叶片式可变排量机油泵的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种叶片式可变排量机油泵，它包括相互配合的泵体和泵盖，泵体设有工作腔，工作腔内设有调整环，调整环与泵体铰接；在调整环外圆上设有第一凸起，第一凸起可随着调整环沿着工作腔内壁周向滑动，第一凸起的周向一侧面连接有调节机构，调节机构包括两根导杆螺栓，导杆螺栓一侧端部固定连接在工作腔内壁上，导杆螺栓另一侧端部与第一凸起之间具有间隙，两根导杆螺栓上分别套装有长度不一的第一调节弹簧和第二调节弹簧，第一调节弹簧的端部顶在第一凸起上，第二调节弹簧的端部与第一凸起具有空隙。本发明通过第一凸起的外侧设有的调节机构，进而通过机械控制的方法实现两级可变排量机油泵的目的。
【专利说明】叶片式可变排量机油泵
【技术领域】
[0001]本发明涉及汽车发动机润滑系统领域，具体地指一种叶片式可变排量机油泵。
【背景技术】
[0002]传统机油泵无变排量功能，机油泵出口流量与发动机转速成正比例关系。通常为了满足发动机怠速运转的压力要求，机油泵排量设计得很大，所以发动机高转速运转时机油泵出口流量很大，机油泵主油路压力会很高。传统机油泵设计了泄压阀，当机油泵出口压力超过设定值时，通过泄压阀泄出多余的机油，降低主油道压力。在这个过程中，泄出多余机油的过程浪费了发动机的功率，使发动机燃油消耗率变高。
[0003]为解决上述问题，各主机厂纷纷采用变排量机油泵。目前变排量机油泵主要有一级可变排量机油泵和二级可变排量机油泵。其中一级可变排量机油泵采用机械控制的方式，二级可变排量机油泵采用电磁阀控制。二级可变排量机油泵能够更好的符合发动机的实际需求，所以更加省油，但是二级可变排量机油泵的结构复杂成本高，一般应用在较高级的车上。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是要解决上述【背景技术】的不足，提供一种能够采用机械控制的方式达到二级可变排量效果的叶片式可变排量机油泵。
[0005]本发明的技术方案为:一种叶片式可变排量机油泵，它包括相互配合的泵体和泵盖，所述泵盖安装在泵体上，所述泵体设有工作腔，所述传动轴穿过工作腔，传动轴的两端分别固定在泵体和泵盖上；所述工作腔内设有调整环，所述调整环与泵体铰接，所述调整环内设有套装在传动轴上的转子，调整环与转子偏心设置，所述转子的圆周上均匀布置有多个叶片，所述叶片外端部顶在调整环的内壁上，所述叶片将调整环与转子之间的内腔分割成多个大小不一并与机油泵主油路相通的容腔，其特征在于:所述调整环外圆上设有第一凸起，所述第一凸起可随着调整环沿着工作腔内壁周向滑动，所述第一凸起的周向一侧面连接有调节机构，所述调节机构包括两根导杆螺栓，所述导杆螺栓一侧端部固定连接在工作腔内壁上，所述导杆螺栓另一侧端部与第一凸起之间具有间隙，两根导杆螺栓上分别套装有第一调节弹簧和第二调节弹簧，所述第一调节弹簧的长度大于第二调节弹簧的长度，第一调节弹簧的端部顶在第一凸起上，第二调节弹簧的端部与第一凸起具有空隙。
[0006]本发明的工作原理为:
[0007]1、发动机转速从零到变排量机油泵第一级起调对应的发动机转速时，第一调节弹簧对调整环施加的逆时针方向的力矩大于反馈压力油腔中的压力油对调整环施加的顺时针方向的力矩，调整环的位置保持不变，此阶段机油泵保持最大排量值；
[0008]2、发动机转速从变排量机油泵第一起调对应的发动机转速到变排量机油泵第二级调节对应的发动机转速时，第一调节弹簧对调整环施加的逆时针方向的力矩小于反馈压力油腔中的压力油对调整环施加的顺时针方向的力矩，调整环开始以铰接块为支点沿顺时针方向旋转变量，此时第一调整弹簧被压缩但是还没有接触到第二调节弹簧，调整环的旋转变量导致叶片泵转子与调整环的偏心距减小，机油泵排量减小，此阶段为机油泵第一段
变量；
[0009]3、发动机转速从变排量泵第二级调节对应的发动机转速继续升高时，调整环在反馈压力油腔的压力油作用下继续旋转变量，此时第一调整弹簧和第二调整弹簧并联在一起被压缩，调整环的旋转变量导致叶片泵转子与调整环的偏心距再次减小，机油泵排量相应的也再次减小，此阶段为机油泵第二段变量；
