CN102537630A

CN102537630A - 一种变排量机油泵

Info

Publication number: CN102537630A
Application number: CN2011104263731A
Authority: CN
Inventors: 王运生
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2011-12-19
Publication date: 2012-07-04
Also published as: CN202371419U

Abstract

本发明公开了一种变排量机油泵，包括一转子油泵本体，泵体壳上开有进油口和出油口，泵体内装有主动的内转子和从动的外转子并开设有进油腔、出油腔及其进、出油通道，主动的内转子由驱动轴驱动，还带有过载保护阀、机油泵盖，该过载保护阀安装在机油泵盖上且与进油腔相通；增设一调节滑块及一可对该调节滑块进行牵制的调压弹簧，该调节滑块通过调节滑块安装腔安装在内转子和外转子间且位于进油通道与出油通道的交界区域。通过在机油泵内增加调节滑块、调压弹簧两个零件，两者随机油泵的工作速度变化而实时改变工作状态和位置，改变了现有变量泵被动地改变机油排量的工作方式，使用更加节能和环保。

Description

一种变排量机油泵

技术领域

本发明涉及一种变排量机油泵，特别是指一种适用于汽车发动机用机油泵。

背景技术

内燃机变排量机油泵具有节能的优点，目前在发达国家的汽车中已开始采用，大众的TSI系列发动机上使用的一个可调式（Duo-centric oil pump），就是变排量机油泵。

从2006年起，宝马和标致、雪铁龙合作生产了1300万台1.6L涡轮增压汽油发动机，而在技术方面，我们可以简单的理解为这款发动机是在PSA的TU系列基础上，增加了汽油直喷、“Twin-Scroll”涡轮增压器、连续可变正时气门、可变排量机油泵、铝制曲轴箱等新技术的应用。熟悉的MINI Cooper S、标致207CC、雪铁龙C4等均搭载的是这款1.6T发动机。

2010年9月13日，奇瑞发布了ACTECO III代系列发动机首款汽油机—1.6TDGI(SQR F4J16)。1.6TDGI发动机集涡轮增压器、缸内直喷、可变排量机油泵、电子节温器等先进发动机技术于一身，其动力性、燃油经济性、排放指标均达世界同等先进发动机水平。因此，逐步采用变排量机油泵，是今后发动机技术的一个发展趋势。

发动机工作时，各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上，并且发生高速的相对运动，有了相对运动，零件表面必然要产生摩擦，加速磨损。因此，为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发动机上都必须有润滑系(lubrication system)。其主要作用有：

1）润滑作用：润滑运动零件表面，减小摩擦阻力和磨损，减小发动机的功率消耗；　　2）清洗作用：机油在润滑系内不断循环，清洗摩擦表面，带走磨屑和其它异物；　　3）冷却作用：机油在润滑系内循环还可带走摩擦产生的热量，起冷却作用；　　4）密封作用：在运动零件之间形成油膜，提高它们的密封性，有利于防止漏气或漏油；　　5）防锈蚀作用：在零件表面形成油膜，对零件表面起保护作用，防止腐蚀生锈；　　6）液压作用：润滑油还可用作液压油，如液压挺柱，起液压作用；　　7) 减振缓冲作用：在运动零件表面形成油膜，吸收冲击并减小振动，起减振缓冲作用。

润滑系的主要部件有机油泵、机油滤清器、各种阀、机油散热器以及检视设备。其中，机油泵作用是将机油提高到一定压力后，强制地压送到发动机各零件的运动表面上。其结构多采用齿轮式机油泵。发动机工作时，曲轴带动主动齿轮传动，被动齿轮作反方向旋转。吸油腔内的机油便沿着齿隙和泵壁压入出油腔。因吸油腔内的机油被不断带走，故吸油腔内产生吸力，不断地将油底壳内的机油吸入吸油腔，并同时将一定压力的机油泵入润滑油路。机油泵的效用是把机油送到发动机各摩擦部位,机油在润滑路中循环,以使发动机得到良好的润滑。由于转子式机油泵结构紧凑，供油均匀，吸油真空度高，泵油量大，在轿车发动机上广泛采用。

