CN102537632A - 可变排量转子机油泵 - Google Patents

Abstract

一种可变排量转子机油泵，包括泵盖、泵壳、排量调节结构和中间盖板；排量调节结构包括离心调整机构、第一内转子、第一外转子、第二内转子、第二外转子和转轴；泵盖与中间盖板之间形成上油腔，第一内转子和第一外转子相配合并位于上油腔；中间盖板和泵壳之间形成下油腔，第二内转子和第二外转子相配合并位于下油腔内，下油腔分开形成下高压油区域和下低压油区域；离心调整机构、第一内转子及第二内转子跟随所述转轴转动，当转轴的转速低于预设值时，下高压油区域的油液和下低压油区域的油液被隔离，当转轴的转速高于预设值时，离心调整机构通过离心力作用推动转轴及第二内转子向上提升，下高压油区域的油液与下低压油区域的油液连通。

Description

可变排量转子机油泵

技术领域

本发明涉及一种转子机油泵，特别是涉及一种可变排量转子机油泵。

背景技术

目前汽车内燃机采用的机油泵普遍为定排量的机油泵，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。对于某一款特定的内燃机，设计人员通常会在最恶劣的工况下选用大排量的机油泵，即机油泵在确定转排量后与发动机低转速对应，这样随着发动机转速的增加机油泵排量随之升高。然而，发动机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润滑油，这样做会使发动机油道内油压增加，油温上升，会影响润滑效果。

目前也有一些可变排量的机油泵出现，如公告号为CN 1766337A的中国专利公开了一种可变输出转子泵，该可变输出转子泵包括内从动转子、外从动转子、内驱动转子、外驱动转子以及环形输出控制环。控制环安装在泵体内的圆形的孔内部，以改变从泵的进口传递到泵的出口的工作液体的数量。此结构虽然可以改变机油泵的排量，但是此结构需要安装产生压力信号的油压传感器，并且需要安装与油压传感器连接工作的控制器，其通过压力信号的函数来操作控制机油泵的流量。这样的结构过于复杂而且电子元件过多，造成发动机负荷过高及成本的增加。

公告号为CN 201284736Y的中国专利公开了一种可变流量转子机油泵，其包含壳体、内转子、驱动轴、外转子、调节转子，调节转子的转动是靠油压压差来做驱动力。此结构虽然可以做到调节机油泵排量，但是高速时机油泵油压升高油量增加，泄压阀泄压力，使高压油直接回流到低压油区域，从而一部分油做无用功，发动机有功率损失。

发明内容

本发明提供一种结构简单、降低发动机功率损耗的可变排量转子机油泵。

为达上述优点，本发明提供一种可变排量转子机油泵，包括泵盖、泵壳及设置在所述泵盖和所述泵壳之间的排量调节结构；其特征在于：所述排量调节结构包括离心调整机构、第一内转子、第一外转子、第二内转子、第二外转子和转轴；所述可变排量转子机油泵还包括中间盖板，所述中间盖板位于所述泵盖和所述泵壳之间；所述泵盖与所述中间盖板之间形成上油腔，所述第一内转子和所述第一外转子相配合并位于所述上油腔；所述中间盖板和所述泵壳之间形成下油腔，所述第二内转子和所述第二外转子相配合并位于所述下油腔内，所述下油腔分开形成下高压油区域和下低压油区域；所述离心调整机构、所述第一内转子及所述第二内转子跟随所述转轴转动，当所述转轴的转速低于预设值时，所述下高压油区域的油液和所述下低压油区域的油液被隔离，当所述转轴的转速高于预设值时，所述离心调整机构通过离心力作用推动所述转轴及所述第二内转子向上提升，所述下高压油区域的油液与所述下低压油区域的油液连通。

在本发明的一个实施例中，所述可变排量转子机油泵还包括驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述转轴连接并带动所述转轴转动，所述离心调整机构安装在所述驱动齿轮上。

在本发明的一个实施例中，所述离心调整机构包括离心顶杆和离心块，所述离心顶杆包括长杆和短杆，所述长杆和所述短杆具有一夹角，所述长杆和所述短杆的连接部与所述驱动齿轮通过销轴连接，所述长杆靠近所述转轴并与所述泵盖抵靠，所述离心块安装在所述短杆的端部并远离所述转轴。

