专利名称：被配置用于向发动机供给压油的润滑系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种被配置用于向发动机供给压油的润滑系统及方法。
背景技术：
被正排量泵压出的流体中的溶气和夹气(dissolved and entrained air)减少泵的输出流量能力，导致由于气穴引起的减小输出压力和不期望有的噪音。当夹气由于从泵的相对低压区域(例如流体入口)到相对高压区域(例如排放或出口区域)通过而塌陷或破裂的时候，气穴发生。泵中气穴的存在具有严重限制其高速输出流量能力的潜在可能。
发明内容
一种润滑系统被配置为向发动机提供压油。该润滑系统包括回转泵、排放器和螺线管阀。回转泵被配置为向发动机提供压油。所述回转泵包括主输入口和供油口。主吸入管线流体地连接到主输入口且被配置为从发动机的油槽抽油。排放器与主吸入管线流体连通，从而流过主吸入管线的油也流过排放器。油输出管线流体地连接到回转泵的供油口且被配置为从回转泵向发动机提供压油。补充供给管线选择性地流体地连接油输出管线和排放器，从而压油选择性地流过补充供给管线和进入排放器。螺线管阀在第一位置和第二位置之间可移动。当螺线管阀在第一位置时，螺线管阀提供流体信号，该流体信号允许压油作用于流量控制阀，所述流量控制阀由此把油从补充供给管线引到排放器中，从而从油槽流出并通过排放器到回转泵的油量增加。当螺线管阀不向流量控制阀提供流体信号时，压油被阻止从补充供给管线进入排放器，且从油槽流出并通过排放器到达回转泵的油量不增加。一种向具有回转泵和排放器的发动机提供压油的方法包括确定发动机的运行特性。基于发动机的运行特性，螺线管阀被移动至第一位置和第二位置中的一个。当螺线管阀在第一位置时，螺线管阀提供允许压油流入排放器的流体信号，从而从油槽流出且通过排放器到达回转泵的油量增加。当螺线管阀在第二位置时，螺线管阀不提供流体信号且压油被阻止进入排放器，从而从油槽流出且通过排放器到达回转泵的油量不增加。润滑系统被配置为向发动机提供压油。润滑系统包括回转泵、排放器和螺线管阀。 回转泵流体地连接到排放器，从而油从排放器流向回转泵。回转泵被配置为向油加压。回转泵包括主输入口和供油口。主吸入管线流体地连接到主输入口且被配置为从发动机的油槽抽油。排放器与主吸入管线流体连通，从而流过主吸入管线的油也流过排放器。油输出管线流体地连接到回转泵的供油口且被配置为从回转泵向发动机提供压油。补充供给管线选择性地流体地连接油输出管线和排放器，从而压油选择性地流过补充供给管线并流入排放器。螺线管阀在第一位置，第二位置和第三位置之间可移动。当螺线管阀在第一位置时，螺线管阀供给流体信号，该流体信号允许压油从补充供给管线流出且流入排放器，从而从油槽流出且通过排放器到达回转泵的油量增加。当螺线管阀在第二位置和第三位置之一时， 螺线管阀不提供流体信号且压油被阻止从补充供给管线进入排放器，从而从油槽流出且通过排放器到达回转泵的油量不增加。当螺线管阀在第一位置和第三位置之一时，压油作用于回转泵以最大化回转泵的排量，使得回转泵的油输出压力最大化。当螺线管阀在第二位置时，压油作用于回转泵以减少回转泵的排量，从而回转泵的油输出压力减小。本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点通过以下连同附图的用于实施本发明的最佳模式的详细描述显而易见。
图1是具有回转泵、排放器和螺线管阀的润滑系统的示意图，其中，螺线管阀在第一位置，该润滑系统被配置为从油槽抽油经由主吸入管线通过排放器进入回转泵，以向发动机提供压油流；图2是图1的润滑系统的示意图，其中，螺线管阀在第二位置；图3是图1的润滑系统的示意图，其中，螺线管阀在第三位置；图4是图1的润滑系统的可替换实施例的示意图，其中，螺线管阀在第一位置，该系统除了主吸入管线外还具有副吸入管线；图5是图4的润滑系统的示意图，螺线管阀在第二位置；和图6是图4的润滑系统的示意图，螺线管阀在第三位置。
