CN220353918U - 一种电子双联泵及发动机润滑系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电子双联泵及发动机润滑系统，其中，发动机润滑系统包括供油管路和回油管路，电子双联泵包括电机、控制器、供油泵、回油泵和流量比例阀；供油泵和回油泵均为转子式定排量油泵，电机用于同步驱动供油泵的供油转子与回油泵的回油转子转动；供油泵连通于供油管路内，回油泵和流量比例阀连通于回油管路内，回油泵的排量大于供油泵的排量；控制器用于根据目标油压以及发动机油道内的实际油压控制电机的转速。该电子双联泵能够实现在满足发动机不同工况的润滑冷却需求的前提下，减少额外的功率损耗和排放。

Description

一种电子双联泵及发动机润滑系统

技术领域

本申请涉及汽油发动机技术领域，具体涉及一种电子双联泵及发动机润滑系统。

背景技术

发动机润滑系统对提供发动机燃油经济性、可靠性及改善排放有着重要的影响，发动机润滑系统供油不足会导致发动机运动件摩擦副磨损加剧，减少零件寿命，增加发动机整体的摩擦功，同时使依赖润滑油压力的功能性零件性能不佳或失效；而润滑系统供油过量会导致整个系统润滑油压力偏高，造成额外功率损耗和排放增加。

随着市场降油耗需求提高和排放要求的日益严格，节能减排已然成为发动机开发的重要研究方向和发展趋势。因此，对润滑系统节能减排技术的应用也提出了更高的要求，在满足发动机不同工况的润滑冷却需求的前提下，需较大程度减少额外的功率损耗和排放。而在润滑系统对发动机燃油经济性和排放改善的影响中，机油泵控制策略起着至关重要的作用。

而如何通过机油泵控制，实现在满足发动机不同工况的润滑冷却需求的前提下，减少额外的功率损耗和排放，是本领域技术人员所需要解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种电子双联泵及发动机润滑系统，能够实现在满足发动机不同工况的润滑冷却需求的前提下，减少额外的功率损耗和排放。

为解决上述技术问题，本申请提供一种电子双联泵，应用于发动机润滑系统，所述发动机润滑系统包括供油管路和回油管路，所述电子双联泵包括电机、控制器、供油泵、回油泵和流量比例阀；所述供油泵和所述回油泵均为转子式定排量油泵，所述电机用于同步驱动所述供油泵的供油转子与所述回油泵的回油转子转动；所述供油泵连通于所述供油管路内，所述回油泵和所述流量比例阀连通于所述回油管路内，所述回油泵的排量大于所述供油泵的排量；所述控制器用于根据目标油压以及发动机油道内的实际油压控制所述电机的转速。

该电子双联泵采用电子机油泵，不再如传统机油泵有曲轴直接驱动或者链条驱动，与发动机转速完全脱离。

通过油压传感器实时检测发动机油道中的实际油压，并将该实际油压与相应的目标油压比较，并进行PID调节，控制器通过控制电机转速，使得实际油压达到目标油压，即通过控制器控制电机转速，使得发动机油道中的实际油压尽量跟随油压MAP变化。根据实际油压与目标油压，对电机的转速进行控制，从而控制实际油压，该电子双联泵能够对发动机润滑系统提供更加灵活适宜的供油方案，无需为满足某些特殊工况的油压需求，从而增加润滑系统的整体供油量，在满足发动机各工况油压需求的前提下，最大程度的降低额外的功耗。

由于供油转子和回油转子同轴，并同步通过电机驱动，也就是说，通过同一个电机能够驱动两个油泵同时工作，并且，利用电机轴直接驱动供油泵和回油泵的转子，省去了电机驱动轴与油泵轴之间的联轴器部分，相当于将供油泵的传动轴、回油泵的传动轴与电机的驱动轴集成在一起，如此一来，能够有效简化整体结构，并且减小该电子双联泵的整体体积。

因供油泵和回油泵为通过同一个电机实现同轴驱动，为满足油箱补油需求及发动机润滑可靠性，该电子双联泵中的回油泵排量设计值需稍大于供油泵排量设计值，使得在常态情况下回油泵流量始终大于供油泵流量。同时，将流量比例阀也设置在回油管路内，用于调节回油管路内的回油流量。通过流量比例阀的开度大小的调节，使得油箱内的油量维持在第一油量范围内，油底壳内的油量维持在第二油量范围内，供油管路内的供油流量和回油管路内的回油流量相同，发动机润滑系统内的供油和回油稳定。

