进油通道、第三进油通道、第一泄油通道和第二泄油通道的通断均由所述机械阀控制，第二进油通道和第三进油通道之间处于一条连通则另一条关闭的状态。
在一个实施例中，所述机械阀包括具有内腔的阀体，以及安装在阀体内腔中的阀芯和弹簧，所述阀芯的一端与阀体内腔壁之间形成一个控制腔，所述阀芯的另一端设有弹簧腔，所述控制腔与泵出口或主油道相连，所述弹簧腔与油底壳相连；所述阀芯的中部与阀体内腔壁之间形成第一中转室和第二中转室，所述阀体上设有连通泵出口或主油道的A1口和B1口、连通A腔的A2口、连通B腔的B2口、连通油底壳的B3口、连通电磁阀T口的T1口；所述阀芯在阀体（51）内腔中的位置由弹簧的弹力和控制腔内的油压大小决定。
本发明的控制系统的工作状态包括以下几种：
1）当发动机处于中低速时，电磁阀处于得电状态，电磁阀的P口与A口连通，此时泵出口或主油道内的压力油通过第一进油通道进入A腔；机械阀的B1口和B2口通过第二中转室相通，使第三进油通道处于连通状态，泵出口或主油道内的压力油通过第三进油通道进入B腔；当泵出口或主油道的油压上升至设定压力时，变量滑块在A腔和B腔内的油压作用下顺时针旋转，使机油泵排量变小，实现一级变排；
2）当发动机转速达到设计转速后，第三进油通道继续保持连通状态，ECU控制电磁阀由得电切换到失电模式，使第一进油通道处于断开状态，此时电磁阀的P口与A口断开，A口与T口连通，A腔经电磁阀的A口、T口、机械阀的T1口、弹簧腔与油底壳连通，A腔内的压力降低，变量滑块在变量弹簧的作用下逆时针旋转，使机油泵排量增大，发动机油压上升；
3）电磁阀继续保持失电状态，当变排压力达到二级变排压力时，变量滑块在B腔压力作用下克服变量弹簧的弹力顺时针旋转，使机油泵排量变小，实现二级变排；
4）电磁阀继续保持失电状态，随着发动机转速上升，泵出口或主油道的油压进入机械阀控制腔内并推动阀芯向弹簧腔移动，使第三进油通道处于断开状态，第一泄油通道处于连通状态，B腔内的压力油依次经过机械阀的B2口、第二中转室、B3口流入到油底壳，随着B腔的油压变小，变量滑块在变量弹簧的作用下逆时针旋转，使机油泵排量变大，发动机油压升高；随着油压继续升高，达到三级变排压力时，油压推动阀芯继续向弹簧腔移动，机械阀的A1口和A2口通过第一中转室相通，使第二进油通道处于连通状态，第二泄油通道处于断开状态，泵出口或主油道内的压力油通过第二进油通道进入A腔， A腔油压增大，变量滑块在A腔的油压作用下克服变量弹簧顺时针旋转，使机油泵排量变小，实现三级变排。
在一个实施例中，所述机械阀的第一中转室和第二中转室为阀芯的中部与阀体内腔壁之间形成的环状腔室。
优选地，所述阀体与泵体为一体成型。
本发明的有益效果是：本发明可使双腔变排量机油泵实现三级压力变排控制，相比二级变排，发动机油压曲线更接近发动机需求，使发动机更加节能。
附图说明
图1为本发明实施例中的控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中的控制系统的工作状态示意图；
附图标记为：
1——泵体 2——变量滑块 3——变量弹簧
4——电磁阀 5——机械阀 6——第一进油通道
7——第二进油通道 8——第三进油通道 9——第一泄油通道
10——第二泄油通道 51——阀体 52——阀芯
53——控制腔 54——弹簧 55——中转室。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、 “外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。
