CN113217797B - 一种基于变量泵的两级变量控制*** - Google Patents

一种基于变量泵的两级变量控制*** Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于变量泵的两级变量控制***，包括变量泵、主油道、先导阀、电磁阀，变量泵上设有一个反馈腔，先导阀包括阀套、阀芯、弹簧、控制腔、中转室、弹簧腔，所述阀芯包括圆筒部、杆状部、圆盘部，从圆盘部端面的中间向杆状部开设有一个轴向油孔，并在杆状部的周面开设有至少一个与所述轴向油孔相通的径向油孔；控制腔与泵出口或主油道始终相通，中转室通过轴向油孔和径向油孔与控制腔相通；阀套的侧壁上设有用于连接电磁阀的第一接口以及用于连接反馈腔的第二接口，电磁阀为两位两通阀，包括P口和A口，P口通过油路与第一接口相通，A口通过油路与反馈腔相通。上述控制***的结构和布局更加简化，控制策略更加快捷有效。

Description

一种基于变量泵的两级变量控制***
技术领域
本发明涉及内燃机润滑***技术领域，特别是一种内燃机润滑用变量泵的控制***。
背景技术
随着发动机润滑***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。
现有技术提供的单腔两级变排量叶片泵的控制***中普遍都会用到电磁阀和机械阀，其中机械阀的结构和整个***的油路设计通常较为复杂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于变量泵的两级变量控制***，该控制***的控制策略和油路设计更为简单。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种基于变量泵的两级变量控制***，包括变量泵、泵出口、主油道、电磁阀、先导阀，所述变量泵包括泵体和一个反馈腔，所述先导阀包括阀套、阀芯和弹簧，所述阀芯的整体呈高脚杯状，包括圆筒部、杆状部、圆盘部，从圆盘部端面的中间向杆状部开设有一个轴向油孔，并在杆状部的周面开设有至少一个与所述轴向油孔相通的径向油孔；阀芯的圆筒部与阀套之间形成弹簧腔，杆状部与阀套内壁之间形成中转室，圆盘部与阀套之间形成控制腔；所述控制腔通过油路与泵出口或主油道始终相通，所述中转室通过轴向油孔、径向油孔与控制腔始终相通；所述阀套的侧壁上设有用于连接电磁阀的第一接口以及用于连接反馈腔的第二接口，所述电磁阀为两位两通阀，包括P口和A口，P口通过油路与第一接口相通，A口通过油路与反馈腔相通，P口与A口在ECU的控制下可处于连通或断开状态；随着阀芯在阀套中所处的位置不同，第一接口和第二接口分别处于被阀芯圆筒部遮挡或与中转室相通两种状态，从而实现中转室与所述反馈腔的通断。
本发明的工作过程是：在初始状态时，从泵出口或主油道进入控制腔内的油压力不足以推动阀芯往弹簧腔移动，第一接口和第二接口均被阀芯圆筒部遮挡，中转室内的压力油无法流入到反馈腔内；
当从泵出口或主油道进入控制腔内的油压力持续增大并推动阀芯往弹簧腔移动，使第一接口与中转室相通，第二接口继续被阀芯圆筒部遮挡，此时***进入低压变量模式，电磁阀的P口与A口在ECU的控制下连通，中转室内的压力油通过第一接口、电磁阀流入到反馈腔内；
当电磁阀的P口与A口在ECU的控制下断开时，***进入高压变量模式，此时中转室内的压力油无法通过第一接口、电磁阀流入到反馈腔内；当进入控制腔内的油压力继续增大并推动阀芯进一步往弹簧腔移动，使第二接口与中转室相通，中转室内的压力油则直接通过第二接口流入到反馈腔内。
优选地，所述阀芯的圆筒部和圆盘部的直径相同。这样阀孔就不需要设计台阶，便于加工保证同轴度。
进一步地，所述泵体对应反馈腔的位置开设有节流孔。该节流孔能够将油泵高压腔泄露至反馈腔的油液向外排出，避免对反馈腔造成干扰。
本发明所取得的有益效果是：
1）在低压变量模式下，从泵出口或主油道进入控制腔内的油压力持续增大并推动阀芯往弹簧腔移动，使第一接口与中转室相通，中转室内的压力油通过第一接口、电磁阀流入到反馈腔内；在高压变量模式下，阀芯在油压力作用下进一步往弹簧腔移动，使第二接口与中转室相通，此时电磁阀关闭，中转室内的压力油只能通过第二接口流入到反馈腔内；上述两种模式的控制策略各不相同，但是油路设计都非常简单直接，使整个控制***的反应更灵敏。
2）所采用的电磁阀为二位二通阀，只有进油口P、出油口A，无泄油口T，结构较简单，成本低。无泄油口还能避免泄油口泄油引起的污染，也不需要设置专门的油路将泄出油引到指定位置。
附图说明
图1为本发明实施例中的先导阀结构示意图；
图2为本发明实施例中的控制***在初始状态的油路结构示意图；
