CN110630348B - 机油系统及机油流量调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机油控制技术领域，具体涉及一种机油系统及利用该机油系统进行机油量调节的机油流量调节方法。本发明中的机油系统包括机油泵，机油泵包括第一出油腔和第二出油腔；控制阀，第一出油腔和第二出油腔均与控制阀相通连接，控制阀包括阀壳和设于阀壳内的阀芯，当阀芯在阀壳内移动时，第一出油腔和第二出油腔同时通过阀芯与主油道相连通，或第一出油腔和第二出油腔中的其中一个通过阀芯与主油道相连通。根据本发明所述的机油系统，驱动阀芯在阀壳内移动时，第一出油腔和第二出油腔同时或其中一个通过阀芯与主油道相连通，能够有效地根据机油系统的机油量需要减少机油供油量，降低机油泵的消耗功率，提高机油系统的经济性。

Description

机油系统及机油流量调节方法

技术领域

本发明属于机油控制技术领域，具体涉及一种机油系统及利用该机油系统进行机油量调节的机油流量调节方法。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

传统内燃机的机油泵为定量泵，其设计指标一般按照最苛刻的标定点确定，以保证内燃机的稳定运行。因此，在内燃机正常运行情况下部分负荷往往存在过设计的情况，从而导致机油泵的消耗功率过大，影响燃油的经济性，且容易造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是至少解决机油泵消耗功率过大的问题。

本发明提出了一种机油系统，所述机油系统包括：

机油泵，所述机油泵包括第一出油腔和第二出油腔；

控制阀，所述第一出油腔和所述第二出油腔均与所述控制阀相通连接，所述控制阀包括阀壳和设于所述阀壳内的阀芯，当所述阀芯在所述阀壳内移动时，所述第一出油腔和所述第二出油腔同时通过所述阀芯与主油道相连通，或所述第一出油腔和所述第二出油腔中的其中一个通过所述阀芯与所述主油道相连通。

根据本发明所述的机油系统，通过在机油泵内设置第一出油腔和第二出油腔，当机油系统进行泵油且机油系统需要机油量较大时，驱动阀芯在阀壳内移动并使第一出油腔和第二出油腔同时与主油道相连通，达到最大机油供油量，此时机油泵消耗功率也最大，当机油系统需要机油量较小时，驱动阀芯在阀壳内移动并使第一出油腔或第二出油腔的其中一个与主油道相连通，从而减少机油系统的机油供油量，并降低机油泵的消耗功率。

另外，根据本发明的机油系统，还可具有如下附加的技术特征：

所述机油泵包括壳体和设于所述壳体内的齿轮组，所述齿轮组包括依次啮合连接的第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述第一齿轮设于所述第一出油腔内，所述第三齿轮设于所述第二出油腔内。

在本发明的一些实施方式中，所述第一齿轮和所述第三齿轮的厚度之和等于所述第二齿轮的厚度。

在本发明的一些实施方式中，所述第一齿轮的厚度大于所述第三齿轮的厚度。

在本发明的一些实施方式中，所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述第三齿轮的直径尺寸相等。

在本发明的一些实施方式中，所述阀芯在所述阀壳内设有第一工作位、第二工作位和第三工作位，所述第一工作位用于将所述第一出油腔和所述第二出油腔同时与所述主油道相连通，所述第二工作位用于将所述第一出油腔与所述主油道相连通，所述第三工作位用于将所述第二出油腔与所述主油道相连通。

在本发明的一些实施方式中，所述阀壳内还设有第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧的长度大于所述第二弹簧的长度，所述阀芯在所述阀壳内移动时，所述阀芯能够压缩所述第一弹簧或同时压缩所述第一弹簧和所述第二弹簧。

在本发明的一些实施方式中，所述机油系统还包括油底壳，当所述阀芯在所述阀壳内移动时，所述第一出油腔和所述第二出油腔中的其中一个与所述主油道相连通，所述第一出油腔和所述第二出油腔中的其中另一个与所述油底壳相连通。

本发明还提出了一种机油流量调节方法，所述机油流量调节方法根据上述任一项所述的机油系统进行机油量调节，包括以下步骤：

驱动阀芯在阀壳内移动，使所述阀芯处于第一工作位、第二工作位或第三工作位，其中，所述阀芯在所述第一工作位使第一出油腔和第二出油腔同时与主油道相连通，所述阀芯在所述第二工作位使所述第一出油腔与所述主油道相连通，所述阀芯在所述第三工作位使所述第二出油腔与所述主油道相连通。

