CN109139176B - 一种基于定排量机油泵的压力控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于定排量机油泵的压力控制系统，包括定排量机油泵、先导阀、开关电磁阀、限压阀、主油道；所述定排量机油泵包括进油腔和出油腔；所述限压阀包括压力反馈腔、柱塞、中转室、进油腔接口、出油腔接口、排油口；进油腔接口与定排量机油泵的进油腔相通，出油腔接口与定排量机油泵的出油腔相通，出油腔接口始终通过中转室与所述排油口相通，压力反馈腔与主油道相通，压力反馈腔内的油压能够影响所述柱塞的位置，柱塞位置的不同则能够让进油腔接口和出油腔接口之间处于相通或断开状态；先导阀位于主油道和压力反馈腔之间的油路上，对该油路的通断进行控制，而开关电磁阀则对先导阀的一个控制腔与主油道之间的通断进行控制。

Description

一种基于定排量机油泵的压力控制系统

技术领域

本发明涉及内燃机润滑系统技术领域，特别涉及一种基于定排量机油泵的压力控制系统。

背景技术

机油泵的作用在于将润滑油供给到发动机的各个滑动部分以确保其正常工作，其动力源来自发动机本身，其出口一端机油的流量是和发动机的转速成正比的，由于发动机的转速是一个变量，其所需要的润滑油流量和发动机转速之间并非是正比关系，因此，当发动机工作在高速区段时，会出现机油流量过大的问题，进而造成发动机功率的浪费。

现有技术中，机油泵的流量控制主要有两种方式，一种是在泵的出口端设置泄压阀，这样，当发动机工作在低转速区段时，随着转速逐渐升高，机油泵的出口油压逐步升高；当发动机进入高转速区段时，机油泵的出口油压高于泄压阀预先设定的压力值，泄压阀即开始工作，排出部分机油，从而使机油压力维持在一个恒定值。但是这种方式只有泄压作用，调压能力很弱。

另一种是采用可变流量的机油泵，此类机油泵上设有一个机械式的流量控制机构，该流量控制机构通常由机油泵出口一端的油压反馈驱动，例如，叶片式可变流量机油泵。和第一种方式相比，此类可变流量的机油泵有利于改善发动机高速区段的润滑性能，但由于其调节的区段少，运行过程中机油泵流量变化反应延迟，机油压力波动范围大，因此并不能完全解决发动机高速转动时的润滑问题或者发动机功率的浪费问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于定排量机油泵的压力控制系统,该控制系统能够使定排量机油泵实现与两级可变排量效果一致的两级可调压力模式。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于定排量机油泵的压力控制系统，其特征在于：包括定排量机油泵、先导阀、开关电磁阀、限压阀、主油道；所述定排量机油泵包括进油腔和出油腔；所述限压阀包括压力反馈腔、柱塞、中转室、进油腔接口、出油腔接口、排油口、阀套和回位弹簧；所述进油腔接口与定排量机油泵的进油腔相通，所述出油腔接口与定排量机油泵的出油腔相通，所述出油腔接口始终通过中转室与所述排油口相通，所述压力反馈腔与主油道相通，所述压力反馈腔内的油压能够影响所述柱塞的位置，所述柱塞位置的不同则能够让所述进油腔接口和出油腔接口之间处于相通或断开状态；所述先导阀包括阀体、阀芯和弹簧，所述阀芯和阀体内壁之间设有第一控制腔、第二控制腔、弹簧腔；所述先导阀位于主油道和压力反馈腔之间的油路上，所述主油道通过两条独立的油路分别连接到所述先导阀的第一控制腔和第二控制腔，第一控制腔内始终充满来自主油道的压力油，第二控制腔与主油道之间的油路上设有一个开关电磁阀，随着阀芯在阀体内的移动，第一控制腔与限压阀的压力反馈腔（41）之间可处于相通或断开状态。

在一个实施例中，所述先导阀的阀体上对应第一控制腔的位置设有主油道接口，所述阀体上对应第二控制腔的位置设有开关电磁阀接口，所述阀体上对应弹簧腔的位置设有排气孔，所述阀体上还设有压力反馈腔接口，随着阀芯在阀体内的移动，所述压力反馈腔接口与第一控制腔之间可处于相通或断开状态；所述主油道接口通过油路与主油道相通，所述压力反馈腔接口通过油路与压力反馈腔相通；所述开关电磁阀设有P口、A口和T口，其中P口与主油道相通，A口与先导阀的第二控制腔相通，T口与油底壳相通；

