一种可变排量的转子机油泵的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种机油泵，特别是涉及一种可变排量的转子机油泵。该转子机油泵具有贯穿所述泵壳和所述泵盖的转轴，该转轴具有相互连接的驱动轴和随动轴。驱动轴与泵壳可转动地连接，在外部动力源的驱动下绕所述轴线进行转动；随动轴与内转子固定连接，且与驱动轴连接成能够随驱动轴进行同步转动且允许相对于驱动轴沿轴线进行轴向移动；惯性致动机构使得内转子沿轴线相对于外转子移动，从而改变内转子与所述外转子之间沿轴线的啮合长度。由于随动轴能相对于驱动轴沿轴线进行轴向移动，所以驱动轴能保持沿轴线方向基本不动。这样的设置有利于外部的动力输入齿轮等外部动力源与设置于驱动轴上的驱动齿轮稳定接合。
【专利说明】一种可变排量的转子机油泵
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机油泵，特别是涉及一种可变排量的转子机油泵。
【背景技术】
[0002]汽车内燃机普遍采用的机油泵为定排量的机油泵，其机油流量与发动机转速成正比关系，该种机油泵的流量随着发动机转速的提高不断增加，油道中的机油压力随着转速的提高不断升高。虽然在达到一定压力后泄压阀会打开，起到一定的压力调节作用，但是泄压阀的开度是一定的，并不能实时调节，所以高速运转时油道压力仍会过高，同时泄压时高压机油回流，造成一定的功率损失。但发动机中的一些零件的润滑并非是需要随着发动机转速的增加而一直增加机油。定排量的机油泵会使发动机油道内油压增加，影响润滑效果，同时损失发动机的功率。
[0003]为了克服上述缺陷，目前出现了一些可变排量的机油泵。如，配置能产生压力信号的油压传感器和与油压传感器连接工作的控制器，通过压力信号的函数来调节机油泵的流量。但这样的结构过于复杂而且电子元件过多也造成发动机负荷过高及成本的增加。
[0004]中国发明专利申请N0.201210064618.5公开了一种可变排量转子机油泵，其包括泵盖、泵壳、排量调节结构和中间盖板。该转子机油泵由中间盖板将泵盖与泵壳之间的空间分成上下两个油腔，并在每个油腔内分别设置一套内外转子结构。排量调节结构包括离心调整机构，该离心调整机构实际上是一种利用质量块在转动时产生的离心力的惯性致动机构，并通过该离心力驱动下油腔内的内转子移动。在该中国专利申请中记载了:“发动机低速运转时，因为转速低，调节机构并没有起到调节作用”，这样，转子机油泵的上下油腔同时进行泵油工作；“发动机高速运转时与发动机低速运转时不同的是离心调整机构开始起作用”，“下油腔内下高压油区域的油液与下低压油区域的油液连通，下高压油区域与下低压油区域无压差，所以下油腔不泵油，机油泵整体排量减少，从而形成机油泵排量可变”。在该转子机油泵的实际工作过程中发现，其实际泵油效率总是低于设计时的期望泵油效率，且运转噪声较大。
【发明内容】
[0005]本申请的发明人发现，对于前述的中国发明专利申请N0.201210064618.5所公开的机油泵，其出现的泵油效率和运转噪声问题是由于其结构设计所引起的。具体地，一方面，对于该转子机油泵，即使在其转轴低速运转的情况下，离心调整机构实际上也会起作用，从而降低泵油效率，因此，该机油泵实际上始终无法以满效率的状态进行工作。另一方面，尽管在机油泵安装过程中已经将机油泵转轴上的驱动齿轮与外部动力源(如发动机)的动力输入齿轮调整到了它们之间的最佳啮合位置，但是在机油泵工作时，其离心调整机构会必然导致转轴沿轴向的位移，这会对使得驱动齿轮偏离与动力输入齿轮的最佳啮合位置，从而造成较大的噪声；而且，在转速较大的情况下，转轴的轴向位移也较大，这在严重时还会造成转轴上的驱动齿轮与外部动力源的动力输入齿轮之间的传动故障。[0006]本发明的一个目的是要提供一种能克服动力输入齿轮与驱动齿轮接合不稳定缺陷的机油泵。
[0007]本发明一个进一步的目的是要简化机油泵的整体结构。
