CN104769240A - 内燃机的供油装置 - Google Patents
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Abstract
一种内燃机的供油装置,其具有:可改变油的排出压的可变容量泵(1);使从泵(1)排出的油流通的油通路(2);安装在油通路(2)中的滤油器(3)及油冷却器(4);以绕过油冷却器(4)的方式与油通路(2)连接的旁通路(5);安装在旁通路(5)中且根据油的压力开闭旁通路(5)的旁通阀(6)。而且,根据内燃机的运转状态变更泵(1)的排出压,通过旁通阀(6)控制油向油冷却器(4)的流通。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机的供油装置。
背景技术
在专利文献l中公开有如下的供油装置,其具有:泵机构;使从泵机构排出的油流通的油通路部;从油通路部分支而使油返回泵机构的吸入侧的油回流部;设于油回流部的油开关阀;经由油通路部将被供给的油向内燃机的活塞喷射而将该活塞冷却的油喷射嘴。
在该专利文献1中公开有如下的技术,即,在冷机时将油开关阀打开,使从泵机构排出的油的一部分回流,从而使油通路部内的压力降低,停止从油喷射嘴喷射油而促进供给到燃烧室内的燃料的气化,并且减轻泵机构的负荷。
但是,在泵机构的排出侧设有油的冷却用的油冷却器的情况下,即使控制油通路部内的压力,油也总是在油冷却器流通。
因此,在无需将油冷却的运转区域,相应于油通过油冷却器而产生的压力损失,泵机构的负荷增大。
专利文献1:(日本)特开2010-71194号公报
发明内容
本发明的内燃机的供油装置具有:根据内燃机的运转状态变更将油向油通路排出的可变容量泵的排出压的控制器;安装在所述油通路中,以在所述油通路中的油的压力比规定值低时限制油向所述油冷却器流通的方式进行开闭的旁通阀。
根据本发明,通过控制可变容量泵的排出压,根据运转状态来控制油向油冷却器的流通,故而能够相对地降低可变容量泵的负荷。
附图说明
图1是示意地表示本发明第一实施例的供油装置的油压回路的说明图,(a)表示低油压控制时的状态,(b)表示高油压控制时的状态;
图2是表示泵的油压特性的说明图;
图3是示意地表示旁通阀的一例的说明图,(a)表示开阀状态,(b)表示闭阀状态;
图4是极低温用的低油压/高油压切换控制映像图;
图5是低水温用的低油压/高油压切换控制映像图;
图6是高水温用的低油压/高油压切换控制映像图;
图7是高油温用的低油压/高油压切换控制映像图;
图8是本发明第一实施例的时间图;
图9是表示本发明的其他实施例的泵的油压特性的说明图;
图10是示意地表示本发明第二实施例的供油装置的油压回路的说明图,(a)表示低油压控制时的状态,(b)表示高油压控制时的状态。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施例进行详细地说明。
图1是示意地表示本发明适用的第一实施例的供油装置的油压路的说明图,(a)表示油的压力为相对低的状态的低油压控制时的状态,(b)表示油的压力为相对高的状态的高油压控制时的状态。
供油装置向内燃机(未图示)的各部分供给润滑用的油,具有:泵1、使从泵1排出的油流通的油通路2、安装在油通路2中的滤油器3及油冷却器4、以绕过油冷却器4的方式与油通路2连接的旁通路5、安装在旁通路5中的旁通阀6、利用从泵1排出的油将内燃机(未图示)的活塞(未图示)冷却的油喷射器7。另外,图1中的标记8为位于旁通路5及油冷却器4的下游侧的缸体(未图示)的主通路。向所述内燃机的润滑部位供给经过了该主通路8的油。
泵1是可改变油的排出压的电子控制式的公知的叶片式可变容量泵,通过所述内燃机的曲轴(未图示)而被驱动。该泵1具有凸轮环11、对凸轮环11施力的弹簧12、对凸轮环11相对于定子13的偏心量进行控制而调整排出量的偏心量调节阀14、变更泵1的排出压的电磁阀15、经由偏心量调节阀14将滤油器3下流侧的油的压力导入的第一压力导入室16、将滤油器3下流侧的油的压力导入的第二压力导入室17,凸轮环11的偏心量越大,排出量相对地越多,排出压力相对地越高。