在本发明的一些实施方式中，通过调节所述主油道的机油压力驱动所述阀芯在所述阀壳内移动；或通过电磁驱动所述阀芯在所述阀壳内移动。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其它的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。其中：

图1为本发明中实施方式的阀芯处于第一工作位时的结构示意图；

图2为图1中机油泵的A-A剖面结构示意图；

图3为本发明中实施方式的阀芯处于第二工作位时的结构示意图；

图4为本发明中实施方式的阀芯处于第三工作位时的结构示意图。

附图中各标号表示如下：

100：机油泵、10：壳体、11：第一齿轮、12：第二齿轮、13：第三齿轮；

200：控制阀、20：阀体、21：阀芯、22：第一弹簧、23：第二弹簧；

300：主油道；

400：油底壳；

P1：第一进油口、P2：第二进油口、T1：第一出油口、T2：第二出油口。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面” 或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向（旋转90度或者在其它方向）并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

图1为本发明中实施方式的阀芯处于第一工作位时的结构示意图。如图1所示，本发明提出了一种机油系统，该机油系统包括机油泵100和控制阀200。机油泵100包括第一出油腔和第二出油腔，第一出油腔和第二出油腔均与控制阀200相通连接。控制阀200包括阀壳20和设于阀壳20内的阀芯21，当阀芯21在阀壳20内移动时，第一出油腔和第二出油腔同时通过阀芯21与主油道300相连通，或第一出油腔和第二出油腔中的其中一个通过阀芯21与主油道300相连通。

根据本发明中的机油系统，通过在机油泵100内设置第一出油腔和第二出油腔，当机油系统进行泵油且机油系统需要机油量最大时，驱动阀芯21在阀壳20内移动并使第一出油腔和第二出油腔同时与主油道300相连通，达到最大机油供油量，此时机油泵100的消耗功率也最大，当机油系统需要机油量较小时，驱动阀芯21在阀壳20内移动并使第一出油腔或第二出油腔的其中一个与主油道300相连通，从而减少机油系统的机油供油量，并降低机油泵100的消耗功率。

图2为图1中机油泵的A-A剖面结构示意图。如图2所示，本实施方式中的机油泵100包括壳体10和设于壳体10内的齿轮组，齿轮组包括依次啮合连接的第一齿轮11、第二齿轮12和第三齿轮13。其中，第一齿轮1设于第一出油腔内，第三齿轮13设于第二出油腔内。

如图1和图2所示，本实施方式中的壳体10包括第一进油腔和第一出油腔，以及第二进油腔和第二出油腔。第一齿轮11设于第一进油腔和第一出油腔形成的空间内，当第一齿轮11和第二齿轮12啮合转动时，能够将机油从油底壳400吸入至第一进油腔内，并通过第一出油腔排出。第二齿轮12设于第二进油腔和第二出油腔形成的空间内，当第二齿轮12和第三齿轮13啮合转动时，能够将机油从油底壳400吸入至第二进油腔内，并通过第二出油腔排出。由于阀芯21在阀壳20内移动时，第一出油腔和第二出油腔能够同时通过阀芯21与主油道300相连通，或第一出油腔和第二出油腔中的其中一个通过阀芯21与主油道300相连通，从而通过调节第一出油腔和第二出油腔的排量即可对应的调节主油道300的机油输入量，达到降低机油泵100功率的目的。

排量是液压泵每转一周所排出的液体体积，这里近似等于两个齿轮的齿间容积之和。设齿间容积等于齿轮体积，则有：

V＝2πZm²B，D表示齿轮节圆直径，B表示齿轮齿宽，Z表示齿轮齿数，m表示齿轮模数。

在本发明的一些实施方式中，为了能够保证第一出油腔和第二出油腔的出油总量稳定，第一齿轮11和第三齿轮13的厚度之和等于第二齿轮12的厚度。由上述计算公式可知，当第一齿轮11和第三齿轮13的厚度之和等于第二齿轮12的厚度时，第一出油腔和第二出油腔的出油总量即为2πZm²B。

在本发明的一些实施方式中，第一齿轮11的厚度大于第三齿轮13的厚度。即在其它参数一致的情况下，第一齿轮11的齿宽大于第三齿轮13的齿宽，从而第一出油腔的出油量大于第二出油腔的出油量。

