DE102017202063B4

DE102017202063B4 - Autoschmiermittelpumpsystem mit zweiteiligem Entlastungsventil

Info

Publication number: DE102017202063B4
Application number: DE102017202063.6A
Authority: DE
Inventors: Lyle V. Ward; Edward Elliot
Original assignee: Slpt Global Pump Group
Current assignee: Slpt Global Pump Group
Priority date: 2016-02-11
Filing date: 2017-02-09
Publication date: 2024-03-28
Anticipated expiration: 2037-02-10
Also published as: DE102017202063A1; US10392977B2; CN107061970B; US20170234176A1; CN107061970A

Abstract

Ein Schmiermittelpumpsystem (7) für einen ölgeschmierten Motor (10) eines Kraftfahrzeugs, umfassend:eine Pumpe (12) mit einem Ausgang (18) und einem Eingang (16),ein zweiteiliges Entlastungsventil (23), das ein Ventilgehäuse (24) mit einer mehrdimensionalen Bohrung (30) aufweist, wobei die mehrdimensionale Bohrung einen Abschnitt (32) mit einem ersten Durchmesser aufweist, der sich axial mit einem Abschnitt (34) mit einem unterschiedlichen zweiten Durchmesser schneidet, wobei der erste Abschnitt axial getrennte Fluidanschlüsse (36, 38, 40) für den Pumpenausgang, den Pumpeneingang und einen Steuerdruck aufweist, wobei der zweite Abschnitt mit einem Anschluss (50) für einen Motoröldruck verbunden ist, der axial von dem Anschluss für den Steuerdruck des ersten Abschnittes der Bohrung getrennt ist;ein Druckmodus-Auswahlventil (42), das mit dem Anschluss für den Steuerdruck (40) verbunden ist, um den Anschluss für den Steuerdruck selektiv mit einem Motoröldruck und einer Ölwanne (20) zu verbinden;einen Primärkolben (60), der verschiebbar in dem ersten Abschnitt (32) der Bohrung gelagert ist und eine erste Anlagestelle (74) und eine zweite Anlagestelle (76) aufweist, wobei die erste Anlagestelle eine Strömung zu dem Pumpeneingangsanschluss dosiert, und wobei die zweite Anlagestelle den dem Pumpenausgangsanschluss ausgesetzten ersten Abschnitt der Bohrung von dem dem Anschluss für den Steuerdruck ausgesetzten ersten Abschnitt der Bohrung trennt, wobei der Primärkolben mit einer Feder (62) in einer Richtung zu dem zweiten Abschnitt (34) der Bohrung hin vorgespannt ist; undeinen Sekundärkolben (80), der verschiebbar in dem zweiten Abschnitt (34) der Bohrung des Ventilgehäuses gelagert ist und den der Motordruckverbindung ausgesetzten zweiten Abschnitt der Bohrung von dem dem ersten Abschnitt ausgesetzten zweiten Abschnitt der Bohrung trennt, wobei der Motoröldruck, der Steuerdruck und der Primärkolben auf den Sekundärkolben einwirken, um den Primärkolben zu positionieren, um die Strömung von dem Pumpeneingangsanschluss zu dem Pumpenausgangsanschluss zu steuern dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkolben (60) und der Sekundärkolben (80) einander gegenüberliegende Stirnseiten (86, 88) aufweisen, die einen Semi-Einzelpunkt-Kontakt aufweisen.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen U. S. Anmeldung Nr. 62/294,062 , die am 11. Februar 2016 eingereicht wurde. Die Offenbarung der obigen Anmeldung wird hierin durch Bezugnahme aufgenommen.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Schmiermittelpumpsysteme für Motoren von Kraftfahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen mit Hubkolbenmotoren.