具体实施例方式参考附图，其中相同的附图标记指向相同的部件，图1到6示出了被配置以向发动机12提供压油的润滑系统10。润滑系统10包括回转泵14、排放器(eductor) 16、螺线管阀 18和流量控制阀46。更具体地，回转泵14可以是固定或可变排量的泵。回转泵14包括主进油口 20和供油口 22。回转泵14运转着地(operatively)连接到发动机12，使得发动机 12的旋转也使回转泵14旋转，从而产生油流以向发动机12提供压油。主进油口 20在回转泵14旋转时从排放器16接收油。从排放器16接收到的油通过回转泵14加压。油输出管线M流体地连接到回转泵14的供油口 22，且被配置为通过通向发动机12的油输出管线 M从回转泵14向发动机12提供压油。回转泵14还包括主致动器沈和副致动器观。主致动器沈流体地联接到油输出管线24，且被配置为来自油输出管线M的压油作用其上。 主致动器沈被配置为作用于回转泵14内部的偏心环(未示出)以改变回转泵14的排量。 当只有主致动器沈作用于偏心环时，需要的油压被调节到发动机12内的最大水平，而发动机12和回转泵14的转速将在它们的速度范围内变化。副致动器观选择性地流体地联接到油输出管线24，且被配置为减小回转泵14的排量。当压油作用于副致动器观时，附加的力被施加到偏心环(未示出)，其进一步减少泵排量，超过由主致动器26产生的。当油流过发动机12，油最终向下流动，流入油槽30。回转泵14流体地连接到排放器16，使得油从排放器16流向回转泵14。主吸入管线32流体地连接到主输入口，且被配置为从发动机12的油槽30中抽油。排放器16与主吸入管线32流体地连通，使得流过主吸入管线32的油也流过排放器16内限定的喉部34，并经由主进油口 20流入回转泵14。正如本领域技术人员所知道的，排放器16可以是喷射泵。正如在下面将更加详细地解释的， 排放器16被配置为选择性地增加经由主吸入管线32从油槽30到主进油口 20的油流。排放器16包括均向喉部34开放的吸入口 36和排出口 38。回转泵14旋转以提供从主吸入管线32经过主进油口 20的吸入。主吸入管线32内的吸入从油槽30抽油并经由吸入口 36 进入排放器16的喉部34。油被吸入通过喉部34并经由排出口 38排出排放器16。具体参照如图4-6所示出的实施例，润滑系统10还可以包括直接在油槽30和副进油口 21之间延伸的副吸入管线40，所述副进油口 21也向回转泵14开放。副吸入管线 40被配置为经由副进油口 21向回转泵14提供补充流。再次参考图1-6，排放器16还包括补充收敛部分42，所述补充收敛部分向经由主吸入管线32从油槽30进入排放器16的油流开放。补充供给管线44选择性地流体地连接油输出管线M和排放器16，从而压油选择性地流过补充供给管线44和通过收敛部分42流入排放器16。压油从油输出管线M经由补充供给管线44流向收敛部分42。进入排放器 16之后，压油在其离开收敛部分42并进入喉部34时被加速至一增加的速度。高速油然后进入通过排放器16的吸入口 36提供的油束。由于从收敛部分42被加速的油的高速度，排放器16的喉部34中的油的速度增加。当油的速度增加时，压力下降。因此，跨过排放器16 的压差增加，与常规地没有因通过收敛部分42的流动导致的压力变化时会发生的相比，所述压差引起从油槽30流过排放器16的更大油量。油速在排放器16的排出口 38也增加， 进一步增强经由主进油口 20流向回转泵14的流。流量控制阀46沿着补充供给管线44被流体地放置在排放器16和螺线管阀18之间。流量控制阀46包括先导阀(pilot)48，并且流量控制阀46响应从螺线管阀18经由阀促动管线(valve activation line) 73施加到先导阀48的流体信号而打开和关闭。所以， 流量控制阀46被配置以接收来自螺线管阀18的流体信号。流量控制阀46被配置为对从螺线管阀18接收流体信号响应而打开，从而当流量控制阀46被打开时，压油被允许从补充供给管线44通过流量控制阀46并经由收敛部分42流入排放器16。当没有流体信号时， 流量控制阀46经由第一弹簧50被偏置为关闭。因此，流量控制阀46对缺乏来自螺线管阀 18的流体信号响应而关闭，从而压油被阻止从补充供给管线44通过流量控制阀46并流入排放器16。螺线管阀18响应相应的信号在第一位置52(图1和4)、第二位置M(图2和5) 和第三位置56(图3和6)之间可移动。