CN113719333A - 一种变排量机油泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变排量机油泵，包括：泵体，处于容积腔内的外转子和内转子，支撑弹簧和电磁阀。而电磁阀包括阀体和可变行程的阀芯；所述阀芯与所述外转子连接，所述阀体与ECU相连。在控制机油泵排量变更的过程中，直接通过所述电磁阀根据所述ECU的占空比信号改变所述阀芯的行程，所述阀芯克服所述支撑弹簧产生的弹簧力推动所述外转子绕所述旋转销摆动，进而调整所述外转子与所述内转子的偏心距，改变所述容积腔的容积从而实现机油泵排量变更，通电即可进行变排量，而不需要等油道油压建立起来之后才可以进行变排量，故有效解决了变排量机油泵的滞后性。

Description

一种变排量机油泵
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种变排量机油泵。
背景技术
随着排放及油耗法规要求的日益严苛，对传统发动机提出了越来越高的技术要求。为了达到降油耗的目的，新机构、新技术被大量应用，如可变排量机油泵。
现有可变排量机油泵所采用的技术方案均是通过安装在主油道上的机油压力传感器测量得到的机油压力数值反馈至ECU，ECU根据控制策略调节反馈油路上的电磁阀占空比，进而控制机油泵反馈油腔的进油量，调整机油泵外转子与内转子偏心距实现机油泵排量改变。
具体来说，控制原理图见图1，可变排量机油泵在发动机停机状态下，机油泵排量最大。发动机点火启动时，机油泵3通过机油收集器2从油底壳1中泵送高压机油，机油经机油滤清器5过滤后进入主油道6。主油道6上布置机油压力传感器7监测机油压力并反馈至ECU，ECU根据标定策略调整电磁阀35占空比，进而控制反馈油道8(反馈油道8与主油道6相连接)进入机油泵反馈油腔中的机油量实现机油泵排量调整。
可见，现有技术方案需要使用机油泵泵出的高压油对变排量机构进行驱动，也即：其需要等油道油压建立起来之后才可以进行变排量，具有响应滞后的缺点。
发明内容
本发明提供了一种变排量机油泵，以解决或者部分解决现有的机油泵响应滞后的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种变排量机油泵，包括：泵体，处于容积腔内的外转子和内转子，支撑弹簧和电磁阀；
其中，所述内转子通过主轴连接在所述泵体上且可绕所述主轴转动；
所述外转子的一端通过旋转销连接在所述泵体上且可绕所述旋转销摆动，所述外转子另一端与所述支撑弹簧连接，所述支撑弹簧始终为压缩状态保证所述变排量机油泵不工作时处于最大排量位置；
所述电磁阀连接在所述泵体上，并且所述电磁阀包括阀体和可变行程的阀芯；所述阀芯与所述外转子连接，所述阀体与ECU相连；
在控制机油泵排量变更的过程中，所述电磁阀根据所述ECU的占空比信号改变所述阀芯的行程，所述阀芯克服所述支撑弹簧产生的弹簧力推动所述外转子绕所述旋转销摆动，进而调整所述外转子与所述内转子的偏心距，改变所述容积腔的容积从而实现机油泵排量变更。
优选的，所述电磁阀可拆卸的连接在所述泵体上。
本发明公开了一种发动机润滑系统，所述系统包括：油底壳、机油收集器、如上述的变排量机油泵、主油道、机油温度传感器、ECU；
所述机油温度传感器安装在所述油底壳或者所述机油收集器上，用于实时测量所述油底壳的机油温度并传输给所述ECU；
所述变排量机油泵连接在所述机油收集器和所述主油道之间，用于将所述机油收集器收集的机油泵入所述主油道中；
所述机油压力传感器、所述机油温度传感器和所述变排量机油泵中的电磁阀分别通过发动机线束与所述ECU相连；所述ECU，用于根据所述机油温度获得占空比信号，并根据所述占空比信号调整所述阀芯的行程，以变更所述变排量机油泵的排量。
优选的，所述系统还包括：机油压力传感器，安装在所述主油道上并通过发动机线束与所述ECU相连，用于实时测量所述主油道的实际机油压力并传输给所述ECU；
所述ECU，用于根据所述实际机油压力调整所述占空比信号，并根据调整后的所述占空比信号调整所述阀芯的行程，以变更所述变排量机油泵的排量。
优选的，所述系统还包括：机油滤清器，设置在所述机油收集器和所述主油道之间，用于在泵入所述主油道之前过滤所述机油收集器收集的机油。
本发明公开了一种发动机润滑方法，所述方法应用在如上述的发动机润滑系统中，所述方法包括：
所述机油温度传感器实时测量油底壳的机油温度并传输给所述ECU；
所述ECU根据所述机油温度获得占空比信号，并根据所述占空比信号调整所述变排量机油泵中的电磁阀的阀芯的行程，以变更所述变排量机油泵的排量。