向偏心量调节阀14导入滤油器3下流侧的油的压力。该偏心量调节阀14在被导入的油的压力为规定压力以上时将被导入的油向油盘18排放。被导入第一压力导入室16的油的压力相对于凸轮环11在辅助弹簧12的作用力的方向上作用。另一方面,被导入第二压力导入室17的油的压力相对于凸轮环11在对抗弹簧12的作用力的方向上作用。另外,第一压力导入室16的排放通路19利用电磁阀15成为全闭状态和全开状态的任一种状态而进行开闭。
电磁阀15通过作为控制器的车载ECM21进行开闭控制。在本实施例中,若通过电磁阀15使排放通路19成为全开状态,则能够限制在凸轮环11的偏心量相对较小的状态。若通过电磁阀15使排放通路19成为全闭状态,则凸轮环11的偏心量伴随着发动机转速的增加而增加,直至达到上限值。即,在本实施例中,通过利用电磁阀15使排放通路19成为全开状态,能够将泵1的排出压力限制在相对低的压力。
如图2所示,在排放通路19成为全开状态的情况下,泵l的油压特性成为规定的低油压特性M,在排放通路19成为全闭状态的情况下,泵l的油压特性成为规定的高油压特性N。
泵l在形成为低油压特性M的情况下,在处于发动机转速低的运转区域时,为相对低的排出压,特别是在规定的低旋转区域,不论发动机转速如何,都设定为排出压为规定的低压力PL。
另外,泵1在形成为高油压特性N的情况下,排出压虽然也伴随着发动机转速的上升而上升,但设定为排出压不比预先设定的上限压力PH大。即,在形成为高油压特性N的情况下,排出压与发动机转速成比例,直至达到上限压力PH,但排出压达到上限压力PH之后,即使发动机转速上升,也维持为上限压力PH。因此,发动机转速以从较低旋转的状态成为排出压相对高的上限压力PH的方式进行设定。
在此,图2中的特性线S下侧的区域为,在轴承等的滑动部分由于烧结等润滑不良而产生故障的可能性大的区域。以排出压不处于这样的故障可能性大的区域内的方式设定低油压特性M及高油压特性N。另外,在低油压特性M中,若发动机转速提高,则排出压成为上限压力PH,这是由于,泵1的排出量比电磁阀155的开阀导致的自排放通路19的泄漏量多,油压力上升。
另外,电磁阀15进行的排放通路19的开闭不限定为以全闭或者全开这两阶段控制,例如,也可以以排放通路19的开口率为所希望的开口率的方式对电磁阀19进行延迟控制。
ECM21内设计算机,进行所述内燃机的各种控制,基于来自各种传感器的信号进行处理。向该ECM21输入检测油冷却器4下游侧的油的温度及压力(油压)的油温传感器22及油压传感器23的信号,并且输入可与曲轴角度一同检测发动机转速的曲柄角传感器24及检测所述内燃机的冷却水的温度的水温传感器25等各种传感器的信号。
旁通阀6根据油的压力对旁通路5进行开闭。在旁通路5中的油的压力比规定的开阀压力Pa小的情况下,旁通阀6如图1(a)所示地开阀,油绕过油冷却器4。另一方面,在旁通路5中的油的压力为规定的开阀压力Pa以上的情况下,旁通阀6如图1(b)所示地闭阀,油向油冷却器4流通。
图3是示意地表示旁通阀6的一例的说明图。旁通阀6包括:具有可开闭旁通路5的阀部32的阀主体31;将阀主体31总是朝向开阀方向施力的螺旋弹簧33。在本实施例中,在阀部32形成有狭缝34,旁通路5内的油的压力被导入阀部32的背面32a侧。
因此,在油的压力比开阀压力Pa小的情况下,如图3(a)所示,作用于阀主体31的螺旋弹簧33的作用力比根据旁通路5内的油的压力而作用于阀主体31的油压力大,故而旁通路5不被阀部32闭塞,油向旁通路5流通。在油的压力为开阀压力Pa以上的情况下,如图3(b)所示,作用于阀主体31的螺旋弹簧33的作用力比根据旁通路5内的油的压力而作用于阀主体31的油压力小,故而旁通路5被阀部32闭塞,油不能向旁通路5流通。在本实施例中,如图2所示,以比低油压特性M的低压力PL大且比上限压力PH小的方式设定开阀压力Pa。
油喷射器7在油的压力为预先设定的规定压力以上时,喷射油而将所述内燃机的活塞冷却,以油的压力比旁通阀6的开阀压力Pa小的话,则不喷射油,油的压力为旁通阀6的开阀压力Pa以上的话,则喷射油的方式进行设定。
在此,油喷射器7将所述活塞冷却,欲从油喷射器7喷射油的状况也为使油不向油冷却器4流通的状况。因此,通过将可从油喷射器7喷射油的油的压力和旁通阀6的开阀压力Pa设定为相同的压力,能够根据油的压力一并适当地控制旁通阀6的开闭和自油喷射器7的油的喷射。
