本发明涉及发动机技术领域,具体涉及一种发动机润滑系统。
背景技术:
发动机润滑系统是发动机的重要组成系统之一,在发动机的运转过程中,机油起着非常重要的作用,它即起到润滑作用,又起到密封、冷却、缓冲的作用。为了保证机油可以顺利到达需要进行润滑的各个发动机零部件,机油必须要有一定的压力。
在现在的发动机润滑系统中,机油压力的大小主要随着机油泵的转速变化,高转速时,机油油压过高,靠使用限压阀通过泄油方式对主油路压力进行调节;另外,进气凸轮轴油道和排气凸轮轴油道的直径也会影响机油的压力,凸轮轴油道的直径较大时,会引起系统机油压力的降低,如果缩小凸轮轴油道的直径,又会增加凸轮轴油道加工的难度,为保证工艺性,只能在系统机油压力及凸轮轴油道直径间选取一平衡点。此外,发动机润滑系统的机油泵主要靠自润滑方式进行润滑,即利用从机油泵间隙溢出的未经清洁的机油对机油泵的轴承进行润滑。
由上述可知,现有技术的发动机润滑系统主要存在以下缺点:一、机油压力不可调节,而且限压阀泄油这种降低机油压力的方式会引起输出功率的浪费,对发动机的各种工况下不同润滑部位的润滑效果也大打折扣,引起重要的配合面的拉伤甚至抱死、造成关键部件损害的后果;二、机油泵利用未经清洁的机油进行润滑,该机油杂质较多,容易造成机油泵轴承磨损,缩短机油泵寿命;三、为了获得合适的机油压力,需要付出提高凸轮轴油道加工难度的代价。
技术实现要素:
本发明提供一种发动机润滑系统,以解决现有技术中的发动机润滑系统的机油压力不可调节以及机油泵进行自润滑的机油杂质较多的问题,本发明的发动机润滑系统通过采用可变排量机油泵和压力控制阀,增加反馈油路和润滑油路,使机油压力变得可调节,而且能够洁净润滑机油泵的机油,从而延长机油泵的寿命。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
一种发动机润滑系统,包括可变排量机油泵、滤清器、油底壳、主油路、反馈油路和润滑油路,所述可变排量机油泵包括吸油腔、排油腔和反馈油腔,所述吸油腔与所述油底壳连通,所述排油腔与所述滤清器的进油口连通,所述滤清器的出油口与所述主油路的进油口连通;所述主油路分支形成所述反馈油路和所述润滑油路,所述反馈油路上设有压力控制阀,所述反馈油路的出油口与所述反馈油腔连通,所述润滑油路连通至所述可变排量机油泵的轴承。
优选地,所述压力控制阀为电磁阀,所述电磁阀与ECU电连接,所述ECU与转速传感器电相连。
优选地,所述可变排量机油泵为两级可变排量机油泵,所述电磁阀为两级电磁阀。
优选地,所述主油路分支形成第一支路和第二支路,所述第一支路与进气凸轮轴油道串联,所述第二支路与排气凸轮轴油道串联,所述进气凸轮轴油道和所述排气凸轮轴油道内均设有限流阀。
优选地,所述润滑油路分支出一条流通至平衡轴的平衡轴润滑油路。
优选地,还包括冷却器,所述冷却器与所述主油路串联。
优选地,所述排油腔连通所述冷却器的进油口,所述冷却器的出油口连通所述滤清器的进油口。
优选地,还包括温度压力一体传感器,所述温度压力一体传感器与所述主油路串联。
优选地,还包括限压阀,所述可变排量机油泵与限压阀并联。
本发明的有益效果在于:
本发明的发动机润滑系统,包括可变排量机油泵、滤清器、油底壳、主油路、反馈油路和润滑油路,可变排量机油泵的吸油腔连通油底壳,可变排量机油泵的排油腔连通滤清器的进油口,滤清器的出油口连通主油路的进油口,主油路分支形成反馈油路和润滑油路,反馈油路上串联有压力控制阀,反馈油路的出油口连通可变排量机油泵的反馈油腔,润滑油路连通至所述可变排量机油泵的轴承。相比于现有技术,本发明的发动机润滑系统能够利用可变排量机油泵和压力控制阀对机油压力进行调节,可根据实际的润滑需求,控制可变排量机油泵的出口机油压力,降低功率消耗,保持较好的润滑效果,避免对发动机关键部件的损伤;并且本发明通过设置连通至可变排量机油泵的轴承的润滑油路,使用滤清器洁净后的干净机油对机油泵的轴承进行润滑,可防止杂质磨损机油泵的轴承,能够有效提高机油泵的寿命。
在此基础上,本发明的发动机润滑系统在进气凸轮轴油道和排气凸轮轴油道内均设置限流阀,不需要提高凸轮轴油道的加工难度,就能够实现对主油路压力损失的降低,保证能量的有效利用率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的发动机润滑系统的总体结构示意图;
图2为本发明实施例提供的发动机润滑系统的局部结构示意图;