螺线管阀18可以是经由第二弹簧58被偏置到第一位置52的电螺线管阀18。因此，当没有信号时，螺线管阀18在第一位置52。在螺线管阀18不响应移动螺线管阀18到第二或第三位置M、56之一的信号的情况下，螺线管阀18 的缺省位置是第一位置52。螺线管阀18包括四个油口 60、62、64、66，也就是，第一油口 60、 第二油口 62、第三油口 64和第四油口 66。四个油口 60、62、64、66中的每一个与螺线管阀 18流体地连通。副供给管线68在第一油口 60和油输出管线M之间延伸，从而压油经由副供给管线68流向第二油口 62。通气管线70在第二油口 62和环境大气72之间延伸以提供第二油口 62向环境大气72的通气(ventilation)。阀促动管线73在第三油口 64和流量控制阀46之间延伸，从而流量控制阀46与第三油口 64流体地连通。第二致动器供给管线 74在第四油口 66和副致动器28之间延伸，从而副致动器观与第四油口 66流体地连通。具体参考图1和图4，当螺线管阀18在第一位置52时，第一油口 60流体地连接到第三油口 64且第四油口 66流体地连接到第二油口 62。压油从副供给管线68流出并通过第一油口 60流入螺线管阀18。压油然后通过第三油口 64流出螺线管阀18并流入阀促动管线73。如上所述，压油然后流过阀促动管线73以向流量控制阀46的先导阀48供给流体信号，从而流量控制阀46打开。更具体地，当螺线管阀18在第一位置52时，螺线管阀 18提供允许压油从补充供给管线44流进排放器16的流体信号，从而从油槽30流出通过排放器16到达回转泵14的油量增加。同样，因为当螺线管阀18在第一位置52时第二油口 62通常向环境大气72开放且第四油口 66流体地连接到第二油口 62，第四油口 66和相应的第二致动器供给管线74也向环境大气72开放，从而第二致动器供给管线74通向环境大气72且没有油作用于第二致动器观。此外，因为没有压油作用于副致动器观，主致动器 26作用于回转泵14，从而回转泵14的油输出压力被调节到最大水平。现在参考图2和图5，当螺线管阀18在第二位置M时，第三油口 64流体地连接到第二油口 62且第一油口 60流体地连接到第四油口 66。因此，阀促动管线73通到环境大气 72，从而没有信号被提供以作用于流量控制阀46的先导阀48。因此，如上所述，流量控制阀 46保持关闭。更具体地，当螺线管阀18在第二位置M时，螺线管阀18不提供流体信号且压油被阻止从补充供给管线44进入排放器16，从而从油槽30流出通过排放器16到达回转泵14的油量不增加。此外，来自副供给管线68的压油通过第一油口 60流入螺线管阀18， 且通过第四油口 66流出螺线管阀18并流入第二致动器供给管线74，从而压流作用于副致动器观以改变回转泵14的排量，使得回转泵14的油输出压力被调节到最低水平。参考图3和图6，当螺线管阀18在第三位置56时，第二、三和四油口 62、64、66彼此流体地连接。当螺线管阀18在第三位置56时，阀促动管线73和第二致动器管线通向环境大气72，从而系统处于平衡且没有油作用于流量控制阀46的控制器18或作用于副致动器28。这意味着，当螺线管阀18在第三位置56时，螺线管阀18不从阀促动管线73向流量控制阀46提供流体信号，从而从油槽30流出通过排放器16到达回转泵14的油量不增加。 此外，因为没有压油作用于副致动器观，主致动器26作用于回转泵14，从而回转泵14的油输出压力被调节到最大水平。润滑系统10还包括具有控制器78和诊断器80的计算机76。计算机76运转着地连接到螺线管阀18，且被配置为监控发动机12的至少一个运行特性。一个或多个传感器 82被运转着地放置在发动机12和计算机16之间，且被配置为检测发动机12的运行特性中的一个或多个。传感器82可以包括油压传感器、油温传感器、发动机转速传感器、发动机负载传感器等。油压传感器被配置用于确定当发动机12运行时在发动机12内的油的压力。 油温传感器被配置用于确定发动机12内的油的温度。发动机转速传感器被配置用于确定以每分钟转数记(RPM)的发动机12的转动速度。发动机负载是对有多少负载被置于发动机要求功率的测量，也就是，制动、运行无线电装置、运行A/C系统、操作风挡刮水器等。