CN210509584U - 一种基于变排量泵的两级变量控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于变排量泵的两级变量控制系统，包括单腔反馈可变排量叶片泵、主油道、油底壳、先导阀、开关电磁阀，先导阀包括阀套、阀芯和弹簧，阀芯整体呈“工”字形，包括杆状部和分别设置在杆状部两端的大圆盘和小圆盘，大圆盘的端面与阀套之间形成弹簧腔，小圆盘的端面与阀套之间形成活塞腔，杆状部与阀套内壁之间形成压力控制腔；活塞腔与主油道始终相连，压力控制腔通过开关电磁阀与主油道相连，弹簧腔与油底壳始终相连；阀套上设有用于连接反馈压力油腔的反馈油道接口，阀芯上设有用于连通反馈油道接口和活塞腔的油孔。上述控制系统避免先导阀提前开始，确保整个控制系统的控制精度。

Description

一种基于变排量泵的两级变量控制系统

技术领域

本实用新型涉及内燃机润滑系统技术领域，特别是一种内燃机润滑用单腔反馈可变排量叶片泵的控制系统。

背景技术

随着发动机润滑系统机油泵变排量技术的日益发展和普及,叶片式机油泵获得了广泛应用,现有叶片泵包括单作用腔反馈和双作用腔反馈两种变量形式,其中单作用腔反馈可以设计成一级可变排量模式,通过电液比例控制阀可实现MAP控制，双作用腔反馈可以设计成两级可变排量模式。

中国实用新型专利说明书第2015106253728号申请了一种主油道反馈单腔两级变排量叶片泵的控制系统，该系统使单腔反馈可变排量叶片泵实现了两级可变排量，但是该控制系统存在以下缺陷：由于先导阀的压力控制腔始终与主油道相通，且压力控制腔与弹簧腔相邻，这样在高压模式的时候，压力控制腔内的高压油容易透过阀芯周面与阀套之间的间隙渗漏至弹簧腔，然后流入了反馈压力油腔，这就相当于提前开启了先导阀，从而影响了控制精度，使机油泵提前进行变量。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于变排量泵的两级变量控制系统，该控制系统能够避免先导阀提前开始，确保整个控制系统的控制精度。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种基于变排量泵的两级变量控制系统，包括单腔反馈可变排量叶片泵、泵出口、主油道、油底壳、安全阀、先导阀、开关电磁阀，所述单腔反馈可变排量叶片泵包括泵体、反馈压力油腔、转子、变量滑块和变量弹簧，所述先导阀包括阀套、阀芯和弹簧；所述阀芯整体呈“工”字形，包括杆状部和分别设置在杆状部两端的大圆盘和小圆盘，所述大圆盘的端面与阀套之间形成弹簧腔，所述小圆盘的端面与阀套之间形成活塞腔，所述杆状部与阀套内壁之间形成压力控制腔；所述活塞腔与主油道始终相连，所述压力控制腔通过开关电磁阀与主油道相连，所述弹簧腔与油底壳始终相连；所述阀芯从小圆盘端面的中心开有一个沿杆状部延伸至大圆盘的轴向油孔，所述大圆盘的圆周面上设有至少一个延伸至大圆盘中心的径向油孔，所述活塞腔、轴向油孔、径向油孔三者之间顺次连通；所述阀套上设有用于连接反馈压力油腔的反馈油道接口，所述阀套内壁上对应反馈油道接口的位置或者阀芯大圆盘圆周面上对应径向油孔的位置设有一个环形槽，通过弹簧力和机油压力控制阀芯在阀套中的移动，可实现弹簧腔或活塞腔与所述反馈压力油腔的通断；所述开关电磁阀的P口与主油道相通，A口与先导阀的压力控制腔相通，T口与油底壳相通，A口在ECU的控制下可与P口或T口连通。