泵1的排出压力根据所述内燃机的运转状态进行控制。具体地,根据油的温度、冷却水的温度、所述内燃机的发动机转速、所述内燃机的扭矩(负荷)来控制泵1的排出压。其结果,根据泵1的排出压对旁通阀6进行开闭,并且从油喷射器7喷射油。
例如,在本实施例中,如图4~图7所示,具有四个低油压/高油压切换控制映像图,根据油的温度和冷却水的温度分开使用四个低油压/高油压切换控制映像图,而且根据所述内燃机的发动机转速、所述内燃机的扭矩(负荷)切换低油压控制和高油压控制。
在冷却水的温度为低于-15℃的极低温状态下,使用图4所示那样的极低温用的低油压/高油压切换控制映像图(控制映像图A)。在极低温状态下,油的润滑不稳定,故而为了将大量的油向所述内燃机的润滑部位供给而在整个运转区域实施高油压控制。
在冷却水的温度为-15℃以上且60℃以下的冷机状态下,使用图5所示的低水温用的低油压/高油压切换控制映像图(控制映像图B)。在该控制映像图B中,以发动机转速为规定转速R(例如4500rpm)以上实施高油压控制,若发动机转速比规定转速R低,则实施油压力控制。在低旋转时,实施低油压控制而停止自油喷射器7的油喷射,促进活塞顶面的暖机。由此,能够促进燃料的雾化并实现PM降低带来的排气性能的提高。另外,在高旋转时,实施高油压控制,在轴承等的滑动部分充分确保油的膜压而进行控制。
在冷却水的温度比60℃高且油的温度为120℃以下这样的暖机状态下,使用图6所示那样的高水温用的低油压/高油压切换控制映像图(控制映像图C)。在该控制映像图C中,在发动机转速为规定转速R以上的情况、和发动机转速比规定转速R低的高负荷时的情况下,实施高油压控制,在发动机转速比规定转速R低的低负荷时实施低油压控制。在低旋转高负荷运转区域,为了防止爆震而实施高油压控制,进行自油喷射器7的油喷射。在低旋转低负荷运转区域,实施低油压控制,使泵1的负荷相对地减小而使燃耗率不恶化。
在油的温度比120℃高的高温状态下,使用图7所示那样的高油温用的低油压/高油压切换控制映像图(控制映像图D)。在高油温状态下,由于油的润滑不稳定,故而为了将大量的油向所述内燃机的润滑部位供给而在整个运转区域实施高油压控制。
图8表示第一实施例的时间图的一例。被冷机启动的所述内燃机使用控制映像图B实施泵1的排出压力的切换控制,直至冷却水的温度达到60℃的时刻。而且,在冷却水的温度高于60℃的时刻tl之后,使用控制映像图C实施泵l的排出压力的切换控制。在该例中,从发动机启动开始到在控制映像图C的使用中发动机转速为规定转速R以上的时刻t2为止,在低负荷状态下,发动机转速也低于规定转速R,故而实施低油压控制。而且,在时刻12到发动机转速比规定转速R高的时刻t3期间实施高油压控制。在时刻t3~时刻t4,在低负荷状态下,发动机转速也低于规定转速R,故而实施低油压控制。而且,在时刻t4~时刻t5,发动机转速虽然比规定转速R低,但由于所述内燃机为高负荷状态,故而实施高油压控制。在时刻t5~时刻t6,在低负荷状态下,发动机转速也低于规定转速R,故而实施低油压控制。在时刻t6~时刻t7,由于油的油温比120℃高,故而使用控制映像图D实施泵1的排出压力的切换控制。即,在时刻t6~时刻t7实施高油压控制。在时刻t7之后,由于油的油温为120℃以下,故而使用控制映像图C实施泵1的排出压的切换控制。在时刻t7~时刻18,由于发动机转速变得比规定转速R高,故而实施高油压控制。在时刻t8之后,在低负荷状态下,发动机转速也低于规定转速R,故而实施低油压控制。另外,图8中的特性线F在上述的图1所示的构成中表示油总是在油冷却器4流通时的油温的变化。另外,图8中的特性线G在上述的图1所示的构成中油总是在油冷却器4流通的情况下,表示在油冷却器4流通的油流量的变化。
在这样的本实施例中,与油总是在油冷却器4流通的情况(图8中虚线所示的特性线F)相比,能够将油的温度保持在较高的温度,将油的粘度保持在相对低的状态,故而能够相对地降低所述内燃机的摩擦,并且能够提高所述内燃机的燃耗率。
另外,通过控制泵1的排出压力,根据运转状态来控制油向油冷却器4的流通,故而能够相对地降低泵1的负荷。即,根据需要使油向油冷却器4流通而进行控制,故而能够降低在油向油冷却器4流通时产生的压力损失的影响,例如在所述内燃机实际的运转中占据比例大的低负荷运转时,能够降低泵1的负荷。
