相關申請的交互參照

本申請要求2016年2月11日提交的美國臨時申請no.62/294,062的優(yōu)先權。上述申請的公開內容被納入此處作為參照。

發(fā)明領域

本發(fā)明涉及一種用于機動車輛的發(fā)動機的潤滑泵系統(tǒng)，特別是，具有交互活塞型發(fā)動機的機動車輛。

發(fā)明背景

在用于車輛的流體泵，特別是油泵的領域中，需要控制流經油路的油量?？刂屏髁靠梢杂性S多優(yōu)點，特別是燃油經濟性。例如，當車輛加速泵時，由于泵以更大的速度運作，可能會引起不必要的油壓增加，其導致發(fā)動機曲軸上功率負載增加。當車輛以慢速行駛時，在電路中需要一定的泵排量來產生所需的油壓，但是以較高的速度和相同的泵排量會導致比所需更高的流量，多余的流量表現(xiàn)出發(fā)動機上寄生負載的增加。為了減少寄生負載，可變排量油泵被利用。然而，可變排量泵通常會使?jié)櫥到y(tǒng)增加更多的復雜性和成本，不僅是泵，還有與系統(tǒng)相關的其他閥門和液壓元件。隨著機動車輛中小型發(fā)動機的應用，變得更加困難來驗證利用可變排量油潤滑泵系統(tǒng)所帶來的好處。因此，需要提供一種全潤滑系統(tǒng)，可利用定排量油泵，來提供與之前僅利用可變排量泵的潤滑系統(tǒng)相似的優(yōu)勢。

技術實現(xiàn)要素：

為了實現(xiàn)上述的以及其他需要，提出本發(fā)明。在優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明提出一種用于機動車輛的油潤滑發(fā)動機的潤滑泵系統(tǒng)，包括具有出口和入口的泵。配置兩件式安全閥，具有殼體，帶有多維度鉆孔，所述多維度鉆孔的第一直徑部分與相異的第二直徑部分軸向相交。彈簧偏置的主活塞滑動地被安裝在所述第一部分，具有第一架接，計量泵出口接口和泵入口接口之間的流量。副活塞被配置在閥殼體鉆孔的第二直徑部分。在閥殼體鉆孔的第一部分和第二部分的相交處附近是與先導壓力選擇地連接的先導壓力接口。先導壓力一般等于主油道或集油槽壓力或其之間一些值的油壓。第二直徑部分與主油道壓力相連接，使壓力下的發(fā)動機作用于副活塞。本發(fā)明系統(tǒng)允許通過控制先導壓力來實現(xiàn)油壓與發(fā)動機轉速關系的多種運作模式，使車輛發(fā)動機上油泵所施加的寄生負載最小化。

本發(fā)明的進一步適用范圍將由以下提供的詳細說明變得明顯。應理解，雖然在此示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但詳細的說明和具體的示例僅用于說明目的，并不用于限制發(fā)明的范圍。