[0008]本发明另一个进一步的目的是降低机油泵的功率损失。
[0009]本发明的又一个目的是提供一种新的可变排量的转子机油泵。
[0010]为此，本发明提供一种可变排量的转子机油泵，包括:
[0011]泵壳以及与所述泵壳相面对的泵盖，所述泵壳与所述泵盖一起在它们之间限定了容纳腔，所述容纳腔具有相互间隔开的低压油区和高压油区；
[0012]设置在所述容纳腔中的外转子和内转子，用于将机油从所述低压油区泵送至所述高压油区；
[0013]贯穿所述泵壳和所述泵盖的转轴，用于驱动所述内转子转动；其中，所述转轴具有沿所述转轴的轴线延伸且相互连接的驱动轴和随动轴；所述驱动轴与所述泵壳可转动地连接，用于在外部动力源的驱动下绕所述轴线进行转动；所述随动轴与所述内转子固定连接，且与所述驱动轴连接成能够随所述驱动轴进行同步转动且允许相对于所述驱动轴沿所述轴线进行轴向移动；
[0014]具有质量块的惯性致动机构，设置在所述泵盖的外侧并能够由所述随动轴驱动进行转动，用于利用所述质量块在转动时产生的离心力迫使所述随动轴沿所述轴线朝着远离所述驱动轴的方向移动，以带动所述内转子沿所述轴线相对于所述外转子移动，从而改变所述内转子与所述外转子之间沿所述轴线的啮合长度。
[0015]进一步地，在所述内转子与所述外转子之间具有第一啮合长度时，所述内转子和所述外转子定位成将所述高压油区和所述低压油区隔离；
[0016]优选地，所述第一啮合长度为所述内转子与所述外转子之间的最大啮合长度。
[0017]进一步地，在所述内转子与所述外转子之间具有小于所述第一啮合长度的至少一个第二啮合长度时，所述内转子和所述外转子定位成使得所述高压油区和所述低压油区部分连通，以在所述高压油区与所述低压油区之间维持使得所述内转子和所述外转子提供大于零的泵送效率所需的压差；
[0018]其中，较大的第二啮合长度对应于较大的所述泵送效率。
[0019]进一步地，所述惯性致动机构构造成使得所述内转子相对于所述外转子移动的最大致动距离对应于所述第二啮合长度的最小值。
[0020]进一步地，在所述内转子与所述外转子之间具有小于所述第二啮合长度的第三啮合长度时，所述内转子和所述外转子定位成使得所述高压油区和所述低压油区完全连通，使得所述高压油区与所述低压油区之间无压差，从而使得所述内转子和所述外转子的泵送效率为零；
[0021]其中，所述惯性致动机构构造成使得所述内转子相对于所述外转子移动的最大致动距离对应于所述第三啮合长度。
[0022]进一步地，所述外转子和内转子成形为沿所述轴线具有变化的啮合轮廓，用于对应于所述外转子和内转子之间的不同啮合长度提供对应的不同泵送效率；
[0023]可选地，在所述外转子和内转子之间具有较长的啮合长度时，所述外转子和内转子之间的所述啮合轮廓提供较高的泵送效率。[0024]进一步地，所述转子机油泵还包括:
[0025]位于所述容纳腔内并抵靠所述内转子的推板，所述推板与所述泵盖之间限定了推板腔，所述推板腔与所述高压油区连通以接收来自所述高压油区的机油，用于在所述推板腔内的机油向所述内转子施加与所述离心力的作用相反的推力。
[0026]进一步地，所述惯性致动机构构造成当所述驱动轴的转速低于预设值时，所述离心力不足以克服所述推板的所述推力，从而不能迫使所述随动轴移动；并且，当所述驱动轴的转速高于预设值时，所述离心力足以克服所述推板的所述推力而迫使所述随动轴移动。
[0027]进一步地,所述惯性致动机构包括:
[0028]导向板，其固定在所述随动轴的在所述泵盖的外侧延伸的伸出部分上并能够与所述随动轴一起转动；
[0029]所述质量块，其活动安装在所述导向板上，所述导向板能够带动所述质量块进行转动并同时限制所述质量块仅能够相对于所述导向板在垂直于所述轴线的方向上移动；
[0030]摆臂，其两端分别与所述质量块及所述随动轴的所述伸出部分转动连接，当所述质量块在转动时因离心力移动时，所述质量块带动所述摆臂并继而带动所述随动轴沿所述轴线朝着远离所述驱动轴的方向移动。
