专利名称：用于内燃机的润滑系统的泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尤其是用于汽车的内燃机的润滑系统的泵。
背景技术：
US 2007 0224067 Al公开了一种用于内燃机的润滑系统，其带有容积可变的机油泵，在该机油泵中使用泵排出压力来预紧滑阀的位置，并且由此改变泵的偏心率，且因此改变泵的容积。通过相对于泵排出压力改变泵容积，可以根据发动机流量需求控制泵排出压力。泵的压力调节特征曲线通过校准反应弹簧测得，该反应弹簧平衡了作用在滑阀上的液压力。润滑系统也具有一个阀，其根据发动机速度接通。在发动机速度较低时该阀被打开， 以便将形式为机油的润滑剂引入第二泵腔。在发动机速度较高时该阀被关闭，此时第二泵腔被排空。因为阀是电动操纵的，所以润滑系统的泵、阀和配属电缆需要占用一定的空间。值得追求的是减少内燃机的燃料消耗。这至少可以部分通过减轻部件质量和/或减小部件实现。因此也值得追求的是，减小润滑系统的空间需求，从而减轻重量，和/或优化润滑系统的空间需求，以便可以在同一空间内安装附加的部件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，优化内燃机的润滑系统的所需空间和/或缩小内燃机的润滑系统。该技术问题按本发明解决。在本发明的一个实施例中提供了一种用于内燃机的润滑系统的泵，其包括共同定义出泵空腔的一个外壳和一个顶盖，在该泵空腔中布置有用于泵送润滑系统的润滑剂的泵机构。此外，泵具有一个用于调节流入或流出泵调节室的润滑剂流量的调节阀，其中，该调节阀集成在顶盖或外壳内。因此，调节阀既没有与泵分隔开地布置，也没有例如用螺栓连接在泵的外壳上，而是直接集成在泵的顶盖内。这种布置的优点是，相比于分开的部件布置，可以减少泵和调节阀的所需空间。此外，相对于调节阀连接在外壳上或布置在外壳内的结构而言，泵的制造被简化， 因为一方面顶盖具有简单的板状形状，另一方面顶盖可以作为单件很好地用浇铸方法制造。因此，用于在外壳内和/或顶盖内为阀和泵空腔之间的进口和出口制造通孔的其它加工步骤不再是必需的，因为这些孔直接在浇铸方法中成型。调节阀可以是一个分配阀(khaltventil)，其中，接通该分配阀以便调节流入或流出调节室的润滑剂的流量。调节阀可以是一个比例阀，其中，可以增大或减小流入或流出调节室的润滑剂的流量，以便调节该流量。在一种实施例中，调节阀是电磁操纵阀。这种阀与电源相连，以便可以选择性地接通阀。电磁操纵阀也可以根据内燃机的运行条件接通，因为它由于通电可以被发动机控制单元控制。
在一种实施例中，电磁操纵阀具有一个内部布置有电磁操纵装置的阀外壳和一个阀体。阀体可以通过电磁操纵装置移动，以便调节润滑剂的流量。阀体尤其可以由软磁的材料构成，并且操纵装置可以具有线圈，在电流流过线圈时，线图形成磁场。由线图形成的磁场致使软磁的阀体移动，以便打开或关闭阀，并且调节通过泵的润滑剂的流量。在一种实施例中，这样设计顶盖，使得其具有用于容纳调节阀的阀体的阀空腔。顶盖可以这样成型，使得除了其作为顶盖的功能外它也设有阀空腔。阀空腔具有至少一个进口和至少一个出口，润滑剂可以通过所述进口流入所述阀空腔并且可以通过所述出口流出所述阀空腔。阀体可以在空腔内移动，用于打开和关闭所述进口和/或所述出口，并且调节流入或流出泵调节室的润滑剂的流量。在一种实施例中，调节阀是三通阀，因此润滑剂可以从泵的第一控制室选择性地被导入调节室或第二控制室，或者润滑剂可以从调节室或从第二控制室导入油底壳中。可以根据发动机转速将润滑剂导入第二控制室。在本实施例中，阀空腔具有三个开口。润滑剂可以通过第一开口从第一控制室进入阀空腔。第二开口使润滑剂从第一控制室通过阀空腔进入第二控制室。第三开口使润滑剂从第二控制室流入油底壳。此外，顶盖可以具有法兰，其上连接了阀外壳，其中，阀外壳可以通过密封件连接在法兰上。若调节阀可电激活，阀外壳还可以具有电缆接口，由此可以为调节阀供给来自外部电源的电能。在一种实施例中，这样设计调节阀，使得其根据内燃机的发动机转速受到操纵，以便根据发动机转速调节润滑剂流出泵的排出压力。