优选的，所述ECU根据所述机油温度判断所述机油温度所处的温度区间，根据所述温度区间获得对应的占空比信号。
优选的，所述系统还包括：机油压力传感器，安装在所述主油道上并通过发动机线束与所述ECU相连；
所述方法还包括：
所述机油压力传感器实时测量所述主油道的实际机油压力并传输给所述ECU；
所述ECU根据所述实际机油压力调整所述占空比信号，并根据调整后的所述占空比信号调整所述阀芯的行程，以变更所述变排量机油泵的排量。
本发明公开了一种发动机，包括如上述的变排量机油泵。
本发明公开了一种车辆，包括如上述的变排量机油泵。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明公开了一种变排量机油泵，包括：泵体，处于容积腔内的外转子和内转子，支撑弹簧和电磁阀。而电磁阀包括阀体和可变行程的阀芯；所述阀芯与所述外转子连接，所述阀体与ECU相连。在控制机油泵排量变更的过程中，直接通过所述电磁阀根据所述ECU的占空比信号改变所述阀芯的行程，所述阀芯克服所述支撑弹簧产生的弹簧力推动所述外转子绕所述旋转销摆动，进而调整所述外转子与所述内转子的偏心距，改变所述容积腔的容积从而实现机油泵排量变更，通电即可进行变排量，而不需要等油道油压建立起来之后才可以进行变排量，故有效解决了变排量机油泵的滞后性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他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，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了现有技术中可变排量机油泵的控制原理示意图；
图2示出了根据本发明一个实施例的可变排量机油泵的结构示意图；
图3示出了根据本发明一个实施例的发动机油压建立时间曲线图；
图4示出了根据本发明一个实施例的可变排量机油泵的控制原理示意图。
附图标记说明：泵体31、外转子32、内转子33、支撑弹簧34、电磁阀35、阀体351、阀芯352、旋转销36、叶片37、容积腔38、主轴39、油底壳41、机油收集器42、变排量机油泵43、机油滤清器44、主油道45、机油温度传感器46、机油压力传感器47。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
ECU：(Electronic Control Unit)电子控制单元，又称“行车电脑”、“车载电脑”等。
为了解决变排量机油泵的响应滞后性，本发明实施例公开了一种变排量机油泵，参看图2，包括：泵体31；处于容积腔38内的外转子32、内转子33；支撑弹簧34；电磁阀35。
其中，所述内转子33通过主轴39连接在所述泵体31上且可绕所述主轴39转动。所述内转子33上设有可沿径向伸缩运动的叶片37。
所述外转子32的一端通过旋转销36连接在所述泵体31上且可绕所述旋转销36摆动，所述外转子32另一端与所述支撑弹簧34连接，所述支撑弹簧34始终为压缩状态保证所述变排量机油泵不工作时处于最大排量位置。
所述电磁阀35连接在所述泵体31上，进一步的，所述电磁阀35可拆卸的连接在所述泵体31上。
由于通过外转子32与内转子33偏心距调整改变容积腔38的容积从而实现机油泵排量调整，故本发明实施例的所述电磁阀35包括阀体351和可变行程的阀芯352；所述阀芯352与所述外转子32连接，所述阀体351与ECU相连。
在控制机油泵排量变更的过程中，所述电磁阀35根据所述ECU的占空比信号改变所述阀芯352的行程，所述阀芯352克服所述支撑弹簧34产生的弹簧力推动所述外转子32绕所述旋转销36摆动，进而调整所述外转子32与所述内转子33的偏心距，改变所述容积腔38的容积从而实现机油泵排量变更。
和现有控制机油泵排量变更的方式相比，传统变排量机油泵通过电磁阀35控制反馈油道进入反馈油腔中的机油流量，通过机油的液压力克服支撑弹簧34的弹簧力、推动外转子32绕旋转销36摆动调整外转子32与内转子33的偏心距，而本发明实施例能够直接通过电磁阀35的阀芯352推动外转子32绕旋转销36摆动，通电即可进行变排量，而不需要等油道油压建立起来之后才可以进行变排量，故有效解决了变排量机油泵的滞后性。
另外,现有可变排量机油泵变排量机构需要机油泵泵出的液压油进行驱动，造成机油泵排量设计相对较大，影响燃油经济性，而本发明实施例的变排量机油泵的区别于现有的变排量油压驱动方式，采用电磁阀35直接驱动，能够有效降低燃油消耗。见图3，本申请的变排量机油泵采用电磁阀35直接驱动，能够解决现有可变排量机油泵在启动初始阶段机油压力过高或过低造成发动机渗油或异常磨损的问题。
