CN205047267U - 一种发动机用变量机油泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种发动机用变量机油泵系统，包括泵体、设置在泵体内的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮安装在一根可轴向移动的从动轴上；从动轴的一个端面与泵体之间设有一压力腔，泵体上的压油口与压力腔之间通过一电控阀相连接，电控阀与发动机的电控单元电连接，电控单元能够根据发动机转速控制电控阀的通断频率，进而控制从动轴端的压力腔内的油压，以便调整从动齿轮与主动齿轮的啮合长度，从而调整机油泵的每转排量，使机油泵的单位时间的排量改变，使机油泵的排量满足发动机在不同转速时对油压的需求。本实用新型还涉及所述发动机用变量机油泵系统的控制方法，同样具有上述效果。

Description

一种发动机用变量机油泵系统

技术领域

本实用新型涉及一种发动机用变量机油泵系统及其控制方法。

背景技术

发动机广泛地应用在汽车、摩托车等需要动力源的场合。发动机里面有曲轴、凸轮、活塞等运动部件，这些运动部件需要机油(润滑油)来润滑，并能起到一定的冷却作用。

通常情况下，发动机具有油底壳，油底壳内盛装有机油，发动机上设置有机油泵，发动机的机壳上设置有主油道和分支油道；机油泵上设置有吸油口和压油口，吸油口和油底壳连接，机油泵将油底壳中的机油吸入泵体并加压，并通过压油口输入主油道，主油道中的机油具有较高的压力，主油道将机油输通过分支油道传送至需要使用机油的部位，机油流经需要使用机油的部位之后压力减小，然后再回流至油底壳内以供循环使用。发动机一般还包括有ECU，即电控单元，ECU能够检测发动机的运行信息并能够发出控制信号给相关模块。

其中机油泵主要有转子式机油泵，齿轮式机油泵，叶片式机油泵。其中齿轮机油泵主要构成有泵体，设置在泵体内的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮相啮合，主动齿轮转动并带动从动齿轮转动，将机油从吸油口吸入并压向压油口。

发动机使用齿轮式机油泵时，发动机的曲轴的正时齿轮带动机油泵的主动齿轮旋转。发动机在不同的转速时所需要的机油油压不同，而且发动机所需油压与发动机转速并不呈线性变化。现在常用发动机中大多数使用定量式机油泵，定量式机油泵的每转排量是一定的，所以定量式机油泵的排量随发动机的转速呈线性变化。这样，机油泵的排量与发动机的需求之间存在差异，机油泵会做很多无用功而浪费能源。虽然一部分高端发动机为了节能减排，减少机油泵的功率消耗使用了机械式变量泵作为机油泵，采用控制阀来使机油泵改变排量降低功率消耗，现有的机械式变量泵大多为一级或者二级变量机油泵，只能对机油泵的排量做一级改变或者二级改变，比如中国专利CN203384624U公布了一种可变排量机油泵，该机油泵为一种变量齿轮泵，如图1所示，其主要构成有泵体8，设置在泵体8内的主动齿轮1和从动齿轮2，主动齿轮1通过主动轴安装在泵体8内，从动齿轮2通过从动轴安装在泵体8内，主动齿轮1和从动齿轮2相啮合，主动齿轮1转动并带动从动齿轮2转动，将机油从吸油口吸入并压向压油口，从动齿轮2和从动轴能够一起在泵体8内轴向移动，通过轴向移动从动齿轮2，能够改变从动齿轮2与主动齿轮1的啮合长度，进而改变变量齿轮泵的每转排量。因为机械式变量泵的变量压力需要靠控制阀来控制，而控制阀的压力由控制阀弹簧决定，所以变量压力级数无法有更多的改变，所以机械式变量泵仍然不能完全符合发动机的机油压力需求曲线，仍然会产生较多的无用功，浪费能源。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种发动机用变量机油泵系统，能够根据发动机转速来调节机油泵的排量，从而使机油泵的排量满足发动机在不同转速时对油压的需求。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型的一种发动机用变量机油泵系统，包括泵体、设置在泵体内的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合，从动齿轮安装在一根可轴向移动的从动轴上；从动轴的一个端面与泵体之间设有一压力腔，泵体上设有吸油口和压油口，所述压油口与压力腔之间通过一电控阀相连接，所述电控阀包括一进油口、一泄油口和一出油口；所述进油口与所述泵体的压油口连通，出油口与压力腔连通，所述电控阀与发动机的电控单元电连接。