在一级可调压力阶段，在ECU的控制下，开关电磁阀的P口与A口连通，主油道压力油通过开关电磁阀进入先导阀的第二控制腔，在此阶段，先导阀的第一控制腔和第二控制腔均充满主油道压力油；在主油道的机油压力没有达到调定的一级泄压压力点之前，所述压力反馈腔接口与第一控制腔之间处于关闭状态，压力反馈腔内无油压供应，此时定排量机油泵出油腔内的压力油全部从限压阀的排油口流出；当主油道的机油压力达到调定的一级泄压压力点时，先导阀阀芯在第一控制腔和第二控制腔的机油压力作用下向弹簧腔移动，使所述压力反馈腔接口与第一控制腔相通，第一控制腔内的压力油进入到压力反馈腔内，推动限压阀的柱塞进行移动，使出油腔接口与进油腔接口相通，此时定排量机油泵出油腔内的部分压力油依次通过出油腔接口、中转室、进油腔接口回流到进油腔，另一部分压力油则从限压阀的排油口流出，从而降低输出压力；

当开关电磁阀在ECU的控制下切换到另一工作状态时，开关电磁阀的P口与A口不连通， A口与T口连通，系统进入二级可调压力阶段，在二级可调压力阶段，先导阀的第一控制腔内充满主油道压力油，第二控制腔内无油压供应；在主油道的机油压力没有达到调定的二级泄压压力点之前，所述压力反馈腔接口与第一控制腔之间处于关闭状态，压力反馈腔内无油压供应，此时定排量机油泵出油腔内的压力油全部从限压阀的排油口流出；当主油道的机油压力达到调定的二级泄压压力点时，先导阀阀芯在第一控制腔的机油压力作用下向弹簧腔移动，使所述压力反馈腔接口与第一控制腔相通，第一控制腔内的压力油进入到压力反馈腔内，推动限压阀的柱塞进行移动，使出油腔接口与进油腔接口相通，此时定排量机油泵出油腔内的部分压力油依次通过出油腔接口、中转室、进油腔接口回流到进油腔，另一部分压力油则从限压阀的排油口流出，从而降低输出压力。

本发明提供的控制系统通过限压阀、先导阀、开关电磁阀的组合运用，使定排量机油泵也能实现两级可变排量，且控制简单，响应及时，该系统通过调节限压阀的开度，来控制机油泵输出的流量，从而达到降低功率的效果。本发明的控制系统既充分利用了定排量机油泵中低转速容积效率高、结构稳定、成本低、可靠性好的优点，又赋予定排量机油泵“二级变排”的能力。因为相对于叶片式可变流量机油泵而言，定排量机油泵具有零件少，结构稳定，成本较低，可靠性好等优点，并且定量泵在中低速时的容积效率也比叶片泵高，在相同中低速工况下，定量泵的排量可以设计得较小一些，从而可以降低中低速区间的扭矩。

附图说明

图1为本发明的控制系统在未变量阶段的结构示意图；

图2为本发明的控制系统在变量阶段的结构示意图；

附图标记为：

10——定排量机油泵

20——先导阀

21——阀体 22——阀芯 23——弹簧

24——第一控制腔 25——第二控制腔 26——弹簧腔

261——排气孔 27——主油道接口 28——开关电磁阀接口

29——压力反馈腔接口 30——开关电磁阀

40——限压阀

41——压力反馈腔 42——柱塞 43——中转室

44——出油腔接口 45——进油腔接口 46——排油口。

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“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、2所示，本发明的优选实施例是：一种基于定排量机油泵的压力控制系统，其特征在于：包括定排量机油泵10、先导阀20、开关电磁阀30、限压阀40、主油道；定排量机油泵10包括进油腔和出油腔；限压阀40包括压力反馈腔41、柱塞42、中转室43、进油腔接口44、出油腔接口45、排油口46、阀套和回位弹簧；进油腔接口44与定排量机油泵10的进油腔相通，出油腔接口45与定排量机油泵10的出油腔相通，出油腔接口45始终通过中转室43与所述排油口46相通，压力反馈腔41与主油道相通，压力反馈腔41内的油压能够影响柱塞42的位置，柱塞42位置的不同则能够让进油腔接口44和出油腔接口45之间处于相通或断开状态；先导阀20包括阀体21、阀芯22和弹簧23，阀芯22和阀体21内壁之间设有第一控制腔24、第二控制腔25、弹簧腔26；先导阀20位于主油道和压力反馈腔41之间的油路上，所述主油道通过两条独立的油路分别连接到先导阀20的第一控制腔24和第二控制腔25，第一控制腔24内始终充满来自主油道的压力油，第二控制腔25与主油道之间的油路上设有一个开关电磁阀30，随着阀芯22在阀体21内的移动，第一控制腔24与限压阀的压力反馈腔41之间可处于相通或断开状态。