可选地，所述电机的驱动轴与所述供油转子之间，以及所述电机的驱动轴与所述回油转子之间，分别通过扁方间隙配合。

可选地，所述供油管路还设有安全油路，所述安全油路设有安全阀，且所述安全油路连通于所述供油泵的出口和所述供油泵的入口之间，且所述安全油路的流通方向为由所述供油泵的出口流向所述供油泵的入口。

可选地，还包括壳体以及设于所述壳体内的中盖和隔板，所述中盖将所述壳体的内腔分隔形成第一腔体和第二腔体，所述电机位于所述第一腔体内，所述回油泵和所述供油泵位于所述第二腔体内并通过所述隔板分隔，所述第二腔体设有泵盖，所述电机的驱动轴穿过所述泵盖和隔板并分别与所述供油转子及所述回油转子驱动连接，所述驱动轴和所述中盖之间沿所述驱动轴的周向设有密封件。

可选地，所述驱动轴和所述中盖之间连接有轴承。

可选地，所述壳体外还固定有控制盒，所述控制器设于所述控制盒内。

可选地，所述电机为风冷式电机或油冷式电机。

本申请还提供了一种发动机润滑系统，包括发动机机体、油箱、油底壳以及如上所述的电子双联泵，供油管路连通于油箱和发动机机体之间，回油管路连通于油底壳和油箱之间。

具有如上所述的电子双联泵的发动机润滑系统，其技术效果与上述电子双联泵的技术效果类似，为节约篇幅，在此不再赘述。

可选地，所述供油管还连通有机油冷却器和机油滤清器，所述机油冷却器和所述机油滤清器位于所述电子双联泵和所述发动机机体之间。

可选地，所述油底壳和所述油箱内还分别设有液位传感器。

附图说明

图1是本申请实施例所提供的发动机润滑系统结构框图；

图2是图1中电子双联泵的结构示意图。

附图1-图2中，附图标记说明如下：

1电子双联泵，11电机、111-驱动轴，12控制器；13供油泵，131供油转子，14回油泵，141回油转子，15流量比例阀，16安全阀；17壳体，171中盖，172隔板，173泵盖，174密封件，175轴承；

2发动机机体；3油箱；4油底壳；5机油冷却器；6机油滤清器；7液位传感器；8油管。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步的详细说明。

发动机润滑系统对提供发动机燃油经济性、可靠性及改善排放有着重要的影响，发动机润滑系统供油不足会导致发动机运动件摩擦副磨损加剧，减少零件寿命，增加发动机整体的摩擦功，同时使依赖润滑油压力的功能性零件性能不佳或失效；而润滑系统供油过量会导致整个系统润滑油压力偏高，造成额外功率损耗和排放增加。

随着市场降油耗需求提高和排放要求的日益严格，节能减排已然成为发动机开发的重要研究方向和发展趋势。因此，对润滑系统节能减排技术的应用也提出了更高的要求，在满足发动机不同工况的润滑冷却需求的前提下，需较大程度减少额外的功率损耗和排放。而在润滑系统对发动机燃油经济性和排放改善的影响中，机油泵控制策略起着至关重要的作用。

目前润滑系统中的机油泵采用与发动机曲轴传动的定排量机油泵或可变排量机油泵。虽然相对于定排量机油泵，可变排量泵可在一定范围内降低机油泵液压功，但因可变排量机油泵的驱动方式仍为与发动机曲轴相关，机油泵供油量在中低转速工况受制于发动机转速，无法在不改变机油泵排量的前提下，为某些特殊工况提供适宜的供油量。因此在设计机油泵排量时仍需以发动机低速高负荷的油压需求作为输入，机油泵排量设计值较大，所以由机油泵最大排量决定的摩擦功并未有效明显降低。

本申请实施例提供了一种电子双联泵1及发动机润滑系统，其中，发动机润滑系统包括发动机机体2、油箱3、油底壳4、供油管路、回油管路和电子双联泵1，电子双联泵1包括供油泵13和回油泵14，供油管路连通于油箱3和发动机机体2之间，供油泵13连通于供油管路内，并为供油管路内的润滑油提供流通动力，回油管路连通于油底壳4和油箱3之间，回油泵14连通于回油管路内，并为回油管路内的润滑油提供流通动力。