[0010]4、随着机油泵转速提高弹簧压缩到极限位置，机油泵的排量减小到最小值。
[0011]在上述方案中:
[0012]所述调整环外圆圆周按顺时针方向上依次设有第一凸起、第二凸起、铰接块及第三凸起，所述第二凸起、铰接块及第三凸起的径向端部均与工作腔密封连接；所述调整环通过铰接块及开设在工作腔内壁上的凹槽相配合与泵体铰接，所述铰接块、第三凸起、调整环及工作腔内壁围成反馈压力油腔，所述反馈压力油腔与机油泵主油路连通。
[0013]所述调整环外圆圆周上设有与铰接块相配合的凹槽。
[0014]所述第三凸起径向外侧端部开设有密封槽，所述密封槽内设有密封块。
[0015]所述第二凸起与第三凸起之间的调整环的内壁上开设有导槽。
[0016]所述第二凸起、铰接块、调整环及工作腔内壁围成压力平衡腔，所述压力平衡腔通过开设在所述调整环上径向贯通的油槽与调整环内腔相通。当发动机转速升高时，机油泵主油路的流量增大，压力平衡腔中的机油压力增大，也会对调整环施加逆时针方向的力矩。
[0017]所述第一凸起、第二凸起、调整环及工作腔内壁围成安装腔，所述调节结构设置在安装腔中。
[0018]本发明通过第一凸起的外侧设有的调节机构，进而通过机械控制的方法实现了两级可变排量机油泵的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本发明中的泵体结构示意图；
[0020]图2为本发明中的泵盖结构示意图；
[0021]图3为本发明的调整环示意图；
[0022]图4为本发明的调节结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0024]如图中所示的一种叶片式可变排量机油泵，它包括相互配合的泵体100和泵盖200，泵盖200安装在泵体100上，泵体100开设有工作腔140，传动轴700穿过工作腔140，传动轴700的两端分别固定在泵体100和泵盖200上；在工作腔140内设有调整环300，调整环300与泵体100铰接，调整环300内设有套装在传动轴700上的转子400，调整环300与转子400偏心设置，转子400的圆周上均匀布置有多个叶片500，叶片500外端部顶在调整环300的内壁上，叶片500将调整环300与转子400之间的内腔分割成九个大小不一并与机油泵主油路相通的容腔。[0025]本实施例中，调整环300会在力的作用下，以其与泵体100的铰接点为支点旋转变量，导致叶片泵转子400与调整环300的偏心距变化，各个容腔的体积也会发生变化，从而实现机油泵变排量的功能。
[0026]本实施例在调整环300外圆上沿顺时针方向依次设有第一凸起320、第二凸起330、铰接块310及第三凸起360，其中第二凸起330、铰接块310及第三凸起360的径向端部均与工作腔140密封连接。
[0027]在调整环300外圆圆周上设有与铰接块310相配合的凹槽390，铰接块310 —部分密封设置在凹槽中，铰接块310另一部分于开设在工作腔140内壁上的凹槽相配合，调整环300通过铰接块310与与泵体100铰接。调整环300即可以以铰接块310为支点进行旋转变量。
[0028]本实施例中的铰接块310、第三凸起360、调整环300及工作腔140内壁围成反馈压力油腔141，反馈压力油腔141与机油泵主油路连通。当发动机转速升高时，机油泵主油路的流量增大，反馈压力油腔141的机油压力增大，对调整环300施加的顺时针方向的力矩增大。
[0029]第一凸起320、第二凸起330、调整环300及工作腔140内壁围成弹簧安装腔143，用于安装下文中的调节结构；而第二凸起330、铰接块310、调整环300及工作腔140内壁围成压力平衡腔142。压力平衡腔142通过油槽370与调整环300内腔相通，进而与压力反馈腔141相通。当发动机转速升高时，机油泵主油路的流量增大，压力平衡腔142中的机油压力增大，也会对调整环300施加逆时针方向的力矩。
[0030]本实施例中的第一凸起320的周向一侧面朝向反馈压力油腔141，其周向的另一侧面连接有调节机构，调节结构对调整环300施加逆时针方向的力矩。
[0031]上述压力平衡腔142、反馈压力油腔141、调节机构对调整环300施加力矩，使调整环300以铰接块310为支点进行旋转变量。