如图1、2所示，先导阀20的阀体22上对应第一控制腔24的位置设有主油道接口27，阀体22上对应第二控制腔25的位置设有开关电磁阀接口28，阀体22上对应弹簧腔26的位置设有排气孔261，阀体22上还设有压力反馈腔接口29，随着阀芯22在阀体21内的移动，压力反馈腔接口29与第一控制腔24之间可处于相通或断开状态；主油道接口27通过油路与主油道相通，压力反馈腔接口29通过油路与压力反馈腔41相通；开关电磁阀30设有P口、A口和T口，其中P口与主油道相通，A口与先导阀20的第二控制腔25相通，T口与油底壳相通；

在一级可调压力阶段，在ECU的控制下，开关电磁阀30的P口与A口连通，主油道压力油通过开关电磁阀30进入先导阀20的第二控制腔25，在此阶段，先导阀20的第一控制腔24和第二控制腔25均充满主油道压力油；在主油道的机油压力没有达到调定的一级泄压压力点之前，所述压力反馈腔接口29与第一控制腔24之间处于关闭状态，压力反馈腔41内无油压供应，此时定排量机油泵10出油腔内的压力油全部从限压阀40的排油口46流出；当主油道的机油压力达到调定的一级泄压压力点时，先导阀阀芯22在第一控制腔24和第二控制腔25的机油压力作用下向弹簧腔26移动，使所述压力反馈腔接口29与第一控制腔24相通，第一控制腔29内的压力油进入到压力反馈腔41内，推动限压阀40的柱塞42进行移动，使出油腔接口44与进油腔接口45相通，此时定排量机油泵10出油腔内的部分压力油依次通过出油腔接口44、中转室43、进油腔接口45回流到进油腔，另一部分压力油则从限压阀40的排油口46流出，从而降低输出压力；

当开关电磁阀30在ECU的控制下切换到另一工作状态时，开关电磁阀30的P口与A口不连通， A口与T口连通，系统进入二级可调压力阶段，在二级可调压力阶段，先导阀20的第一控制腔24内充满主油道压力油，第二控制腔25内无油压供应；在主油道的机油压力没有达到调定的二级泄压压力点之前，所述压力反馈腔接口29与第一控制腔24之间处于关闭状态，压力反馈腔41内无油压供应，此时定排量机油泵10出油腔内的压力油全部从限压阀40的排油口46流出；当主油道的机油压力达到调定的二级泄压压力点时，先导阀阀芯22在第一控制腔24的机油压力作用下向弹簧腔26移动，使所述压力反馈腔接口29与第一控制腔24相通，第一控制腔24内的压力油进入到压力反馈腔41内，推动限压阀40的柱塞42进行移动，使出油腔接口44与进油腔接口45相通，此时定排量机油泵10出油腔内的部分压力油依次通过出油腔接口44、中转室43、进油腔接口45回流到进油腔，另一部分压力油则从限压阀40的排油口46流出，从而降低输出压力。

本发明提供的控制系统通过限压阀40、先导阀20、开关电磁阀30的组合运用，使定排量机油泵10也能实现两级可变排量，且控制简单，响应及时，该系统通过调节限压阀40的开度，来控制机油泵输出的流量，从而达到降低功率的效果。本发明的控制系统既充分利用了定排量机油泵中低转速容积效率高、结构稳定、成本低、可靠性好的优点，又赋予定排量机油泵 “二级变排”的能力。因为相对于叶片式可变流量机油泵而言，定排量机油泵具有零件少，结构稳定，成本较低，可靠性好等优点，并且定量泵在中低速时的容积效率也比叶片泵高，在相同中低速工况下，定量泵的排量可以设计得较小一些，从而可以降低中低速区间的扭矩。

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)