也就是说，该发动机润滑系统中的油路传递路径分为两部分，第一部分为供油管路通过供油泵13从油箱3中吸入润滑油，润滑油沿供油管路进入发动机机体2油道内，满足发动机各相关零部件的润滑需求，发动机机体2的润滑油会流至油底壳4内；第二部分为回油管路通过回油泵14从油底壳4吸入润滑油，润滑油沿回油管路回流至油箱3内，以重新参与润滑。

不难理解，供油管路和回油管路是指通过油管8在各部件之间连通形成的油路。

如图1所示，该发动机润滑系统还包括设置在供油管路内，并位于电子双联泵1和发动机机体2之间的机油冷却器5和机油滤清器6，油箱3内的润滑油在供油泵13的动力作用下，沿供油管路流经机油冷却器5、机油滤清器6后进入发动机机体2油道内。该机油冷却器5能够对润滑油进行冷却，机油滤清器6用于对润滑油进行过滤，避免润滑油内的杂质对发动机机体2油道造成损坏，同时，冷却后的润滑油还能够为发动机机体2降温，保证发动机运行的稳定性。

本实施例所提供的电子双联泵1还包括电机11、控制器12和流量比例阀15，供油泵13和回油泵14均为转子式定排量油泵，电机11用于同步驱动供油泵13的供油转子131与回油泵14的回油转子141转动，控制器12用于控制电机11的转速，也就是说，该电子双联泵1采用电子机油泵，不再如传统机油泵有曲轴直接驱动或者链条驱动，与发动机转速完全脱离。

具体的，控制器12根据目标油压以及发动机油道内的实际油压控制电机11的转速，其中，目标油压存储于车载电脑(ECU)中，具体的ECU中存储有油压MAP(油压需求表)，在不同工况(如不同的发动机转速、负荷、油温等)下，对应不同的目标油压。该目标油压是指在对应的工况下，能够保证发动机安全性和功耗性时的发动机油道压力值。

通过油压传感器实时检测发动机油道中的实际油压，并将该实际油压与相应的目标油压比较，并进行PID调节，控制器12通过控制电机11转速，使得实际油压达到目标油压，即通过控制器12控制电机11转速，使得发动机油道中的实际油压尽量跟随油压MAP变化，在满足发动机不同工况的润滑冷却需求的前提下，能够较大程度减少额外的功率损耗和排放。

同时，还可设定油压报警MAP(油压报警需求表)，当测得的实际油压低于对应工况下的报警油压时，电子机油泵默认进入保护模式，控制器12控制电机11以设定的高转速运行，同时提醒驾驶员油压异常。同样的，当电子双联泵1通讯异常，或者机油压力传感器发生故障等情况时，电子机油泵也默认进入保护模式。

电机11以设定的高转速运行时，能够保证能够提供较高的油压保护润滑系统内的相关零部件。具体的，对于设定的高转速的具体数值不做限制，可根据润滑系统的具体情况布置即可。

根据实际油压与目标油压，对电机11的转速进行控制，从而控制实际油压，该电子双联泵1能够对发动机润滑系统提供更加灵活适宜的供油方案，无需为满足某些特殊工况的油压需求，从而增加润滑系统的整体供油量，在满足发动机各工况油压需求的前提下，最大程度的降低额外的功耗。

由于供油转子131和回油转子141同轴，并同步通过电机11驱动，也就是说，通过同一个电机11能够驱动两个油泵同时工作，并且，利用电机11轴直接驱动供油泵13和回油泵14的转子，省去了电机11驱动轴111与油泵轴之间的联轴器部分，相当于将供油泵13的传动轴、回油泵14的传动轴与电机11的驱动轴111集成在一起，如此一来，能够有效简化整体结构，并且减小该电子双联泵1的整体体积。

因供油泵13和回油泵14为通过同一个电机11实现同轴驱动，为满足油箱3补油需求及发动机润滑可靠性，该电子双联泵1中的回油泵14排量设计值需稍大于供油泵13排量设计值，使得在常态情况下回油泵14流量始终大于供油泵13流量。同时，将流量比例阀15也设置在回油管路内，用于调节回油管路内的回油流量。

详细的讲，首先，对流量比例阀15设计一个预设开度，当流量比例阀15的开度达到预设开度时，供油管路内的供油流量和回油管路内的回油流量相同，发动机润滑系统中供油、回油相对平衡，油箱3内的油量稳定地保持在第一油量范围内，油底壳4内的油量稳定地保持在第二油量范围内。不难理解，通过流量比例阀15的调节，能够使得回油管路内的回油流量由当前流量调节至回油泵14的最大流量，该回油泵14的最大流量大于供油泵13的最大油量。