基于相同的发明构思，本发明实施例还公开了一种发动机润滑系统，该系统参看图4，包括：发动机的油底壳41、机油收集器42、如上述实施例描述的变排量机油泵43、机油滤清器44、发动机缸体的主油道45、机油温度传感器46、机油压力传感器47、ECU。
所述机油温度传感器46安装在所述油底壳41或者所述机油收集器42上，用于实时测量所述油底壳41的机油温度并传输给所述ECU。具体来说，机油温度传感器46以电信号的方式将机油温度并传输给所述ECU。
机油压力传感器47安装在所述主油道45上并通过发动机线束与所述ECU相连，用于实时测量所述主油道45的实际机油压力并传输给所述ECU。具体来说，机油压力传感器47以电信号的方式将机油压力并传输给所述ECU。
所述变排量机油泵43连接在所述机油收集器42和所述主油道45之间，用于将所述机油收集器42收集的机油泵入所述主油道45中。
所述机油压力传感器47、所述机油温度传感器46和所述变排量机油泵43中的电磁阀35分别通过发动机线束与所述ECU相连。
机油滤清器44设置在所述机油收集器42和所述主油道45之间，用于在泵入所述主油道45之前过滤所述机油收集器42收集的机油。
以上是各器件的连接方式介绍，而对于所述ECU来说，一方面，其用于根据所述机油温度获得占空比信号，并根据所述占空比信号调整所述阀芯352的行程，以变更所述变排量机油泵43的排量。具体来说，ECU根据所述机油温度判断所述机油温度所处的温度区间，根据所述温度区间获得对应的占空比信号。进一步的，本实施例预设有温度区间和占空比信号的第一映射关系，通过温度区间在第一映射关系中得到对应的占空比信号。
另一方面，ECU用于根据所述实际机油压力调整所述占空比信号，实现闭环控制。进一步的，根据调整后的所述占空比信号调整所述阀芯352的行程，以变更所述变排量机油泵43的排量。具体来说，ECU将所述实际机油压力和目标机油压力进行对比，通过差值调整所述占空比信号。进一步的，本实施例预设有差值和占空比信号的第二映射关系，通过差值在第二映射关系中得到对占空比信号进行调整，实现闭环控制。
可见，本发明实施例能够根据机油温度、机油油压调整占空比，并利用占空比调整电磁阀35阀芯352的行程来推动外转子32绕旋转销36摆动，通电即可进行变排量，而不需要等油道油压建立起来之后才可以进行变排量，故有效解决了变排量机油泵43的滞后性。
基于相同的发明构思，下面的实施例介绍了一种发动机润滑方法，该方法应用在上述实施例描述的发动机润滑系统中，该方法包括：
所述机油温度传感器46实时测量油底壳41的机油温度并传输给所述ECU。具体来说，机油温度传感器46以电信号的方式将机油温度并传输给所述ECU。
所述ECU根据所述机油温度获得占空比信号，并根据所述占空比信号调整所述变排量机油泵43中的电磁阀35的阀芯352的行程，以变更所述变排量机油泵43的排量。具体来说，ECU根据所述机油温度判断所述机油温度所处的温度区间，根据所述温度区间获得对应的占空比信号。进一步的，本实施例预设有温度区间和占空比信号的第一映射关系，通过温度区间在第一映射关系中得到对应的占空比信号。
由于上述系统还包括：机油压力传感器47，安装在所述主油道45上并通过发动机线束与所述ECU相连；
故在上述方法的基础上，所述机油压力传感器47实时测量所述主油道45的实际机油压力并传输给所述ECU；具体来说，机油压力传感器47以电信号的方式将机油压力并传输给所述ECU。
所述ECU根据所述实际机油压力调整所述占空比信号，并根据调整后的所述占空比信号调整所述阀芯352的行程，以变更所述变排量机油泵43的排量。具体来说，ECU将所述实际机油压力和目标机油压力进行对比，通过差值调整所述占空比信号。进一步的，本实施例预设有差值和占空比信号的第二映射关系，通过差值在第二映射关系中得到对占空比信号进行调整，实现闭环控制。
可见，本发明实施例能够根据机油温度、机油油压调整占空比，并利用占空比调整电磁阀35阀芯352的行程来推动外转子32绕旋转销36摆动，通电即可进行变排量，而不需要等油道油压建立起来之后才可以进行变排量，故有效解决了变排量机油泵43的滞后性。
基于相同的发明构思，本发明实施例还公开了一种发动机，包括上述实施例描述的变排量机油泵。
基于相同的发明构思，本发明实施例还公开了一种车辆，包括上述实施例描述的变排量机油泵。
通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