在本发明的一个实施例中，所述离心调整机构还包括支撑球，所述支撑球安装在所述长杆的端部，所述长杆通过所述支撑球与所述泵盖抵靠，在所述可变排量转子机油泵非工作期间，所述支撑球位于所述销轴与所述转轴之间。

在本发明的一个实施例中，所述泵盖具有一顶面，所述顶面上形成容置槽，所述容置槽内放置一限位压板，所述转轴穿过所述限位压板，所述支撑球与所述限位压板抵靠接触。

在本发明的一个实施例中，所述第一内转子通过定位销与所述转轴连接，所述第一内转子底部设有容置所述定位销一端的凹槽，所述定位销与所述凹槽底部之间留有间隙。

在本发明的一个实施例中，所述第二内转子与所述转轴一体成型。

在本发明的一个实施例中，所述第二内转子包括基板和内转子本体，所述泵壳设有将下高压油区域和下低压油区域分开的承托部；当所述可变排量转子机油泵处于非工作期间或所述转轴的转速低于预设值时，所述基板与所述中间盖板具有间隙，而所述内转子本体紧贴所述承托部；当所述转轴的转速高于预设值时，所述基板与所述中间盖板贴合，而所述内转子本体与所述承托部形成间隙。

在本发明的一个实施例中，所述可变排量转子机油泵还包括底端盖板，所述下高压油区域和下低压油区域贯穿所述泵壳并位于所述第二内转子与所述底端盖板之间。

在本发明的一个实施例中，所述上油腔分开形成上高压油区域和上低压油区域，所述可变排量转子机油泵还进一步包括泄压阀模组，所述泄压阀模组设置在上低压油区域一侧。

在本发明的一个实施例中，所述泵盖在上低压油区域一侧设有泄压孔，所述泄压阀模组包括安装在所述泄压孔内的螺塞、回位弹簧和单向阀。

在本发明的一个实施例中，所述可变排量转子机油泵还进一步包括出油阀模组，所述出油阀模组设置在下高压油区域一侧，所述出油阀模组包括单向阀，当所述转轴的转速低于预设值时，所述下高压油区域的油液冲开所述单向阀，当所述转轴的转速高于预设值时，所述下高压油区域的油液不能冲开所述单向阀。

本发明的可变排量转子机油泵通过中间盖板分成上油腔和下油腔，发动机低速转动时，上油腔和下油腔同时排油；随着发动机转速的提高，上油腔和下油腔的排油量也随之增加，当发动机转速到达一个预设值时，通过离心调整机构的作用，使下油腔的下高压油区域和下低压油区域相通，下油腔的油液不能通过单向阀，下油腔排油失效，从而避免转子机油泵的排油量一直随发动机转速的增加而增加。相较现有技术，本发明的可变排量转子机油泵结构简单，并且不损耗发动机的功率。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的可变排量转子机油泵的立体分解示意图。

图2是图1所示泵盖的立体示意图。

图3是图1所示排量调节结构的立体分解示意图。

图4是排量调节结构另一角度的立体分解示意图。

图5是排量调节结构的组装剖视图。

图6是图1所示中间盖板的立体图。

图7是图1所示泵壳的立体图。

图8是图1所示的转子机油泵在低速运转时的状态图。

图9是图1所示的转子机油泵在高速运转时的状态图。

具体实施方式

请参照图1，本发明较佳实施例的可变排量转子机油泵100包括泄压阀模组10、泵盖20、排量调节结构30、驱动齿轮311、中间盖板40、泵壳50、底端盖板60、进油阀模组70。

泄压阀模组10包括螺塞12、回位弹簧14、单向阀16。

泵盖20具有一底面21和一顶面29，请参照图2，底面21凹陷形成一内腔22。内腔22内设有上高压油区域24和上低压油区域25。泵盖20在上低压油区域25一侧设有泄压孔26。螺塞12、回位弹簧14、单向阀16安装在泄压孔26内。泵盖20的边缘设有若干第一定位孔27，中部设有一通孔28。顶面29上形成一容置槽292（请参照图8），容置槽292与通孔28相通。