例如调节阀可以在发动机转速较低时打开并且在发动机转速高于预设的边界值时关闭，从而确保内燃机中的润滑剂压力根据发动机转速可变。原则上泵可以在带有集成调节阀的外壳和顶盖内部具有任意的泵机构。在一种实施例中，泵是一种可变容积式叶片泵。例如在US 2007 0224067 Al中公开了一种这样的泵。 通过可变容积式叶片泵可以特别准确地调节形成的排出压力。在一种实施例中，带有可变容积的泵或叶片泵具有多个体积可变的泵腔。泵腔由滑动叶片定义，该滑动叶片由转子承载。转子可旋转地支承在外壳内，以便将润滑剂从进口向着处于压力下的出口泵送。转子可以由内燃机驱动。此外，泵可以具有用于控制容积的滑阀，其中，滑阀通过旋转轴可旋转地与外壳壁相连。滑阀在内部与叶片啮合，其中，各泵腔的体积在滑阀旋转时可变。带有可变容积的泵或叶片泵还可以具有弹性元件，如一个或多个弹簧，其将滑阀沿一个方向预紧。润滑剂在泵腔内沿一个方向在所述滑阀上施加一个力，该方向与所述弹性元件预紧所述滑阀的方向相反。在本发明的一种实施例中，说明了一种带有按前述实施例中任一项所述的泵的汽车内燃机的润滑系统。如上面已经提到的，内部集成了调节阀的顶盖可以由成型的单件构成，其提供了泵顶盖的功能以及阀空腔和必要时用于调节阀的阀外壳的法兰。顶盖可以是铝铸件。因此，在另一种实施例中说明了一种用于内燃机润滑系统的泵的顶盖，其中，顶盖具有用于容纳调节阀的阀体的阀空腔。该阀空腔具有至少一个进口和至少一个出口，润滑剂可以通过所述进口流入所述阀空腔，并且可以通过所述出口流出所述阀空腔。顶盖的边缘可以具有一个或多个可在其中放置螺栓的钻孔，使得顶盖可以借助螺栓与外壳固定。在另一种实施例中，顶盖还具有法兰，其上可以连接调节阀的阀外壳。例如阀外壳可以通过密封件，例如0型密封图连接在法兰上，以便可以更换阀。在这种情况下，法兰也可以具有一个用于密封件的相应的槽。
在此借助附图进一步阐述实施例。在附图中图1示出用于内燃机润滑系统的、带有集成的调节阀的泵的立体俯视图；图2示出图1中泵的顶盖的立体俯视图；图3示出图2中顶盖的下侧的立体视图；图如示出图1的泵的立体俯视图，其中没有示出顶盖；图4b示出图如的泵的俯视图；图5示出按本发明的一种实施例的顶盖的横剖面；图6示出图1的调节阀的立体视图；图7示出对比泵的立体视图，其中调节阀布置在外壳中。
具体实施例方式图1示出了一种用于只部分示出的内燃机3的润滑系统2的泵1，尤其是机油泵的立体俯视图。泵1具有集成的调节阀4。图2示出图1中泵1的顶盖7的立体俯视图，并且图3示出图2中顶盖7的下侧的立体视图。相同的部件用相同的附图标记表示。泵1具有一个带有外壳壁6的外壳5和一个顶盖7，该顶盖与外壳5或外壳壁6通过多个螺栓四相连。外壳壁6和顶盖7的内表面定义出泵空腔8，其内布置有泵送润滑系统2的润滑剂的泵机构9。润滑剂通常是机油。调节阀4也称为所谓的控油阀，并且在本实施例中是一个电磁操纵分配阀。调节阀4布置在泵1的顶盖7上。调节阀4是三通阀。图6示出了调节阀4的立体视图，并且图5示出了顶盖7以及集成在顶盖7中的调节阀4的横剖面。如图5的横剖面中所示，调节阀4具有带线圈11 的电磁操纵装置10，该线圈可用一个未示出的外部电源通过电缆16激活。连接电源时线圈 11形成磁场，从而在阀空腔13内移动磁性的阀体12。阀空腔13具有第一开口 14，机油可以通过该第一开口从泵1的第一控制室沈进入阀空腔。阀空腔13具有第二开口 15，机油可以通过该第二开口流入泵1的第二控制室 27。阀空腔13具有第三开口 30，机油可以通过该第三开口从第二控制室27流入一个未示出的油底壳。因此在操纵调节阀4时，润滑系统的机油可以选择性地导入泵1的第二控制室27， 或者机油可以从泵1的第二控制室27流入油底壳，从而排空第二控制室27。