和现有控制机油泵排量变更的方式相比，传统变排量机油泵通过电磁阀控制反馈油道进入反馈油腔中的机油流量，通过机油的液压力克服支撑弹簧的弹簧力、推动外转子绕旋转销摆动调整外转子与内转子的偏心距，而本发明实施例能够直接通过电磁阀阀芯推动外转子绕旋转销摆动，通电即可进行变排量，而不需要等油道油压建立起来之后才可以进行变排量，故有效解决了变排量机油泵的滞后性。
本申请的变排量机油泵采用电磁阀直接驱动，能够解决现有可变排量机油泵在启动初始阶段机油压力过高或过低造成发动机渗油或异常磨损的问题。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种变排量机油泵，其特征在于，包括：泵体，处于容积腔内的外转子和内转子，支撑弹簧和电磁阀；
其中，所述内转子通过主轴连接在所述泵体上且可绕所述主轴转动；
所述外转子的一端通过旋转销连接在所述泵体上且可绕所述旋转销摆动，所述外转子另一端与所述支撑弹簧连接，所述支撑弹簧始终为压缩状态保证所述变排量机油泵不工作时处于最大排量位置；
所述电磁阀连接在所述泵体上，并且所述电磁阀包括阀体和可变行程的阀芯；所述阀芯与所述外转子连接，所述阀体与ECU相连；
在控制机油泵排量变更的过程中，所述电磁阀根据所述ECU的占空比信号改变所述阀芯的行程，所述阀芯克服所述支撑弹簧产生的弹簧力推动所述外转子绕所述旋转销摆动，进而调整所述外转子与所述内转子的偏心距，改变所述容积腔的容积从而实现机油泵排量变更。
2.如权利要求1所述的变排量机油泵，其特征在于，所述电磁阀可拆卸的连接在所述泵体上。
3.一种发动机润滑系统，其特征在于，所述系统包括：油底壳、机油收集器、如权利要求1-2任一权项所述的变排量机油泵、主油道、机油温度传感器、ECU；
所述机油温度传感器安装在所述油底壳或者所述机油收集器上，用于实时测量所述油底壳的机油温度并传输给所述ECU；
所述变排量机油泵连接在所述机油收集器和所述主油道之间，用于将所述机油收集器收集的机油泵入所述主油道中；
所述机油压力传感器、所述机油温度传感器和所述变排量机油泵中的电磁阀分别通过发动机线束与所述ECU相连；所述ECU，用于根据所述机油温度获得占空比信号，并根据所述占空比信号调整所述阀芯的行程，以变更所述变排量机油泵的排量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统还包括：机油压力传感器，安装在所述主油道上并通过发动机线束与所述ECU相连，用于实时测量所述主油道的实际机油压力并传输给所述ECU；
所述ECU，用于根据所述实际机油压力调整所述占空比信号，并根据调整后的所述占空比信号调整所述阀芯的行程，以变更所述变排量机油泵的排量。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述系统还包括：机油滤清器，设置在所述机油收集器和所述主油道之间，用于在泵入所述主油道之前过滤所述机油收集器收集的机油。
6.一种发动机润滑方法，其特征在于，所述方法应用在如上述权利要求3所述的发动机润滑系统中，所述方法包括：
所述机油温度传感器实时测量油底壳的机油温度并传输给所述ECU；
所述ECU根据所述机油温度获得占空比信号，并根据所述占空比信号调整所述变排量机油泵中的电磁阀的阀芯的行程，以变更所述变排量机油泵的排量。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述ECU根据所述机油温度判断所述机油温度所处的温度区间，根据所述温度区间获得对应的占空比信号。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述系统还包括：机油压力传感器，安装在所述主油道上并通过发动机线束与所述ECU相连；
所述方法还包括：
所述机油压力传感器实时测量所述主油道的实际机油压力并传输给所述ECU；
所述ECU根据所述实际机油压力调整所述占空比信号，并根据调整后的所述占空比信号调整所述阀芯的行程，以变更所述变排量机油泵的排量。
9.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-2任一权项所述的变排量机油泵。
10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-2任一权项所述的变排量机油泵。
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