上述技术方案的工作状态是：随着阀芯在阀套中的位置不同，反馈油道接口择一地处于与弹簧腔相通或与活塞腔相通两种状态；

在一级可变排量阶段，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压力控制腔，在此阶段，先导阀的活塞腔和压力控制腔均充满主油道压力油；在主油道的机油压力未达到调定的低压变量压力点之前，反馈压力油腔依次通过先导阀的反馈油道接口、弹簧腔与油底壳相通；当主油道的机油压力达到调定的低压变量压力点时，先导阀阀芯在活塞腔和压力控制腔内的机油压力作用下向弹簧腔移动，使先导阀阀芯上的径向油孔借着环形槽与反馈油道接口相通，反馈压力油腔依次通过先导阀的反馈油道接口、环形槽、径向油孔、轴向油孔、活塞腔与主油道相通，主油道的机油压力进入反馈压力油腔直接作用于变量滑块，使变量滑块与转子的偏心量减少，从而降低输出排量；

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，电磁阀的A口与T口连通，先导阀的压力控制腔中的压力油通过开关电磁阀泄至油底壳，系统进入二级可变排量阶段，在二级可变排量阶段，先导阀的活塞腔内仍然充满主油道压力油，压力控制腔内油压为零；在主油道的机油压力未达到调定的高压变量压力点之前，反馈压力油腔依次通过先导阀的反馈油道接口、弹簧腔与油底壳相通；当主油道的机油压力达到调定的高压变量压力点时，先导阀阀芯在活塞腔内的机油压力作用下向弹簧腔移动，使先导阀阀芯上的径向油孔借着环形槽与反馈油道接口相通，反馈压力油腔依次通过先导阀的反馈油道接口、环形槽、径向油孔、轴向油孔、活塞腔与主油道相通，主油道的机油压力进入反馈压力油腔直接作用于变量滑块，使变量滑块与转子的偏心量减少，从而降低输出排量。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过反馈压力油腔结合先导阀的压力控制腔和活塞腔解决了不同油压的变量控制，使单腔反馈可变排量叶片泵实现了两级可变排量，比双作用腔反馈可变排量叶片泵结构简化，响应速度快。由于活塞腔始终与主油道相通，活塞腔与弹簧腔不相邻，在高压模式下，活塞腔内的高压油难以通过阀芯周面与阀套的间隙向弹簧腔渗透，因此能避免先导阀提前开启，确保整个控制系统的控制精度。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的控制系统在未变量阶段的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的控制系统在变量阶段的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中的先导阀放大示意图；

图4为本实用新型实施例2的控制系统在未变量阶段的结构示意图；

图5为本实用新型实施例2的控制系统在变量阶段的结构示意图；

图6为本实用新型实施例2中的先导阀放大示意图；

附图标记：

1——单腔反馈可变排量叶片泵 11——反馈压力油腔

2——泵出口 3——安全阀 4——过滤器

5——主油道 6——油底壳 7——开关电磁阀

71——P口 72——A口 73——T口

8——先导阀 81——弹簧腔 82——活塞腔

83——压力控制腔 84——反馈油道接口 85——阀芯

85a——轴向油孔 85b——径向油孔 85c——环形槽。

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实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、 “厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、 “外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本实用新型的描述中，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。

实施例1

如图1至3所示，一种基于变排量泵的两级变量控制系统，包括单腔反馈可变排量叶片泵1、泵出口2、安全阀3、过滤器4、主油道5、油底壳6、开关电磁阀7、先导阀8，所述单腔反馈可变排量叶片泵1包括泵体、反馈压力油腔11、转子、变量滑块和变量弹簧，所述安全阀3位于泵出口2和油底壳6之间的油路上，当泵出口2的机油压力超过安全阀3的调定压力时，泵出口2的机油通过安全阀3流入油底壳6；先导阀8包括阀套、阀芯85和弹簧；阀芯85整体呈“工”字形，包括杆状部和分别设置在杆状部两端的大圆盘和小圆盘，大圆盘的端面与阀套之间形成弹簧腔81，小圆盘的端面与阀套之间形成活塞腔82，所述杆状部与阀套内壁之间形成压力控制腔83；活塞腔82与主油道5始终相连，压力控制腔83通过开关电磁阀7与主油道5相连，弹簧腔81与油底壳6始终相连；阀芯85从小圆盘端面的中心开有一个沿杆状部延伸至大圆盘的轴向油孔85a，所述大圆盘的圆周面上设有一个环形槽85c以及一个延伸至大圆盘中心的径向油孔85b，活塞腔82、轴向油孔85a、径向油孔85b和环形槽85c四者之间顺次连通；所述阀套上设有用于连接反馈压力油腔11的反馈油道接口84，通过弹簧力和机油压力控制阀芯85在阀套中的移动，可实现弹簧腔81或活塞腔82与所述反馈压力油腔11的通断；开关电磁阀7的P口71与主油道5相通，A口72与先导阀8的压力控制腔83相通，T口73与油底壳6相通，A口72在ECU的控制下可与P口71或T口73连通。