调节阀4直接布置在泵1的顶盖7上，使得其与顶盖7集成。顶盖7尤其这样成型，使得其形成阀空腔13。此外，顶盖这样成型，使得阀空腔具有法兰17，其上连接了调节阀4的阀外壳18，使得阀体12布置在阀空腔13之内，而内部布置有电磁操纵装置10的阀外壳18则布置在顶盖7和泵1之外。在阀外壳18和法兰17之间可以具有密封件28，以便将电磁操纵装置10相对于机油密封。顶盖7可以是单件，其可以通过浇铸方法由铝或铝合金制成。图如示出图1中泵1的立体俯视图，其中省去了顶盖7。图4b示出了图如中泵 1的示意性俯视图。在图如和4b中可以看到泵机构。图如和4b示出，本实施例的泵1是一个带有可变容积的叶片泵。带有可变容积的叶片泵1在不同的发动机运行状态中在很窄的期望压力范围内进行改善的泵排出流动压力的调节。叶片泵1具有带多个滑动叶片20的转子19，该转子在外壳5内可旋转地布置在固定轴21上。转子19可以通过内燃机的横轴-六角轴传动(Querachsen-Sechskantwellen antrieb)或另一种通过内燃机驱动的合适的驱动器件来驱动。滑动叶片20在内部与滑阀22啮合，以便在滑阀22内部定义出多个泵腔23。滑阀 22通过旋转轴M可旋转地与外壳壁6相连并且是可旋转的，以便改变泵腔23的容积。泵 1的容积与滑阀22相对于转子19的轴21的偏心率成正比。泵1在静止状态时，滑阀22被挤压至相对转子19具有最大偏心率的位置中。若泵运转并且滑阀22位于该位置中，则泵的容积处于其最大值。当滑阀22旋转离开具有最大偏心率的位置时，泵的容积减小，并且总的来说泵的输出流量较少。当滑阀22的中心旋转至与转子19的轴21对齐的位置中时，滑阀22的偏心率为0% (也就是其最大偏心率的100% )并且泵1运转的容积为0。泵1还具有一个未在图中示出的进油通道，其设有进口并且在外壳5的进入侧形成。一个同样未在图中示出的压力油输出通道设有出口，并且在相对置的外壳输出侧形成。 进入通道和输出通道优选与泵腔23在转子19的相对置的下侧和上侧上接通，以便防止气体进入泵腔23。转子19在一定偏心率水平上的旋转使泵腔23膨胀。这种腔体积的变化又使泵腔减压，从而使机油被通过进入通道抽入泵腔23，并且当泵腔收缩时，输入通道被从泵腔23中推出(ausgesto β en)。泵1具有位于滑阀22的外侧和外壳壁6之间的第一控制室 26，并且具有同样在滑阀22的外侧和外壳壁6之间形成的第二控制室27。第二控制室27 布置在第一控制室沈的旁边，并且可以在操纵调节阀4时被选择性地填充或排空。因此， 存在三条可能的油路径A、B和C。路径A导引油从第一控制室沈通过第二开口 15进入调节阀。路径B导引机油从第一控制室沈经过调节阀4进入第二控制室27。第三路径C导引机油从第二控制室27通过第三开口 30进入油底壳，以便排空第二控制室。因此，调节阀 4是三通阀。在本实施例中是弹簧的弹性元件25布置在外壳壁6和滑阀22之间。弹性元件25 与滑阀22啮合，并且朝第一控制室沈的方向挤压滑阀22。弹性元件25反作用于由第一控制室沈和相邻的第二控制室27中的油作用在滑阀22上的力。根据内燃机的发动机转速操纵调节阀。在发动机转速低时为调节阀4通电，以便填充第二控制室27。在发动机转速较高时不为调节阀4通电，因此其保持无电流，由此机油从第二控制室27导入油底壳中。图7示出对比泵1'，其同样具有带叶片泵的泵机构、滑阀22'和三通调节阀4'， 其中，叶片泵具有两个控制室26' ,27'。在对比泵1'中，调节阀4'集成在泵1'的外壳 5'并且尤其在外壳壁6'中。调节阀4'具有带电缆16'的阀外壳18'，以便给未示出的操纵装置的未示出的线圈供电，调节阀4'具有阀体12'，其布置在外壳壁6'中的阀空腔 13'内。油的三个流动方向在图7中用箭头A、B和C示出。这些流动方向与图1至6中泵1的流动方向相同。箭头A表示从第一控制室沈‘到阀空腔13'的流动。箭头B表示从阀空腔13'到第二控制室27'的流动，其中，机油被从第一控制室导入第二控制室。箭头C示出机油从第二控制室27'到油底壳中的流动，以便排空第二控制室27'。附图标记清单1 泵2润滑系统3内燃机4调节阀5 外壳6夕卜壳壁7 顶盖8泵空腔9泵机构10电磁操纵装置11 线圈12 阀体13阀空腔14 第一开口15 第二开口16 电缆17 法兰18阀外壳19 转子20滑动叶片21转子轴22 滑阀23 泵腔M滑阀旋转轴25弹性元件26第一控制室27第二控制室28密封件