进一步地，所述从动轴的另一端端面与泵体之间设置有从动轴复位装置。

进一步地，所述从动轴复位装置为复位弹簧。

进一步地，所述吸油口与发动机的油底壳相连通。

进一步地，所述压油口上还连接一泄压阀，所述泄压阀的出口与发动机的油底壳连接。

进一步地，所述电控阀为二位三通电磁阀。

进一步地，所述电控阀的泄油口与发动机的油底壳连接。

本实用新型还提供一种发动机用变量机油泵系统的控制方法，采用如下技术方案：电控单元根据发动机的转速控制电控阀的开关频率，动态地改变从动轴的位移，从而改变主动齿轮与从动齿轮的啮合长度，从而动态地调节机油泵压油口的压力。

基于上述方案，本实用新型的一种发动机用变量机油泵系统和一种发动机用变量机油泵系统的控制方法，均具有以下有益效果：电控单元能够根据发动机转速控制电控阀的通断频率，进而控制从动轴端的压力腔内的油压，以便调整从动齿轮与主动齿轮的啮合长度，从而调整机油泵的每转排量，进而改变机油泵的单位时间的排量；电控单元时时检测发动机转速并时时控制电控阀的通断频率，机油泵输出的油压能随发动机的转速的改变而立即改变；通过电控单元控制电控阀的通断频率，可以无级地调整主动齿轮和从动齿轮的啮合长度，从而实现机油泵排量的无级调整；可以使机油泵输出发动机不同转速时所需求的压力，使之完全符合发动机的压力需求曲线。

附图说明

图1显示为变量齿轮泵中的主动齿轮和从动齿轮啮合的截面示意图。

图2显示为本实用新型的一种发动机用变量机油泵系统的示意图。

图3显示为二位三通电磁阀的示意图。

零件标号说明：

1、主动齿轮；2、从动齿轮；21、从动轴；22、压力腔；23、复位弹簧；

3、主油道；4、电控单元；5、电控阀；51、进油口；52、泄油口；

53、出油口；6、泄压阀；7、油底壳；8、泵体；9、压油口。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图2显示为本实用新型的一种发动机用变量机油泵系统的示意图，请参见图2，本实用新型的一种发动机用变量机油泵系统，包括泵体8、设置在泵体8内的主动齿轮1和从动齿轮2；主动齿轮1与从动齿轮2啮合，泵体8上设有吸油口和压油口9，主动齿轮1转动带动从动齿轮2转动，将机油从吸油口压向压油口9，从动齿轮2安装在一根从动轴21上，从动齿轮2和从动轴21一起能够在泵体8内轴向移动，通过轴向移动从动齿轮2，能够改变从动齿轮2和主动齿轮1的啮合长度，进而改变机油泵的每转排量；从动轴21的一个端面与泵体8之间设有一压力腔22，压油口9与压力腔22之间通过一电控阀5相连接；需要说明的是，压油口9与压力腔22之间并不一定是直接连接，压油口9和电控阀5之间、电控阀5和压力腔22之间还可以设有其他的液压管路或者液压阀。如图3所示，电控阀5包括一进油口51、一泄油口52和一出油口53，当电控阀5通电时，进油口51与出油口53连通，当电控阀5断电时，出油口53与泄油口52连通。电控阀5的进油口51与泵体8上的压油口9连通，需要说明的是，进油口51与泵体8上的压油口9之间并不一定是直接连接，进油口51与泵体8上的压油口9之间还可以设有其他的液压管路或者液压阀，电控阀5的出油口53与压力腔22连通。电控阀5与发动机的电控单元4电连接，发动机的电控单元4能够检测发动机的转速，并根据不同的转速控制电控阀5的通断时间和通断频率。

如图2所示，当电控阀5通电时，进油口51与出油口53连通，压力腔22与压油口9连通并获得压力，从动轴21向右移动，从动齿轮2与主动齿轮1的啮合长度变小，机油泵的每转排量也相应变小；当电控阀5断电时，出油口53与泄油口52连通，压力腔22被卸压，从动轴21在复位装置的作用下向左移动复位，从动齿轮2与主动齿轮1的啮合长度变大，机油泵的每转排量也相应变大；可以在从动轴21的右端端面与泵体8之间设置一复位弹簧23作为从动轴21复位装置。电磁阀具有控制精度高和灵活性较好的优点，本实用新型的一种发动机用变量机油泵系统中可以采用二位三通电磁阀做为电控阀5，能够方便地接收电控单元4的控制信号，并保证控制精度。