请参照图3至图5，排量调节结构30包含离心调整机构31、第一内转子32、第一外转子33、第二内转子34、第二外转子35和转轴36。

所述离心调整机构31包含销轴312、离心顶杆313、离心块314、支撑球315、限位压板316。驱动齿轮311与发动机（图未示）连接，其底面设有若干固定部311a。离心顶杆313包括长杆313a和短杆313b，长杆313a和短杆313b具有一夹角，长杆313a和短杆313b的连接部与驱动齿轮311通过销轴312枢转连接，长杆313a靠近转轴36并与泵盖20抵靠，离心块314安装在短杆313b的端部并远离所述转轴36。

第一内转子32中部设有与转轴36配合的轴孔322。第一内转子32底部设有凹槽324，凹槽324的深度大于第二定位销319的直径。

第一外转子33具有中空部332，中空部332的内轮廓与第一内转子32的外轮廓配合用以将油液从上低压油区域25转移到上高压油区域24。

第二内转子34包括基板342和内转子本体344。基板342与转轴36固定连接。内转子本体344位于基板342的底部并与基板342连接，在本实施例中，第二内转子34和转轴36一体成型。

第二外转子35具有中空部352，中空部352的内轮廓与第二内转子34的内转子本体344的外轮廓配合用以转移油液。

转轴36间隔设有第一销孔362和第二销孔364。第一销孔362靠近驱动齿轮311，用于固定第一固定销317的一端。第二销孔364靠近第一内转子32，用于固定第二固定销319的一端。

请参照图6，中间盖板40设有中部进油口41、中部出油口42。中间盖板40的边缘设有若干与第一定位孔27对应的第二定位孔43。

请参照图7，泵壳50具有上表面52和下表面51。泵壳50部分镂空形成下高压油区域53、下低压油区域54及承托部59，承托部59将下高压油区域53和下低压油区域54分开。承托部59具有上表面592及下表面594，其中上表面592低于泵壳50的上表面52，下表面594与泵壳50的下表面51平齐。泵壳50设有底部进油孔55、底部出油孔56和高压进油阀孔57。底部进油孔55与下低压油区域54连通。高压进油阀孔57连通下高压油区域53和底部出油孔56。泵壳50的边缘设有若干第三定位孔58，第三定位孔58与第一定位孔27和第二定位孔43对应。

请再参照图1，底端盖板60设有总进油口62和总出油口64。底端盖板60的边缘设有若干第四定位孔66，第四定位孔66与第一定位孔27、第二定位孔43和第三定位孔58对应。

进油阀模组70包括单向阀71、回位弹簧72、螺堵73，且这些零件安装在泵壳50上面的高压进油阀孔57内。

组装时，请参照图1至图9，转轴36穿过中间盖板40的轴孔44，中间盖板40与第二内转子34的基板342抵持。将第二定位销319的一端固定在转轴36的第二销孔364内。第一内转子32和第一外转子33套在转轴36上，二者底部均与中间隔板40抵持，且第一内转子32容置在第一外转子33的中空部332内。第二定位销319的另一端落入凹槽324内，从而第一内转子32随转轴36一起转动。第二定位销319的顶部与凹槽324底部留有间隙，从而转轴36往上提距离不超过上限时，第一内转子32不会随转轴36往上提升。转轴36然后穿过泵盖20的轴孔28，泵盖20的底面21与中间盖板40的一面贴合且泵盖20的第一定位孔27与中间盖板40的第二定位孔43对齐。

之后，将第二外转子35套在第二内转子34的内转子本体344上。泵壳50的上表面52与中间盖板40的底面贴合，底端盖板60与泵壳50的下表面51贴合，且泵壳50的第三定位孔58及底端盖板60的第四定位孔66与泵盖20的第一定位孔27及中间盖板40的第二定位孔43对齐。然后将螺栓M与第一定位孔27、第二定位孔43、第三定位孔58和第四定位孔66的配合将使泵盖20、中间盖板40、泵壳50和底端盖板60固定连接。此时，泵盖20与中间盖板40形成上油腔（图未标），第一内转子32和第一外转子33位于上油腔内，且上高压油区域24和上低压油区域25被第一内转子32和第一外转子33隔开；中间盖板40和泵壳50形成下油腔（图未标），第二内转子34和第二外转子35位于下油腔内，第二内转子34与泵壳50的承托部59抵持，下高压油区域53与下低压油区域54被隔离。