1.一种基于定排量机油泵的压力控制系统，其特征在于：包括定排量机油泵（10）、先导阀（20）、开关电磁阀（30）、限压阀（40）、主油道；所述定排量机油泵（10）包括进油腔和出油腔；所述限压阀（40）包括压力反馈腔（41）、柱塞（42）、中转室（43）、进油腔接口（44）、出油腔接口（45）、排油口（46）、阀套和回位弹簧；所述进油腔接口（44）与定排量机油泵（10）的进油腔相通，所述出油腔接口（45）与定排量机油泵（10）的出油腔相通，所述出油腔接口（45）始终通过中转室（43）与所述排油口（46）相通，所述压力反馈腔（41）与主油道相通，所述压力反馈腔（41）内的油压能够影响所述柱塞（42）的位置，所述柱塞（42）位置的不同则能够让所述进油腔接口（44）和出油腔接口（45）之间处于相通或断开状态；所述先导阀（20）包括阀体（21）、阀芯（22）和弹簧（23），所述阀芯（22）和阀体（21）内壁之间设有第一控制腔（24）、第二控制腔（25）、弹簧腔（26）；所述先导阀（20）位于主油道和压力反馈腔（41）之间的油路上，所述主油道通过两条独立的油路分别连接到所述先导阀（20）的第一控制腔（24）和第二控制腔（25），第一控制腔（24）内始终充满来自主油道的压力油，第二控制腔（25）与主油道之间的油路上设有一个开关电磁阀（30），随着阀芯（22）在阀体（21）内的移动，第一控制腔（24）与限压阀的压力反馈腔（41）之间可处于相通或断开状态。

2.根据权利要求1所述的基于定排量机油泵的压力控制系统，其特征在于：所述先导阀（20）的阀体（21）上对应第一控制腔（24）的位置设有主油道接口（27），所述阀体（21）上对应第二控制腔（25）的位置设有开关电磁阀接口（28），所述阀体（21）上对应弹簧腔（26）的位置设有排气孔（261），所述阀体（21）上还设有压力反馈腔接口（29），随着阀芯（22）在阀体（21）内的移动，所述压力反馈腔接口（29）与第一控制腔（24）之间可处于相通或断开状态；所述主油道接口（27）通过油路与主油道相通，所述压力反馈腔接口（29）通过油路与压力反馈腔（41）相通；所述开关电磁阀（30）设有P口、A口和T口，其中P口与主油道相通，A口与先导阀（20）的第二控制腔（25）相通，T口与油底壳相通；

在一级可调压力阶段，在ECU的控制下，开关电磁阀（30）的P口与A口连通，主油道压力油通过开关电磁阀（30）进入先导阀（20）的第二控制腔（25），在此阶段，先导阀（20）的第一控制腔（24）和第二控制腔（25）均充满主油道压力油；在主油道的机油压力没有达到调定的一级泄压压力点之前，所述压力反馈腔接口（29）与第一控制腔（24）之间处于关闭状态，压力反馈腔（41）内无油压供应，此时定排量机油泵（10）出油腔内的压力油全部从限压阀（40）的排油口（46）流出；当主油道的机油压力达到调定的一级泄压压力点时，先导阀阀芯（22）在第一控制腔（24）和第二控制腔（25）的机油压力作用下向弹簧腔（26）移动，使所述压力反馈腔接口（29）与第一控制腔（24）相通，第一控制腔（24）内的压力油进入到压力反馈腔（41）内，推动限压阀的柱塞进行移动，使出油腔接口（45）与进油腔接口（44）相通，此时定排量机油泵（10）出油腔内的部分压力油依次通过出油腔接口（45）、中转室（43）、进油腔接口（44）回流到进油腔，另一部分压力油则从限压阀（40）的排油口（46）流出，从而降低输出压力；

当开关电磁阀（30）在ECU的控制下切换到另一工作状态时，开关电磁阀（30）的P口与A口不连通， A口与T口连通，系统进入二级可调压力阶段，在二级可调压力阶段，先导阀（20）的第一控制腔（24）内充满主油道压力油，第二控制腔（25）内无油压供应；在主油道的机油压力没有达到调定的二级泄压压力点之前，所述压力反馈腔接口（29）与第一控制腔（24）之间处于关闭状态，压力反馈腔（41）内无油压供应，此时定排量机油泵出油腔内的压力油全部从限压阀（40）的排油口（46）流出；当主油道的机油压力达到调定的二级泄压压力点时，先导阀阀芯（22）在第一控制腔（24）的机油压力作用下向弹簧腔（26）移动，使所述压力反馈腔接口（29）与第一控制腔（24）相通，第一控制腔（24）内的压力油进入到压力反馈腔（41）内，推动限压阀（40）的柱塞（42）进行移动，使出油腔接口（45）与进油腔接口（44）相通，此时定排量机油泵（10）出油腔内的部分压力油依次通过出油腔接口（45）、中转室（43）、进油腔接口（44）回流到进油腔，另一部分压力油则从限压阀（40）的排油口（46）流出，从而降低输出压力。