CN101476559B - 变量泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种变量泵，包括体、盖、内外转子、轴；泵进口及泵出口；特征是还包括复位弹簧、复位簧端密封环、压力控制结构、压力控制端密封环；轴与内转子防转配合；体、盖具有用于复位簧端密封环和压力控制端密封环导向和密封柱面、直径等于内转子外径；体、盖柱面与复位簧端密封环和压力控制端密封环共同隔离密封泵高低压腔；泵具有一复位弹簧压缩位移限位块。变量时，压力控制结构提供压力使压力控制端密封环压紧外转子端面，抵抗复位弹簧压力使外转子沿内转子轴向移位。本发明通过改变转子啮合齿长，改变泵输出量，不易气蚀，节能、结构简单、易于加工、零件少、成本低，不易产生卡滞和磨损，产品小，无故障。

Description

变量泵 

技术领域

本发明涉及一种体积流量可变的变量泵，特别公开一种体积流量可变的转子式变量泵，属于工程机械和发动机润滑技术领域。 

背景技术

众所周知，转子泵具有给定齿数内转子和比内转子齿数多一个齿的外转子，内转子或外转子或以是余摆线齿形、摆线形齿形、Duocentric齿形、Duo IC齿形、Parachoid齿形转子齿形等多种形式。转子泵用于汽车发动机润滑泵、变速箱润滑泵，以及电驱动汽油泵等各种流体介质输送应用。转子泵缺点是不容易改变体积容量。转子泵通常具有减压阀以限制从泵供应的工作流体的压力。虽然这种减压阀可以限制从泵供应的工作流体的压力，但无法改变该泵的体积容量，因而，随着转子泵转速增加，当减压阀分流泵产生的过量流体时，浪费了来自发动机能量。 

已知的PCT专利申请WO 2004057191是不同于本发明的可变体积容量转子泵，通过相对于进口与出口转动调节环，改变泵的体积容量。此专利申请机构复杂，需要很多个零件，因而增加了泵的成本，而且泵径向尺寸很大，这妨碍其在很多情况下的应用. 

已知的美国专利US4887956是另一种不同于本发明的可变体积容量转子泵，在这种泵中，内转子与轴向邻接的外转子对啮合。通过改变两个外转子的对齐情况，能够改变所述泵的体积容量。已知的PCT专利申请WO 9321443是不同于本发明的可变体积容量转子泵，两个轴向相邻的内转子在单个外转子中转动。通过改变所述两个内转子的对齐情况能够改变泵的体积容量。上述泵主要缺点是输入流体介质有可能受限制导致早期气蚀，且结构非常复杂，不易加工，零件多，成本高。 

已知的中国专利申请，申请号CN200580043746.X，是不同于本发明的可变体积容量转子泵，在这种泵其变量实现是通过，内转子、主动活塞、从动活塞沿旋转的传动轴轴向位移实现的，此种泵零件多，成本高，特别是内转子、主动活塞、从动活塞的轴向位移是沿旋转的传动轴移动，易产生运动件卡滞甚至卡死，以及内转子、主动活塞、从动活塞与轴配合面的磨损，此种可变体积容量转子泵故障率高。

发明内容

本发明公开了一种变量泵，解决现有技术中输入流体介质有可能受限制导致早期气蚀，且结构非常复杂，不易加工，成本高等问题。 

本发明包括泵体、泵盖、内转子、外转子、传动轴；泵进口以及泵出口；内转子与外转子可以是余摆线型设计、摆线型设计、Duocentric齿形设计、Duo IC齿形设计、parachoid齿形设计，泵体限定泵转子室，内转子位于外转子内，并且内转子与外转子相啮合，外转子偏心地绕与内转子的转动轴线转动；传动轴与内转子配合面间具有防转结构，传动轴带内转子转动，驱动外转子，以当传动轴转动时，在内转子与外转子间形成隔离的高压腔和低压腔； 

其特征在于：还包括复位弹簧、不转动的复位簧端密封环、压力控制结构或装置、压力控制端密封环；泵体、泵盖具有用于复位簧端密封环和压力控制端密封环导向和密封柱面，该导向和密封柱面直径与内转子外径相等；泵体或泵盖上还具有一个复位弹簧压缩位移限位块。复位簧端密封环具有与变量泵高压腔与低压腔相匹配的凹形流体介质通道和隔离泵高压腔与低压腔的凸状块；复位簧端密封环凸块与导向柱面配合隔离泵高压腔与低压腔；压力控制端密封环与导向柱面配合，隔离泵内转子与外转子间高压腔与低压腔； 