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Auf dem Gebiet der in Fahrzeugen eingesetzten Fluidpumpen, insbesondere Ölpumpen, ist es wünschenswert, die Ölmenge zu kontrollieren, die durch einen Ölkreislauf fließt. Die Steuerung der Strömung kann viele Vorteile insbesondere im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch bieten. Wenn zum Beispiel ein Fahrzeug beschleunigt, kann eine Pumpe eine unnötige Zunahme des Öldrucks bewirken, da die Pumpe mit einer erhöhten Rate arbeitet, was zu einer erhöhten Leistungsbelastung auf eine Motorkurbelwelle führt. Bei langsamen Fahrzeuggeschwindigkeiten wird ein gewisser Pumpenförderstrom benötigt, um den erforderlichen Öldruck im Kreislauf zu erzeugen, jedoch führt bei höheren Geschwindigkeiten der gleiche Pumpenförderstrom zu einem höheren Durchfluss als nötig und der überschüssige Durchfluss stellt eine erhöhte parasitäre Belastung für den Motor dar. Um die parasitäre Last zu reduzieren, wurden Ölpumpen mit variablem Förderstrom verwendet. Jedoch führen Pumpen mit variablem Förderstrom typischerweise zu erhöhter Komplexität und erhöhten Kosten des Schmiersystems nicht nur für die Pumpe, sondern auch für andere Ventile und hydraulische Komponenten, die mit dem System verbunden sind. Mit der Verwendung von kleineren Motoren in Kraftfahrzeugen ist es schwieriger geworden, die Kosten des Vorteils zu rechtfertigen, den die Verwendung von Schmierölpumpsystemen mit variablem Förderstrom bieten.
Schmiermittelpumpsysteme sind bekannt aus DE 10 2013 222 861 A1 und DE 10 2004 049 029 A1 .
Es ist wünschenswert, ein Allschmiersystem bereitzustellen, das mit einer Ölpumpe mit konstantem Förderstrom verwendet werden kann und das ähnliche Vorteile bietet, die bisher nur mit Schmiersystemen unter Verwendung von Pumpen mit variablem Förderstrom erreichbar waren.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Um die oben erwähnten und andere Aufgaben zu erfüllen, wird die vorliegende Erfindung beschrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform verleiht die vorliegende Erfindung den Freiraum eines Schmiermittelpumpsystems für einen ölgeschmierten Motor eines Kraftfahrzeugs, das eine Pumpe mit einem Ausgang und einem Eingang umfasst. Es wird ein zweiteiliges Entlastungsventil bereitgestellt, das ein Gehäuse mit einer mehrdimensionalen Bohrung aufweist, wobei die mehrdimensionale Bohrung einen Abschnitt mit einem ersten Durchmesser aufweist, der sich axial anschließt an einen Abschnitt mit einem unterschiedlichen zweiten Durchmesser. In dem ersten Abschnitt ist ein mit einer Feder vorgespannter Primärkolben bzw. Primärschieber verschiebbar gelagert, wobei der Primärkolben eine erste Anlagestelle zur Dosierung der Strömung zwischen einem Pumpenausgangsanschluss und einem Pumpeneingangsanschluss aufweist. In einem Abschnitt mit einem zweiten Durchmesser der Ventilgehäusebohrung ist ein Sekundärkolben vorgesehen. Angrenzend an den Schnittpunkt des ersten und des zweiten Abschnitts der Ventilgehäusebohrung befindet sich ein Anschluss für einen Steuerdruck, der selektiv mit einem Steuerdruck verbunden wird. Der Steuerdruck ist im Allgemeinen gleich dem Öldruck in dem Hauptölkanal oder dem Ölwannendruck oder einem dazwischenliegenden Wert. Der Abschnitt mit dem zweiten Durchmesser ist mit dem Hauptölkanaldruck verbunden, sodass der Motor unter Druck auf den Sekundärkolben einwirken kann. Das erfindungsgemäße System ermöglicht mehrere Betriebsmodi von Öldruck-zu-Motordrehzahl-Kennlinien durch Steuerung des Steuerdrucks, um parasitäre Lasten zu minimieren, die von der Ölpumpe auf den Fahrzeugmotor ausgeübt werden.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung. Es versteht sich, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angeben, nur zu Darstellungszwecken dienen und den Umfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen verständlich:

1 ist eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten Schmiermittelpumpsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Ansicht ähnlich der von 1, wobei eine Abdeckung einer in 1 gezeigten Pumpe entfernt ist.
