应变式机油泵控制系统技术方案

本公开提供了一种应变式机油泵控制系统，包括：机油泵、流量调节装置、电阻应变式压力传感器和电子控制单元；流量调节装置与机油泵的定子相连；电阻应变式压力传感器安装于轴承座处或机体表面，用于测量机构件变形产生的应变大小，将其转换为电信号；电阻应变式压力传感器为膜片式结构；电子控制单元为电阻应变式压力传感器提供电源，同时电子控制单元接收电阻应变式压力传感器的输出电压，计算出机械部件表面变形条件下所需的滑油压力；电子控制单元将计算出的滑油压力信号输出至流量调节装置，使其带动定子沿水平方向移动，改变定子和转子间的偏心距，调节机油泵内的油液的容积。本公开可根据结构件变形导致的应力变化精确控制机油泵排量。

Control system of strain type oil pump

【技术实现步骤摘要】
应变式机油泵控制系统
本公开涉及内燃机润滑系统优化领域，尤其涉及一种由机械部件表面变形控制的应变式机油泵控制系统。
技术介绍
汽车发动机气缸内为高温高压的工作环境，发动机运动部件经常承受很高的载荷，由于气缸内负荷不断变化，运动部件的载荷不断变化，机构件的变形程度也不断变化，复杂恶劣的工作环境使润滑问题显得尤为重要。汽车发动机的润滑系统直接影响发动机的性能和可靠性。汽车发动机润滑系统由机油泵从油底壳中吸油并提升压力来供给润滑油。润滑油经曲柄连杆机构中的滑油通道流经轴承、活塞销和活塞，为运动副提供润滑，减小摩擦阻力，降低功率消耗，减轻机件磨损，并带走热量。润滑油还经注油器为活塞环和缸套进行润滑、带走热量并中和活塞环和缸套处燃烧产物的酸性，防止腐蚀。目前，汽车发动机的润滑系统中普遍采用由发动机曲轴直接驱动的机械式机油泵，当发动机启动运转时，曲轴的转动带动机油泵的运转，供给润滑油。但现有机油泵存在诸多缺陷：其一，机油泵的排量和输出压力只取决于发动机的转速，不能根据运动副的载荷大小自动调整机油泵的排量和输出压力，但发动机转速不断变化，导致机油泵的输出不稳定，运动副间的润滑工况一直变化。其二，当发动机在高负荷、低转速下运转时，由于气缸内工作压力高，运动部件间载荷增大，所需的润滑油流量和压力增大，而传统机油泵不能自动增大排量保证有效的润滑，运动副间有出现干摩擦的风险。其三，当发动机在低负荷、高转速下运转时，运动部件间载荷较小，机油泵的排量和输出压力远远高于润滑需要，大量的滑油在循环中产热，机油泵负载大，造成能量的浪费。为进一步对内燃机润滑系统进行优化，上述在现有机油泵中的缺陷还亟待攻克解决。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本公开提供了一种应变式机油泵控制系统，以至少部分解决以上所提出的技术问题。(二)技术方案根据本公开的一个方面，提供了一种应变式机油泵控制系统，包括：机油泵，包括泵体、定子和转子；流量调节装置，与所述机油泵的定子相连；电阻应变式压力传感器，安装于轴承座处或机体表面，用于测量机构件变形产生的应变大小，将其转换为电信号；所述电阻应变式压力传感器为膜片式结构；电子控制单元，为所述电阻应变式压力传感器提供电源，同时所述电子控制单元接收所述电阻应变式压力传感器的输出电压，根据电压变化计算出机械部件表面的变形的应变大小，进而计算出机械部件表面变形条件下所需的滑油压力；所述电子控制单元将计算出的滑油压力信号输出至所述流量调节装置，所述流量调节装置运动带动所述定子沿水平向移动，改变所述定子和转子间的偏心距，调节所述机油泵内的油液的容积。在本公开的一些实施例中，所述流量调节装置包括：差动活塞，套设于液压缸的缸体内，所述差动活塞与所述定子相连，且穿设于所述泵体上；换向阀，根据液压油路流通方式，控制所述差动活塞运动；所述液压油路两端分别与机油泵出口和液压缸的进油口连接。在本公开的一些实施例中，所述换向阀，包括：阀体、阀芯、电磁线圈和弹簧；所述阀芯与所述阀体相配合来控制液压油流向；所述电磁线圈安装在所述阀体外的两端；所述弹簧安装在所述阀芯的两端，且与所述阀芯直接接触；所述换向阀左侧的所述电磁线圈通电，液压油路左侧流通，液压油路右侧泄压；所述差动活塞带动所述定子向右移动；所述换向阀右侧的所述电磁线圈通电，液压油路右侧流通，液压油路左侧泄压；所述差动活塞带动所述定子向左移动；所述电磁线圈断电，所述阀芯复位，截止液压油路。在本公开的一些实施例中，所述电阻应变式压力传感器，包括：四个电阻应变片，在受压情况下内部电阻发生变化，导致输出电压变化；测量导线，连接四个电阻应变片成惠斯通电桥，补偿由于环境温度变化引起的电阻变化；电源导线，连接电子控制单元，为所述电阻应变式压力传感器提供电源；输出导线，用于将由于电阻变化引起的电压变化的信号发送至电子控制单元。在本公开的一些实施例中，所述电阻应变片包括：电阻丝，所述电阻丝受到压力，所述电阻丝的长度和半径发生变化，导致电阻改变；基底，所述电阻丝设置于所述基底上，所述基底用于为所述电阻丝提供支撑和固定；盖层，盖设于所述电阻丝上且与所述基底相接触，所述盖层用于为电阻丝提供保护，并保证电阻丝均匀受力；引线，与所述测量导线相连。在本公开的一些实施例中，还包括：滑油压力传感器，设置于发动机曲轴的输出端；所述滑油压力传感器用于采集滑油通道内的压力信号，并将压力信号转换为电信号，所述滑油通道压力传感器将电信号发送至所述电子控制单元。在本公开的一些实施例中，还包括：安装槽，设置于所述泵体上；密封圈，套设于所述差动活塞上，且置于所述安装槽内；所述密封圈为O型。在本公开的一些实施例中，所述密封圈至少为两个。在本公开的一些实施例中，所述换向阀为换向阀。在本公开的一些实施例中，所述差动活塞与所述定子螺纹连接。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本公开应变式机油泵控制系统至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：(1)本专利技术实现了机油泵的电子控制，可以根据结构件变形导致的应力变化大小精确控制机油泵的排量，解决了现有发动机的机油泵输出特性取决于发动机转速的缺点，保证了发动机在多种工况下的有效润滑。(2)本公开当结构件变形的应变增大时，电子控制单元自动控制电子机油泵增大排量，保证运动部件间的滑油压力，当结构件变形的应变减小时，电子控制单元自动控制电子机油泵减小排量，避免过多滑油循环过程中的能量浪费。(3)本公开以机械部件表面变形的应变大小计算内部载荷的大小，传感器安装在机构件表面，工作条件良好，安装更加简单。(4)机油泵部分仍由发动机曲轴驱动，电子控制的目标仅为换向阀，减小了对蓄电池的电力需求。(5)当机油泵的偏心距增大时，差动活塞无杆侧蓄压，由于有效作用面积大，产生的推力大，适应排量增大时背压升高的工况。附图说明图1为本公开实施例应变式机油泵控制系统的整体结构示意图。图2为本公开实施例中电阻应变式压力传感器结构示意图。图3为本公开实施例中电阻应变片结构示意图。图4为本公开实施例中液压缸结构示意图。图5为本公开实施例中活塞杆与定子的连接示意图。图6为本公开实施例中差动活塞与泵体接触处的密封结构示意图。【附图中本公开实施例主要元件符号说明】1-电阻应变式压力传感器；2-电子控制单元；3-液压油路；4-换向阀；5-机油泵；6-滑油压力传感器；7-电阻应变片；8-测量导线；9-电源导线；10-输出导线；11-电阻丝；12-基底；13-盖层；14-引线；15-阀体；16-电磁线圈；17-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应变式机油泵控制系统，包括：/n机油泵，包括泵体、定子和转子；/n流量调节装置，与所述机油泵的定子相连；/n电阻应变式压力传感器，安装于轴承座处或机体表面，用于测量机构件变形产生的应变大小，将其转换为电信号；所述电阻应变式压力传感器为膜片式结构；/n电子控制单元，为所述电阻应变式压力传感器提供电源，同时所述电子控制单元接收所述电阻应变式压力传感器的输出电压，根据电压变化计算出机械部件表面的变形的应变大小，进而计算出机械部件表面变形条件下所需的滑油压力；所述电子控制单元将计算出的滑油压力信号输出至所述流量调节装置，所述流量调节装置运动带动所述定子沿水平向移动，改变所述定子和转子间的偏心距，调节所述机油泵内的油液的容积。/n

