CN115614125A - 可变排量的机油泵控制方法 - Google Patents

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易小峰
尹淼
唐江
唐德润
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/02—Pressure lubrication using lubricating pumps

Abstract

本发明公开了一种可变排量的机油泵控制方法，包括：确定主油道目标压力曲线；将主油道压力反馈至变排量机油泵的电磁阀，根据所述电磁阀的占空比实时调节机油泵的偏心距，使得主油道的压力曲线与主油道目标压力曲线一致。本发明能够最大限度地减少机油泵的流量浪费，起到节能的作用。

Description

可变排量的机油泵控制方法
技术领域
本发明涉及机油泵领域，具体涉及一种可变排量的机油泵控制方法。
背景技术
传统润滑系统机油泵为定排量机油泵，基本都是按照高温低转速时满足机油的压力要求来进行设计与校核。在这种设计状态下，发动机在较高转速时，机油泵的流量就会偏大由限压阀泄漏掉，这部分多余的机油流量会带走一部分液压能量以热量的形式消耗，从而造成了机油泵流量的浪费。
因此，需要一种可变排量的机油泵控制方法，能够解决以上问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供可变排量的机油泵控制方法，能够最大限度地减少机油泵的流量浪费，起到节能的作用。
本发明的可变排量的机油泵控制方法，包括：
确定主油道目标压力曲线；
将主油道压力反馈至变排量机油泵的电磁阀，根据所述电磁阀的占空比实时调节机油泵的偏心距，使得主油道的压力曲线与主油道目标压力曲线一致。
进一步，确定主油道目标压力曲线，具体包括：
S11.对发动机各摩擦副及润滑元件的流量压力特性进行仿真模拟计算，得到主油道压力；
S12.若主油道压力大于设计需求压力，则降低机油泵流量，使得主油道压力等于设计需求压力；若主油道压力小于设计需求压力，则提高机油泵流量，使得主油道压力等于设计需求压力；
S13.在发动机不同的转速状态下，分别重复步骤S11-S12，得到发动机不同转速下的主油道压力；
S14.对发动机不同转速与发动机不同转速下的主油道压力进行数据拟合，得到主油道目标压力曲线。
进一步，根据所述电磁阀的占空比实时调节机油泵的偏心距，具体包括：
电磁阀芯过流面积增加，机油泵摆臂转动力矩增加，克服机油泵回位弹簧力后，推动摆臂旋转，机油泵偏心距降低；
电磁阀芯过流面积减小，机油泵摆臂转动力矩减小，克服机油泵回位弹簧力后，推动摆臂逆向旋转，机油泵偏心距增加。
进一步，还包括：判断发动机转速是否小于n，若是，则关闭PCJ电磁阀；若否，则打开PCJ电磁阀，使得主油道的机油进入PCJ进油道。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种可变排量的机油泵控制方法，采用可变排量机油泵，通过PID实时调节可变排量机油泵的偏心距，进行主油道油压控制，使得油压压力为相同发动机转速条件下主油道目标压力曲线上的油压；并通过可变排量机油泵配合电控活塞冷却喷嘴，实时控制主油道压力及活塞冷却喷嘴喷油时刻，最终实现主油道压力实时可调，有效降低了发动机燃油消耗，最大限度地减少了机油泵的流量浪费。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的方法流程示意图；
图2为本发明的HD15MA润滑系统布置示意图；
图3为本发明的主油道目标压力曲线示意图；
图4为本发明的定排量、变排量机油泵轴功率与目标轴功率的比较示意图；
图5为本发明的PCJ电磁阀打开与关闭状态下PCJ出入口压差示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做出进一步的说明，如图所示：
本发明的可变排量的机油泵控制方法，包括：
确定主油道目标压力曲线；
将主油道压力反馈至变排量机油泵的电磁阀，根据所述电磁阀的占空比实时调节机油泵的偏心距，使得主油道的压力曲线与主油道目标压力曲线一致。其中，所述电磁阀的占空比采用PWM占空比方式；比如机油泵电磁阀使用12V电源，可以通过PWM的占空比进行电压控制。占空比为50％，就是一个周期内，50％的时间输出12V；占空比100％，就是整个周期内，一直输出电压12V，实现满载运行；所述电磁阀不是PCJ电磁阀，所述电磁阀采用现有技术，在此不再赘述；通过PID实时调节机油泵的偏心距，进行主油道油压控制，使得油压压力为相同发动机转速条件下主油道目标压力曲线上的油压。