[0031]进一步地，所述质量块具有扁平状的本体和耳体；所述本体具有长形的导向槽，所述导向板具有与其固定连接的铆钉，所述铆钉穿过所述导向槽，用于引导所述质量块沿所述导向板的移动并限制所述质量块在沿所述轴线的方向上远离所述导向板的移动；所述质量块利用所述耳体与所述摆臂转动连接，所述质量块在所述导向板上定位成当所述质量块的所述本体远离所述随动轴移动时，所述耳体朝着所述随动轴移动。
[0032]本发明推板与泵盖之间限定了推板腔，推板腔与高压油区连通以接收来自高压油区的机油。推板腔内机油向内转子施加与惯性致动机构提供的离心力相反的推力。这样在转轴转速较低致推板腔内机油施加于内转子的推力大于惯性致动机构提供的离心力时，低压油区和高压油区的机油仍被隔离，泵送效率能维持最大。
[0033]本发明的转轴包括驱动轴和随动轴，驱动轴用于在外部动力源的动力输入齿轮的驱动下转动，随动轴与所述驱动轴连接成能够随所述驱动轴进行同步转动，并且能相对于所述驱动轴沿轴线进行轴向移动。由于随动轴能相对于驱动轴沿轴线进行轴向移动，所以驱动轴能保持沿轴线方向基本不动，这样的设置有利于外部动力源的动力输入齿轮与设置于驱动轴上的驱动齿轮接合稳定，使得转轴上的驱动齿轮保持与外部动力源(如发动机)的动力输入齿轮的最佳啮合位置，消除驱动齿轮偏离动力输入齿轮而造成的噪声，消除驱动齿轮与动力输入齿轮之间的传动故障。
[0034]本发明泵壳与泵盖之间的容纳腔具有相互间隔开的低压油区和高压油区，并且容纳腔中只设置一套外转子和内转子，机油泵整体结构较为简单。
[0035]本发明的惯性致动机构由随动轴驱动,质量块在转动时产生的离心力迫使随动轴沿轴线朝着远离所述驱动轴的方向移动，带动内转子沿轴线相对于外转子移动，从而改变内转子与外转子之间的啮合长度。由于本发明只有一个由低压油区和高压油区组成的容纳腔，通过惯性致动机构即可使机油泵的泵送效率为零，因此可以省去泄压阀来简化机油泵的整体结构，从而提供了一种新的可变排量的转子机油泵。
[0036]根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
[0038]图1是根据本发明一个实施例可变排量的转子机油泵的爆炸图；
[0039]图2是根据本发明一个实施例驱动轴的结构示意图；
[0040]图3是根据本发明一个实施例泵壳的结构示意图；
[0041]图4是根据本发明一个实施例推板的结构示意图；
[0042]图5是根据本发明一个实施例泵盖的结构示意图；
[0043]图6是根据本发明一个实施例随动轴的结构示意图；
[0044]图7是根据本发明一个实施例导向板的结构示意图；
[0045]图8是根据本发明一个实施例质量块的结构示意图；
[0046]图9是根据本发明一个实施例摆臂的结构示意图；
[0047]图10为转轴低速运转时机油泵的结构示意图；
[0048]图11为图10沿转轴的轴线的剖视图；
[0049]图12为转轴低速运转时机油泵的油路示意图，图中箭头表示机油的流动方向；
[0050]图13为转轴高速运转时机油泵的结构示意图；
[0051]图14为图13沿转轴的轴线的剖视图，图中箭头分别表示随动轴的运动方向和质量块的运动方向；
[0052]图15为转轴高速运转时机油泵的油路示意图，图中箭头表示机油的流动方向。【具体实施方式】
[0053]图1是根据本发明一个实施例可变排量的转子机油泵的爆炸图。如图1所示，该可变排量的转子机油泵包括泵壳3以及与所述泵壳3相面对的泵盖7，螺栓16用于将所述泵壳3与所述泵盖7固定连接。在组装状态下，所述泵壳3与所述泵盖7将会一起在它们之间限定了一个容纳腔，用于容纳外转子4、内转子5以及推板6。