【技术特征摘要】
1.一种应变式机油泵控制系统，包括：
机油泵，包括泵体、定子和转子；
流量调节装置，与所述机油泵的定子相连；
电阻应变式压力传感器，安装于轴承座处或机体表面，用于测量机构件变形产生的应变大小，将其转换为电信号；所述电阻应变式压力传感器为膜片式结构；
电子控制单元，为所述电阻应变式压力传感器提供电源，同时所述电子控制单元接收所述电阻应变式压力传感器的输出电压，根据电压变化计算出机械部件表面的变形的应变大小，进而计算出机械部件表面变形条件下所需的滑油压力；所述电子控制单元将计算出的滑油压力信号输出至所述流量调节装置，所述流量调节装置运动带动所述定子沿水平向移动，改变所述定子和转子间的偏心距，调节所述机油泵内的油液的容积。


2.根据权利要求1所述的应变式机油泵控制系统，其中，所述流量调节装置包括：
差动活塞，套设于液压缸的缸体内，所述差动活塞与所述定子相连，且穿设于所述泵体上；
换向阀，根据液压油路流通方式，控制所述差动活塞运动；
所述液压油路两端分别与机油泵出口和液压缸的进油口连接。


3.根据权利要求2所述的应变式机油泵控制系统，其中，所述换向阀，包括：阀体、阀芯、电磁线圈和弹簧；所述阀芯与所述阀体相配合来控制液压油流向；所述电磁线圈安装在所述阀体外的两端；所述弹簧安装在所述阀芯的两端，且与所述阀芯直接接触；
所述换向阀左侧的所述电磁线圈通电，液压油路左侧流通，液压油路右侧泄压；所述差动活塞带动所述定子向右移动；
所述换向阀右侧的所述电磁线圈通电，液压油路右侧流通，液压油路左侧泄压；所述差动活塞带动所述定子向左移动；
所述电磁线圈断电，所述阀芯复位，截止液压油路。


4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴雨，许朝阳，舒歌群，卫海桥，王昆，潘家营，王月森，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12