将限位压板316套在转轴36上，放置在容置槽292内，限位压板316不可随转轴36旋转或上下移动。将第一定位销317的一端固定在转轴36的第一销孔362上。将摆动件310通过销轴312旋转地安装在齿轮311的固定部311a上，离心块314向外。将齿轮311连同摆动件310套在转轴36上，且通过轴用挡圈318使驱动齿轮311定位。第一定位销317的另一端落在驱动齿轮311的卡槽311a（请参照图8）内，从而驱动齿轮311可以带动转轴36转动。支撑球315与限位压板316接触且位于销轴312与转轴36之间。

总进油口62与底部进油孔55、中部进油口41相通，总出油口64与底部出油孔56、中部出油口42相通。

发动机低速运转时，请参照图8，驱动齿轮311驱动转轴36转动，第一内转子32和第二内转子34随着转轴36一起转动。在泵盖20与中间盖板40组成的上油腔内，通过第一内转子32、第一外转子33旋转，将油液从上低压油区域25转移到上高压油区域24，油液再通过中部出油口42流出。在中间盖板40与泵壳50组成的下油腔内，当可变排量转子机油泵100处于非工作期间或转轴36的转速低于预设值时，基板342与中间盖板40具有间隙，而内转子本体344紧贴承托部59，从而将下低压油区域54和下高压油区域53隔绝；通过第二内转子34与第二外转子35旋转，将油液从下低压油区域54转移到下高压油区域53，下高压油区域53内的高压油经过高压进油阀孔57并顶开进油阀模组70的单向阀71，高压油流进主油道。可见，发动机低速运转时，因为转速低，调节结构30并没有起到调节作用。

发动机高速运转时，请参照图9，与发动机低速运转时一样的是：驱动齿轮311驱动转轴36转动，第一内转子32和第二内转子34随着转轴36一起转动；泵盖20与中间盖板40组成的上油腔，通过第一内转子32、第一外转子33旋转，将油液从上低压油区域25转移到上高压油区域24，油液再通过中部出油口42流出。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31开始起作用：发动机转速升高导致离心块314的回转中心连线相反方向的离心力增加，支撑球315远离转轴36，因为离心顶杆313通过销轴312固定连接在驱动齿轮311上，所以在离心块314向外受拉力的时候，通过力的传递驱动齿轮311带动第二内转子34向上移动；当转轴36的转速高于预设值时，基板342与中间盖板40贴合，而内转子本体344与承托部59形成间隙，从而使下低压油区域54与下高压油区域53连通，致使第二内转子34与第二外转子35泵油失效，同时下高压油区域53内的油液的油压不足以顶开进油阀模组70的单向阀71，下油腔无高压油泵出。也就是说，发动机高速运转时，在离心调整机构31的作用下，下油腔内下高压油区域53的油液与下低压油区域54的油液连通，下高压油区域53与下低压油区域54无压差，所以下油腔不泵油，机油泵100整体排量减少，从而形成机油泵100排量可变。

正常情况下，不管是发动机高速还是低速运转，泄压阀模组10始终保持关闭状状态，只有当发动机超速时泄压阀模组10才会开启。

可以理解，第二内转子34和转轴36也可以分开，第二内转子34通过固定销或螺栓等与转轴36固定连接。

可以理解，第一内转子32也可以通过螺栓或卡扣方式与转轴36固定连接。

以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种可变排量转子机油泵（100），包括泵盖（20）、泵壳（50）及设置在所述泵盖（20）和所述泵壳（50）之间的排量调节结构（30）；其特征在于：所述排量调节结构（30）包括离心调整机构（31）、第一内转子（32）、第一外转子（33）、第二内转子（34）、第二外转子（35）和转轴（36）；所述可变排量转子机油泵（100）还包括中间盖板（40），所述中间盖板（40）位于所述泵盖（20）和所述泵壳（50）之间；所述泵盖（20）与所述中间盖板（40）之间形成上油腔，所述第一内转子（32）和所述第一外转子（33）相配合并位于所述上油腔；所述中间盖板（40）和所述泵壳（50）之间形成下油腔，所述第二内转子（34）和所述第二外转子（35）相配合并位于所述下油腔内，所述下油腔分开形成下高压油区域（53）和下低压油区域（54）；所述离心调整机构（31）、所述第一内转子（32）及所述第二内转子（34）跟随所述转轴（36）转动，当所述转轴（36）的转速低于预设值时，所述下高压油区域（53）的油液和所述下低压油区域（54）的油液被隔离，当所述转轴（36）的转速高于预设值时，所述离心调整机构（31）通过离心力作用推动所述转轴（36）及所述第二内转子（34）向上提升，所述下高压油区域（53）的油液与所述下低压油区域（54）的油液连通。