3 ist eine Ansicht ähnlich der von 2, wobei die Rotoren der in 2 gezeigten Pumpe entfernt wurden, um den hydraulischen Strömungsweg der Pumpe zu veranschaulichen.
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 von 3, wobei die Schnittansicht ein zweiteiliges Entlastungsventil der vorliegenden Erfindung während des anfänglichen Startens des Motors darstellt, wobei verschiedene andere Komponenten der vorliegenden Erfindung schematisch dargestellt sind.
5 ist eine Schnittansicht ähnlich der von 4, die das zweiteilige Entlastungsventil der vorliegenden Erfindung bei Erreichen eines Gleichgewichts- oder Dosierzustandes veranschaulicht.
6 ist eine Schnittansicht ähnlich der von 4, die das zweiteilige Entlastungsventil der vorliegenden Erfindung bei Erreichen eines Betriebszustandes mit nahezu flacher Kennlinie veranschaulicht.
7 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen dem Motoröldruck und der Pumpgeschwindigkeit unter Verwendung des Schmiermittelpumpsystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Ansicht ähnlich der von 4 einer alternativen bevorzugten Ausführungsform des in 4 gezeigten Entlastungsventils.
9 ist eine Ansicht ähnlich der von 4 einer alternativen bevorzugten Ausführungsform des in 4 gezeigten Entlastungsventils.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die nachfolgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en) ist lediglich beispielhaft und soll in keiner Weise die Erfindung, ihre Anwendung oder ihre Verwendung einschränken.
Bezugnehmend auf die 1-7 wird ein Schmiermittelpumpsystem 7 der vorliegenden Erfindung bereitgestellt. Das Pumpsystem 7 dient zum Schmieren eines Verbrennungsmotors 10 für ein Kraftfahrzeug, typischerweise eines Hubkolbenmotors 10. Das System 7 weist eine Ölpumpe 12 auf. Die Pumpe 12 ist typischerweise eine Zahnringpumpe mit konstantem Förderstrom und nicht-konzentrischen Rotoren 13, 15. Die Pumpe 12 ist typischerweise drehmomentmäßig über einen Riemen oder einen Getriebezug mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors 10 verbunden. Eine typische Pumpe 12 für ein kleines, mittelgroßes, oder großes Personenkraftfahrzeug oder für ein Kleinlastfahrzeug hat eine Ausgangskapazität von 20-120 Liter pro Minute bei 1,0-6,0 bar Druck, wenn sich die Kurbelwelle des Motors 10 mit 700-7000 Umdrehungen pro Minute dreht. Die Pumpe 12 hat einen Eingang 16 und einen Ausfluss oder Ausgang 18. Der Eingang 16 ist fluidmäßig mit einer Ölwanne 20 verbunden. Der Pumpenausgang 18 ist fluidmäßig mit einem Filter 22 verbunden, der das Öl vor dem Eintritt des Öls in den Motor 10 filtert. Der Motor 10 kann verschiedene ölverbrauchende Komponenten einschließlich der normalen Schmierung der Kolben, Kolbenstangen und Ventilsteuerungen sowie Ventilstößel, Kolbensquirts und variabler Nockenzeitphasenschieber aufweisen. Es ist wünschenswert, dass das System 7 wenigstens niedrige und hohe Betriebsmodi aufweist, wobei der hohe Betriebsmodus typischerweise für Motordrehzahlen von mehr als 3000 Umdrehungen pro Minute erforderlich ist.