这些传感器82中的每一个向计算机76提供输入。基于从这些传感器82中的一个或多个接收的运行特性，计算机76的控制器78确定通过回转泵14的油流是否需要改变。控制器78 基于发动机12的运行特性向螺线管阀18发送信号以移动螺线管阀18到第一、第二或第三位置52、54、56。例如，再次参考图1和图4，在发动机12高速运行时，运行特性可以是发动机转速。当发动机转速大于大约5000RPM时，由于气穴，回转泵14典型地经历大的流量损失(flow loss)。为了抵消当离开供油口 22的压油的压力减少时的该流量损失，计算机76 的控制器78通过对螺线管阀18断电而信号通知螺线管阀18移动到第一位置52。因此，如上所述，没有信号的情况下，螺线管阀18自动地移动到第一位置52。在第一位置52，流量控制阀46的先导阀48被激活，且流量控制阀46打开，增加(boost)流过排放器16并流进回转泵14的油量。增加的流过排放器16并流进回转泵14的油量缓解气穴。此外，当螺线管阀18在第一位置52时，控制器78可以通过使送至螺线管阀18的信号调制或脉冲化以由此调制作用于流量控制阀46的先导阀48的流体信号而成比例地控制通过排放器16的压油的流。螺线管阀18被配置为在第一位置52提供被调制的流体信号。被调制的流体信号作用于流量控制阀46，从而流量控制阀46打开与被调制的流体信号成比例的量，且压油被允许以也与被调制的流体信号成比例的量从补充供给管线44通过流量控制阀46且流入排放器16。流量控制阀46的比例控制由此限制流过流量控制阀46 且流入补充入油口的高压油的量。通过限制流过流量控制阀46且流入排放器16的高压油的量，可以实现流过排放器16的油的速度(和压力)的比例控制。更具体地，来自油槽30 且通过排放器16的油的速度可以被成比例地控制在当流量控制阀46被完全打开时的油的速度和当流量控制阀46被完全关闭时的油的速度之间。再次参考图2和图5，在发动机12低速运行时，发动机12速度的运行特性小于约 3000RPM。在发动机12低速运行时回转泵14典型地经历油过压情形。为了抵抗过度的发动机12的油压，当过压情形存在时，控制器78信号通知螺线管阀18以移动螺线管阀18到第二位置M。在第二位置54，如上解释的，流量控制阀46的先导阀48未被激活且流量控制阀46关闭。因此，流过排放器16的流没有被增加。此外，高压油流过第二致动器供给管线74且作用于副致动器观，从而副致动器观改变回转泵14的排量以控制回转泵14的油出口压力到最适宜的水平。参考图3和图6，在发动机12在中等(mid-range)运行速度时，发动机12速度的运行特性在约3000RPM和5000RPM之间。在中等运行速度时，控制器78信号通知螺线管阀 18以移动螺线管阀18到第三位置56。在第三位置56，如上解释的，系统处于平衡状态，从而没有油压作用于流量控制阀46的先导阀48或副致动器观。相应地，进入回转泵14的油没有增加，且副致动器观不改变旋转发动机12的排量。控制器78被配置为使送至螺线管阀18的信号调制或脉动化以达到第三位置56。虽然用于实施本发明的最佳模式已被详细描述，熟悉本发明涉及的领域的人将识别在所附的权利要求的范围内用于实践本发明的各种可替代的设计和实施例。
权利要求
1.一种润滑系统，被配置为向发动机提供压油，所述润滑系统包括 回转泵，流体地连接到排放器，从而油从排放器流向回转泵；其中，所述回转泵被配置为向发动机提供压油； 其中，所述回转泵包括主输入口和供油口 ；主吸入管线，流体地连接到主输入口且被配置为从发动机的油槽抽油； 排放器，与主吸入管线流体连通，从而流过主吸入管线的油还流过排放器； 油输出管线，流体地连接到回转泵的供油口且被配置为从回转泵向发动机提供压油； 补充供给管线，选择性地流体地连接油输出管线和排放器，从而压油选择性地流过补充供给管线并流入排放器；螺线管阀，其在第一位置和第二位置之间可移动；其中，当所述螺线管阀在第一位置时，所述螺线管阀提供允许压油从补充供给管线流入排放器的流体信号，从而从油槽流出通过排放器到回转泵的油量增加；其中，当所述螺线管阀在第二位置时，所述螺线管阀不提供流体信号且压油被阻止从补充供给管线进入排放器，从而从油槽流出通过排放器到回转泵的油量不增加；
