二級可變排量機油泵對發動機油耗率的影響

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動機上采用的葉片式二級可變排量機油泵為例進行研究，介紹了該機油泵的結構和控制原理。為了驗證二級可變排量機油泵對降油耗的影響。在發動機臺架上進行了相關對比試驗，試驗數據顯示開啟二級可變排量機油泵時對發動機在中低轉速的油耗率有明顯的改善，高速時亦有改善。

關鍵詞：汽油發動機;二級可變排量機油泵;油耗率

中圖分類號：U464.137.1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：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的要求日益嚴格，降低發動機的油耗已經成為各大主機廠迫在眉睫的目標。發動機各個零件都在挖掘降油耗措施，發動機機油泵從最初的齒輪或轉子定排泵，逐步發展到一級可變排量機油泵，二級可變排量機油泵，到未來的多級可變排量機油泵。采用變量泵不僅可以使發動機在中高速下的主油道壓力保持一個相對恒定值，且在滿足發動機機油需求的同時，減少功率消耗，起到節能減排的作用。本文以某排量汽油機發動機為例，以實際發動機臺架實驗數據為支持，驗證了二級變排量機油泵在發動機上的節油效果。

1? 二級可變排量機油泵的結構和工作原理

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

二級變排機油泵，通過電磁閥控制油路的切換以實現雙級變排量控制，如圖2為液壓控制圖，圖3為實物控制油路線。二級可變排量機油泵的工作原理：通過偏心環的滑動或者擺動，改變其與轉子的偏心距，進而改變葉片泵的排量。當反饋機油壓力達到變量設定值時，彈簧被壓縮，外調節環滑動或者擺動，使葉片的內圈和外圈之間的偏心距減小，葉片與內外圈之間形成的壓油腔在機油泵運轉過程中變化量也相應減小，這樣就使機油泵流量減小;當反饋機油壓力降低時，彈簧逐漸回位從而使偏心環復位。

2? 試驗條件（見表1）

①試驗樣機：某汽油機發動機;②試驗方法：按《GB T18297-2001汽車發動機性能試驗方法》試驗流程執行。③臺架：汽油機5#臺架;④試驗工況：發動機轉速1000～4000rpm，BEMP 2～20bar，按2bar遞增，僅控制二級機油泵的開關這一個變量。

3? 試驗結果

圖4是在開關二級變排機油泵的情況下，發動機轉速與扭矩的關系曲線圖。從圖4中可以看出，打開二級變排機油泵后，扭矩曲線是A-D-E-F-G，關閉二級變排機油泵后，機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計，可以節省A區域的功耗。

具體試驗結果如圖5和圖6所示，其中圖5為二級變排機油泵開啟時的油耗率，圖6為二級變排機油泵關閉時的油耗率。

通過二級機油泵的開關對比試驗可以看出：在轉速1500～3000rpm區間范圍內，①BMEP 8～18bar，二級機油泵開啟時，油耗率238～250g/kWh區域范圍明顯擴大;②BMEP 7bar以下，二級機油泵開啟時油耗率亦有改善。

部分數據點如表2所示。

從表2可以看出，發動機轉速在1500～3000rmp，BEMP在2～10bar，開啟二級機油泵對發動機的油耗有明顯的改善;同時可以發現，隨著發動機轉速的升高，二級機油泵改善油耗的情況逐漸降低，即開啟二級機油泵對發動機在中低轉速的油耗改善效果更明顯。

4? 結論

本文通過對某汽油發動機實際測試數據，表二級變排量機油泵對降低發動機的油耗有明顯的改善作用。

參考文獻：

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