29 螺栓30第三开口1'对比泵4'对比阀5'外壳6'外壳壁12'阀体13'阀空腔16'电缆18'阀外壳22'滑阀26'第一控制室27'第二控制室。
权利要求
1.一种用于内燃机(3)的润滑系统O)的泵(1)，包括一个外壳(5)和一个顶盖(7)，其共同定义出泵空腔(8)，在该泵空腔中布置有用于泵送所述润滑系统O)的润滑剂的泵机构(9)，一个用于调节通过所述泵(1)的润滑剂流量的调节阀G)，其中，所述调节阀(4)集成在所述顶盖(7)或所述外壳(5)内。
2.按权利要求1所述的泵(1)，其中，所述调节阀⑷是一个电磁操纵阀。
3.按权利要求2所述的泵(1)，其中，所述阀(4)具有一个内部布置有电磁操纵装置 (10)的阀外壳(18)，并且具有一个可借助该电磁操纵装置(10)移动的阀体(12)，用于调节润滑剂的流量。
4.按权利要求2或3所述的泵(1)，其中，所述顶盖(7)具有用于容纳所述调节阀⑷ 的阀体(12)的阀空腔(13)，该阀空腔具有至少一个进口(14)和至少一个出口(15)，润滑剂可以通过所述进口流入所述阀空腔(1 并且可以通过所述出口流出所述阀空腔(13)， 其中，所述阀体(12)可以在所述阀空腔(13)内移动，用于打开和关闭所述进口(14)和/ 或所述出口(15)。
5.按权利要求3或4所述的泵(1)，其中，所述顶盖(7)还具有一个法兰(17)，在该法兰上连接了所述阀外壳(18)。
6.按权利要求5所述的泵(1)，其中，所述阀外壳(18)通过密封件(3 连接在所述法兰(17)上。
7.按权利要求3至6之一所述的泵(1)，其中，所述阀外壳(18)还具有一个电缆接口。
8.按权利要求1至7之一所述的泵(1)，其中，所述调节阀(4)设计成，根据所述内燃机(3)的发动机转速受到操纵，以便调节从所述泵(1)流出的润滑剂的排出压力。
9.按权利要求1至8之一所述的泵(1)，其中，所述泵(1)是一个可变容积式叶片泵。
10.按权利要求9所述的泵(1)，其中，所述泵(1)具有多个体积可变的、由滑动叶片 (20)定义的泵腔(23)，所述滑动叶片由一个可旋转地支承在所述外壳(5)内的转子(19) 所支承，以便将润滑剂从所述进口(14)泵送到所述出口(15)。
11.按权利要求10所述的泵(1)，其还具有一个用于控制容积的滑阀(22)，其中，该滑阀0 通过旋转轴04)可旋转地与所述外壳(5)的壁(6)连接，并且在内部与所述滑动叶片00)啮合，其中，各泵腔的体积在所述滑阀0 旋转时可变。
12.按权利要求11所述的泵(1)，其还具有一个将所述滑阀0 沿一个方向预紧的弹性元件(25)，其中，在所述泵腔内的润滑剂沿着与所述弹性元件0 预紧所述滑阀 (22)方向相反的方向在所述滑阀02)上施加作用力。
13.一种汽车内燃机(3)的润滑系统O)，带有按权利要求1至12之一所述的泵(1)。
14.一种用于内燃机(3)的润滑系统(2)的泵⑴的顶盖(7)，其中，该顶盖(7)具有用于容纳调节阀⑷的阀体(12)的阀空腔(13)，其中，该阀空腔(13)具有至少一个进口 (14)和至少一个出口(15)，润滑剂可以通过所述进口流入所述阀空腔(13)并且可以通过所述出口流出所述阀空腔(13)。
15.按权利要求14所述的顶盖(7)，其中，该顶盖(7)还具有一个法兰(17)，在该法兰上可以连接所述调节阀的阀外壳(18)。
全文摘要
本发明涉及一种用于内燃机(3)的润滑系统(2)的泵(1)，包括一个外壳(5)和一个顶盖(7)，其共同定义出泵空腔(8)，在该泵空腔中布置有用于泵送润滑系统(2)的润滑剂的泵机构(9)。泵空腔(8)具有至少一个进口(14)和至少一个出口(15)。此外，泵(1)具有一个用于调节通过泵(1)的润滑剂流量的、集成在顶盖(7)内的调节阀(4)。
文档编号F16N13/22GK102251825SQ20111009857
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月20日 优先权日2010年5月20日
发明者乔尔格.齐维克勒 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司