附圖簡要說明

以下參照附圖進行詳細地說明，本發(fā)明的內容將更容易被理解，其中

圖1是根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例的潤滑泵系統(tǒng)的透視圖。

圖2是與圖1相似的視圖，且圖1中示出的泵的蓋子被去除。

圖3是與圖2相似的視圖，且圖2中示出的泵的轉子被去除，示出液壓流路徑。

圖4是沿圖3的線4–4示出發(fā)動機初始啟動期間本發(fā)明的兩件式安全閥的截面圖，以及圖示出本發(fā)明的其他各種元件。

圖5是與圖4相似的截面圖，示出本發(fā)明的兩件式安全閥達到平衡或計量狀態(tài)。

圖6是與圖4相似的截面圖，示出本發(fā)明的兩件式安全閥達到近似平坦線的運作狀態(tài)。

圖7是示出利用根據本發(fā)明的潤滑泵系統(tǒng)的發(fā)動機油壓和泵束之間的關系圖表。

圖8是與圖4相似的視圖，示出圖4中的安全閥及交流發(fā)電機的優(yōu)選實施例。

圖9是與圖4相似的視圖，示出圖4中的安全閥及交流發(fā)電機的優(yōu)選實施例。

優(yōu)選實施例的具體說明

以下說明的優(yōu)選實施例性質上僅為示范性的，并不用來限制本發(fā)明、其應用或用途。

圖1-7，示出本發(fā)明的潤滑泵系統(tǒng)7。泵系統(tǒng)7用于潤滑機動車輛的內燃發(fā)動機10，通常為交互活塞型發(fā)動機10。系統(tǒng)7具有油泵12。該泵12通常是具有非同心轉子13、15的定排量轉子型泵。泵12通常經帶或齒輪組與發(fā)動機10的曲軸(未顯示)扭轉地連接。典型的泵12用于小型、中型、大型客車或小型卡車機動車輛，且當發(fā)動機10的曲軸每分鐘旋轉700-7000轉數時，具有1.0-6.0桿壓力下每分鐘20-120升的輸出容量。泵12具有入口16以及排放口或出口18。入口16與集油槽20流體連接。泵出口18與過濾器22流體連接，在油進入發(fā)動機10之前過濾油。發(fā)動機10可具有不同的油消耗部件，包括正常潤滑的活塞、桿、和配氣機構，以及起閥器、活塞噴射器和可變的凸輪定時移相器。理想的是，系統(tǒng)7具有至少低和高運作模式，高運作模式通常需要發(fā)動機轉速超過3000rpm。

系統(tǒng)7還包括片安全閥23，具有閥殼體24。通常，閥殼體24可以由鋼、鋁、或剛性聚合物材料制成。閥殼體24包括多維度鉆孔30，具有第一直徑部分32。第一部分32的直徑通常是10-20毫米。鉆孔第一部分32與同心的較小直徑的第二部分34相交。第一部分32具有橫向接口36，與泵入口16流體連接。泵入口16具有與集油槽20連接的一個分支17，以及與第一部分32連接的第二分支19。第一部分32具有橫向接口38，與接口36軸向隔開。接口38與泵出口18流體連接。先導壓力接口40與泵出口接口38軸向隔開。先導壓力接口40通常位于第一部分32的末端前端。先導壓力接口40與由電磁閥42提供的壓力模式選擇閥連接。電磁閥42可以選擇性地將先導壓力接口40與集油槽20或發(fā)動機機油壓連接在主油道上。電磁閥42可以是簡單的開關式電磁閥，或模擬型或占空比型的比例式閥。

控制器44通常指令電磁閥42。控制器44可以是多功能控制器的單獨部件或部分，例如發(fā)動機控制器?？刂破?4可位于電磁閥42附近或位于遠處。通常情況下，控制器44根據一個或多個發(fā)動機特性向電磁閥42指示信號，例如發(fā)動機轉速、發(fā)動機溫度、發(fā)動機油溫度、閥驅動、閥定時、主油道壓力、功率需求、或上述的衍生物。

閥殼體鉆孔第二部分34通常具有封閉端48。發(fā)動機壓力接口50與封閉端48相鄰。發(fā)動機壓力接口50通常與發(fā)動機10的主油道連接。雖然在圖4中，接口36和38、40和48被示出在同一平面，但并不局限于此，在大多數情況下無須如此。

閥線軸或主活塞60可滑動地被安裝在閥殼體鉆孔第一部分32?；钊?0經線圈彈簧62朝第二部分32彈簧偏置。彈簧62緊靠塞子64來密封鉆孔30。主活塞60具有腔66，來容納彈簧62。腔66具有封閉端68。主活塞60具有第一架接74，計量從泵出口接口38流至泵入口接口36的流量。主活塞具有第二架接76，與第一架接74軸向隔開，區(qū)分暴露于泵出口接口38的第一部分32的一段與暴露于先導壓力接口40的第二部分的一段。在第一架接74和第二架接76之間，主活塞60具有直徑縮小的部分78。

管線軸或副活塞80可滑動地被安裝在第二部分34?；钊?0區(qū)分暴露于發(fā)動機壓力接口50的第二部分的一段與暴露于相交的第一部分32的第二部分的一段。主活塞60和副活塞80與各自的孔緊密關聯(lián)，且活塞或鉆孔第一、第二部分32、34上無需密封環(huán)。主活塞60和副活塞80分別具有相對的面86、88。

副活塞的面88為圓錐截面狀，形成半球形。相對的主活塞的面86較平坦。由此，相對的面86和88半單點接觸。半單點接觸使面86和88經殼體鉆孔30的一段中的先導壓力被作用，從而暴露于先導壓力接口40。另外，由于相對的面88和86之間的接觸，殼體鉆孔第一部分32和殼體鉆孔第二部分34之間的任何同心錯位限制主活塞60或副活塞80的力矩(側)加載。因此，摩擦和遲滯較少。由于上述特征，增加了鉆孔第一部分32和鉆孔第二部分之間的非同心度，從而降低加工成本。