Das System 7 umfasst auch ein zweiteiliges Entlastungsventil 23 mit einem Ventilgehäuse 24. Typischerweise kann das Ventilgehäuse 24 aus Stahl, Aluminium oder einem steifen Polymermaterial hergestellt sein. Das Ventilgehäuse 24 weist eine mehrdimensionale Bohrung 30 mit einem Abschnitt 32 mit einem ersten Durchmesser auf. Der erste Abschnitt 32 hat typischerweise einen Durchmesser von 10 bis 20 Millimeter. Der erste Abschnitt 32 der Bohrung schneidet sich mit einem konzentrischen zweiten Abschnitt 34 mit kleinerem Durchmesser. Der erste Abschnitt 32 weist einen im Allgemeinen transversalen Anschluss 36 auf, der mit dem Pumpeneingang 16 fluidmäßig verbunden ist. Der Pumpeneingang 16 weist einen Zweig auf, der mit der Ölwanne 20 verbunden ist, und einen zweiten Zweig, der mit dem ersten Abschnitt 32 verbunden ist. Der erste Abschnitt 32 weist einen im Allgemeinen transversalen Anschluss 38 auf, der von dem Anschluss 36 axial beabstandet ist. Der Anschluss 38 ist mit dem Pumpenausgang 18 fluidmäßig verbunden. Axial beabstandet vom Pumpenausgangsanschluss 38 ist ein Anschluss 40 für einen Steuerdruck. Der Anschluss 40 für den Steuerdruck ist typischerweise angrenzend an ein äußeres vorderes Ende des ersten Abschnitts 32 angeordnet. Der Anschluss 40 für den Steuerdruck ist mit einem Druckmodus-Auswahlventil verbunden, das typischerweise mittels eines Magnetventils 42 bereitgestellt wird. Das Magnetventil 42 kann den Anschluss 40 für den Steuerdruck selektiv mit der Ölwanne 20 oder dem Motoröldruck typischerweise an einem Hauptölkanal verbinden. Das Magnetventil 42 kann ein einfaches Ein-Aus-Magnetventil oder ein Proportionalventil eines analogen Typs oder eines Arbeitszyklus-Typs sein.
Eine Steuerung 44 steuert üblicherweise das Magnetventil 42 an. Die Steuerung 44 kann eine separate Komponente oder ein Teil einer multifunktionalen Steuerung wie der Motorsteuerung sein. Die Steuerung 44 kann sich in unmittelbarer Nähe zu dem Magnetventil 42 befinden oder entfernt davon angeordnet sein. Typischerweise steuert die Steuerung 44 das Magnetventil 42 auf der Grundlage einer oder mehrerer Motoreigenschaften wie Motordrehzahl, Motortemperatur, Motoröltemperatur, Ventilbetätigung, Ventilzeitsteuerung, Hauptölkanaldruck, Leistungsbedarf oder davon abhängigen Werten an.
Der zweite Abschnitt 34 der Ventilgehäusebohrung weist typischerweise ein Blindende 48 auf. Angrenzend an das Blindende 48 ist ein Anschluss 50 für den Motordruck. Der Anschluss 50 für den Motordruck ist typischerweise mit dem Hauptölkanal des Motors 10 verbunden. Obwohl in 4 die Anschlüsse 36, 38, 40 und 48 in einer gemeinsamen Ebene dargestellt sind, ist dies nicht erforderlich und in den meisten Fällen auch nicht gegeben.
In dem ersten Abschnitt 32 der Ventilgehäusebohrung ist ein Primärventilschieber oder -kolben 60 gleitbar gelagert. Der Kolben 60 ist durch eine Schraubenfeder 62 in Richtung des zweiten Abschnitts 32 vorgespannt. Die Feder 62 liegt an einem Stopfen 64 an, der die Bohrung 30 abdichtet. Der Primärkolben 60 weist einen Hohlraum 66 auf, um die Feder 62 aufzunehmen. Der Hohlraum 66 weist ein Blindende 68 auf. Der Primärkolben 60 weist eine erste Anlagestelle 74 zum Dosieren einer Strömung von dem Pumpenausgangsanschluss 38 zu dem Pumpeneingangsanschluss 36 auf. Der Primärkolben weist eine von der ersten Anlagestelle 74 beabstandete zweite Anlagestelle 76 auf, die einen dem Pumpenausgangsanschluss 38 ausgesetzten Teil des ersten Abschnitts 32 von dem dem Anschluss 40 für den Steuerdruck ausgesetzten Teil des zweiten Abschnitts trennt. Zwischen der ersten Anlagestelle 74 und der zweiten Anlagestelle 76 hat der Primärkolben 60 einen Abschnitt 78 mit verringertem Durchmesser.