[0054]参考图3，泵壳3具有间隔开的泵壳低压油区3.4和泵壳高压油区3.2。参考图5，类似地，泵盖7也具有间隔开的泵盖低压油区7.1和泵盖高压油区7.5。这样，当如图12和图15所示将泵壳3和泵盖7相互面对地组装好后，在它们之间形成的容纳腔中，由泵壳低压油区3.4与泵盖低压油区7.1共同限定了一个低压油区20，由泵壳高压油区3.2与泵盖高压油区7.5共同限定了一个高压油区21。泵壳3还具有位于泵壳低压油区3.4和泵壳高压油区3.2之间的转子腔3.1，用于容纳外转子4。并且，如图11所示，在组装状态下，泵盖7的一部分将会压靠在转子4的周边上，以保证外转子4不沿转轴28的轴向进行运动。内转子5设置在外转子4内，转轴28贯穿泵壳3和泵盖7，并与内转子5固定连接以驱动其转动。这样，在转轴28的带动下，内转子5相对于外转子4转动，就可以将机油从所述低压油区20泵送至所述高压油区21。
[0055]参考图4，推板6具有油腔界线6.2，油腔界线6.2在推板6中间凸起，用于将高压油区21和低压油区20隔离。推板6上的安装孔6.3用于供转轴18穿过。如图5所示，泵盖7具有推板腔7.7。推板6布置该推板腔7.7处，换句话说，推板腔7.7由推板6与泵盖7之间的空间限定。所述推板腔7.7通过在泵盖7处形成的油道7.4 (参见图5)与泵盖7的泵盖高压油区7.5连通，也就与整个高压油区21连通，以接收来自高压油区21的机油。这样，在所述推板腔7.7内的高压机油将会向推板6施加远离推板腔7.7方向上的推力。参见图4和图5，泵盖7上设置有推板限位槽7.3，所述推板6具有推板限位块6.1。在组装状态下，推板6的推板限位块6.1插入到泵盖7的推板限位槽7.3内，来保证推板6只能沿所述转轴28的轴向进行运动，而不能转动。在如图11所示的组装状态下，由于推板腔7.7内的机油对推板6的推力，推板6会抵靠内转子5并向其施加向左的推力。
[0056]参考图1、图2和图6，转轴28可以由驱动轴2和随动轴8两段组成，驱动轴2和随动轴8可分离地相互连接并沿所述转轴28的轴线延伸。所述驱动轴2穿过泵壳3并与所述泵壳3可转动地连接，并能够在外部动力源的驱动下绕轴线进行转动。参考图1和图2，驱动齿轮I可以与驱动轴2的轴颈2.2固定连接，这样，当外部的动力输入齿轮(未示出)与驱动齿轮I啮合时，则能带动驱动齿轮I并继而带动驱动轴2转动。随动轴8穿过内转子5并可以与内转子5固定连接，使得内转子5与随动轴8同步转动。并且，随动轴8与驱动轴2连接成能够随所述驱动轴2进行同步转动且允许相对于所述驱动轴2沿所述轴线进行轴向移动。示例性地，如图2和图6所示，驱动轴2的一端设置有内花键2.1，随动轴8的一端具有外花键8.3。随动轴8插入驱动轴2中，使得外花键8.3和内花键2.1相配合。这样，随动轴8既能随所述驱动轴2进行同步转动，而且能相对于驱动轴2沿轴线进行轴向移动。当随动轴8相对于所述驱动轴2沿轴线进行轴向移动时，可以在驱动轴2沿轴线基本不动的情况下依然实现它们之间的动力传递。这样的设置有利于外部的动力输入齿轮等外部动力源与设置于驱动轴2上的驱动齿轮I接合稳定。应当理解，外花键8.3和内花键2.1应具有一定的轴向长度，这样，在出现下文中将要描述的随动轴8朝着远离驱动轴2的方向移动的情况时，可以确保外花键8.3和内花键2.1之间依然有足够的啮合长度来维持它们之间稳定的动力传递；具体的轴向长度是本领域技术人员在实践中很容易确定的。
[0057]该转子机油泵还包括惯性致动机构。参见图1、图10和图13，该惯性致动机构可以包括质量块11、导向板10和摆臂13。该惯性致动机构整体上设置在泵盖7的外侧并能够由所述随动轴8驱动进行转动。
[0058]在图8所示的实施例中，所述质量块11具有扁平状的本体11.3和耳体11.1，所述本体11.3与所述耳体11.1基本垂直。该质量块11还具有导向槽11.2，下文将会看到，质量块11利用其导向槽11.2活动安装在所述导向板10上。如图7所示，所述导向板10具有铆钉孔10.1、导向孔10.2和板体10.3。导向板10的导向孔10.2延伸出所述板体10.3，用于套装在随动轴8在所述泵盖7的外侧延伸的伸出部分上(在图6中看得更清楚，随动轴8的该伸出部分为其导向传动杆8.2。导向孔10.2和导向传动杆8.2具有相配合的形状，例如图示的扁平结构，从而使得随动轴8能够驱动导向板10同步转动。如图9所示，摆臂13为一长形构件，在其两端部分别具有销轴孔13.1和销钉孔13.2。