通过本发明的控制方法，使得变排量机油泵的转排量与发动机转速正相关，转排量解耦，最终实现主油道压力实时可调，降低泵后的液压功率及轴功率，有效地降低了发动机燃油消耗率。如图4所示，采用本发明的可变排量的机油泵进行主油道油压控制，可以显著减低机油泵轴功率的消耗。
本实施例中，确定主油道目标压力曲线，具体包括：
S11.对发动机各摩擦副及润滑元件的流量压力特性进行仿真模拟计算，得到主油道压力；
S12.若主油道压力大于设计需求压力，则降低机油泵流量，使得主油道压力等于设计需求压力；若主油道压力小于设计需求压力，则提高机油泵流量，使得主油道压力等于设计需求压力；
本实施例中，以图2所示的HD15MA润滑系统为例，使用0W-20机油在润滑系统所处温度140℃的恶劣工况下进行设计校核，利用仿真软件flowmaster对发动机各摩擦副及润滑元件的流量压力特性进行仿真模拟计算，得到各摩擦副及润滑元件的压力，将所述各摩擦副及润滑元件的压力作为主油道压力，并判断各摩擦副及润滑元件的压力是否满足设计需求压力，如果低于需求压力，则提高机油泵流量，如果高于需求压力，则降低机油泵流量；其中，所述设计需求压力为满足润滑系统正常工作的最小机油压力；
S13.在发动机不同的转速状态下，分别重复步骤S11-S12，得到发动机不同转速下的主油道压力；
S14.对发动机不同转速与发动机不同转速下的主油道压力进行数据拟合，得到主油道目标压力曲线。如图3中所示的曲线即为一条在发动机不同转速下的主油道目标压力曲线。
本实施例中，根据所述电磁阀的占空比实时调节机油泵的偏心距，也即是，机油泵偏心距调节由机油泵摆臂的转动实现，转动力矩的增加与减小依靠机油泵电磁阀的阀芯位置变化来实现，具体包括：
电磁阀芯过流面积增加，机油泵摆臂转动力矩增加，克服机油泵回位弹簧力后，推动摆臂旋转，机油泵偏心距降低，机油泵泵油量降低，泵后压力与主油道压力降低；
电磁阀芯过流面积减小，机油泵摆臂转动力矩减小，克服机油泵回位弹簧力后，推动摆臂逆向旋转，机油泵偏心距增加，机油泵泵油量增加，泵后压力与主油道压力增加。
本发明的可变排量的机油泵控制方法，还包括：判断发动机转速是否小于n，若是，则关闭PCJ电磁阀；若否，则打开PCJ电磁阀，使得主油道的机油进入PCJ进油道。其中，所述转速n可以根据实际工况进行取值，比如3000rpm或3500rpm；所述PCJ电磁阀属于OCV机油控制阀；
当发动机转速超过设定值n时，主油道内的含气量会增加，从而影响到润滑系统的润滑效果，通过打开PCJ电磁阀，使得主油道的机油进入PCJ进油道，从而进入到PCJ(活塞冷却喷嘴)，通过上述方法，一方面，减少了主油道内的含气量，保证了润滑系统的润滑效果；另一方面，能够及时降低活塞的温度。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种可变排量的机油泵控制方法，其特征在于：包括：
确定主油道目标压力曲线；
将主油道压力反馈至变排量机油泵的电磁阀，根据所述电磁阀的占空比实时调节机油泵的偏心距，使得主油道的压力曲线与主油道目标压力曲线一致。
2.根据权利要求1所述的可变排量的机油泵控制方法，其特征在于：确定主油道目标压力曲线，具体包括：
S11.对发动机各摩擦副及润滑元件的流量压力特性进行仿真模拟计算，得到主油道压力；
S12.若主油道压力大于设计需求压力，则降低机油泵流量，使得主油道压力等于设计需求压力；若主油道压力小于设计需求压力，则提高机油泵流量，使得主油道压力等于设计需求压力；
S13.在发动机不同的转速状态下，分别重复步骤S11-S12，得到发动机不同转速下的主油道压力；
S14.对发动机不同转速与发动机不同转速下的主油道压力进行数据拟合，得到主油道目标压力曲线。
3.根据权利要求1所述的可变排量的机油泵控制方法，其特征在于：根据所述电磁阀的占空比实时调节机油泵的偏心距，具体包括：
电磁阀芯过流面积增加，机油泵摆臂转动力矩增加，克服机油泵回位弹簧力后，推动摆臂旋转，机油泵偏心距降低；
电磁阀芯过流面积减小，机油泵摆臂转动力矩减小，克服机油泵回位弹簧力后，推动摆臂逆向旋转，机油泵偏心距增加。
4.根据权利要求1所述的可变排量的机油泵控制方法，其特征在于：还包括：判断发动机转速是否小于n，若是，则关闭PCJ电磁阀；若否，则打开PCJ电磁阀，使得主油道的机油进入PCJ进油道。
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