In dem zweiten Abschnitt 34 ist ein Nasenschieber oder Sekundärkolben 80 verschiebbar angebracht. Der Kolben 80 trennt den Teil des zweiten Abschnitts, der dem Anschluss 50 für den Motordruck ausgesetzt ist, von dem Teil des zweiten Abschnitts, der dem angrenzenden ersten Abschnitt 32 ausgesetzt ist. Sowohl der Primär- als auch der Sekundärkolben 60, 80 haben eine enge Spielpassung mit ihren jeweiligen Bohrungen, um die Notwendigkeit von Dichtungsringen an den Kolben oder den ersten und zweiten Bohrungsabschnitten 32 und 34 zu eliminieren. Der Primärkolben 60 und der Sekundärkolben 80 weisen gegenüberliegende Stirnflächen 86 und 88 auf.
Die Stirnfläche 88 des Sekundärkolbens weist eine konische Querschnittsform auf, die halbkugelförmig ausgebildet ist. Die entgegengesetzte Stirnfläche 86 des Primärkolbens ist im Allgemeinen flach. Dies ergibt einen Semi-Einzelpunkt-Kontakt der gegenüberliegenden Stirnflächen 86 und 88. Der Semi-Einzelpunkt-Kontakt ermöglicht, dass der Steuerdruck in dem Teil der Gehäusebohrung 30, der dem Anschluss 40 für den Steuerdruck ausgesetzt ist, vollständig auf beide Flächen 86 und 88 einwirken kann. Zusätzlich begrenzt jeder konzentrische Ausrichtungsfehler zwischen dem ersten Abschnitt 32 der Gehäusebohrung und dem zweiten Abschnitt 34 der Gehäusebohrung das (seitliche) Lastmoment entweder des Primärkolbens 60 oder des Sekundärkolbens 80 aufgrund des Kontakts zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen 88 und 86. Somit bleiben die Reibung und die Hysterese niedrig. Das oben erwähnte Merkmal erhöht daher das zulässige Maß an Nicht-Konzentrizität zwischen dem ersten Abschnitt 32 der Bohrung und dem zweiten Abschnitt, wodurch die Bearbeitungskosten gesenkt werden.
Ein Ventilgehäuse 24 weist auch eine Öffnung 92 auf, die sich zwischen dem ersten Abschnitt 32 der Gehäusebohrung und einem Ansaugstutzen 94 erstreckt, der mit dem Pumpeneingang 16 verbunden ist, um ein Absaugen durch die Pumpe zu ermöglichen, um jegliches Fluid, das hinter der ersten Anlagestelle 74 des Primärkolbens eingeschlossen ist, zu entfernen.