[0059]在如图10所示的组装状态下，导向板10邻近泵盖7的外侧设置。导向板10与泵盖7之间可以设置垫片9，垫片9能够有效的降低导向板10和泵盖7之间因转动引起的磨损。铆钉14穿过质量块11的导向槽11.2与导向板10上的铆钉孔10.1固定连接，从而使得质量块11贴近导向板10布置，限制所述质量块11在沿转轴20或者说随动轴8的轴线的方向上远离所述导向板10移动。同时，在铆钉14与质量块11的导向槽11.2配合作用下，仅允许或者说引导所述质量块11沿所述导向板10的表面在导向槽11.2的延伸方向上移动，也就是在垂直于转轴28的轴线的方向上的移动。摆臂13两端通过销轴孔13.1和销钉孔13.2分别与所述随动轴8及所述质量块11转动连接。具体地，销钉12将质量块11的耳体11.1与摆臂13连接，销轴15通过销轴孔8.1将随动轴8与摆臂13连接。而且，所述质量块11在所述导向板10上定位成当所述质量块11的所述本体11.3远离所述随动轴8移动时,所述耳体11.1朝着所述随动轴8移动。
[0060]这样，当随动轴8通过导向传动杆8.2驱动导向板10转动时,所述导向板10将通过铆钉14带动所述质量块11进行转动。利用所述质量块11在转动时产生的离心力，并且在该离心力大于前文所述的推板腔7.7对推板6的推力的情况下，质量块11将会朝着远离随动轴8的方向移动，从而带动摆臂13枢转。由于此时质量块11的耳体11.1是朝向随动轴8移动，因此摆臂13的枢转将会增大其沿随动轴8的轴向分量的长度，从而迫使所述随动轴8沿其轴线朝着远离泵盖7或者说远离所述驱动轴2的方向移动。这样会继而带动所述内转子5沿所述轴线相对于所述外转子4移动，从而改变所述内转子5与所述外转子4之间沿所述轴线的啮合长度L (参见图11和图14)。
[0061]参考图5和图12，泵盖7具有进油口 7.2、出油口 7.6及油道7.4，其中进油口 7.2邻近低压油区20，出油口 7.6邻近高压油区21。齿轮I驱动该驱动轴2并继而驱动随动轴8转动，随动轴8带动内转子5相对于外转子4转动，使机油由低压油区20进入到高压油区21。同时，通过油道7.4使高压油区21内的机油进入到推板6右侧的推板腔7.7，形成对推板6向左的推力。在该推力作用下，推板6贴合内转子5并向内转子5传递或者说施加该向左的推力。同时，前文所述的惯性致动机构在此时也会产生离心力，并通过摆臂13将该离心力转化对随动轴8的向右的推力。由于内转子5与随动轴8固定连接，因此，本发明的转子机构泵在工作时，内转子5和随动轴8整体上将会受到来自推板6的向左推力以及来自惯性致动机构的向右推力。
[0062]在转子机构泵开始工作时，转轴28或者说驱动轴2的转速从零开始逐渐增大。在低速阶段，转子机油泵的工作状态如图10-图12所示。由于转速较低，因此质量块11产生的离心力不足以克服所述推板6提供的推力，也就是说，对内转子5和随动轴8的来自推板6的向左推力大于来自惯性致动机构的向右推力。此时，推板6推动内转子5贴在转子腔
3.1的底壁上。此时内转子5和外转子4啮合长度最长，且内转子5、外转子4以及推板6将低压油区20与高压油区21之间隔离，低压油区20与高压油区21之间无连通。需要注意的是，这里的“无连通”意味着机油仅能通过内转子5和外转子4构成的泵油机构从低压油区20泵送至高压油区21。此时，整个机油泵的泵送效率最高，保证低速运转时各零部件对机油的需求。
[0063]此时，所述内转子5与所述外转子4之间具有第一啮合长度。在第一啮合长度时，所述内转子5和所述外转子4定位成将所述高压油区21和所述低压油区20隔离。此时泵送效率最大。作为一种优选实施例，所述第一啮合长度为所述内转子5与所述外转子4之间的最大啮合长度。