本发明不限于上述实施例,也可以如图9所示地,在油的温度为规定温度以上时,油向油冷却器4流动那样地控制泵1的排出压。
图9是示意地表示油的温度和发动机转速的相关的说明图,虚线所示的特性线X表示油不向油冷却器4流动的情况,点划线所示的特性线Y表示油向油冷却器4流动的情况。特性线X、特性线Y均为,油的温度与发动机转速成比例而上升,但特性线Y的油的温度相对较低。
若油的粘度增加,则摩擦变大,故而在油的温度低且发动机转速低的运转区域(例如,油温度为120℃以下、发动机转速为4500转以下的运转区域),无需将油冷却。另一方面,在油的温度高且发动机转速高的规定运转区域Z,油的润滑变得不稳定,由于润滑不良而使故障可能性变大。
因此,如实线所示的特性线V那样地,不使油向油冷却器4流动,直至油的温度达到规定温度(例如120℃),即使在油的温度达到规定温度(例如120℃)以上时油向油冷却器4流动,在实际的运转中所占的比例大的低负荷运转时,也能够相对地减小泵1的负荷并不使燃耗率恶化。
另外,适用本发明的供油装置也能够如图10所示地构成。
图10是示意地表示本发明适用的第二实施例的供油装置的油压回路的说明图,(a)表示油的压力相对低的状态的低油压控制时的状态,(b)表示油的压力相对高的状态的高油压控制时的状态。另外,在对该第二实施例进行说明时,对与上述第一实施例相同的构成要素标注同一标记并省略重复的说明。
该第二实施例的供油装置为与上述的第一实施例的供油装置大致相同的构成,但油冷却器4安装在与油通路2连接的排放通路41中。排放通路41在滤油器3的上游侧与油通路2连接,使油从滤油器3上游侧返回油盘18。在该第二实施例中,在该排放通路41中安装有根据油冷却器4的上游侧的油的压力进行开闭的旁通阀42。
旁通阀42具有可开闭排放通路41的阀体43、将阀体43总是朝向闭阀方向施力的螺旋弹簧44。该旁通阀44在油的压力比规定的开阀压力Pa小的情况下,如图10(a)所示地闭阀。另一方面,在油的压力为规定的开阀压力Pa以上的情况下,旁通阀42如图10(b)所示地开阀。
即,该第二实施例的供油装置在油的压力比规定的开阀压力Pa小的情况下,将旁通阀42打开而不使油向油冷却器4流通。而且,该第二实施例的供油装置在油的压力为规定的开阀压力Pa以上的情况下,将旁通阀42打开而使油向油冷却器4流通。
在这样的第二实施例的供油装置中也能够起到与上述的第l实施例同样的作用效果。
Claims (8)
1.一种内燃机的供油装置,其具有:
可变容量泵,其可改变油的排出压;
油通路,其使从所述可变容量泵排出的油流通;
油冷却器,其安装在所述油通路中;
旁通路,其绕过所述油冷却器而向内燃机的各部分供给油,其中,包括:
控制器,其根据所述内燃机的运转状态来变更所述可变容量泵的排出压;
旁通阀,其安装在所述油通路中,以在所述油通路中的油的压力比规定值低时限制油向所述油冷却器的流通的方式进行开闭。
2.如权利要求1所述的内燃机的供油装置,其中,
所述内燃机的运转状态包含油的温度、所述内燃机的发动机转速。
3.如权利要求2所述的内燃机的供油装置,其中,
所述内燃机的运转状态包含将所述内燃机冷却的冷却水的温度、所述内燃机的负荷。
4.如权利要求3所述的内燃机的供油装置,其中,
在油的温度为第一规定温度以下、冷却水温度比规定温度高且所述内燃机的运转点为低负荷旋转时,以油的压力比所述规定值低的方式控制所述可变容量泵。
5.如权利要求2所述的内燃机的供油装置,其中,
若油的温度比根据所述发动机转速而决定的第二规定温度高,则以油的压力为所述规定值以上的方式控制所述可变容量泵。
6.如权利要求1~5中任一项所述的内燃机的供油装置,其中,
从所述可变容量泵排出的油被向活塞冷却用的油喷射器供给,
所述活塞冷却用的油喷射器在被供给的油的压力为所述规定值以上时朝向所述内燃机的活塞喷射油,在被供给的油的压力比所述规定值低时不喷射油。
7.如权利要求1~6中任一项所述的内燃机的供油装置,其中,
所述油冷却器设置在所述油通路中朝向所述内燃机的各部分的路径上。
8.如权利要求1~6中任一项所述的内燃机的供油装置,其中,
所述油冷却器设置在所述油通路中朝向所述内燃机的油盘的路径上。
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