变排量机油泵与发动机润滑系统的匹配设计.pdf

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1、姜维：变排量机油泵与发动机润滑系统的匹配设计9变排量机油泵与发动机润滑系统的匹配设计MatchingDesignofVariableDisplacementOnPumpandEngineLubricationSystem姜维：‘C；正(奇瑞汽车股份有限公司)[摘要]定排量机油泵在满足发动机润滑系统低速需求的同时，在中高转速有较大的供给浪费。但变排量机油泵可减少这一浪费，从而降低发动机自身的功耗。本文以某直列四缸自然吸气发动机为例，分析了用油部件的需求及几种典型变量泵的匹配方法，计算了一个工况点的扭矩节省值及整车NEDC油耗的节省率，最后给出了几点匹配建议。[关键词]

2、发动机润滑系统变排量机油泵匹配Abstract：Whilemeetstheenginelubricationsystemrequirementatlowspeed，fixeddisplacementoilpumphaslargefeedwasteatmiddleandhighspeed．Butvariabledisplacementoilpumpreducesthiswaste，thereforeenginepowerdissipationdecreased．ThispaperfocusonaL4NAengine，studythere—quirementsofoil

3、consumepartsandmatchingmethodoftypicalvariabledisplacementpumps，calculatetorquesavingvalueandvehicleNEDCfuelconsumptionsavingratio．Atlast，somematchingadvicehasbeengiven．KeyWords：engine；lubricationsystem；variabledisplacementoilpump；matching0概述随着油耗法规的日益加严，发动机自身的节能技术越来越受到关注。变排量机油泵即为其中之一。发

4、动机润滑系统用油需求的瓶颈在热怠速工况，其决定了机油泵的转排量。传统定排量机油泵的供油量随转速线性增加，在满足热怠速需求的同时中高转速有较大浪费¨儿2。。为解决这一问题，变排量机油泵应运而生。1发动机的用油需求精确了解发动机的用油需求是匹配变排量机油泵的前提。需求可能以流量方式提出、也可能以压力方式提出。但压力比流量测量方便，因此，通常要将流量需求转化为压力需求。用油部件位于发动机的各个部位，可将其压力需求加上油路压损后换算为对发动机主油道的压力需求。这样，问题被大大简化了。以某直列四缸自然吸气发动机为例，某油温下对主油道的压力需求如图1。：=!_50，谚7’i。2

5、00，11眵3D，／”“’历歹71。03,j历7，7HLA需求①可由供应商提供。油压过低时会发生挺柱发软、气门机构异响等问题。VVT需求②也可由供应商提供。油压过低时VVT无法动作或10内燃机与配件2015年第10期动作速度过慢。对PCJ需求③，需先从爆震、活塞耐受温度等角度定义喷油转速，再结合PCJ开起压力得出在该转速下主油道应达到多大压力。并且，有时为了降低压力需求还会再适当下调PCJ开起压力。需求④依据专项低油压耐久压试验及长期的试验积累。曲线⑤是对试验数据统计后做出的保守估计，供参考，也可根据流体动载轴承计算公式、轴颈散热公式等进行理论计算得出。除此之外，还

6、有凸轮轴颈的需求、正时链条的需求、缸孑L的需求等。但这些需求都不是润滑系统设计的瓶颈，因此忽略。主油道的油压应能覆盖所有用油部件的需求。由此得出”主油道压力需求”曲线，如图2。主油道压力需求㈨M∞∞∞∞∞S∞O‘Ⅻw∞幢td-由图2需注意，PCJ的需求③可随发动机工况的变化而变化。如，某部份负荷时3000rpm之前都不需要PCJ喷油，则主油道压力需求可变化如图3。此外，其它零部件的需求也可能随工况而变化，但因影响不大或不是设计的瓶颈，通常不做考虑。丰油道压力需求4。c图32变量泵的匹配匹配的核心是”按需分配、减少浪费”，主要通过改变转排量来实现。但受自身结构限制，每

7、种变量泵有其固有的特性，导致节省情况不同。下面列举几种典型情况：(1)叶片式一级变量泵：以图2的需求为例，该型变量泵的匹配如图4。其只有一次变排机会，为满足D点的需求，变排拐点选在了E，从而产生了浪费Ⅸ域IS一(：一D—E变量泵供给D加∞3000^∞O50006∞O70∞赣t¨m■注：粗实线为”主油道压力需求”，细买线为”变量泵供给”，后同。图4(2)电磁阀控制的叶片式二级变量泵：以图2的需求为例，该型变量泵的匹配如图5。其有两次变排机会，分别为B点和E点，可实现供给曲线A—B—C—E—D，从而使浪费区域减少为C—D—E。FDO1㈧30∞4000㈧7000转亚叫