在本发明的一些实施方式中，第一齿轮11、第二齿轮12和第三齿轮13的直径尺寸相等，从而便于完成对壳体10的结构设计，方便齿轮在壳体10内部的安装。

进一步地，当第一齿轮11、第二齿轮12和第三齿轮13的直径尺寸、齿轮齿数和齿轮模数都相等的情况下，通过调节第一齿轮11和第三齿轮13的厚度，即可调节第一排油腔和第二排油腔的机油排出量。

在本发明的一些实施方式中，阀芯21在阀壳20内设有第一工作位、第二工作位和第三工作位，第一工作位用于将第一出油腔和第二出油腔同时与主油道300相连通，第二工作位用于将第一出油腔与主油道30相连通，第三工作位用于将第二出油腔与主油道300相连通。

图1为本发明中实施方式的阀芯处于第一工作位时的结构示意图。图3为本发明中实施方式的阀芯处于第二工作位时的结构示意图。图4为本发明中实施方式的阀芯处于第三工作位时的结构示意图。如图1、图3和图4所示，阀壳20上设有第一进油口P1、第二进油口P2、第一出油口T1和第二出油口T2，其中，第一进油口P1与第一出油腔相连，第二进油口P2与第二出油相连，第一出油口T1与油底壳400相连，第二出油口T2与主油道300相连。

当阀芯21处于第一工作位时，根据阀芯21的结构设计，第一进油口P1和第二进油口P2同时与第一出油口T1相连通，即第一出油腔和第二出油腔同时通过阀芯21与主油道300相连通。

当阀芯21处于第二工作位时，根据阀芯21的结构设计，第一进油口P1与第二出油口T2相连通，第二进油口P2与第一出油口T1相连通，即第一出油腔与主油道300相连通，第二出油腔与油底壳400相连通。

当阀芯21处于第三工作位时，根据阀芯21的结构设计，第一进油口P1与第一出油口T1相连通，第二进油口P2与第二出油口T2相连通，即第一出油腔与油底壳400相连通，第二出油腔与主油道300相连通。

在本发明的一些实施例中，由于第一出油腔的排油量大于第二出油腔的排油量，当阀芯21处于第一工作位时，由于第一出油腔和第二出油腔同时通过阀芯21与主油道300相连通，即机油泵100泵出的机油全部输入至主油道300内，此时主油道400内的机油流量达到最大值，机油泵100的消耗功率最大。

当阀芯21处于第二工作位时，由于第一出油腔与主油道300相连通，第二出油腔与油底壳400相连通，即机油泵100泵出的机油大部分输入至主油道300，而另一部分机油直接流入至油底壳400，不再进入到主油道300，此时主油道300内的机油流量和机油泵100的消耗功率处于中间值。

当阀芯21处于第三工作位时，由于第一出油腔与油底壳400相连通，第二出油腔与主油道300相连通，即机油泵100泵出的机油一小部分输入至主油道300，而另一大部分机油直接流入至油底壳400，不再进入到主油道300，此时主油道300内的机油流量和机油泵100的消耗功率达到最小值。因此，通过使用本实施方式中的机油系统，根据主油道300的机油需求量，调节阀芯21在阀壳20内的位置，使不同流量的机油进入至主油道300内，合理分配机油流量，降低机油泵100的功率消耗。

在本发明的一些实施方式中，控制阀200可以为电控式或机械式。当控制阀200采用电控式结构时，通过电磁控制即可驱动阀芯21在阀壳20内移动，从而根据机油量需求向主油道300提供不同流量的机油。当控制阀200采用机械式结构时，具体地，阀壳20内还设有第一弹簧22和第二弹簧23，第一弹簧22的长度大于第二弹簧23的长度，阀芯21在阀壳20内移动时，阀芯21能够压缩第一弹簧22或同时压缩第一弹簧22和第二弹簧23。

如图1、图3和图4所示，当阀芯21处于第一工作位时，第一弹簧22和第二弹簧23均处于自然状态。当阀芯21处于第二工作位时，第一弹簧22处于被压缩状态，而第二弹簧23处于自然状态。当阀芯21处于第三工作位时，第一弹簧22和第二弹簧23均处于被压缩状态，从而通过第一弹簧22和第二弹簧23的设置，使阀芯21能够处于不同的工作位，从而使控制阀200具有不同的工作状态，满足主油道300不同流量的需求。