图3为本发明实施例中的控制***在低压变量模式下的油路结构示意图；
图4为本发明实施例中的控制***在高压变量模式下的油路结构示意图；
附图标记：
1——变量泵 11——反馈腔 12——节流孔
2——泵出口 3——安全阀 4——过滤器
5——主油道 6——油底壳 7——电磁阀
8——先导阀 81——弹簧腔 82——控制腔
83——中转室 84——第一接口 85——阀芯
86——第二接口。
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发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。
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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，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。
如图1至4所示，一种基于变量泵的两级变量控制***，包括变量泵1、泵出口2、安全阀3、过滤器4、主油道5、油底壳6、电磁阀7、先导阀8，所述变量泵1包括泵体和一个反馈腔11，泵体对应反馈腔11的位置开设有节流孔12；先导阀8包括阀套、阀芯85和弹簧，阀芯85的整体呈高脚杯状，包括圆筒部、杆状部、圆盘部，阀芯85的圆筒部和圆盘部的直径相同，从圆盘部端面的中间向杆状部开设有一个轴向油孔85a，并在杆状部的周面开设有至少一个与所述轴向油孔相通的径向油孔85b；阀芯的圆筒部与阀套之间形成弹簧腔81，杆状部与阀套内壁之间形成中转室83，圆盘部与阀套之间形成控制腔82；控制腔82通过油路与泵出口2或主油道5始终相通，中转室83通过径向油孔85b、轴向油孔85a与控制腔82始终相通；阀套的侧壁上设有用于连接电磁阀的第一接口84以及用于连接反馈腔86的第二接口，所述电磁阀7为两位两通阀，包括P口和A口，P口通过油路与第一接口84相通，A口通过油路与反馈腔11相通，P口与A口在ECU的控制下可处于连通或断开状态；随着阀芯85在阀套中所处的位置不同，第一接口84和第二接口86分别处于被阀芯85的圆筒部遮挡或与中转室83相通两种状态，从而实现中转室83与所述反馈腔11的通断。
本实施例的工作过程分为以下三个阶段：
一、如图2所示，在初始状态时，从主油道5进入控制腔82内的油压力不足以推动阀芯85往弹簧腔81移动，第一接口84和第二接口86均被阀芯85的圆筒部遮挡，中转室83内的压力油无法流入到反馈腔11内。
二、如图3所示，当从主油道5进入控制腔82内的油压力持续增大并推动阀芯85往弹簧腔81移动，使第一接口84与中转室83相通，第二接口86继续被阀芯85的圆筒部遮挡，此时***进入低压变量模式，电磁阀7的P口与A口在ECU的控制下连通，中转室83内的压力油通过第一接口84、电磁阀7流入到反馈腔11内。
三、如图4所示，当电磁阀7的P口与A口在ECU的控制下断开时，***进入高压变量模式，此时中转室83内的压力油无法通过第一接口84、电磁阀7流入到反馈腔11内；当进入控制腔82内的油压力继续增大并推动阀芯85进一步往弹簧腔81移动，使第二接口86与中转室83相通，中转室83内的压力油则直接通过第二接口86流入到反馈腔11内。
本实施例的有益效果是：
1）在低压变量模式下，从主油道5进入控制腔82内的油压力持续增大并推动阀芯85往弹簧腔81移动，使第一接口84与中转室83相通，中转室83内的压力油通过第一接口84、电磁阀7流入到反馈腔11内；在高压变量模式下，阀芯85在油压力作用下进一步往弹簧腔81移动，使第二接口86与中转室83相通，此时电磁阀7关闭，中转室83内的压力油只能通过第二接口86流入到反馈腔11内；上述两种模式的控制策略各不相同，但是油路设计都非常简单直接，使整个控制***的反应更灵敏。
2）所采用的电磁阀7为二位二通阀，只有进油口P、出油口A，无泄油口T，结构较简单，成本低。无泄油口还能避免泄油口泄油引起的污染，也不需要设置专门的油路将泄出油引到指定位置。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明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发明的保护范围之内。
为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明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发明的内容。

