一种新型平稳变排量机油泵的制作方法

1.本实用新型属于汽车发动机技术领域，尤其涉及一种新型平稳变排量机油泵。


背景技术：

2.传统汽车发动机的润滑系统简单来说是通过发动机转轴带动油泵转子转动，从而带动设于转子上的若干叶片转动，通过油泵内腔与转轴的偏心设置，使叶片转动过程中所述若干叶片围成的不同容积大小的腔室得到压缩和扩张，最终实现负压吸油和高压输油。由此可见，在该类油泵中当其内腔中心与转轴轴线之间的偏心距离固定后，其提供的高压油液的输出量大小则完全由发动机转速决定，即称之为定排量泵。定排量泵当汽车处于高速运行时，其油液的输送往往过量浪费。
3.现随着汽车发动机技术不断进步，对发动润滑油压稳定性、节能要求等越来越高，故变排量机油泵的运用越来越普遍。但是当前由于变排量机油泵实现变量一般都是通过摆动环在内部偏摆或者滑动来使得偏心距改变从而实现变排量，摆动环的运动时会受到来自调节弹簧的阻力，对弹簧进行压缩，随着弹簧的压缩程度增加，阻力也就增大，变量泵从最大排量到最小排量过程中，需要相应的润滑油压力也就越高，就出现了随着转速升高油泵输出的润滑油压力也随之升高，能源消耗及发动机内部各元器件承受的负荷也就越来越高。即现有常见变排量机油泵内实现变量主要是由油压驱动摆动环运动以降低排量从而减少能源消耗及发动机各元器件负荷，但是由于调节弹簧的存在，导致摆动环运动距离增加，对摆动环的阻力也在增加，油压也跟着不断上升。
4.因此本领域技术人员在机油泵内设置了增排腔，以避免出现摆动环在内部偏摆，为了克服弹簧阻力的增大油压也跟着不断上升的缺点；但是目前机油泵内的增排腔内的油通过阀控制使泵的出油口或者发动机内的润滑油流入，无法自动实现平衡，还增加了制造成本；同时现有的变排量机油泵只能针对发动机高转速是进行变排量，不能满足发动机在低转速时的变排量。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术的不足，本实用新型公开了一种新型平稳变排量机油泵，以控制润滑油油压输出呈现一个平稳状态，降低能源消耗和稳定各元器件所承受的负荷，满足发动机在低转速和高转速时均能实现润滑油变量输出，使发动机更加平稳高效的运转。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
7.一种新型平稳变排量机油泵，包括：
8.泵体、以及设置在泵体内的转子；摆动环，其与转子偏心设置，所述摆动环与泵体通过滑动销可摆动设置，所述摆动环外侧设有减排臂和增排臂，所述泵体与摆动环在减排臂处设有减排腔，所述泵体与摆动环在增排臂处设有增排腔，所述泵体与摆动环抵接有弹性件，所述减排腔与增排腔通过自动补油细流道连通，且所述滑动销到减排臂的距离大于所述滑动销到增排臂的距离；三段式先导阀，其用于在发动机低转速和高转速时可控制增
排腔内机油排出。
9.作为上述技术方案的进一步描述：
10.所以泵体设置有发动机反馈油流道，所述发动机反馈油流道与减排腔连通，所述发动机反馈油流道与三段式先导阀控制端连通。
11.作为上述技术方案的进一步描述：
12.所述增排腔连通有排油道，所述三段式先导阀设置在排油道处，所述发动机反馈油流道分别与三段式先导阀的高压控制端和低压控制端连通，且所述三段式先导阀配置有用于控制发动机反馈油流道与三段式先导阀的高压控制端或者低压控制端连通的电磁阀。
13.作为上述技术方案的进一步描述：
14.所述三段式先导阀包括先导阀螺堵、先导阀弹簧和三段式先导阀体组成。
15.作为上述技术方案的进一步描述：
16.所述减排腔和增排腔位于摆动环以滑动销为中心的两侧。
17.作为上述技术方案的进一步描述：
18.所述减排腔由泵体内壁、摆动环外壁与减排臂形成。
19.作为上述技术方案的进一步描述：
20.所述增排腔由泵体内壁、摆动环外壁与增排臂形成。
21.作为上述技术方案的进一步描述：
22.所述变排量机油泵还包括与泵体配合的泵盖，所述自动补油细流道开设在摆动环上、泵体或者泵盖上。
23.作为上述技术方案的进一步描述：
24.所述弹性件为弹簧，所述弹簧一端抵接在摆动环上，其另一端抵接在泵体内壁上。
25.作为上述技术方案的进一步描述：
26.所述减排臂和增排臂分别与泵体之间通过密封件密封连接。
27.本实用新型具有如下有益效果：