[0032]发动机转速低时，机油泵主油路中的机油压力低，反馈压力油腔141中的机油压力对调整环300施加的顺时针方向的力矩小于压力平衡腔142中的机油压力和调节机构对调整环300施加的逆时针方向的力矩，调整环300保持初始位置不变。
[0033]当发动机转速增加时，机油泵主油路中的机油压力升高，反馈压力油腔141中机油压力增加，当反馈压力油腔141的机油压力对调整环300施加的顺时针方向的力矩大于压力平衡腔142中的机油压力和调节机构对调整环300施加的逆时针方向的力矩时，调整环300即以铰接块310为支点进行旋转变量，进而达到机油泵变排量的目的，相应的第一凸起320可随着调整环300沿着工作腔140内壁周向滑动。
[0034]本实施例中的调节机构安装在弹簧安装腔143内，它包括两根导杆螺栓900，导杆螺栓900 —侧端部固定连接在工作腔140内壁上，导杆螺栓900另一侧端部与第一凸起320之间具有间隙，两根导杆螺栓900上分别套装有第一调节弹簧810和第二调节弹簧800，第一调节弹簧810的长度大于第二调节弹簧800的长度，第一调节弹簧810的端部顶在第一凸起320上，第二调节弹簧800的端部与第一凸起320具有空隙。
[0035]应用上述调节结构，实现变排量机油泵的控制方法分为三个步骤:
[0036]初始时，第一调节弹簧810的自由端顶在第一凸起320的侧面上，第二调节弹簧820不起作用，调整环300只在第一调节弹簧810的作用下处于机油泵最大排量位置；[0037]当发动机转速从O到变排量泵起调对应的发动机转速NO时，第一调节弹簧810对调整环300施加的逆时针方向的力矩和压力平衡腔142中机油压力对调整环300施加的逆时针方向的力矩大于反馈压力油腔141中压力油对调整环300施加的顺时针方向的力矩，调整环300保持最大排量位置不变；此阶段机油泵保持最大排量不变，机油泵流量与发动机转速成正比，正比比率为变排量机油泵最大排量值；
[0038]发动机转速从变排量泵起调对应的发动机转速NO到变排量泵第二级调节对应的发动机转速NI时，第一调节弹簧810对调整环300施加的逆时针方向的力矩和压力平衡腔142中机油对调整环300施加的逆时针方向的力矩小于反馈压力油腔141中压力油对调整环300施加的顺时针方向的力矩，调整环300开始以铰接块310为支点旋转变量，调整环300向弹簧压缩方向滑动，此时第一凸起320还没有接触到第二调节弹簧800，随着调整环300的滑动，机油泵转子400与调整环300的偏心距减小，机油泵排量减小，机油泵第一段变排量开始；
[0039]发动机转速从变排量泵第二级调节对应的发动机转速NI继续升高时，此时第一凸起320与第一调节弹簧810和第二调节弹簧800都接触，且反馈压力油腔141中压力油对调整环300施加的顺时针方向的力矩大于第一调节弹簧810和第二调节弹簧800并联时对调整环300施加的逆时针方向的力矩和压力平衡腔142中机油对调整环施加的逆时针方向的力矩，调整环300继续向弹簧压缩方向滑动，随着调整环300的滑动，机油泵转子400与调整环300的偏心距继续减小，机油泵排量减小，此阶段为机油泵第二段变量；从机油泵第二段变排量开始，随着机油泵转速提高，调节弹簧继续压缩到极限位置，此时机油泵排量减小到最小排量。
[0040]本实施例通过第一凸起320的外侧设有的调节机构，进而通过机械控制的方法实现两级可变排量机油泵的目的。
[0041]本实施例在泵盖200上机加工泵盖进油口 230、泵盖出油腔220及泵盖进油腔210，泵体100内机加工有油泵进油腔110、油泵出油腔120和油泵出油口 130，本实施例的所述的机油泵主油路为:从泵盖进油口 230流入，依次经过泵盖进油腔210、油泵进油腔110、泵盖出油腔220、油泵出油腔120，最后从油泵出油口 130流出到发动机主油道，而调整环300与转子400之间的内腔分别与油泵进油腔110、油泵出油腔120相通，这样设计使调整环300与转子400之间的内腔可将油泵进油腔110的机油输送至油泵出油腔120中。
[0042]本实施例中，第三凸起360径向外侧端部开设有密封槽340，密封槽340内设有密封块350，密封块350为弹性橡胶密封块，用于保证第三凸起360与工作腔140内壁之间的密封。