Claims (4)

1.一种基于变量泵的两级变量控制***，包括变量泵（1）、泵出口（2）、主油道（5）、电磁阀（7）、先导阀（8），所述变量泵（1）包括泵体和一个反馈腔（11），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）的整体呈高脚杯状，包括圆筒部、杆状部、圆盘部，从圆盘部端面的中间向杆状部开设有一个轴向油孔（85a），并在杆状部的周面开设有至少一个与所述轴向油孔相通的径向油孔（85b）；阀芯（85）的圆筒部与阀套之间形成弹簧腔（81），杆状部与阀套内壁之间形成中转室（83），圆盘部与阀套之间形成控制腔；所述控制腔（82）通过油路与泵出口（2）或主油道（5）始终相通，所述中转室（83）通过径向油孔（85b）、轴向油孔（85a）与控制腔（82）始终相通；所述阀套的侧壁上设有用于连接电磁阀的第一接口（84）以及用于连接反馈腔（11）的第二接口（86），所述电磁阀（7）为两位两通阀，包括P口和A口，P口通过油路与第一接口（84）相通，A口通过油路与反馈腔（11）相通，P口与A口在ECU的控制下可处于连通或断开状态；随着阀芯（85）在阀套中所处的位置不同，第一接口（84）和第二接口（86）分别处于被阀芯（85）的圆筒部遮挡或与中转室（83）相通两种状态，从而实现中转室（83）与所述反馈腔（11）的通断。
2.根据权利要求1所述的基于变量泵的两级变量控制***，其特征在于：在初始状态时，从泵出口（2）或主油道（5）进入控制腔（82）内的油压力不足以推动阀芯（85）往弹簧腔（81）移动，第一接口（84）和第二接口（86）均被阀芯（85）的圆筒部遮挡，中转室内的压力油无法流入到反馈腔（11）内；
当从泵出口（2）或主油道（5）进入控制腔（82）内的油压力持续增大并推动阀芯（85）往弹簧腔（81）移动，使第一接口（84）与中转室（83）相通，第二接口（86）继续被阀芯（85）的圆筒部遮挡，此时***进入低压变量模式，电磁阀（7）的P口与A口在ECU的控制下连通，中转室（83）内的压力油通过第一接口（84）、电磁阀（7）流入到反馈腔（11）内；
当电磁阀（7）的P口与A口在ECU的控制下断开时，***进入高压变量模式，此时中转室（83）内的压力油无法通过第一接口（84）、电磁阀（7）流入到反馈腔（11）内；当进入控制腔（82）内的油压力继续增大并推动阀芯（85）进一步往弹簧腔（81）移动，使第二接口（86）与中转室（83）相通，中转室（83）内的压力油则直接通过第二接口（86）流入到反馈腔（11）内。
3.根据权利要求1或2所述的基于变量泵的两级变量控制***，其特征在于：所述阀芯（85）的圆筒部和圆盘部的直径相同。
4.根据权利要求1或2所述的基于变量泵的两级变量控制***，其特征在于：所述泵体对应反馈腔（11）的位置开设有节流孔（12）。
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