28.(1)本实用新型提供的变排量机油泵的摆动环维持平衡条件为：减排腔油的压力乘以滑动销到减排臂的距离形成的转矩等于增排腔油的压力乘以滑动销到增排臂的距离形成的转矩加上弹簧的阻力乘以滑动销到弹簧安装位置的距离形成的转矩；即当增排腔内的油很快排出一部分后，减排腔内的油未及时给增排腔补油，增排腔内的机油压力降低甚至消失，减排腔油的压力乘以滑动销到减排臂的距离形成的转矩大于增排腔油的压力乘以滑动销到增排臂的距离形成的转矩加上弹簧的阻力乘以滑动销到弹簧安装位置的距离形成的转矩，即推动摆动环摆动，改变机油泵的排量，摆动环在摆动过程中，弹簧的阻力虽然在不断增大，但是增排腔内机油的压力在持续逐渐降低，减排腔油的压力乘以滑动销到减排臂的距离形成的转矩始终大于等于增排腔油的压力乘以滑动销到增排臂的距离形成的转矩加上弹簧的阻力乘以滑动销到弹簧安装位置的距离形成的转矩，因此减排腔内的反馈油油压趋于稳定状态，不会持续增加，即机油泵输出的油压输出呈现一个平稳状态，降低能源消耗和稳定各元器件所承受的负荷。
29.(2)本实用新型提供的变排量机油泵在自动补油细流道的作用下将减排腔内的机油引入到增排腔内，当机油压力达到设定值后通过先导阀的开启将增排腔内的机油泄出，从而使得摆动环在增减排腔油压差和调节弹簧的共同作用下偏摆，维持油压的平衡。
30.(3)本实用新型通过三段式先导阀可实现发动机在低转速时，即减排腔内的油压在低压时，可控制增排腔内的油排出，实现摆动环摆动，改变机油泵的排量，通过三段式先导阀可实现发动机在高转速时，即减排腔内的油压在高压时，可控制增排腔内的油排出，实现摆动环摆动，改变机油泵的排量；因此本实用新型可实现发动机在低压和高压时均能实现变排量机油泵改变排量，使发动机更加平稳高效的运转。
附图说明
31.图1为本实用新型提供的一种新型平稳变排量机油泵的结构示意图；
32.图2为三段式先导阀在泵体的剖面示意图；
33.图3为三段式先导阀分别与排油道和发动机反馈油流道的连通示意图；
34.图4为本实用新型提供的变排量机油泵的机油压力与现有的变排量机油泵的机油压力对比图。
35.图中标号：1-泵体、2-转子、3-摆动环、4-三段式先导阀、5-进油口、6-出油口、7-滑动销、8-减排臂、9-增排臂、10-减排腔、11-增排腔、12-弹性件、13-自动补油细流道、14-发动机反馈油流道、15-排油道、41-高压控制端、42-低压控制端、43-先导阀螺堵、44-先导阀弹簧、45-三段式先导阀体、16-电磁阀、17-密封件、18-弹簧安装位置。
具体实施方式
36.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.如图1-3所示，一种新型平稳变排量机油泵，包括泵体1、泵盖、转子2、摆动环3和三段式先导阀4。
38.泵体1设有进油口5和出油口6，转子2设置在泵体1内，其与发动机曲轴连接，转子2转动后，带动设于转子2上的若干叶片转动，通过摆动环3与转子2的偏心设置，使叶片转动过程中伸缩不同容积大小实现负压吸油和高压输油。
39.摆动环3与转子2偏心设置，摆动环3与泵体1通过滑动销7可摆动设置，摆动环3外侧设有减排臂8和增排臂9，泵体1与摆动环3在减排臂8处设有减排腔10，泵体1与摆动环3在增排臂9处设有增排腔11，泵体1与摆动环3抵接有弹性件12，减排腔10与增排腔11通过自动补油细流道13连通，且滑动销7到减排臂8的距离大于所述滑动销7到增排臂9的距离；以实现增排腔11内油排出，且摆动环3摆动后，所述减排腔10内的油自动缓慢流入增排腔11内，即自动给增排腔11补油，维持摆动环3的平衡。
40.本实用新型提供的变排量机油泵的摆动环3维持平衡条件为：减排腔10内油的压力n1乘以滑动销7到减排臂8的距离l1形成的转矩t1等于增排腔11油的压力n2乘以滑动销7到增排臂9的距离l2形成的转矩t2加上弹簧(弹性件12)的阻力n3乘以滑动销7到弹簧安装位置18的距离l3形成的转矩t3(即n1×
l1＝t1＝(n2×
l2+n3×
l3)；当增排腔11内的油很快排出后，减排腔10内的油未及时给增排腔11补油，增排腔11内的油的压力降低甚至消失，减排腔
10油的压力乘以滑动销7到减排臂8的距离l1形成的转矩t1大于增排腔10油的压力乘以滑动销7到增排臂9的距离l2形成的转矩t2加上弹簧的阻力乘以滑动销7到弹簧安装位置18的距离l3形成的转矩t3(n1×