[0064]随着驱动轴2的转速进一步增大,惯性致动机构产生的离心力也会随之增大,直至对内转子5和随动轴8的来自推板6的向左推力与来自惯性致动机构的向右推力基本相等。驱动轴2此时的转速可以称为该转速的“预设值”，一方面，本领域技术人员可以根据该预设值来设计推板腔的大小和形状、惯性致动机构中质量块的大小和摆臂的长度以及其它参数中的一项或多项，使得当驱动轴2的转速达到该预设值时，惯性致动机构产生的离心力导致的对内转子5和随动轴8的向右推力与推板6的向左推力基本相等；另一方面，本领域技术人员也可以通过改变上述参数中的一项或多项来调节或设定该“预设值”。这样，只要所述驱动轴2的转速低于该预设值，惯性致动机构中的质量块11产生的离心力则不足以克服所述推板6提供的推力，也就不能迫使所述随动轴8和内转子5移动，该转子机油泵则会按照如图10-图12所示的状态工作。
[0065]当驱动轴2的转速进一步增大且超过该预设值时，上述离心力则足以克服所述推板6的所述推力，也就是说，此时，对于内转子5和随动轴8来说，来自惯性致动机构的向右推力大于来自推板6的向左推力。这样就会迫使所述随动轴8和内转子5向右移动。图13-图15示出了驱动轴2在大于预设值的高速运转状态时，该转子机油泵的工作状态。此时，内转子5与外转子4之间具有小于所述第一哨合长度的第二哨合长度。在第二哨合长度时，所述内转子5和所述外转子4定位成使得所述高压油区21和所述低压油区20部分连通，这里的“部分连通”意味着在所述高压油区21与所述低压油区20之间还维持着使得所述内转子5和所述外转子4提供大于零的泵送效率所需的压差。如图15所示，齿轮I驱动该驱动轴2和随动轴8转动，随动轴8带动内转子5相对于外转子4进行转动，使机油由低压油区20进入到高压油区21，同时通过油道7.4使高压的机油进入到推板6右侧的推板腔7.7，形成对推板6向左侧推力。同时由于转速的增加质量块11的离心力增加，使质量块11沿导向槽11.2朝着远离随动轴8的方向移动，从而带动摆臂13枢转。摆臂13的枢转将会增大其沿随动轴8的轴向分量的长度，从而迫使所述随动轴8带动内转子5向右侧运动，使内转子5与外转子4的啮合长度减少，且高压油区21和所述低压油区20部分连通。这使得所述内转子5和所述外转子4的泵送效率降低，泵油增加量减少，保证适合的泵油量。
[0066]高压油区21和所述低压油区20部分连通会使得它们之间的压差下降，从而必然使得所述内转子5和所述外转子4的泵送效率降低。另一方面，通过设计内转子5和外转子4之间相互面对的配合面的啮合轮廓，也可以使得内转子5和外转子4在不同的啮合长度下，它们整体上会呈现出不同的泵送效率。也就是说，随着内转子5相对于外转子4向右移动，内转子5和外转子4之间可以具有不同大小的多个第二啮合长度为多个，并且较大的第二啮合长度对应于较大的所述泵送效率。为了不至于使得内转子5相对于外转子4移动过大的距离，可以调节惯性致动机构，例如摆臂的长度以及初始角度等，使得惯性致动机构所造成的所述内转子5相对于所述外转子4移动的最大致动距离对应于所述第二啮合长度的最小值。作为一种可选实施例，所述外转子4和内转子5成形为沿转轴28的轴线具有变化的啮合轮廓，用于对应于所述外转子4和内转子5之间的不同啮合长度提供对应的不同泵送效率。例如，通过设置外转子4和内转子5的圆周面向轴线方向倾斜，来使得所述啮合轮廓随着啮合长度来变化。在所述外转子4和内转子5之间具有较长的啮合长度时，所述外转子4和内转子5之间的所述啮合轮廓提供较高的泵送效率。
[0067]本发明在转轴低速运转状态时泵送效率较高，能提供足够的机油量供零部件润滑。在转轴高速运转状态时，泵送效率变低，但是机油的流量与压力没有变低。这达到了转轴低速运转时高泵送效率，高速运转时无需泄压，满足发动机润滑需求的目的。