Beim anfänglichen Starten ist der Motoröldruck im Wesentlichen 0 oder gleich dem Druck in der Ölwanne 20. Das zweiteilige Entlastungsventil 23 befindet sich in der in 4 dargestellten Position. Aufgrund der durch die Feder 62 bereitgestellten Vorspannkraft wird der Primärkolben in seine äußerste vordere Position geschoben (in 4 nach links), wodurch der Sekundärkolben 82 in seine Endlage bewegt wird. Die Geschwindigkeit der Pumpe 10 ist direkt proportional zu der Geschwindigkeit der Motorkurbelwelle, die bei dem Anlassen Null ist. Typischerweise wird das Magnetventil 42 während des anfänglichen Anlaufens angesteuert, um den Steuerdruck in den Niederdruckmodus zu bringen, wodurch der Anschluss 40 für den Steuerdruck mit dem Motoröldruck verbunden wird. Wenn die Motordrehzahl ansteigt, neigt der Motoröldruck in dem Hauptölkanal dazu, im Allgemeinen linear entlang der Linie 100 der 7 anzusteigen. Der weiter ansteigende Motoröldruck wirkt über den Anschluss 50 für den Motoröldruck auf eine Fläche des Sekundärkolbens 80. Der gleiche Motoröldruck wirkt auch auf die gegenüberliegende Seite des Sekundärkolbens über den Steueranschluss 40. Daher wird jegliche von dem Sekundärkolben 80 auf den Primärkolben 60 (oder die Feder 62) ausgeübte Kraft im Wesentlichen aufgehoben. Der Motoröldruck wirkt gegen den vollen Durchmesser der zweiten Anlagestelle 76 des Primärkolbens (im Wesentlichen gleich der Fläche des ersten Abschnitts 32), wodurch sich der Primärkolben 60 nach rechts in eine in 3 gezeigte Dosierposition bewegt und die Schraubenfeder 62 komprimiert wird. Von dem Pumpenausgang 18 auf die erste und die zweiten Anlagestelle 74 und 76 des Primärkolbens wirkender Druck wird im Wesentlichen aufgehoben. In einem Gleichgewichtspunkt unmittelbar vor der in 5 gezeigten Dosierposition wird die erste Anlagestelle 74 des Primärkolbens eine Strömung von dem Pumpenausgang 18 durch das zweiteilige Entlastungsventil 23 zu dem Pumpeneingang 16 verhindern. Die Gleichgewichtsposition ist in etwa durch die Position 102 in der graphischen Darstellung der 7 gezeigt. Sobald die Pumpgeschwindigkeit über die des Gleichgewichtsdrucks 102 hinaus ansteigt, bewirkt der Anstieg des Motoröldrucks, dass der Primärkolben 60 weiter nach rechts bewegt wird ( 4), wodurch die erste Anlagestelle 74 des Primärkolbens einen erhöhten Durchfluss von dem Pumpenausgangsanschluss 38 zu dem Pumpeneingangsanschluss 36 ermöglicht und somit weitere Erhöhungen der Motordrehzahl bewirken, dass der Motoröldruck entlang der Kurve 106 ausflacht. Der Leistungsverbrauch der Pumpe 12 ist im Allgemeinen äquivalent zu dem Förderstrom der Pumpe multipliziert mit dem Druck. Das zweiteilige Entlastungsventil 29 verringert den Leistungsverbrauch, indem es nahezu eine konstante Strömungsgeschwindigkeit des an den Motor 10 gelieferten Schmiermittels und eine nahezu konstante Druckdifferenz zwischen dem Pumpeneingang 16 und Ausgang 18 bei erhöhter Motordrehzahl beibehält.
Wenn es gewünscht ist, dass das System 7 in einen Hochdruckbetriebsmodus übergeht, wird das Steuergerät 44 das Magnetventil 42 ansteuern, den Anschluss für den Steuerdruck mit der Ölwanne 20 anstatt mit dem Motordruck zu verbinden. Da der Steuerdruck Null ist, gibt es keinen auf den Primärkolben 60 wirkenden Fluiddruck, um der Feder 62 entgegenzuwirken. Die Dosierkraft ist gleich dem über den Anschluss 50 auf den Durchmesser des Sekundärkolbens oder des Abschnitts 34 wirkenden Motoröldruck. Daher ist das Verhältnis von hohem zu niedrigem Druck gleich einem Flächenverhältnis der ersten und zweiten Bohrungsabschnitte 32, 34. Wenn der Steuerdruck im Wesentlichen gleich Null ist, bewegt der Sekundärkolben 80 den Primärkolben 60, sodass die Feder 62 komprimiert wird, von der im Wesentlichen in 4 gezeigten Position, in der die erste Anlagestelle 74 des Primärkolbens jegliche Bypass-Strömung zwischen dem Pumpenausgang und einem Eingang verhindert, sodass das System 7 dem durch die Kurve 200 gezeigten Hochdruckmodus folgt, bis zu dem Zeitpunkt, in dem das Entlastungsventil 23 aufgrund des weiter auf den Sekundärkolben 60 einwirkenden Motoröldrucks über die in 5 gezeigte Dosierposition (Position 202 in 7) hinaus in die in 6 gezeigte Position gebracht wird, wodurch der Motoröldruck in einem in Kurve 206 gezeigten Hochdruckmodus ausflacht.