閥殼體24還具有孔徑92，在殼體鉆孔第一部分32和連接泵入口16的歧管94之間延伸，使泵吸除所有困在主活塞的第一架接74后的流體。

在初始啟動操作中發(fā)動機油壓基本上為0或集油槽20壓力。兩件式安全閥23位于圖4所示的位置中。由于彈簧62提供的偏置力，主活塞向前方位置被移動(如圖4所示的左方)使副活塞82被移動至其極限位置。泵10的轉速與發(fā)動機曲軸的轉速成正比，在啟動時為0。通常情況下，電磁閥42在初始啟動時被指示將先導壓力置于低壓模式，從而使先導壓力接口40與發(fā)動機油壓連接。隨著發(fā)動機曲軸轉速的增加，主油道中的發(fā)動機油壓沿圖7中的線100線性增加。繼續(xù)增加的發(fā)動機油壓經由發(fā)動機油壓接口50作用于副活塞80區(qū)域。相同的發(fā)動機油壓也可作用于副活塞的相對側穿過先導壓力接口40。因此，相對于主活塞60(或彈簧62)施加的副活塞80的任何力基本上被消除。發(fā)動機油壓作用于主活塞的第二架接76的外徑(基本上等于第一部分32的面積)，使主活塞60向右移動至圖3中所示的計量位置壓縮線圈彈簧62。從泵出口18作用于主活塞的第一、第二架接74、76的壓力基本上被消除。在圖5示出的計量位置之前的平衡點處，主活塞的第一架接74將防止流量從泵出口18穿過兩件式安全閥23至泵入口16。平衡點位置約是圖7所示的位置102。當泵速增加超出平衡點壓力102時，增加的發(fā)動機油壓會造成主活塞60進一步往右移動(圖4)導致主活塞的第一架接74允許增加的流量從泵出口接口38至泵入口接口36，從而發(fā)動機轉速進一步增加，將導致發(fā)動機油壓沿線106所示的路徑至平坦線。泵12的功率消耗一般等于泵流速乘以壓力。在此，兩件式安全閥29，通過使輸送到發(fā)動機10的潤滑油幾乎保持恒定的流速，并以增加的發(fā)動機轉速，使泵入口16和泵出口18具幾乎恒定的壓差，從而降低了功率消耗。

理想的是當系統(tǒng)進入高壓運作模式時，控制器44指示電磁閥42將先導壓力接口與集油槽20連接，而不是與發(fā)動機壓力連接。由于先導壓力為零，沒有流體壓力作用于主活塞60來抵抗彈簧62。計量力與經由接口50作用于副活塞的直徑或第二部分34的發(fā)動機油壓相等。因此，高壓與低壓的比例，等于鉆孔第一、第二部分32、34的面積比。由于先導壓力基本上等于0，因此，副活塞80移動主活塞60，使彈簧62從圖4所示的位置被壓縮，其中主活塞的第一架接74防止泵出口及泵入口之間的繞流，使系統(tǒng)7隨著線200中示出的高壓模式，直到機油壓進一步作用于副活塞80使安全閥23經過圖5中示出的計量位置(圖7中的位置202)至圖6中所示的位置，使發(fā)動機油壓至線206中示出的高壓模式的平坦線。

不同的高低壓模式可用于不同的發(fā)動機，可以分別通過增加或減小彈簧62的彈簧常數來增加或降低高/低壓模式。線406是與系統(tǒng)7相同的發(fā)動機潤滑泵系統(tǒng)的發(fā)動機油壓與泵速關系的示例，但由于彈簧62的較低彈簧常數的彈簧偏置，具有較低的低壓模式。

為了更大地減少寄生損失，電磁閥42可以是比例式閥，允許先導壓力在發(fā)動機油壓和集油槽壓力之間被定義。中壓運作模式允許發(fā)動機油壓泵速關系由線306被定義。如上所述，中壓模式可基于多種發(fā)動機特性或衍生物，經控制器44被控制。

圖8示出系統(tǒng)7，其中，偏置的彈簧為兩種零件262、263，提供可變彈簧常數。該彈簧262，263為階梯式，允許更多定制的壓力與發(fā)動機轉速的關系，以更高的發(fā)動機轉速增加壓力。圖9示出圓錐偏置彈簧363提供連續(xù)可變的彈簧常數。

在此說明的本發(fā)明實質上僅為示例。因此，在不脫離本發(fā)明要點的前提下可在本發(fā)明的范圍內進行多種修改。該修改不應被視為脫離本發(fā)明的思想和范圍。