l1＝t1》n2×
l2+n3×
l3),即推动摆动环3摆动，改变机油泵的排量，虽然摆动环3在摆动过程中，弹簧的阻力虽然在不断增大，但是增排腔11内的油的压力在逐渐降低甚至消失，减排腔10油的压力乘以滑动销7到减排臂8的距离形成的转矩始终大于等于增排腔油的压力乘以滑动销7到增排臂9的距离形成的转矩加上弹簧的阻力乘以滑动销7到弹簧安装位置18的距离形成的转矩，因此减排腔10内的反馈油油压趋于稳定状态，不会持续增加，即机油泵输出的油压输出呈现一个平稳状态(如图4所示)，降低能源消耗和稳定各元器件所承受的负荷。
41.三段式先导阀4用于在发动机低转速和高转速时可控制增排腔11内油排出，实现发动机在低转速和高转速时均能实现润滑油变量输出，使发动机更加平稳高效的运转；泵体1设置有发动机反馈油流道14，发动机反馈油流道14与减排腔10连通，发动机反馈油流道14与三段式先导阀4控制端连通。
42.在本实施例中，增排腔11连通有排油道15，三段式先导阀4设置在排油道15处，发动机反馈油流道14分别与三段式先导阀4的高压控制端41和低压控制端42连通，且三段式先导阀4配置有用于控制发动机反馈油流道14与三段式先导阀4的高压控制端41或者低压控制端42连通的电磁阀16；具体地，在发动机低转速时，即发动机反馈的润滑油为低压状态时，电磁阀16控制发动机反馈油流道14与三段式先导阀4的低压控制端42连通，使低压的润滑油实现三段式先导阀4打开，排出增排腔11内的反馈低压润滑油，完成摆动环3摆动控制机油泵变量输出；在发动机高转速时，即发动机反馈的润滑油为高压状态时，电磁阀16控制发动机反馈油流道14与三段式先导阀4的高压控制端41连通，使高压的润滑油实现三段式先导阀4打开，排出增排腔11内的反馈高压润滑油，完成摆动环3摆动控制机油泵变量输出。
43.在一些实施例中，三段式先导阀4包括先导阀螺堵43、先导阀弹簧44和三段式先导阀体45组成，其先导阀螺堵43可通过螺纹固定在泵体1上，三段式先导阀体45通过先导阀弹簧44安装在先导阀螺堵43上，即润滑油通过发动机反馈油流道14流入三段式先导阀体45低压控制端42或者高压控制端41形成压力推动三段式先导阀体45压缩先导阀弹簧44，从而使三段式先导阀体45控制排油道15打开，即排出增排腔11内的反馈润滑油。
44.优选地，三段式先导阀体45的高压控制端41的润滑油接触的截面面积大于低压控制端42的润滑油接触的截面面积，以实现低压的润滑油进入低压控制端42产生的克服先导阀弹簧44的推力和高压的润滑油进入高压控制端41产生的克服先导阀弹簧44的推力是一样的，即能实现反馈的低压润滑油和高压润滑油均能使三段式先导阀体45打开，实现增排腔11内的润滑油排出。
45.本实用新型通过三段式先导阀4可实现发动机在低转速时，即减排腔10内的油压在低压时，可控制增排腔11内的油排出，实现摆动环3摆动，改变机油泵的排量，通过三段式先导阀4可实现发动机在高转速时，即减排腔10内的油压在高压时，可控制增排腔11内的油排出，实现摆动环3摆动，改变机油泵的排量；因此本实用新型可实现发动机在低压和高压时均能实现变排量机油泵改变排量，使发动机更加平稳高效的运转。
46.在本实施例中，减排腔10和增排腔11位于摆动环3靠近以滑动销7为中心的两侧，减排腔10和增排腔11的位置不限制本实用新型的保护范围，本领域技术人员可根据具体情
况进行选择。
47.在本实施例中，减排臂8和增排臂9分别与泵体1之间通过密封件17密封连接；减排腔10由泵体1内壁、摆动环3外壁与减排臂8形成；所述增排腔11由泵体1内壁、摆动环3外壁与增排臂9形成。
48.在本实施例中，自动补油细流道13开设在摆动环3上，自动补油细流道13也可以开设泵体1上或者泵盖上，只要能连通减排腔10和增排腔11即可，本实用新型不限制自动补油细流道13的具体位置。另外，自动补油细流道13用于增排腔11泄油后持续补油，因此自动补油细流道13的流通截面很小，补油方式为缓慢补油。
49.在本实施例中，弹性件12包括弹簧、钢片、带孔波纹管等，在此不是对弹性件12的穷举。优选的，弹性件12为弹簧，弹簧一端抵接在摆动环3上，进一步地，弹簧一端抵接在摆动环3的增排臂9上，弹簧另一端抵接在泵体1内壁上。
50.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。