图3为本发明实施例提供的可变排量机油泵的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的压力控制阀的使用效果图;
图5为本发明实施例提供的进气凸轮轴的结构示意图。
附图标记说明:1-可变排量机油泵,2-限压阀,3-压力控制阀,4-冷却器,5-滤清器,6-可变排量机油泵驱动链条自动张紧器,7-涡轮增压器,8-温度压力一体传感器,9-活塞冷却喷嘴,10-曲轴连杆润滑油孔,11-链条自动张紧器,12-链条润滑喷油嘴,13-反馈油路,14-平衡轴润滑油路,15-润滑油路,16-进气凸轮轴油道,17-排气凸轮轴油道,18-中置式VVT,19-进气凸轮轴轴承,20-排气凸轮轴轴承,21-燃油泵润滑油路,22-限流阀,23-油底壳,24-主油路,25-发动机,26-转速传感器,27-ECU,28-偏心环,29-摆动弹簧,30-反馈油腔。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
如图1所示,本发明实施例提供一种发动机润滑系统,包括可变排量机油泵1、滤清器5、油底壳23、主油路24、反馈油路13和润滑油路15,所述可变排量机油泵1包括吸油腔、排油腔和反馈油腔30,所述吸油腔与所述油底壳23连通,所述排油腔与所述滤清器5的进油口连通,所述滤清器5的出油口与所述主油路24的进油口连通;所述主油路24分支形成所述反馈油路13和所述润滑油路15,所述反馈油路13上设有压力控制阀3,所述反馈油路13的出油口与所述反馈油腔30连通,所述润滑油路15连通至所述可变排量机油泵1的轴承。
本发明实施例采用可变排量机油泵1和压力控制阀3对机油压力进行调控,相比于现有技术中采用泄压阀泄油来降低机油压力的方式,本发明实施例可根据系统的实际润滑需求,通过压力控制阀3对可变排量机油泵1的出口机油压力进行调控,不仅增加了机油压力的可调节范围,使对机油压力的调节效率更高、更智能化,而且避免了泄压阀泄油浪费输出功率,降低机油润滑效果和造成发动机25的关键零部件损害的弊端。
如图2所示,在本发明的一个实施例中,压力控制阀3优选为电磁阀,所述电磁阀与ECU27电连接,所述ECU27与转速传感器26电相连,转速传感器26检测到发动机25的实际转速,并将该转速的大小反馈给ECU27,ECU27对发动机转速进行判断,随后对电磁阀进行控制,随后电磁阀调整可变排量机油泵1的出口机油压力,出口机油进入主油路24,如此循环往复,最终使主油路24的机油压力在合适范围内。
在上述实施例中,可变排量机油泵1优选为两级可变机油泵,所述两级可变机油泵固设于发动机25的缸体上,其结构示意图请参照图3,两级可变机油泵的反馈油腔30连通反馈油路13,反馈油路13中的机油进入反馈油腔30中压缩摆动弹簧29,使偏心环28发生移动,继而引起偏心量变小,排油腔中的输出机油油压随之降低,接着输出机油通过滤清器5进入主油路24,主油路24的机油压力也随之降低,接着主油路24的一部分机油再次通过主油路24分支出的反馈油路13,进入反馈油腔30,摆动弹簧29压缩量降低,偏心环28移动,偏心量变大,输出油压升高,如此循环往复,通过多次调节,最终达到主油路24在一个发动机25需求的恒定油压下工作的稳定状态。在本实施例中,弹簧的压缩量通过压力控制阀3进行调节以实现对主油路24压力的调整,使主油路24中的机油压力根据实际的需求灵活变化。
在上述实施例中,电磁阀优选为两级电磁阀,两级电磁阀配合两级可变机油泵,使用效果图如图2和图4所示,其实现对机油压力的两级可控的操作如下:
1)首先根据发动机25的需求,设定不同转速阶段发动机25的需求油压,即主油路24的机油压力,例如:
发动机转速<N1rpm时,发动机25的需求压力为机油泵的实际输出压力;
N1rpm≤发动机转速<N2rpm时,发动机25的需求压力为P1;
N2rpm≤发动机转速时,发动机25的需求压力为P2。
2)机油压力的两级可变过程:
A.转速传感器26检测到发动机25的实际转速并反馈给ECU27,ECU27对转速进行判断,如发动机转速<N1rpm,ECU27不对两级可变机油泵压力控制阀进行控制,泵实际输出机油的压力即为该转速下的实际需求压力;
