二級可變排量機(jī)油泵對發(fā)動機(jī)油耗率的影響

王春鳳 王靜楠 陳婷

摘要：本文以江鈴汽車股份有限公司某款汽油發(fā)動機(jī)上采用的葉片式二級可變排量機(jī)油泵為例進(jìn)行研究，介紹了該機(jī)油泵的結(jié)構(gòu)和控制原理。為了驗(yàn)證二級可變排量機(jī)油泵對降油耗的影響。在發(fā)動機(jī)臺架上進(jìn)行了相關(guān)對比試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示開啟二級可變排量機(jī)油泵時對發(fā)動機(jī)在中低轉(zhuǎn)速的油耗率有明顯的改善，高速時亦有改善。

關(guān)鍵詞：汽油發(fā)動機(jī);二級可變排量機(jī)油泵;油耗率

中圖分類號：U464.137.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）23-0047-02

0? 引言

隨著國際油價的不斷攀升和國家油耗法規(guī)的要求日益嚴(yán)格，降低發(fā)動機(jī)的油耗已經(jīng)成為各大主機(jī)廠迫在眉睫的目標(biāo)。發(fā)動機(jī)各個零件都在挖掘降油耗措施，發(fā)動機(jī)機(jī)油泵從最初的齒輪或轉(zhuǎn)子定排泵，逐步發(fā)展到一級可變排量機(jī)油泵，二級可變排量機(jī)油泵，到未來的多級可變排量機(jī)油泵。采用變量泵不僅可以使發(fā)動機(jī)在中高速下的主油道壓力保持一個相對恒定值，且在滿足發(fā)動機(jī)機(jī)油需求的同時，減少功率消耗，起到節(jié)能減排的作用。本文以某排量汽油機(jī)發(fā)動機(jī)為例，以實(shí)際發(fā)動機(jī)臺架實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為支持，驗(yàn)證了二級變排量機(jī)油泵在發(fā)動機(jī)上的節(jié)油效果。

1? 二級可變排量機(jī)油泵的結(jié)構(gòu)和工作原理

二級可變排量機(jī)油泵結(jié)構(gòu)：圖1（a）和圖1（b）展示了二級可變排量機(jī)油泵的組成結(jié)構(gòu)，主要由泵體、泵蓋、偏心環(huán)、電磁閥、彈簧、葉片、定轉(zhuǎn)子、葉片環(huán)、安全閥等組成。

二級變排機(jī)油泵，通過電磁閥控制油路的切換以實(shí)現(xiàn)雙級變排量控制，如圖2為液壓控制圖，圖3為實(shí)物控制油路線。二級可變排量機(jī)油泵的工作原理：通過偏心環(huán)的滑動或者擺動，改變其與轉(zhuǎn)子的偏心距，進(jìn)而改變?nèi)~片泵的排量。當(dāng)反饋機(jī)油壓力達(dá)到變量設(shè)定值時，彈簧被壓縮，外調(diào)節(jié)環(huán)滑動或者擺動，使葉片的內(nèi)圈和外圈之間的偏心距減小，葉片與內(nèi)外圈之間形成的壓油腔在機(jī)油泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中變化量也相應(yīng)減小，這樣就使機(jī)油泵流量減小;當(dāng)反饋機(jī)油壓力降低時，彈簧逐漸回位從而使偏心環(huán)復(fù)位。

2? 試驗(yàn)條件（見表1）

①試驗(yàn)樣機(jī)：某汽油機(jī)發(fā)動機(jī);②試驗(yàn)方法：按《GB T18297-2001汽車發(fā)動機(jī)性能試驗(yàn)方法》試驗(yàn)流程執(zhí)行。③臺架：汽油機(jī)5#臺架;④試驗(yàn)工況：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速1000～4000rpm，BEMP 2～20bar，按2bar遞增，僅控制二級機(jī)油泵的開關(guān)這一個變量。

3? 試驗(yàn)結(jié)果

圖4是在開關(guān)二級變排機(jī)油泵的情況下，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與扭矩的關(guān)系曲線圖。從圖4中可以看出，打開二級變排機(jī)油泵后，扭矩曲線是A-D-E-F-G，關(guān)閉二級變排機(jī)油泵后，機(jī)油泵處于高壓模式下，扭矩曲線是A-B-C。采用電控二級變排量設(shè)計，可以節(jié)省A區(qū)域的功耗。

具體試驗(yàn)結(jié)果如圖5和圖6所示，其中圖5為二級變排機(jī)油泵開啟時的油耗率，圖6為二級變排機(jī)油泵關(guān)閉時的油耗率。

通過二級機(jī)油泵的開關(guān)對比試驗(yàn)可以看出：在轉(zhuǎn)速1500～3000rpm區(qū)間范圍內(nèi)，①BMEP 8～18bar，二級機(jī)油泵開啟時，油耗率238～250g/kWh區(qū)域范圍明顯擴(kuò)大;②BMEP 7bar以下，二級機(jī)油泵開啟時油耗率亦有改善。

部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)如表2所示。

從表2可以看出，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速在1500～3000rmp，BEMP在2～10bar，開啟二級機(jī)油泵對發(fā)動機(jī)的油耗有明顯的改善;同時可以發(fā)現(xiàn)，隨著發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，二級機(jī)油泵改善油耗的情況逐漸降低，即開啟二級機(jī)油泵對發(fā)動機(jī)在中低轉(zhuǎn)速的油耗改善效果更明顯。

4? 結(jié)論

本文通過對某汽油發(fā)動機(jī)實(shí)際測試數(shù)據(jù)，表二級變排量機(jī)油泵對降低發(fā)動機(jī)的油耗有明顯的改善作用。

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