传动轴与内转子配合面间防转结构可以是过盈压配合的内转子传动轴总成，或内转子与传动轴键连接防转滑动配合，或传动轴与内转子配合面间防转结构是，内转子与传动轴花键连接防转滑动配合。 

复位簧端密封环和压力控制端密封环能够沿泵体、泵盖导向柱面轴向移位，复位弹簧作用在复位簧端密封环上，保持复位簧端密封环与外转子端面接触密封并隔离高低压腔；外转子轴向移位改变泵的体积容量； 

压力控制结构为形成在使压力控制端密封环与泵体或泵盖之间的压力控制室，压力控制结构可以是多个压力控制室，压力控制室接收来自泵出口的流体介质压力，介质压力作用在压力控制端密封环上，抵抗复位弹簧压力而使外转子轴向移位。压力控制结构还可以是电磁螺线管，由电磁驱动力作用在压力控制端密封环上，抵抗复位弹簧压力而使外转子轴向移位。 

变量时，压力控制结构或装置提供压力作用在压力控制端密封环上，使压力控制端密封环压紧外转子端面，并且，抵抗复位弹簧压力使压力控制端密封环沿内转子外径导向轴向移位伸入内转子，压力端密封环压紧外转子端面使外转子沿内转子轴向移 位。 

本发明的优点是，通过改变内外转子啮合齿长，改变转子泵输出量，不易气蚀，节能、结构简单、易于加工、零件少、成本低，由于变量实现是通过外转子、复位簧端密封环、压力控制端密封环沿静止的泵体、泵盖导向柱面轴向位移实现，避免零件沿旋转件轴向移动，因此，运动件不易产生卡滞甚至卡死，以及配合面磨损，产品少无故障。 

附图说明

图1为本发明变量泵在最大容量配置时结构示意图； 

图2为本发明变量泵在减小容量配置时结构示意图； 

图3为本发明沿图2中的A-A剖面截取的剖视图； 

图4为本发明沿图2中的B-B剖面截取的剖视图； 

图5为本发明复位簧端密封环； 

图6为本发明复位簧端密封环剖视图； 

图7为本发明压力控制端密封环； 

图8为本发明压力控制端密封环剖视图； 

图9为本发明转速流量曲线图。 

图中：1泵盖；2复位弹簧；3复位簧端密封环；4外转子；5内转子；6泵体；7传动轴；8压力控制端密封环；其中：1a、1b泵出口；1c、1d泵进口；1e位移限位块；8a、8b、8c压力控制室；K1高压腔；K2低压腔；m1、m2外转子与泵盖导向柱面间高压腔与低压腔密封隔离面；3m复位簧端密封环高压腔与低压腔间密封隔离面；8m压力控制端密封环密封面。 

具体实施方式

以下是本发明的一个实施例。 

如图1、图2、图3、图4所示；本发明包括泵盖1、复位弹簧2、不转动的复位簧端密封环3、外转子4、内转子5、泵体6、传动轴7；压力控制端密封环8；压力控制室、泵进口1c、1d以及泵出口1a、1b；内转子5与外转子4是Duo IC齿形设计，泵体6限定泵转子室，内转子5位于外转子4内，并且内转子5与外转子4相啮合，外转子4偏心地绕与内转子5的转动轴线转动；传动轴7与内转子5压装配合，传动轴与内转子总成转动驱动外转子4，以当传动轴7转动时，在内转子5与外转子4间形成 隔离的高压腔K1和低压腔K2。泵体6、泵盖1具有用于复位簧端密封环3和压力控制端密封环8导向和密封柱面，该导向和密封柱面直径与内转子外径相等。泵盖1上具有一个复位弹簧2压缩位移限位块1e。 

如图1、图2、图5、图6所示：复位簧端密封环3具有与变量泵高压腔K1与低压腔K2相匹配的凹形流体介质通道和隔离泵高压腔与低压腔的凸状块；复位簧端密封环凸块与导向柱面配合隔离泵高压腔K1与低压腔K2。 