本发明还提出了一种机油流量调节方法，该机油流量调节方法根据上述任一项实施例中的机油系统进行机油量调节，包括以下步骤：

驱动阀芯21在阀壳20内移动，使阀芯21处于第一工作位、第二工作位或第三工作位，其中，阀芯21在第一工作位使第一出油腔和第二出油腔同时与主油道300相连通，阀芯21在第二工作位使第一出油腔与主油道相连通，阀芯21在第三工作位使第二出油腔与主油道300相连通。

根据本发明所述的机油系统，通过在机油泵100内设置第一出油腔和第二出油腔，当机油系统进行泵油且机油系统需要机油量最大时，驱动阀芯21在阀壳20内移动，并使阀芯21处于第一工作位，从而使第一出油腔和第二出油腔同时与主油道300相连通，达到最大机油供油量，此时机油泵100消耗功率也最大。当机油系统需要机油量较小时，驱动阀芯21在阀壳20内移动，并使阀芯21处于第二工作位，从而使第一出油腔与主油道300相连通，第二出油腔与油底壳400相连通，此时主油道300内的机油流量和机油泵100的消耗功率处于中间值。当机油系统需要机油量最小值时，驱动阀芯21在阀壳20内移动，并使阀芯21处于第三工作位时，由于第一出油腔与油底壳400相连通，第二出油腔与主油道30相连通，此时机油流量和机油泵100的消耗功率均达到最小值。因此，通过使用本实施方式中的机油流量调节方法对上述实施方式中的机油系统进行机油量调节，能够根据主油道300的机油需求量，调节阀芯21在阀壳22内的位置，使不同流量的机油进入至主油道300内，合理分配机油流量，降低机油泵100的功率消耗。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种机油系统，其特征在于，包括：

机油泵，所述机油泵包括第一出油腔和第二出油腔，所述机油泵还包括壳体和设于所述壳体内的齿轮组，所述齿轮组包括依次啮合连接的第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，所述第一齿轮设于所述第一出油腔内，所述第三齿轮设于所述第二出油腔内；

控制阀，所述第一出油腔和所述第二出油腔均与所述控制阀相通连接，所述控制阀包括阀壳和设于所述阀壳内的阀芯，所述阀芯在所述阀壳内设有第一工作位、第二工作位和第三工作位，所述第一工作位用于将所述第一出油腔和所述第二出油腔同时与主油道相连通，所述第二工作位用于将所述第一出油腔与所述主油道相连通，所述第三工作位用于将所述第二出油腔与所述主油道相连通，当所述阀芯在所述阀壳内移动时，所述第一出油腔和所述第二出油腔同时通过所述阀芯与所述主油道相连通，或所述第一出油腔和所述第二出油腔中的其中一个通过所述阀芯与所述主油道相连通。

2.根据权利要求1所述的机油系统，其特征在于，所述第一齿轮和所述第三齿轮的厚度之和等于所述第二齿轮的厚度。

3.根据权利要求1所述的机油系统，其特征在于，所述第一齿轮的厚度大于所述第三齿轮的厚度。

4.根据权利要求1所述的机油系统，其特征在于，所述第一齿轮、所述第二齿轮和所述第三齿轮的直径尺寸相等。

5.根据权利要求1 所述的机油系统，其特征在于，所述阀壳内还设有第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧的长度大于所述第二弹簧的长度，所述阀芯在所述阀壳内移动时，所述阀芯能够压缩所述第一弹簧或同时压缩所述第一弹簧和所述第二弹簧。

6.根据权利要求1 所述的机油系统，其特征在于，所述机油系统还包括油底壳，当所述阀芯在所述阀壳内移动时，所述第一出油腔和所述第二出油腔中的其中一个与所述主油道相连通，所述第一出油腔和所述第二出油腔中的其中另一个与所述油底壳相连通。

7.一种机油流量调节方法，其特征在于，根据权利要求1至6中任一项所述的机油系统进行机油量调节，包括以下步骤：

驱动阀芯在阀壳内移动，使所述阀芯处于第一工作位、第二工作位或第三工作位，其中，所述阀芯在所述第一工作位使第一出油腔和第二出油腔同时与主油道相连通，所述阀芯在所述第二工作位使所述第一出油腔与所述主油道相连通，所述阀芯在所述第三工作位使所述第二出油腔与所述主油道相连通。

8.根据权利要求7所述的机油流量调节方法，其特征在于，通过调节所述主油道的机油压力驱动所述阀芯在所述阀壳内移动；或通过电磁驱动所述阀芯在所述阀壳内移动。

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