[0068]在一个未示出的实施例中，惯性致动机构对内转子5的最大致动距离也可以使得内转子5与外转子4之间具有比第二啮合长度更小的第三啮合长度。此时，所述内转子5和所述外转子4定位成使得所述高压油区21和所述低压油区20完全连通。这里的“完全连通”意指所述高压油区21与所述低压油区20之间无压差，从而使得所述内转子5和所述外转子4的泵送效率为零。这可以用于解决转子机构泵超速运行的情况。具体地，当转子机油泵超速运行时，惯性致动机构产生的离心力更大，其使得内转子5相对于外转子4向右侧移动更远的距离，直至使得高压油区21和所述低压油区20完全连通。此时，油泵的泵送效率为零，这样可以省去现有的用于在超速时泄压的泄压阀，以简化机油泵的整体结构。当然，即使在超速的情况下，也不希望惯性致动机构继续使得内转子5相对于外转子4向右移动而出现机械故障。因此，如前所述，可以调节惯性致动机构，例如摆臂的长度以及初始角度等，使得所述惯性致动机构过造成的所述内转子5相对于所述外转子4移动的最大致动距离对应于所述第三啮合长度。
[0069]当然，在本发明的机油泵中也可以设置常规的泄压阀。该泄压阀布置于泵壳3的泄压孔3.3内，所述泄压阀包括泄压阀柱塞17、泄压阀弹簧18和泄压阀螺塞19。正常情况下，不管转轴处于高速运转还是低速运转，泄压阀始终保持关闭状态，只有当转轴超速或惯性致动机构意外失效时泄压阀才会开启，来减小或消除所述高压油区21与所述低压油区20之间的压差，从而使得所述内转子5和所述外转子4的泵送效率降低或为零。
[0070]至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
【权利要求】
1.一种可变排量的转子机油泵，包括: 泵壳(3)以及与所述泵壳(3)相面对的泵盖(7)，所述泵壳(3)与所述泵盖(7) —起在它们之间限定了容纳腔，所述容纳腔具有相互间隔开的低压油区(20)和高压油区(21)； 设置在所述容纳腔中的外转子(4)和内转子(5)，用于将机油从所述低压油区(20)泵送至所述高压油区(21); 贯穿所述泵壳(3)和所述泵盖(7)的转轴(28)，用于驱动所述内转子(5)转动；其中，所述转轴(28)具有沿所述转轴(28)的轴线延伸且相互连接的驱动轴(2)和随动轴(8);所述驱动轴(2)与所述泵壳(3)可转动地连接，用于在外部动力源的驱动下绕所述轴线进行转动；所述随动轴(8)与所述内转子(5)固定连接，且与所述驱动轴(2)连接成能够随所述驱动轴(2)进行同步转动且允许相对于所述驱动轴(2)沿所述轴线进行轴向移动； 具有质量块(11)的惯性致动机构，设置在所述泵盖(7)的外侧并能够由所述随动轴(8)驱动进行转动，用于利用所述质量块(11)在转动时产生的离心力迫使所述随动轴(8)沿所述轴线朝着远离所述驱动轴(2)的方向移动，以带动所述内转子(5)沿所述轴线相对于所述外转子(4)移动，从而改变所述内转子(5)与所述外转子(4)之间沿所述轴线的啮合长度。
2.根据权利要求1所述的转子机油泵，其特征在于， 在所述内转子(5)与所述外 转子(4)之间具有第一啮合长度时，所述内转子(5)和所述外转子(4)定位成将所述高压油区(21)和所述低压油区(20)隔离； 优选地，所述第一啮合长度为所述内转子(5)与所述外转子(4)之间的最大啮合长度。
3.根据权利要求2所述的转子机油泵，其特征在于， 在所述内转子(5)与所述外转子(4)之间具有小于所述第一啮合长度的至少一个第二啮合长度时，所述内转子(5)和所述外转子(4)定位成使得所述高压油区(21)和所述低压油区(20)部分连通，以在所述高压油区(21)与所述低压油区(20)之间维持使得所述内转子(5)和所述外转子(4)提供大于零的泵送效率所需的压差； 其中，较大的第二啮合长度对应于较大的所述泵送效率。
4.根据权利要求3所述的转子机油泵，其特征在于， 所述惯性致动机构构造成使得所述内转子(5)相对于所述外转子(4)移动的最大致动距离对应于所述第二啮合长度的最小值。