[0043]在第二凸起330与第三凸起360之间的调整环300的内壁上开设有导槽380，防止机油泵出现困油现象。
[0044]在第二凸起330与铰接块310之间的调整环300开设有贯通的油槽370。油槽370将第二凸起330和铰接块310围成的压力平衡腔142与调整环300内腔接通，以引入压力油平衡调整环300。
[0045]本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【权利要求】
1.一种叶片式可变排量机油泵，它包括相互配合的泵体(100)和泵盖(200)，所述泵盖(200)安装在泵体(100)上，所述泵体(100)设有工作腔(140)，所述传动轴(700)穿过工作腔(140 )，传动轴(700 )的两端分别固定在泵体(100 )和泵盖(200 )上；所述工作腔(140 )内设有调整环(300)，所述调整环(300)与泵体(100)铰接，所述调整环(300)内设有套装在传动轴(700)上的转子(400)，调整环(300)与转子(400)偏心设置，所述转子(400)的圆周上均匀布置有多个叶片(500)，所述叶片(500)外端部顶在调整环(300)的内壁上，所述叶片(500)将调整环(300)与转子(400)之间的内腔分割成多个大小不一并与机油泵主油路相通的容腔，其特征在于:所述调整环(300)外圆上设有第一凸起(320)，所述第一凸起(320)可随着调整环(300)沿着工作腔(140)内壁周向滑动，所述第一凸起的周向一侧面连接有调节机构，所述调节机构包括两根导杆螺栓(900)，所述导杆螺栓(900)—侧端部固定连接在工作腔(140)内壁上，所述导杆螺栓(900)另一侧端部与第一凸起(320)之间具有间隙，两根导杆螺栓(900)上分别套装有第一调节弹簧(800)和第二调节弹簧(810)，所述第一调节弹簧(810)的长度大于第二调节弹簧(800)的长度，第一调节弹簧(810)的端部顶在第一凸起(320)上，第二调节弹簧(800)的端部与第一凸起(320)具有空隙。
2.根据权利要求1所述的叶片式可变排量机油泵，其特征在于:所述调整环(300)外圆圆周按顺时针方向上依次设有第一凸起(320)、第二凸起(330)、铰接块(310)及第三凸起(360)，所述第二凸起(330)、铰接块(310)及第三凸起(360)的径向端部均与工作腔(140)密封连接；所述调整环(300)通过铰接块(310)及开设在工作腔(140)内壁上的凹槽相配合与泵体(100)铰接，所述铰接块(310)、第三凸起(360)、调整环(300)及工作腔(140)内壁围成反馈压力油腔(141 )，所述反馈压力油腔(141)与机油泵主油路连通。
3.根据权利要求2所述的叶片式可变排量机油泵，其特征在于:所述调整环(300)外圆圆周上设有与铰接块(310)相配合的凹槽(390)。
4.根据权利要求2所述的叶片式可变排量机油泵，其特征在于:所述第三凸起(360)径向外侧端部开设有密封槽(340 )，所述密封槽(340 )内设有密封块(350 )。
5.根据权利要求2所述的叶片式可变排量机油泵，其特征在于:所述第二凸起(330)与第三凸起(360)之间的调整环(300)的内壁上开设有导槽(380)。
6.根据权利要求2所述的叶片式可变排量机油泵，其特征在于:所述第二凸起(330)、铰接块(310)、调整环(300)及工作腔(140)内壁围成压力平衡腔(142)，所述压力平衡腔(142)通过开设在所述调整环(300)上径向贯通的油槽(370)与调整环(300)内腔相通。
7.根据权利要求2所述的叶片式可变排量机油泵，其特征在于:所述第一凸起(320)、第二凸起(330)、调整环(300)及工作腔(140)内壁围成安装腔(143)，所述调节结构设置在安装腔(143)中。
【文档编号】F16N13/20GK103742775SQ201310746495
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】欧阳丹, 蔡文新, 何磊, 刘向晖, 张文龙 申请人:东风汽车公司