如图1所示，本发明的优选实施例是：一种基于双腔反馈的三级变排量控制系统，包括叶片泵、电磁阀4、机械阀5，所述叶片泵包括泵体1、变量滑块2、变量弹簧3和变量反馈腔，所述变量反馈腔通过中间密封组件分隔成A腔和B腔， A腔与泵出口或主油道之间设有并联的第一进油通道6和第二进油通道7，B腔与泵出口或主油道之间设有第三进油通道8，所述B腔与油底壳之间设有第一泄油通道9；所述电磁阀4位于所述第一进油通道6上，电磁阀4的P口与泵出口或主油道相通、A口与A腔相通、T口与油底壳之间设有第二泄油通道10，所述第二进油通道7、第三进油通道8、第一泄油通道9和第二泄油通道10的通断均由机械阀5控制，第二进油通道7和第三进油通道8之间处于一条连通则另一条关闭的状态。
如图1所示，机械阀5包括具有内腔的阀体51，以及安装在阀体51内腔中的阀芯52和弹簧，阀芯52的一端与阀体51内腔壁之间形成一个控制腔53，阀芯52的另一端设有弹簧腔54，控制腔53与主油道相连，弹簧腔54与油底壳相连；所述阀芯52的中部与阀体51内腔壁之间形成环状的第一中转室55和第二中转室56；所述阀体51上设有连通主油道的A1口和B1口、连通A腔的A2口、连通B腔的B2口、连通油底壳的B3口、连通电磁阀T口的T1口；阀芯52在阀体51内腔中的位置由弹簧54的弹力和控制腔53内的油压大小决定；作为优选的方案，阀体51与泵体1为一体成型。
如图1、2所示，本发明的控制系统的工作状态包括以下几种：
1）当发动机处于中低速时，电磁阀4处于得电状态，电磁阀4的P口与A口连通，此时主油道内的压力油通过第一进油通道6进入A腔；机械阀的B1口和B2口通过第二中转室56相通，使第三进油通道8处于连通状态，主油道内的压力油通过第三进油通道8进入B腔；当主油道的油压上升至设定压力时，变量滑块2在A腔和B腔内的油压作用下顺时针旋转，使机油泵排量变小，实现一级变排，见图2的曲线状态二；
2）当发动机转速达到设计转速后，第三进油通道8继续保持连通状态，ECU控制电磁阀4由得电切换到失电模式，使第一进油通道6处于断开状态，此时电磁阀4的P口与A口断开，A口与T口连通，A腔经电磁阀4的A口、T口、第二泄油通道10与油底壳连通，A腔内的压力降低，变量滑块2在变量弹簧3的作用下逆时针旋转，使机油泵排量增大，发动机油压上升，见图2的曲线状态三；
3）电磁阀4继续保持失电状态，当变排压力达到二级变排压力时，变量滑块2在B腔压力作用下克服变量弹簧3的弹力顺时针旋转，使机油泵排量变小，实现二级变排，见图2的曲线状态四；
4）电磁阀4继续保持失电状态，随着发动机转速上升，主油道的油压进入机械阀控制腔53内并推动阀芯52向弹簧腔54移动，使第三进油通道8处于断开状态，第一泄油通道9处于连通状态，B腔内的压力油依次经过机械阀5的B2口、第二中转室56、B3口流入到油底壳，随着B腔的油压变小，变量滑块2在变量弹簧3的作用下逆时针旋转，使机油泵排量变大，发动机油压升高，见图2的曲线状态五；随着油压继续升高，达到三级变排压力时，油压推动阀芯52继续向弹簧腔54移动，机械阀5的A1口和A2口通过第一中转室55相通，使第二进油通道7处于连通状态，第二泄油通道10处于断开状态，泵出口或主油道内的压力油通过第二进油通道7进入A腔， A腔油压增大，变量滑块在A腔的油压作用下克服变量弹簧顺时针旋转，使机油泵排量变小，实现三级变排，见图2的曲线状态六。
本发明可使双腔变排量机油泵实现三级压力变排控制，相比二级变排，发动机油压曲线更接近发动机需求，使发动机更加节能。
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 (5)