上述技术方案的工作状态是：随着阀芯在阀套中的位置不同，反馈油道接口择一地处于与弹簧腔相通或与活塞腔相通两种状态；

在一级可变排量阶段，在ECU的控制下，开关电磁阀7的P口71与A口72连通，主油道压力油通过开关电磁阀7进入先导阀8的压力控制腔83，在此阶段，先导阀8的活塞腔82和压力控制腔83均充满主油道压力油；在主油道的机油压力未达到调定的低压变量压力点之前，反馈压力油腔11依次通过先导阀8的反馈油道接口84、弹簧腔81与油底壳6相通；当主油道5的机油压力达到调定的低压变量压力点时，先导阀阀芯85在活塞腔82和压力控制腔83内的机油压力作用下向弹簧腔81移动，使先导阀阀芯85上的径向油孔85b借着环形槽85c与反馈油道接口84相通，反馈压力油腔11依次通过先导阀的反馈油道接口84、环形槽85c、径向油孔85b、轴向油孔85a、活塞腔82与主油道5相通，主油道5的机油压力进入反馈压力油腔11直接作用于变量滑块，使变量滑块与转子的偏心量减少，从而降低输出排量；

当开关电磁阀7在ECU的控制下切换到另一工作状态时，开关电磁阀7的P口71与A口72不连通，电磁阀的A口72与T口73连通，先导阀8的压力控制腔83中的压力油通过开关电磁阀7泄至油底壳6，系统进入二级可变排量阶段，在此阶段，先导阀8的活塞腔82内仍然充满主油道压力油，压力控制腔83内油压为零；在主油道5的机油压力未达到调定的高压变量压力点之前，反馈压力油腔11依次通过先导阀8的反馈油道接口84、弹簧腔81与油底壳6相通；当主油道5的机油压力达到调定的高压变量压力点时，先导阀阀芯85在活塞腔82内的机油压力作用下向弹簧腔81移动，使先导阀阀芯85上的径向油孔85b借着环形槽85c与反馈油道接口84相通，反馈压力油腔11依次通过先导阀8的反馈油道接口84、环形槽85c、径向油孔85b、轴向油孔85a、活塞腔82与主油道5相通，主油道5的机油压力进入反馈压力油腔11直接作用于变量滑块，使变量滑块与转子的偏心量减少，从而降低输出排量。

实施例2

如图1、2所示，本实施例提供的控制系统整体与实施例1相同，唯一区别在于先导阀8的阀芯结构不同。

如图3所示，阀芯85从小圆盘端面的中心开有一个沿杆状部延伸至大圆盘的轴向油孔85a，所述大圆盘的圆周面上设有一个环形槽（图中未示出）以及两个延伸至大圆盘中心的径向油孔85b，活塞腔82、轴向油孔85a、径向油孔85b和环形槽四者之间顺次连通。环形槽也可以设置在阀套内壁对应反馈油道接口84的位置，只是相对而言，将环形槽设置在阀芯大圆盘的圆周面上更易于加工。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型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实用新型的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型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实用新型的内容。

Claims (2)