具体在使用过程中，实时检测油箱3内的油量以及油底壳4内的油量，当油箱3内的油量小于第一油量范围时，通过控制流量比例阀15的开度，使得回油管路内的流量增大并大于供油管路的流量，油箱3内的油量增多，当油箱3内的油量达到第一油量范围后，将流量比例阀15调节至预设开度。当油箱3内的油量大于第一油量范围时，通过控制流量比例阀15的开度，使得回油管路内的流量减小并小于供油管路的流量，油箱3内的油量减少，油底壳4内的油量增多，当油箱3内的油量达到第一油量范围后，将流量比例阀15调节至预设开度。

也就是说，通过流量比例阀15的开度大小的调节，使得油箱3内的油量维持在第一油量范围内，油底壳4内的油量维持在第二油量范围内，供油管路内的供油流量和回油管路内的回油流量相同，发动机润滑系统内的供油和回油稳定。

当检测到油箱3内的油量达到了最小警戒油量时，流量比例阀15默认断电关闭，此时，回油管路以最大流通量回油，使油箱3液位快速上升，避免发生供油泵13供油不足的风险，保证供油稳定性。

本实施例中，对于油箱3和油底壳4内的油量的检测不做限制，如图1所示，油箱3和油底壳4内分别设置有液位传感器7，通过液位传感器7实时监测油箱3和油底壳4内的液位，从而获知油量。当然，本实施例中，也可以通过检测重量等方式对油量进行检测均可，而通过液位传感器7检测液位获知油量时，能够简化整体结构、降低成本。

各液位传感器7分别与ECU连接，同时流量比例阀15与也ECU连接，ECU根据液位传感器7的检测结果，调节流量比例阀15的开度。

具体的，控制器12如何根据实际油压和目标油压的比较结果，控制电机11转速，以实现实际油压跟随油压MAP变化，以及，ECU如何根据液位传感器7的检测结果，对流量比例阀5的开度进行调节，对于本领域技术人员来说，已是熟知的现有技术，为节约篇幅，在此不再赘述。

并且，如图1所示的是发动机润滑系统的结构框图，其中，该附图中示出了各部件之间的连接关系，具体的，各部件的结构、形状均不作限制，并且各部件之间具体如何连接，对于本领域技术人员来说已是熟知的现有技术。

本实施例中，电机11的驱动轴111与供油转子131之间通过扁方间隙配合，同时，电机11的驱动轴111与回油转子141之间也通过扁方间隙配合，如此设置，便于拆装操作。

如图1所示，供油管路还设有安全油路，该安全油路设有安全阀16，并且安全油路连通于供油泵13的出口和供油泵13的入口之间，该安全油路内油的流通方向为由供油泵13的出口向供油泵13的入口。当发动机油道内的油压较大时，可将安全阀16开启，该安全油路即被开启，由供油泵13出口排出的润滑油部分进入该安全油路内，从而减小由供油管路流向发动机机体2的供油量。电机11在启动过程中，转速控制可能受限，可通过该安全油路的开启减小供油管路的油量。

如图2所示，该电子双联泵1还包括壳体17，该壳体17的内腔设置有中盖171和隔板172，中盖171将壳体17的内腔分隔形成第一腔体和第二腔体，其中，电机11位于第一腔体内，供油泵13和回油泵14位于第二腔体内并通过隔板172分隔，并且第二腔体设有泵盖173。电机11的驱动轴111穿过中盖171和隔板172并分别与供油转子131以及回油转子141驱动连接，驱动轴111和中盖171之间沿驱动轴111的周向设置有密封件174，防止第二腔体内的润滑油进入至第一腔体内。

并且，驱动轴111和中盖171之间设有轴承175，保证驱动轴111的驱动稳定性。

随着目前部分整车外形设计趋向于低趴流线型，对发动机高度限制要求越来越高，本实施例所提供的电子双联泵1，将壳体17与发动机的外侧固定，也就是说，该电子双联泵1位于发动机外，如此设置，相较于将机油泵集成于发动机内的方案来说，明显能够减小发动机的整体厚度，从而使发动机结构更加紧凑，更容易满足整车的空间需求。

并且，本实施例中，在壳体17的外侧还固定有控制盒，控制器12位于该控制盒内，电机11位于壳体17内，并且通过电机11引出三相线穿出壳体17外，与控制器12连接，同时，通过螺钉将控制盒安装至壳体17上，如此可缩短产品的整体轴向尺寸，同时降低控制器12设计更改对总成件的影响。