5.根据权利要求3所述的转子机油泵，其特征在于， 在所述内转子(5)与所述外转子(4)之间具有小于所述第二啮合长度的第三啮合长度时，所述内转子(5 )和所述外转子(4 )定位成使得所述高压油区(21)和所述低压油区(20 )完全连通，使得所述高压油区(21)与所述低压油区(20)之间无压差，从而使得所述内转子(5)和所述外转子(4)的泵送效率为零； 其中，所述惯性致动机构构造成使得所述内转子(5)相对于所述外转子(4)移动的最大致动距离对应于所述第三啮合长度。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的转子机油泵，其特征在于， 所述外转子(4)和内转子(5)成形为沿所述轴线具有变化的啮合轮廓，用于对应于所述外转子(4)和内转子(5)之间的不同啮合长度提供对应的不同泵送效率； 可选地，在所述外转子(4)和内转子(5)之间具有较长的啮合长度时，所述外转子(4)和内转子(5)之间的所述啮合轮廓提供较高的泵送效率。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的转子机油泵，其特征在于，所述转子机油泵还包括:位于所述容纳腔内并抵靠所述内转子的推板(6)，所述推板(6)与所述泵盖(7)之间限定了推板腔(7.7)，所述推板腔(7.7)与所述高压油区(21)连通以接收来自所述高压油区(21)的机油，用于在所述推板腔(7.7)内的机油向所述内转子(5)施加与所述离心力的作用相反的推力。
8.根据权利要求7所述的转子机油泵，其特征在于， 所述惯性致动机构构造成当所述驱动轴(2)的转速低于一预设值时，所述离心力不足以克服所述推板(6)的所述推力，从而不能迫使所述随动轴(8)移动；并且，当所述驱动轴(2 )的转速高于所述预设值时，所述离心力足以克服所述推板(6 )的所述推力而迫使所述随动轴(8)移动。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的转子机油泵，其特征在于， 所述惯性致动机构包括: 导向板(10)，其固定在所述随动轴(8)的在所述泵盖(7)的外侧延伸的伸出部分上并能够与所述随动轴(8) —起转动； 所述质量块(11 )，其活动安装在所述导向板(10)上，所述导向板(10)能够带动所述质量块(11)进行转动并同时限制所述质量块(11)仅能够相对于所述导向板(10 )在垂直于所述轴线的方向上移动； 摆臂(13)，其两端分别与所述质量块(11)及所述随动轴(8)的所述伸出部分转动连接，当所述质量块(11)在转动时因离心力移动时，所述质量块带动所述摆臂(13)并继而带动所述随动轴(8)沿所述轴线朝着远离所述驱动轴(2)的方向移动。
10.根据权利要求9所述的转子机油泵，其特征在于， 所述质量块(11)具有扁平状的本体(11.3)和耳体(11.1)；所述本体(11.3)具有长形的导向槽(11.2)，所述导向板(10)具有与其固定连接的铆钉(14)，所述铆钉(14)穿过所述导向槽(11.2)，用于引导所述质量块(11)沿所述导向板(10)的移动并限制所述质量块(11)在沿所述轴线的方向上远离所述导向板(10)的移动； 所述质量块(11)利用所述耳体(11.1)与所述摆臂(13 )转动连接，所述质量块(11)在所述导向板(10)上定位成当所述质量块(11)的所述本体(11.3)远离所述随动轴(8)移动时，所述耳体(11.1)朝着所述随动轴(8 )移动。
【文档编号】F16N13/20GK103775812SQ201410037320
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】白广松, 由毅, 沈源, 袁爽, 吴成明, 冯擎峰 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司