2.如权利要求1所述的润滑系统，还包括流量控制阀，该流量控制阀被流体地布置在排放器和螺线管阀之间，从而该流量控制阀被配置为接收来自螺线管阀的流体信号；其中，所述流量控制阀被配置为对从螺线管阀接收流体信号进行响应而打开，从而压油被允许从补充供给管线流过流量控制阀并流入排放器；并且其中，所述流量控制阀被配置为对缺乏来自螺线管阀的流体信号进行响应而关闭，从而压油被阻止从补充供给管线流过流量控制阀并流入排放器。
3.如权利要求2所述的润滑系统，其中，所述回转泵是可变排量泵。
4.如权利要求3所述的润滑系统，其中，所述可变排量泵包括主致动器，流体地联接到油输出管线，且被配置为来自油输出管线的压油作用连续地作用在该主致动器上，从而该主致动器作用以最大化回转泵的排量；副致动器，选择性地流体地联接到油输出管线，且被配置为来自油输出管线的压油以比作用于主致动器的压油的压力大的压力选择性地作用在该副致动器上，从而副致动器克服主致动器以减少回转泵的排量并减小回转泵的油输出压力。
5.如权利要求4所述的润滑系统，其中，所述螺线管阀被配置为提供调制的流体信号作用于流量控制阀，从而所述流量控制阀打开与所述调制的流体信号成比例的量，且压油被允许以也与所述调制的流体信号成比例的量从补充供给管线流过流量控制阀并流入排放器。
6.如权利要求4所述的润滑系统，其中，所述螺线管阀包括第一油口、第二油口、第三油口和第四油口，所述润滑系统还包括副供给管线，在所述第一油口和所述油输出管线之间延伸，从而压油经由该副供给管线流向副油口；通气管线，在所述第二油口和环境大气之间延伸，以提供第二油口向环境大气的通气；阀促动管线，在所述第三油口和流量控制阀之间延伸，从而流量控制阀与第三油口流体连通；及第二致动器供给管线，在第四油口和副致动器之间延伸，从而副致动器与第四油口流体连通。
7.如权利要求6所述的润滑系统，其中，当所述螺线管阀在第一位置时，所述第一油口流体地连接到所述第三油口，从而压油从副供给管线流出且通过第一油口流入螺线管阀， 且压油通过第三油口流出螺线管阀并流入阀促动管线以向流量控制阀的先导阀提供流体信号，从而流量控制阀打开；并且其中，所述第四油口流体地连接到所述第二油口，从而所述第二致动器供给管线通向环境大气且没有油作用于所述第二致动器。
8.如权利要求6所述的润滑系统，其中，当所述螺线管阀在第二位置时，所述第三油口流体地连接到所述第二油口，从而阀促动管线通向环境大气且没有流体信号作用于流量控制阀以保持流量控制阀关闭；且其中，所述第一油口流体地连接到所述第四油口，从而来自副供给管线的压油通过所述第一油口流入螺线管阀，并且通过第四油口流出螺线管阀进入所述第二致动器供给管线，从而压流作用于副致动器以减少回转泵的排量及减小回转泵的油输出压力。
9.如权利要求6所述的润滑系统，其中，所述螺线管阀可移动到第三位置；其中，当所述螺线管阀在第三位置时，该螺线管阀不从阀促动管线向流量控制阀提供流体信号，从而从油槽流过排放器到达回转泵的油量不增加。
10.如权利要求6所述的润滑系统，其中，当所述螺线管阀在第三位置时，所述第二、第三和第四油口彼此流体地连接，从而阀促动管线和第二致动器管线通向环境大气且没有油作用于流量控制阀和副致动器。
全文摘要
本发明涉及一种被配置用于向发动机供给压油的润滑系统和方法。该润滑系统包括回转泵、排放器和螺线管阀，并且被配置为向发动机提供压油。回转泵被配置为产生油流。补充供给管线选择性地提供压油到排放器内。螺线管阀在第一位置和第二位置之间可移动。当螺线管阀在第一位置时，螺线管阀供给流体信号，该流体信号允许压油从补充供给管线流入排放器，以增加从发动机的油槽流入回转泵的油量。当螺线管阀不供给流体信号时，压油被阻止进入排放器且从油槽流过排放器到达回转泵的油量不增加。
文档编号F01M1/16GK102373984SQ20111024290
公开日2012年3月14日 申请日期2011年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者戴维.R.斯塔利, 约翰.C.舒尔茨 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司