汽车发动机对机油泵理想的要求是：在低转速下，机油泵满足最低供油量；而在高转速时，保证最小油压。一般的非变量调节机油泵，在一定机油温度、一定出油压力下，机油泵的出油量大小随其转速的增加而增加，二者呈线性关系：在一定转速、一定机油温度下，出油压力增加到一定值时，由于机油泵泄漏增加或旁通阀开启，机油泵供油量缓慢下降。为保证发动机在各种油温下机件磨损、轴承间隙增大后，为能保证机油仍保持一定的压力，保证低速状态下最低供油量和高转速时最小油压，非变量调节机油泵一般设计很大；非变量调节机油泵在高转速时供油量大大超出了实际需求。在高转速时，多余润滑油一般从调压阀和限压阀直接泄出返回油箱，致使发动机功率消耗增加、机油老化加速。

根据国外研究资料，发动机在高转速工况下（比如：5000rpm），有大约50%的带功机油直接通过泄压阀流回机油泵进油腔或油底壳。这将带来较大的能量浪费。而变排量泵可避免这部分能量的浪费，可降低CO2排放量大约1%。

根据参考文献《变量机油泵的设计与试验研究》（作者：冉丽红，《汽车实用技术》2010年第1期），的实验数据说明：1.6升5v发动机非变量机油泵在转速2500r／min，出口压力5 bar时，实测供油量为38.19L／min，容积效率约为93.6％，功率消耗497.65w；在机油泵转速3500r／min，发动机近近似标定转速5600r／min，出口压力5 bar时，实测供油量为52.99 L／min，功率消耗759.09W：在机油泵转速4300 r／min，出口压力5 bar时，实测供油量为61.23L／min，功率消耗976.21 W。当设计变量机油泵在泵转速2500r／min调节供油量，变量机油泵转速为3500r／min时，可减少循环供油Q≈52.99-38.19=14.8L／min，减小功率消耗P≈ 759.09—497.65=261.44W，功率消耗减少34.4％。变量机油泵转速为4300r／min时，可减少循环供油Q≈61.23—38.19=23.04L／min，减小功率消耗P≈976.21-497.65=478.56W，功率消耗减少49％。

由上述可见机油泵（尤其能变排量机油泵）在汽车发动机上的重要作用和节能环保效果是显而易见的。根据现有专利文献的查询，如：（1）可变排量的齿轮机油泵，专利号：201110043174；（2）变基径摆线转子机油泵，专利号：200510017133；（3）机油限压油路，专利号200620016319；（4）一种可变流量的转子机油泵，专利号：200820189119；（5）发动机用机油泵，专利号：200520021815.4；（6）偏心转子式机油泵，专利号：CN200920072368.3；（7）可变排量机油泵，专利号：CN 201020140940.8等专利从不同角度叙述到了机油泵怎样进行变排量及其特点。但都是被动地改变机油泵结构、工作零部件或调压阀和限压阀压力大小来改变排油量的多少，相对来说还是没有达到变机油泵工作的理想要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能且环保的变排量机油泵。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种变排量机油泵，包括一转子油泵本体，泵体壳上开有进油口和出油口，泵体内装有主动的内转子和从动的外转子并开设有进油腔、出油腔及其进、出油通道，主动的内转子由驱动轴驱动，还带有过载保护阀、机油泵盖，该过载保护阀安装在机油泵盖上且与进油腔相通；增设一调节滑块及一可对该调节滑块进行牵制的调压弹簧，该调节滑块通过调节滑块安装腔安装在内转子和外转子间且位于进油通道与出油通道的交界区域。

所述的变排量机油泵中，一用于使进出油通道两侧分开的密封块扣压在调节块上。所述的密封块由密封条及片簧组合构成。

所述的变排量机油泵工作初始状态时，该调节滑块移动至排量调节座最靠近出油腔处。

本发明的优点是：通过在机油泵内增加调节滑块、调压弹簧两个零件，两者随机油泵的工作速度变化而实时改变工作状态和位置，发动机需机油多时就供给多，需要少时就供给少，即：研制的一种机油泵能随发动机工作状态而增加或减小机油供给量并且流量和压力变化是连续的，从而改变了现有变量泵被动地改变机油排量的工作方式，使得各种机油泵改造更加方便、使用更加节能和环保，寿命增长。

