相關(guān)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(quán)。上述申請的公開內(nèi)容被納入此處作為參照。

發(fā)明領(lǐng)域

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

發(fā)明背景

在用于車輛的流體泵，特別是油泵的領(lǐng)域中，需要控制流經(jīng)油路的油量。控制流量可以有許多優(yōu)點(diǎn)，特別是燃油經(jīng)濟(jì)性。例如，當(dāng)車輛加速泵時，由于泵以更大的速度運(yùn)作，可能會引起不必要的油壓增加，其導(dǎo)致發(fā)動機(jī)曲軸上功率負(fù)載增加。當(dāng)車輛以慢速行駛時，在電路中需要一定的泵排量來產(chǎn)生所需的油壓，但是以較高的速度和相同的泵排量會導(dǎo)致比所需更高的流量，多余的流量表現(xiàn)出發(fā)動機(jī)上寄生負(fù)載的增加。為了減少寄生負(fù)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(fù)雜性和成本，不僅是泵，還有與系統(tǒng)相關(guān)的其他閥門和液壓元件。隨著機(jī)動車輛中小型發(fā)動機(jī)的應(yīng)用，變得更加困難來驗(yàn)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(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了實(shí)現(xiàn)上述的以及其他需要，提出本發(fā)明。在優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明提出一種用于機(jī)動車輛的油潤滑發(fā)動機(jī)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(dǎo)壓力選擇地連接的先導(dǎo)壓力接口。先導(dǎo)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(jī)作用于副活塞。本發(fā)明系統(tǒng)允許通過控制先導(dǎo)壓力來實(shí)現(xiàn)油壓與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)系的多種運(yùn)作模式，使車輛發(fā)動機(jī)上油泵所施加的寄生負(fù)載最小化。

本發(fā)明的進(jìn)一步適用范圍將由以下提供的詳細(xì)說明變得明顯。應(yīng)理解，雖然在此示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但詳細(xì)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(jìn)行詳細(xì)地說明，本發(fā)明的內(nèi)容將更容易被理解，其中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)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(zhuǎn)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(jī)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(dá)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(dá)到近似平坦線的運(yùn)作狀態(tài)。

圖7是示出利用根據(jù)本發(fā)明的潤滑泵系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)油壓和泵束之間的關(guān)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(jī)的優(yōu)選實(shí)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(jī)的優(yōu)選實(shí)施例。

優(yōu)選實(shí)施例的具體說明

以下說明的優(yōu)選實(shí)施例性質(zhì)上僅為示范性的，并不用來限制本發(fā)明、其應(yīng)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(jī)動車輛的內(nèi)燃發(fā)動機(jī)10，通常為交互活塞型發(fā)動機(jī)10。系統(tǒng)7具有油泵12。該泵12通常是具有非同心轉(zhuǎn)子13、15的定排量轉(zhuǎn)子型泵。泵12通常經(jīng)帶或齒輪組與發(fā)動機(jī)10的曲軸(未顯示)扭轉(zhuǎn)地連接。典型的泵12用于小型、中型、大型客車或小型卡車機(jī)動車輛，且當(dāng)發(fā)動機(jī)10的曲軸每分鐘旋轉(zhuǎn)700-7000轉(zhuǎn)數(shù)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(jìn)入發(fā)動機(jī)10之前過濾油。發(fā)動機(jī)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(jī)構(gòu)，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(yùn)作模式，高運(yùn)作模式通常需要發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)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(dǎo)壓力接口40與泵出口接口38軸向隔開。先導(dǎo)壓力接口40通常位于第一部分32的末端前端。先導(dǎo)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(dǎo)壓力接口40與集油槽20或發(fā)動機(jī)機(jī)油壓連接在主油道上。電磁閥42可以是簡單的開關(guān)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?？刂破?4可以是多功能控制器的單獨(dú)部件或部分，例如發(fā)動機(jī)控制器。控制器44可位于電磁閥42附近或位于遠(yuǎn)處。通常情況下，控制器44根據(jù)一個或多個發(fā)動機(jī)特性向電磁閥42指示信號，例如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)溫度、發(fā)動機(jī)油溫度、閥驅(qū)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(jī)壓力接口50與封閉端48相鄰。發(fā)動機(jī)壓力接口50通常與發(fā)動機(jī)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(shù)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(jīng)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(dǎo)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(jī)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(guān)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(diǎn)接觸。半單點(diǎn)接觸使面86和88經(jīng)殼體鉆孔30的一段中的先導(dǎo)壓力被作用，從而暴露于先導(dǎo)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(cè))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(jī)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(zhuǎn)速與發(fā)動機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)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(dǎo)壓力置于低壓模式，從而使先導(dǎo)壓力接口40與發(fā)動機(jī)油壓連接。隨著發(fā)動機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速的增加，主油道中的發(fā)動機(jī)油壓沿圖7中的線100線性增加。繼續(xù)增加的發(fā)動機(jī)油壓經(jīng)由發(fā)動機(jī)油壓接口50作用于副活塞80區(qū)域。相同的發(fā)動機(jī)油壓也可作用于副活塞的相對側(cè)穿過先導(dǎo)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(jī)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(diǎn)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(diǎn)位置約是圖7所示的位置102。當(dāng)泵速增加超出平衡點(diǎn)壓力102時，增加的發(fā)動機(jī)油壓會造成主活塞60進(jìn)一步往右移動(圖4)導(dǎo)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(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)一步增加，將導(dǎo)致發(fā)動機(jī)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(jī)10的潤滑油幾乎保持恒定的流速，并以增加的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)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(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入高壓運(yùn)作模式時，控制器44指示電磁閥42將先導(dǎo)壓力接口與集油槽20連接，而不是與發(fā)動機(jī)壓力連接。由于先導(dǎo)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(jīng)由接口50作用于副活塞的直徑或第二部分34的發(fā)動機(jī)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(dǎo)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(jī)油壓進(jìn)一步作用于副活塞80使安全閥23經(jīng)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(jī)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(jī)，可以分別通過增加或減小彈簧62的彈簧常數(shù)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(jī)潤滑泵系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)油壓與泵速關(guān)系的示例，但由于彈簧62的較低彈簧常數(shù)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(dǎo)壓力在發(fā)動機(jī)油壓和集油槽壓力之間被定義。中壓運(yùn)作模式允許發(fā)動機(jī)油壓泵速關(guān)系由線306被定義。如上所述，中壓模式可基于多種發(fā)動機(jī)特性或衍生物，經(jīng)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(shù)。該彈簧262，263為階梯式，允許更多定制的壓力與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系，以更高的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)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(shù)。

在此說明的本發(fā)明實(shí)質(zhì)上僅為示例。因此，在不脫離本發(fā)明要點(diǎn)的前提下可在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行多種修改。該修改不應(yīng)被視為脫離本發(fā)明的思想和范圍。