1.一种基于双腔反馈的三级变排量控制系统，包括叶片泵、电磁阀（4）、机械阀（5），所述叶片泵包括泵体（1）、变量滑块（2）、变量弹簧（3）和变量反馈腔，其特征在于：所述变量反馈腔通过中间密封组件分隔成A腔和B腔，所述A腔与泵出口或主油道之间设有并联的第一进油通道（6）和第二进油通道（7），所述B腔与泵出口或主油道之间设有第三进油通道（8），所述B腔与油底壳之间设有第一泄油通道（9）；所述电磁阀（4）位于所述第一进油通道（6）上，所述电磁阀（4）的P口与泵出口或主油道相通、A口与A腔相通、T口与油底壳之间设有第二泄油通道（10），所述第二进油通道（7）、第三进油通道（8）、第一泄油通道（9）和第二泄油通道（10）的通断均由所述机械阀（5）控制，第二进油通道（7）和第三进油通道（8）之间处于一条连通则另一条关闭的状态。
2.根据权利要求1所述的基于双腔反馈的三级变排量控制系统，其特征在于：所述机械阀（5）包括具有内腔的阀体（51），以及安装在阀体（51）内腔中的阀芯（52）和弹簧，所述阀芯（52）的一端与阀体（51）内腔壁之间形成一个控制腔（53），所述阀芯（52）的另一端设有弹簧腔（54），所述控制腔（53）与泵出口或主油道相连，所述弹簧腔（54）与油底壳相连；所述阀芯（52）的中部与阀体（51）内腔壁之间形成第一中转室（55）和第二中转室，所述阀体（51）上设有连通泵出口或主油道的A1口和B1口、连通A腔的A2口、连通B腔的B2口、连通油底壳的B3口、连通电磁阀T口的T1口；所述阀芯（52）在阀体（51）内腔中的位置由弹簧的弹力和控制腔（53）内的油压大小决定。
3.根据权利要求1或2所述的基于双腔反馈的三级变排量控制系统，其特征在于，其工作状态包括以下几种：
1）当发动机处于中低速时，电磁阀（4）处于得电状态，电磁阀（4）的P口与A口连通，此时泵出口或主油道内的压力油通过第一进油通道（6）进入A腔；机械阀（5）的B1口和B2口通过第二中转室（56）相通，使第三进油通道（8）处于连通状态，泵出口或主油道内的压力油通过第三进油通道（8）进入B腔；当泵出口或主油道的油压上升至设定压力时，变量滑块（2）在A腔和B腔内的油压作用下顺时针旋转，使机油泵排量变小，实现一级变排；
2）当发动机转速达到设计转速后，第三进油通道（8）继续保持连通状态，ECU控制电磁阀（4）由得电切换到失电模式，使第一进油通道（6）处于断开状态，此时电磁阀（4）的P口与A口断开，A口与T口连通，A腔经电磁阀（4）的A口、T口、机械阀（5）的T1口、弹簧腔（54）与油底壳连通，A腔内的压力降低，变量滑块（2）在变量弹簧（3）的作用下逆时针旋转，使机油泵排量增大，发动机油压上升；
3）电磁阀（4）继续保持失电状态，当变排压力达到二级变排压力时，变量滑块（2）在B腔压力作用下克服变量弹簧（3）的弹力顺时针旋转，使机油泵排量变小，实现二级变排；
4）电磁阀（4）继续保持失电状态，随着发动机转速上升，泵出口或主油道的油压进入机械阀控制腔（53）内并推动阀芯（52）向弹簧腔（54）移动，使第三进油通道（8）处于断开状态，第一泄油通道（9）处于连通状态，B腔内的压力油依次经过机械阀（5）的B2口、第二中转室（55）、B3口流入到油底壳，随着B腔的油压变小，变量滑块（2）在变量弹簧（3）的作用下逆时针旋转，使机油泵排量变大，发动机油压升高；随着油压继续升高，达到三级变排压力时，油压推动阀芯（52）继续向弹簧腔（54）移动，机械阀（5）的A1口和A2口通过第一中转室（55）相通，使第二进油通道（7）处于连通状态，第二泄油通道（10）处于断开状态，泵出口或主油道内的压力油通过第二进油通道（7）进入A腔， A腔油压增大，变量滑块（2）在A腔的油压作用下克服变量弹簧（3）顺时针旋转，使机油泵排量变小，实现三级变排。
4.根据权利要求1或2所述的基于双腔反馈的三级变排量控制系统，其特征在于：所述机械阀（5）的第一中转室（55）和第二中转室为阀芯（52）的中部与阀体（51）内腔壁之间形成的环状腔室。
5.根据权利要求1或2所述的基于双腔反馈的三级变排量控制系统，其特征在于：所述阀体（51）与泵体（1）为一体成型。
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