1.一种基于变排量泵的两级变量控制系统，包括单腔反馈可变排量叶片泵（1）、泵出口（2）、安全阀（3）、主油道（5）、油底壳（6）、开关电磁阀（7）、先导阀（8），所述单腔反馈可变排量叶片泵（1）包括泵体、反馈压力油腔（11）、转子、变量滑块和变量弹簧，其特征在于：所述先导阀（8）包括阀套、阀芯（85）和弹簧；所述阀芯（85）整体呈“工”字形，包括杆状部和分别设置在杆状部两端的大圆盘和小圆盘，所述大圆盘的端面与阀套之间形成弹簧腔（81），所述小圆盘的端面与阀套之间形成活塞腔（82），所述杆状部与阀套内壁之间形成压力控制腔（83）；所述活塞腔（82）与主油道（5）始终相连，所述压力控制腔（83）通过开关电磁阀（7）与主油道（5）相连，所述弹簧腔（81）与油底壳（6）始终相连；所述阀芯（85）从小圆盘端面的中心开有一个沿杆状部延伸至大圆盘的轴向油孔（85a），所述大圆盘的圆周面上设有至少一个延伸至大圆盘中心的径向油孔（85b），所述活塞腔（82）、轴向油孔（85a）、径向油孔（85b）三者之间顺次连通；所述阀套上设有用于连接反馈压力油腔（11）的反馈油道接口（84），所述阀套内壁上对应反馈油道接口（84）的位置或者阀芯大圆盘圆周面上对应径向油孔（85b）的位置设有一个环形槽（85c），通过弹簧力和机油压力控制阀芯（85）在阀套中的移动，可实现弹簧腔（81）或活塞腔（82）与所述反馈压力油腔（11）的通断；所述开关电磁阀（7）的P口（71）与主油道（5）相通，A口（72）与先导阀（8）的压力控制腔（83）相通，T口（73）与油底壳（6）相通，A口（72）在ECU的控制下可与P口（71）或T口（73）连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于变排量泵的两级变量控制系统，其特征在于：随着阀芯（85）在阀套中的位置不同，反馈油道接口（84）择一地处于与弹簧腔（81）相通或与活塞腔（82）相通两种状态；

在一级可变排量阶段，在ECU的控制下，开关电磁阀的P口（71）与A口（72）连通，主油道压力油通过开关电磁阀（7）进入先导阀的压力控制腔（83），在此阶段，先导阀的活塞腔（82）和压力控制腔（83）均充满主油道压力油；在主油道（5）的机油压力未达到调定的低压变量压力点之前，反馈压力油腔（11）依次通过先导阀的反馈油道接口（84）、弹簧腔（81）与油底壳（6）相通；当主油道（5）的机油压力达到调定的低压变量压力点时，先导阀阀芯（85）在活塞腔（82）和压力控制腔（83）内的机油压力作用下向弹簧腔（81）移动，使先导阀阀芯（85）上的径向油孔（85b）借着环形槽（85c）与反馈油道接口（84）相通，反馈压力油腔（11）依次通过先导阀的反馈油道接口（84）、环形槽（85c）、径向油孔（85b）、轴向油孔（85a）、活塞腔（82）与主油道（5）相通，主油道（5）的机油压力进入反馈压力油腔（11）直接作用于变量滑块，使变量滑块与转子的偏心量减少，从而降低输出排量；

当开关电磁阀（7）在ECU的控制下切换到另一工作状态时，开关电磁阀的P口（71）与A口（72）不连通，电磁阀的A口（72）与T口（73）连通，先导阀的压力控制腔（83）中的压力油通过开关电磁阀（7）泄至油底壳（6），系统进入二级可变排量阶段，在二级可变排量阶段，先导阀的活塞腔（82）内仍然充满主油道压力油，压力控制腔（83）内油压为零；在主油道（5）的机油压力未达到调定的高压变量压力点之前，反馈压力油腔（11）依次通过先导阀的反馈油道接口（84）、弹簧腔（81）与油底壳（6）相通；当主油道（5）的机油压力达到调定的高压变量压力点时，先导阀阀芯（85）在活塞腔（82）内的机油压力作用下向弹簧腔（81）移动，使先导阀阀芯（85）上的径向油孔（85b）借着环形槽（85c）与反馈油道接口（84）相通，反馈压力油腔（11）依次通过先导阀的反馈油道接口（84）、环形槽（85c）、径向油孔（85b）、轴向油孔（85a）、活塞腔（82）与主油道（5）相通，主油道（5）的机油压力进入反馈压力油腔（11）直接作用于变量滑块，使变量滑块与转子的偏心量减少，从而降低输出排量。

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