如图1、图2、图7、图8所示：压力控制端密封环8与导向柱面配合，隔离密封泵内转子5与外转子4间高压腔K1与低压腔K2。 

如图2所示：复位簧端密封环3和压力控制端密封环8能够沿泵体6、泵盖1导向柱面轴向移位，复位弹簧2作用在复位簧端密封环3上，保持复位簧端密封环3与外转子4端面接触密封并隔离高低压腔K1、K2。 

如图1、图2、图7、图8所示：压力控制端密封环8具有压力控制室8a、8b、8c，变量时，压力控制室8a、8b、8c接收来自泵出口的流体介质压力，介质压力作用在压力控制端密封环8上，使压力控制端密封环8压紧外转子4端面，并且，抵抗复位弹簧2压力使压力控制端密封环8沿内转子5外径导向轴向移位伸入内转子5，压力端密封环8压紧外转子4端面使外转子4沿内转子5轴向移位获得增大的压力控制室8a、8b、8c，外转子4轴向移位改变泵的体积容量。 

如图9所示：通过设计合适的复位弹簧2和压力控制端密封环压力控制室，可以使本发明产生一个在设定流量Vg点流量趋平的Vs转速流量曲线，本发明变量泵因此避免了非变量泵如Vo曲线所示，流量随转速增大线性增加而造成的发动机不必要的能量消耗。 

本发明不限于上述连接结构，任何内转子与传动轴键连接防转滑动配合，或内转子与传动轴花键连接防转滑动配合结构也落入本发明的保护范围。压力控制还可以由电磁驱动力作用在压力控制端密封环上，抵抗复位弹簧压力而使外转子轴向移位，电磁螺线管压力控制结构也落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种变量泵，包括泵体、泵盖、内转子、外转子、传动轴、泵进口以及泵出口；泵体限定泵转子室，内转子位于外转子内，并且内转子与外转子相啮合，外转子偏心地绕内转子的转动轴线转动；传动轴与内转子配合面构成防转结构，传动轴带内转子转动，驱动外转子，当传动轴转动时，在内转子与外转子间形成隔离的高压腔和低压腔；

其特征在于：还包括复位弹簧、不转动的复位簧端密封环、压力控制结构、压力控制端密封环；泵体、泵盖具有用于复位簧端密封环和压力控制端密封环的导向和密封柱面，该导向和密封柱面直径与内转子外径相等；复位簧端密封环具有与变量泵高压腔与低压腔相匹配的凹形流体介质通道和隔离泵高压腔与低压腔的凸状块；复位簧端密封环凸状块与导向和密封柱面配合隔离泵高压腔与低压腔；压力控制端密封环与导向和密封柱面配合，隔离泵内转子与外转子间的高压腔与低压腔；

复位簧端密封环和压力控制端密封环能够沿泵体、泵盖的导向和密封柱面轴向移位，复位弹簧作用在复位簧端密封环上，保持复位簧端密封环与外转子端面接触密封并隔离高低压腔；外转子轴向移位改变泵的体积容量；

变量时，压力控制结构提供压力作用在压力控制端密封环上，使压力控制端密封环压紧外转子端面，并且，抵抗复位弹簧压力使压力控制端密封环沿内转子外径导向轴向并移位伸入内转子，压力控制端密封环压紧外转子端面使外转子沿内转子轴向移位。

2.根据权利要求1所述的变量泵，其特征在于：压力控制结构为形成在压力控制端密封环与泵体或泵盖之间的压力控制室，压力控制室接收来自泵出口的流体介质压力，流体介质压力作用在压力控制端密封环上，抵抗复位弹簧压力而使外转子轴向移位。

3.根据权利要求1所述的变量泵，其特征在于：压力控制结构包括多个压力控制室，多个控制室中每个都形成在压力控制端密封环与泵体或泵盖之间，多个控制室中每个接收来自泵出口的流体介质压力，流体介质压力作用在压力控制端密封环上，抵抗复位弹簧压力而使外转子轴向移位。

4.根据权利要求1所述的变量泵，其特征在于：压力控制结构为电磁螺线管。

5.根据权利要求1所述的变量泵，其特征在于：具有一个复位弹簧压缩位移限位块。

6.根据权利要求1所述的变量泵，其特征在于：传动轴与内转子配合面间防转结构是，传动轴与内转子固定配合安装形成内转子传动轴总成；或为内转子与传动轴键连接防转滑动配合。

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