B.转速传感器26检测到发动机25的实际转速并反馈给ECU27,ECU27对转速进行判断,如N1rpm≤发动机转速<N2rpm,ECU27对两级可变机油泵压力控制阀进行通电,产生电磁阀力F1,此时反馈油路13的压力等于主油路24的压力等于P1,电磁阀弹簧力为F2,当F1+P1≥F2时,电磁阀接通P口,由于P口与两级可变机油泵的反馈油腔30连通,机油随后进入反馈油腔30压缩摆动弹簧29调节机油泵的出口压力,最终使主油路24的压力维持在P1;
C.转速传感器26检测到发动机25的实际转速并反馈给ECU27,ECU27对转速进行判断,如N2rpm≤发动机转速时,润滑系统中的机油压力过大,ECU27不对两级可变机油泵压力控制阀进行控制,此时反馈油路13的压力等于主油路24的压力等于P1,因P1<F2,如图4所示,电磁阀接通T口,由于电磁阀接通的T口与油底壳23连通,反馈油路13内的机油会直接泄压至油底壳23内,从而使摆动弹簧29未受压缩,得以复位,恢复油压与转速成正比的状态,此时主油路24的压力达到P2,当P2≥F2时,P口与两级可变机油泵的反馈油腔30直接相连,压缩摆动弹簧29进行压力调节,使主油路24的压力维持在P2。
通过上述实施例的发动机润滑系统可见,通过两级电磁阀和两级可变机油泵,可以有效的对主油路24的机油压力进行两级调节。
在本发明的实施例中,所述主油路24分支形成第一支路和第二支路,所述第一支路与进气凸轮轴油道16串联,所述第二支路与排气凸轮轴油道17串联,请参照图1和图5所示,所述进气凸轮轴油道16和所述排气凸轮轴油道17内均设有限流阀22,限流阀22通过过盈压装固定在凸轮轴油道内,限流阀22通过改变凸轮轴油道的流通截面积来降低进入凸轮轴油道内的流量,起到限流作用,增加限压阀2后,可以在不改变进气凸轮轴油道16和排气凸轮轴油道17的直径的前提下,降低主油路24的压力损失,保证能量的有效利用率。在上述结构的基础上,常用的进气凸轮轴油道16和所排气凸轮轴油道17均串联有中置式VVT18,机油在流经中置式VVT18后,还会流通至进气凸轮轴轴承19和排气凸轮轴轴承20对二者进行润滑,随后机油还会流通至燃油泵润滑油路21继续发挥润滑等作用。
在本发明实施例的发动机润滑系统中,所述润滑油路15分支出一条流通至平衡轴的平衡轴润滑油路14,实现对平衡轴的润滑和降温,防止平衡轴因干摩擦而降低寿命,为平衡轴提供良好的工作环境。
进一步地,本发明实施例的发动机润滑系统还包括冷却器4,所述冷却器4与所述主油路24串联,来对进入主油路24的机油进行降温和缓冲,便于对主油路24的机油进行降压。
在上述结构的基础上,所述排油腔连通所述冷却器4的进油口,所述冷却器4的出油口连通所述滤清器5的进油口,将冷却器4和滤清器5均设置在主油路24的前端,二者相互配合对进入主油路24的机油进行降温、缓冲和清洁,有利于提高主油路24中的机油质量,使主油路24和后续需要进行润滑的零部件得到更好的润滑和良好的工作状况。
进一步地,本实施例的发动机润滑系统还包括温度压力一体传感器8,所述温度压力一体传感器8与所述主油路24串联,温度压力一体传感器8可以实现对主油路24中的机油的温度和压力进行实时监测,确保主油路24机油的温度和压力在合理的范围内。更为具体地,在滤清器5和温度压力一体传感器8之间,主油路24上还可依次串联有可变排量机油泵驱动链条自动张紧器6和涡轮增压器7,在温度压力一体传感器8后,主油路24上还流经活塞冷却喷嘴9、曲轴连杆润滑油孔10、链条自动张紧器11和链条润滑喷油嘴12,以对发动机25的更多零部件进行润滑,使本实施例的发动机润滑系统功能更为健全,系统更为稳定和实用。
如图1所示,本发明实施例的发动机润滑系统还包括限压阀2,所述可变排量机油泵1优选与限压阀2并联,在发动机25低温冷启动的工况时,由于低温机油粘度较高,即使转速很低,也会产生高压,这时可通过限压阀2将多余压力泄到油底壳23中,保证发动机25的密封,当油温上升后,限压阀2不再工作,换做可变排量机油泵1和压力控制阀3调节压力,限压阀2与可变排量机油泵1和压力控制阀3在低转速和高转速的工况分别发挥作用,能在更广泛的转速范围内对机油的压力进行调节,进一步提高了整个系统的调压能力。
以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果,以上所述仅为本发明的较佳实施例,但本发明不以图面所示限定实施范围,凡是依照本发明的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围内。