Wenn für verschiedene Motoren unterschiedliche Hoch- und Niederdruckmodi gewünscht werden, können die Hoch-/Niederdruckmodi durch Erhöhen oder Reduzieren einer Federkonstante der Feder 62 erhöht oder reduziert werden. Die Kennlinie 406 ist ein Beispiel für ein Verhältnis zwischen Motoröldruck und Pumpgeschwindigkeit eines Motorschmiermittelpumpsystems, das mit dem des Systems 7 identisch ist, jedoch aufgrund einer Vorspannfeder mit einer im Vergleich zu der der Feder 62 niedrigeren Federkonstante einen niedrigeren Niederdruckmodus aufweist.
Für eine noch weitergehende Verringerung der parasitären Verluste kann das Magnetventil 42 ein Proportionalventil sein, das dem Steuerdruck erlaubt, Werte zwischen dem Motoröldruck und Ölwannendruck zu definieren. Der Zwischendruckbetriebsmodus ermöglicht das durch die Kennlinie 306 bestimmte Verhältnis zwischen Motoröldruck und Pumpgeschwindigkeit. Wie zuvor erwähnt, kann ein Zwischendruckmodus durch die Steuerung 44 auf der Grundlage einer Vielzahl von Motoreigenschaften oder davon abhängigen Werten angesteuert werden.
8 veranschaulicht ein System 107, bei dem die Vorspannfeder ein zweiteiliges Element 162, 163 ist, um eine variable Federkonstante bereitzustellen. Die Federn 162, 163 ermöglichen in abgestufter Weise ein besser anpassbares Druck-Motordrehzahl-Verhältnis, das den Druck bei höheren Motordrehzahlen erhöht. 9 zeigt eine konische Vorspannfeder 262, die eine stufenlos variable Federkonstante bereitstellt.
Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhaft und somit sollen Variationen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, im Umfang der Erfindung liegen. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der Erfindung anzusehen.

Claims

Ein Schmiermittelpumpsystem (7) für einen ölgeschmierten Motor (10) eines Kraftfahrzeugs, umfassend: eine Pumpe (12) mit einem Ausgang (18) und einem Eingang (16), ein zweiteiliges Entlastungsventil (23), das ein Ventilgehäuse (24) mit einer mehrdimensionalen Bohrung (30) aufweist, wobei die mehrdimensionale Bohrung einen Abschnitt (32) mit einem ersten Durchmesser aufweist, der sich axial mit einem Abschnitt (34) mit einem unterschiedlichen zweiten Durchmesser schneidet, wobei der erste Abschnitt axial getrennte Fluidanschlüsse (36, 38, 40) für den Pumpenausgang, den Pumpeneingang und einen Steuerdruck aufweist, wobei der zweite Abschnitt mit einem Anschluss (50) für einen Motoröldruck verbunden ist, der axial von dem Anschluss für den Steuerdruck des ersten Abschnittes der Bohrung getrennt ist; ein Druckmodus-Auswahlventil (42), das mit dem Anschluss für den Steuerdruck (40) verbunden ist, um den Anschluss für den Steuerdruck selektiv mit einem Motoröldruck und einer Ölwanne (20) zu verbinden; einen Primärkolben (60), der verschiebbar in dem ersten Abschnitt (32) der Bohrung gelagert ist und eine erste Anlagestelle (74) und eine zweite Anlagestelle (76) aufweist, wobei die erste Anlagestelle eine Strömung zu dem Pumpeneingangsanschluss dosiert, und wobei die zweite Anlagestelle den dem Pumpenausgangsanschluss ausgesetzten ersten Abschnitt der Bohrung