2.如权利要求1所述的可变排量转子机油泵（100），其特征在于：所述可变排量转子机油泵（100）还包括驱动齿轮（311），所述驱动齿轮（311）与所述转轴（36）连接并带动所述转轴（36）转动，所述离心调整机构（31）安装在所述驱动齿轮（311）上。

3.如权利要求2所述的可变排量转子机油泵（100），其特征在于：所述离心调整机构（31）包括离心顶杆（313）和离心块（314），所述离心顶杆（313）包括长杆（313a）和短杆（313b），所述长杆（313a）和所述短杆（313b）具有一夹角，所述长杆（313a）和所述短杆（313b）的连接部与所述驱动齿轮（311）通过销轴（312）连接，所述长杆（313a）靠近所述转轴（36）并与所述泵盖（20）抵靠，所述离心块（314）安装在所述短杆（313b）的端部并远离所述转轴（36）。

4.如权利要求3所述的可变排量转子机油泵（100），其特征在于：所述离心调整机构（31）还包括支撑球，所述支撑球安装在所述长杆（313a）的端部，所述长杆（313a）通过所述支撑球与所述泵盖（20）抵靠，在所述可变排量转子机油泵（100）非工作期间，所述支撑球位于所述销轴（312）与所述转轴（36）之间。

5.如权利要求4所述的可变排量转子机油泵（100），其特征在于：所述泵盖（20）具有一顶面（29），所述顶面（29）上形成容置槽（292），所述容置槽（292）内放置一限位压板（316），所述转轴（36）穿过所述限位压板（316），所述支撑球与所述限位压板（316）抵靠接触。

6.如权利要求1至5任一项所述的可变排量转子机油泵（100），其特征在于：所述第一内转子（32）通过定位销（319）与所述转轴（36）连接，所述第一内转子（32）底部设有容置所述定位销（319）一端的凹槽（324），所述定位销（319）与所述凹槽（324）底部之间留有间隙。

7.如权利要求1至5任一项所述的可变排量转子机油泵（100），其特征在于：所述第二内转子（34）与所述转轴（36）一体成型。

8.如权利要求7所述的可变排量转子机油泵（100），其特征在于：所述第二内转子（34）包括基板（342）和内转子本体（344），所述泵壳（50）设有将下高压油区域（53）和下低压油区域（54）分开的承托部（59）；当所述可变排量转子机油泵（100）处于非工作期间或所述转轴（36）的转速低于预设值时，所述基板（342）与所述中间盖板（40）具有间隙，而所述内转子本体（344）紧贴所述承托部（59）；当所述转轴（36）的转速高于预设值时，所述基板（342）与所述中间盖板（40）贴合，而所述内转子本体（344）与所述承托部（59）形成间隙。

9.如权利要求1至5任一项所述的可变排量转子机油泵（100），其特征在于：所述可变排量转子机油泵（100）还包括底端盖板（62），所述下高压油区域（53）和下低压油区域（54）贯穿所述泵壳（50）并位于所述第二内转子（34）与所述底端盖板（62）之间。

10.如权利要求1至5任一项所述的可变排量转子机油泵（100），其特征在于：所述上油腔分开形成上高压油区域（24）和上低压油区域（25），所述可变排量转子机油泵（100）还进一步包括泄压阀模组（10），所述泄压阀模组（10）设置在上低压油区域（25）一侧。

11.如权利要求10所述的可变排量转子机油泵（100），其特征在于：所述泵盖（20）在上低压油区域（24）一侧设有泄压孔（26），所述泄压阀模组（10）包括安装在所述泄压孔（26）内的螺塞（12）、回位弹簧（14）和单向阀（16）。

12.如权利要求1至5任一项所述的可变排量转子机油泵（100），其特征在于：所述可变排量转子机油泵（100）还进一步包括出油阀模组（70），所述出油阀模组（70）设置在下高压油区域（53）一侧，所述出油阀模组（70）包括单向阀（71），当所述转轴（36）的转速低于预设值时，所述下高压油区域（53）的油液冲开所述单向阀（71），当所述转轴（36）的转速高于预设值时，所述下高压油区域（53）的油液不能冲开所述单向阀（71）。

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