因此，通过一定频率地快速切换电控阀5的通断，就可以使压力腔22保持相对稳定的压力水平，从而使从动齿轮2保持在相对应的位置，机油泵变换至相对应的每转排量和单位时间排量，从而在压油口9处获得一个相应的输出压力；改变电控阀5的通断频率，就会相应地改变压油口9处的输出压力。发动机的的电控单元4根据不同转速向电控阀5发出的通电信号的预设定频率由发动机转速、转速对应的所需油压、所需油压对应的机油泵每转排量、每转排量对应的主动齿轮1与从动齿轮2的啮合长度、主动齿轮1与从动齿轮2的啮合长度对应的压力腔22油压及其他必要参数计算得出，可以将不同转速对应的预设定频率设置在电控单元4的控制程序里，以便电控单元4能够方便快捷地向电控阀5发出预设定频率的通电信号。通过这样的方式，电控单元4能够根据发动机转速控制电控阀5的通断频率来调整从动齿轮2与主动齿轮1的啮合长度，从而调整机油泵的每转排量，就可以使机油泵输出发动机的转速所需求的压力，使之完全符合发动机的压力需求曲线。

一般的发动机都在机壳上设置有主油道3，机油泵压油口9流出的高压力的油液进入到主油道3中，主油道3再通过各分支油道将机油送向润滑部件；发动机的机壳上还设有油底壳7，用于收集从各润滑部位处流回的机油以及各液压阀泄放的机油，这些机油经滤清器过滤之后还可以被机油泵所利用。如图2所示，本实用新型的一种发动机用变量机油泵系统中，电控阀5的进油口51通过控制油路连接到主油道3上，从而使电控阀5的进油口51与泵体的压油口9连通。为了防止发动机的主油道3压力过高而引起损坏，需要控制发动机主油道3内的上限压力，可以在机油泵的压油口9与主油道3之间连接一泄压阀6，泄压阀6的出口与发动机的油底壳7连接，泄压阀6可以采用钢球弹簧式限压阀。为了能使机油得以循环利用，将机油泵的吸油口、电控阀5的泄油口52均与发动机的油底壳7连接，这样电控阀5的泄油口52流出的机油流回油底壳7中，经滤清器过滤之后还可被机油泵使用。

本实用新型的一种发动机用变量机油泵系统的控制方法，采用本实用新型的发动机用变量机油泵系统，发动机的电控单元4根据发动机的转速控制电控阀5的开关频率，动态地改变从动轴21的位移，从而改变主动齿轮1与从动齿轮2的啮合长度，主动齿轮1与从动齿轮2啮合长度不同，则机油泵的每转排量不同，因此虽然机油泵的转速随发动机的转速而线性变化，最终能够动态地调节机油泵压油口9的压力，使之完全符合发动机的压力需求曲线。通过这样的控制方式，电控单元4能够根据发动机转速控制电控阀5的通断频率来调整从动齿轮2与主动齿轮1的啮合长度，从而调整机油泵的每转排量，进而使机油泵的输出压力满足发动机在不同转速时对油压的需求。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种发动机用变量机油泵系统，

包括泵体(8)、设置在泵体(8)内的主动齿轮(1)和从动齿轮(2)，主动齿轮(1)与从动齿轮(2)啮合，从动齿轮(2)安装在一根可轴向移动的从动轴(21)上；从动轴(21)的一个端面与泵体(8)之间设有一压力腔(22)，泵体(8)上设有吸油口和压油口，其特征是：所述压油口与压力腔(22)之间通过一电控阀(5)相连接，所述

电控阀(5)包括一进油口(51)、一泄油口(52)和一出油口(53)；所述进油口(51)与所述泵体的压油口连通，出油口(53)与压力腔(22)连通，所述电控阀(5)与发动机的电控单元(4)电连接。

2.如权利要求1所述的发动机用变量机油泵系统，其特征是：

所述从动轴(21)的另一端端面与泵体(8)之间设置有从动轴复位装置。

3.如权利要求2所述的发动机用变量机油泵系统，其特征是：

所述从动轴复位装置为复位弹簧(23)。

4.如权利要求1所述的发动机用变量机油泵系统，其特征是：

所述吸油口与发动机的油底壳相连通。

5.如权利要求1所述的发动机用变量机油泵系统，其特征是：

所述压油口上还连接一泄压阀(6)，所述泄压阀(6)的出口与发动机的油底壳(7)连接。

6.如权利要求1所述的发动机用变量机油泵系统，其特征是：

所述电控阀(5)为二位三通电磁阀。

7.如权利要求1所述的发动机用变量机油泵系统，其特征是：

所述电控阀(5)的泄油口(52)与发动机的油底壳(7)连接。