附图说明

图1　为本发明变排量机油泵的结构示意图。

图2 为本发明的排量调节座结构示意图。

图3 为本发明的排量调节座安装位置示意图。

图4 为本发明的密封块结构示意图。

图5　为本发明的调节滑块初始扫描面积示意图。

图6　为本发明的调节滑块工作时扫描面积示意图。

图中：外转子—1；内转子—2；排量调节座—3；调节滑块—4；密封块—5；调压弹簧—6；过载保护阀—7；机油泵盖—8。

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

具体实施方式

参阅图1所示，本发明变排量机油泵包括一转子机油泵本体，泵体开有进油口和出油口，泵体内装有主动的内转子2和从动的外转子1并开设有进油腔、出油腔及其进、出油通道11、12，主动的内转子由驱动轴驱动，还带有过载保护阀7、机油泵盖8，该过载保护阀7安装在机油泵盖8上且与进油腔相通，泵盖和泵体通过螺栓连接在一起，内转子2由外转子1和机油泵盖8固定，内转子2绕转子腔中心做圆周运动。

本发明的创造点在于：增设一调节滑块4及一可对该调节滑块进行牵制的调压弹簧6。该调节滑块4与一安装在其上的密封块5一起安设在排量调节座3中，而该调节座3过盈装配在外转子1的内腔中（参见图2和图3，图2中示出调节滑块安装腔301），并且它们工作时无相对运动，出油腔侧调节滑块通过出油腔调节油道11与出油腔相通，同理进油腔侧调节滑块通过进油腔调节油道12与进油腔相通；该调节滑块能在机油泵内机油压力大小及调压弹簧作用下改变其在机油泵内的位置，从而能改变进油腔和出油腔的大小。密封块5的结构参见图4，由密封条51及片簧52组合构成。其作用是把调节滑块的进出油两侧隔开使进出油腔调节油道分开，同时密封块5与调节座3接触是高副接触，目的是使调节块4能够绕转子腔1的中心旋转。调节弹簧6安装在调节滑块4与外转子1内腔的位置上，其一端与壳体固定，另一端与调节滑块4连接；改变调压弹簧的弹性系数，可以改变调节滑块位置和灵敏度。过载保护阀7安装在机油泵盖8上，同时它与进油腔相通，作用是当机油泵由于部分零件失效造成泵出油压压力超过润滑系统规定压力时打开保护润滑系统不被损坏。

本发明的工作原理是：如图1所示，转子泵的排量与转速成正比，机油泵工作初始在调压弹簧力6的作用下将调节滑块4移动至排量调节座3最靠近出油腔处，此时机油泵外转子1每转扫过面积最大；当外转子1的转速升高机油泵排量增加同时压力升高，出油腔的油压高于进油腔，此时出油腔油道11的油压力通过克服调节弹簧6弹力和进油腔油道12油压力将调节滑块4沿外转子1内腔中心顺时针旋转至两油腔力平衡位置，从而改变转子单齿每转扫过的面积（如图5、图6），达到调节排量的目的。当调节弹簧6、调节滑块4和密封块5失效时，此时油泵压力会出现过高或过低，过高时会使得油道破坏，这时过载保护阀7工作，降低油压保护润滑系统。

本发明方案制造的可变排量机油泵能够改变输入发动机油道的机油量，提高发动机的性能；机油泵结构变动不大，增加的零部件均采用目前通用的零部件，容易加工制造，成本低；而且结构紧凑，外形尺寸小，重量轻，供油压力脉动小，能够被广泛用于发动机润滑系统。

上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加以若干变化，故以上的说明所包含及附图中所示的结构应视为例示性，而非用以限制本发明申请专利的保护范围。

Claims

1.一种变排量机油泵，包括一转子油泵本体，泵体壳上开有进油口和出油口，泵体内装有主动的内转子和从动的外转子并开设有进油腔、出油腔及其进、出油通道，主动的内转子由驱动轴驱动，还带有过载保护阀、机油泵盖，该过载保护阀安装在机油泵盖上且与进油腔相通；其特征在于：增设一调节滑块及一可对该调节滑块进行牵制的调压弹簧，该调节滑块的安装腔设在内转子和外转子间且位于进油通道与出油通道的交界区域。

2.根据权利要求1所述的变排量机油泵，其特征在于：一用于使进出油通道两侧分开的密封块扣压在调节块上。

3.根据权利要求2所述的变排量机油泵，其特征在于：所述的密封块由密封条及片簧组合构成。

4.根据权利要求1所述的变排量机油泵，其特征在于：变排量机油泵工作初始状态时，该调节滑块移动至排量调节座最靠近出油腔处。