von dem dem Anschluss für den Steuerdruck ausgesetzten ersten Abschnitt der Bohrung trennt, wobei der Primärkolben mit einer Feder (62) in einer Richtung zu dem zweiten Abschnitt (34) der Bohrung hin vorgespannt ist; und einen Sekundärkolben (80), der verschiebbar in dem zweiten Abschnitt (34) der Bohrung des Ventilgehäuses gelagert ist und den der Motordruckverbindung ausgesetzten zweiten Abschnitt der Bohrung von dem dem ersten Abschnitt ausgesetzten zweiten Abschnitt der Bohrung trennt, wobei der Motoröldruck, der Steuerdruck und der Primärkolben auf den Sekundärkolben einwirken, um den Primärkolben zu positionieren, um die Strömung von dem Pumpeneingangsanschluss zu dem Pumpenausgangsanschluss zu steuern dadurch gekennzeichnet, dass der Primärkolben (60) und der Sekundärkolben (80) einander gegenüberliegende Stirnseiten (86, 88) aufweisen, die einen Semi-Einzelpunkt-Kontakt aufweisen.
Ein Schmiermittelpumpsystem nach Anspruch 1, wobei die gegenüberstehende Stirnseite (88) des Sekundärkolbens (80) eine konische Querschnittsoberfläche aufweist und die Stirnseite (86) des Primärkolbens (60) eine flache Oberfläche aufweist.
Ein Ventil für ein Schmiermittelpumpsystem für einen ölgeschmierten Motor (10) eines Kraftfahrzeugs, aufweisend: ein Ventilgehäuse (24) mit einer mehrdimensionalen Bohrung (30), wobei die mehrdimensionale Bohrung einen Abschnitt (32) der Bohrung mit einem ersten Durchmesser aufweist, der sich mit einem Abschnitt (34) der Bohrung mit einem kleineren zweiten Durchmesser schneidet, wobei der erste Abschnitt der Bohrung axial getrennte Fluidanschlüsse (36, 38, 40) zur Verbindung mit einem Pumpenausgang (18) und -eingang (16) und einem Steuerdruck aufweist, wobei der zweite Abschnitt der Bohrung einen Anschluss (50) für einen Motoröldruckeingang aufweist, der axial von dem Anschluss für den Steuerdruck des ersten Abschnittes der Bohrung getrennt ist; einen Primärkolben (60), der verschiebbar in dem ersten Abschnitt der Bohrung des Ventilgehäuses gelagert ist und eine erste Anlagestelle (74) und eine zweite Anlagestelle (76) aufweist, wobei die erste Anlagestelle eine Strömung zu dem Pumpeneingangsanschluss dosiert, und die zweite Anlagestelle den dem Pumpenausgangsanschluss ausgesetzten ersten Abschnitt der Bohrung von dem dem Anschluss für den Steuerdruck ausgesetzten ersten Abschnitt der Bohrung trennt, wobei der Primärkolben mit einer Feder (62) in einer Richtung zu dem zweiten Abschnitt der Bohrung hin vorgespannt ist; und einen Sekundärkolben (80), der verschiebbar in dem zweiten Abschnitt der Bohrung gelagert ist und den dem Anschluss für den Motordruck ausgesetzten zweiten Abschnitt der Bohrung von dem dem ersten Abschnitt ausgesetzten zweiten Abschnitt der Bohrung trennt, dadurch gekennzeichnet, dass der Sekundärkolben einen Semi-Einzelpunkt-Kontakt mit einer Stirnfläche (86) des Primärkolbens aufweist.
Ein Ventil nach Anspruch 3, wobei die den Hauptkolben vorspannende Feder (62) eine variable Federkonstante aufweist.
Ein Ventil nach Anspruch 4, wobei die den Hauptkolben vorspannende Feder (62) eine stufenlose Federkonstante aufweist.