当然，本实施例中，也可以将控制器12集成于壳体17内均可，具体可根据实际需求，更改控制器12与电机11的集成、装配类型。

本实施例中，电机11为风冷式电机11，电机11内部不进油，采用风冷式电机11可降低制造成本，同时降低对润滑油清洁度的要求。或者，电机11也可以采用油冷式电机11，冷却效果更好。当然，本实施例中，对于电机11的冷却类型不做要求，可根据实际需求设置即可。

本实施例所提供的电子双联泵1，在不同工况下的工作进行如下说明。

发动机冷启动前，尤其是低温环境下，该电子双联泵1可以进行预运转，提前给发动机油道内供给润滑油，当发动机润滑系统达到预设的油压后再对发动机进行点火，如此可解决低温机油粘度高，系统机油压力建立时间长的问题，同时可降低发动机摩擦副冷启动磨损，特别是在混合动力车辆冷启动转速较高的工况，可降低摩擦副的异常磨损概率，提高润滑可靠性和发动机寿命。

在正常道路驾驶过程中的常态工况下，机油压力传感器实时监测发动机油道内的实际油压，通过实际油压和目标油压比较后，控制电机11转速，使发动机各个摩擦副工作在最优化的机油压力，可最大程度上降低功率损耗。

中高转速低负荷工况下，在满足发动机润滑需求的前提下，此时可通过控制电机11转速降低系统机油压力使活塞冷却喷嘴不打开，可减少机油泄漏量，有利于燃烧、排放的同时，降低系统功耗。

当环境温度较高时，进气温度较高，燃烧恶化，此时可通过控制电机11转速提高系统机油压力使活塞冷却喷嘴打开，降低发动机早燃爆震趋势。

以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子双联泵，应用于发动机润滑系统，所述发动机润滑系统包括供油管路和回油管路，其特征在于，所述电子双联泵包括电机、控制器、供油泵、回油泵和流量比例阀；

所述供油泵和所述回油泵均为转子式定排量油泵，所述电机用于同步驱动所述供油泵的供油转子与所述回油泵的回油转子转动；

所述供油泵连通于所述供油管路内，所述回油泵和所述流量比例阀连通于所述回油管路内，所述回油泵的排量大于所述供油泵的排量；

所述控制器用于根据目标油压以及发动机油道内的实际油压控制所述电机的转速。

2.根据权利要求1所述的电子双联泵，其特征在于，所述电机的驱动轴与所述供油转子之间，以及所述电机的驱动轴与所述回油转子之间，分别通过扁方间隙配合。

3.根据权利要求1所述的电子双联泵，其特征在于，所述供油管路还设有安全油路，所述安全油路设有安全阀，且所述安全油路连通于所述供油泵的出口和所述供油泵的入口之间，且所述安全油路的流通方向为由所述供油泵的出口流向所述供油泵的入口。

4.根据权利要求1所述的电子双联泵，其特征在于，还包括壳体以及设于所述壳体内的中盖和隔板，所述中盖将所述壳体的内腔分隔形成第一腔体和第二腔体，所述电机位于所述第一腔体内，所述回油泵和所述供油泵位于所述第二腔体内并通过所述隔板分隔，所述第二腔体设有泵盖，所述电机的驱动轴穿过所述泵盖和隔板并分别与所述供油转子及所述回油转子驱动连接，所述驱动轴和所述中盖之间沿所述驱动轴的周向设有密封件。

5.根据权利要求4所述的电子双联泵，其特征在于，所述驱动轴和所述中盖之间连接有轴承。

6.根据权利要求4所述的电子双联泵，其特征在于，所述壳体外还固定有控制盒，所述控制器设于所述控制盒内。

7.根据权利要求3所述的电子双联泵，其特征在于，所述电机为风冷式电机或油冷式电机。

8.一种发动机润滑系统，其特征在于，包括发动机机体、油箱、油底壳以及如权利要求1-7任一项所述的电子双联泵，供油管路连通于油箱和发动机机体之间，回油管路连通于油底壳和油箱之间。

9.根据权利要求8所述的发动机润滑系统，其特征在于，所述供油管还连通有机油冷却器和机油滤清器，所述机油冷却器和所述机油滤清器位于所述电子双联泵和所述发动机机体之间。

10.根据权利要求8所述的发动机润滑系统，其特征在于，所述油底壳和所述油箱内还分别设有液位传感器。