CN102537635B - 用于油泵的减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于油泵的减压阀，其通过限定出与发动机的主油道联通的外壳室以及限定出柱塞室，并利用柱塞室根据外壳室中的油压以将向主油道流动的油的一部分旁路至油泵或油盘，并且通过利用随着温度膨胀的物质，根据主油道中产生的油压而改变弹性地支撑柱塞的螺旋弹簧的弹性系数，从而在发动机的冷启动中，根据主油道的油压利用旁路流动而能够很大程度上减小油泵的峰值压力，并且在发动机预热时能够将油泵的排出压力控制在最佳的水平，因此本发明能够防止主油道被损坏。

Description

用于油泵的减压阀

与相关申请的交叉引用

本申请要求2010年10月28日提交的韩国专利申请第10-2010-0105718号的优先权，上述申请的全部内容结合于此用于这种引用的所有目的。

技术领域

本发明涉及一种用于油泵的减压阀(reliefvalve)，并且更特别地，涉及这样一种用于油泵的减压阀，其能够将油压控制在最佳的水平，从而使主油路(maingallery)不会被损坏，并且在很大的程度上减小冷启动中的峰值压力。

背景技术

通常来说，油泵是这样的设备，其抽吸存储在油盘中的油，并将油供应到将要润滑的部件。

抽吸到油泵的油增加了油泵内部的压力，并且这些在高压的情况下从油泵排出的油可能会冲击或损坏滤油器或润滑回路。

因此，在油泵的出油口处布置有减压阀，该减压阀可以将所泵送的油保持在适当的压力。

减压阀将油泵的油排出压力保持在适当的水平，并且特别地，当从油泵排放到发动机的主油道排油的排出压力增大到高于适当压力时，通过旁路流动(bypassflow)使从油泵排出的一部分油返回到油泵或油盘，来防止主油道被较高的油排出压力损坏。

图6显示了相关技术的减压阀的构造，其中，相关技术的减压阀200包括柱塞201、弹簧202以及塞头203；该柱塞201布置在返回孔102处，该返回孔102形成在外壳100中，该柱塞201与排出孔101的路径垂直，通过该排出孔101使得油被排放到发动机的主油道，该返回孔102将排出的油的一部分旁路；该弹簧202在弹簧腔203中弹性地支撑柱塞201，该弹簧腔203具有暴露至大气的通气孔204，该通气孔204与返回孔102间隔预定的间距；该塞头203螺旋固定至弹簧腔203并且支撑弹簧202。

因此，柱塞101直接承载被油泵所泵送并通过排出孔101排出到外部的油的排出压力，并且当油的排出压力显著地增大时，柱塞101被推动，从而开启返回孔102。

由于返回孔102被柱塞101开启，通过排出孔101被排出的油的一部分被旁路到返回孔102，从而使其可以返回到油泵或油盘。

通过返回孔102的旁路而使油返回，使得通过排出孔101供应到发动机的主油道的油的排出压力能够保持在适当的压力。

甚至在发动机的冷启动中，油泵的油压变得相当高，油的排出压力的控制也能够防止滤油器和油冷却器被损坏，并且特别地，即使在油泵的旋转速度增大的时候，也可以防止发动机的主油道的油压过度地增大。

减压阀200具有这样的优点：其可以快速地控制通过排出孔101排出到外部的油的排出压力。

然而，需要确保足够的减压裕量(margin)以获得减压阀200的快速响应，相应地，可以将发动机的主油道的油压维持在适当的水平，也就是说，用以保持稳定的润滑的水平。

油泵的容量(capacity)应该被增大以保持稳定的润滑，油泵容量的增大必然会增加燃料效率的损失，这是因为驱动扭矩增加了。

另一方面，参考图7所示，其显示了油在低温的时候粘度会增加的性质，在相对较低油温的时候(例如在冷启动或预热时)，很难保持具有减压阀200的主油道处于适当的油压。

此外，减压阀200必然会有这样的限制，其不能适当地控制由于长时间使用的滤油器的堵塞所导致的油压的下降。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于油泵的减压阀，其根据冷启动中主油道处的油压(在冷启动中油泵处的油排出压力比主油道的油压相对较高)利用快速旁路流动而大幅度地减少峰值压力，而使得本发明可以防止主油道的损坏，并且由于发动机的主油道上的油压的直接作用而形成了旁路路径，从而通过控制油泵的排出压力，使得在预热过程中或者甚至是预热之后都可以执行油的最佳排出压力控制。

本发明的各个实施方式提供了一种用于油泵的减压阀，包括：柱塞，该柱塞将外壳中限定的减压空间分隔为与发动机的主油道联通的外壳室以及与油泵的出口联通的柱塞室，该油泵的出口将油排出至主油道并且将从所述主油道排出的油的一部分旁路而返回；螺旋弹簧，该螺旋弹簧的弹性系数使得在主油道的油压与发动机预热状态时比相对较低的情形下仍能够使弹簧被压缩，并且所述螺旋弹簧弹性地支撑所述柱塞；定位器，该定位器支撑所述螺旋弹簧，从而通过改变所述螺旋弹簧的安置位置而改变所述弹性系数。

所述柱塞在插入到所述减压空间的柱塞本体的上方限定出所述外壳室，并且所述柱塞利用穿过所述柱塞本体形成的至少一个或多个油通道限定出所述柱塞室。

所述油通道可以以成对的方式对称地形成。

所述螺旋弹簧可以部分地插入到柱塞中形成的弹簧凹槽中，并且所述弹簧凹槽可以形成在所述柱塞的柱塞本体的下部，该柱塞可以插入到所述减压空间中。

当所述定位器通过所供应的电流膨胀时，其使所述螺旋弹簧的安置位置升高。

所述定位器包括加热器和可膨胀的物质，该加热器可以通过电流而进行加热，该可膨胀的物质在通过来自所述加热器的热量而膨胀时使所述螺旋弹簧的安置位置升高。

所述加热器可以通过开关而进行操作，该开关供应和切断电池电流。

所述可膨胀的物质可以为石蜡，或具有与石蜡相同性质的物质。

所述定位器可以被塞头支撑，该塞头可以接合至所述减压空间下面的部分，并封闭所述减压空间。

根据本发明的示例性实施方式，由于油泵的排出压力由发动机的主油路处的油压直接地控制，所以即使在油泵和主油路之间存在一定的相对压力差的情况下，也可以将排出压力控制在稳定的水平。

具体地，根据本发明的示例性实施方式，其根据冷启动中主油道处的油压(在冷启动中油泵的排出压力比主油道的油压相对较高)利用快速旁路流动，通过大幅度地减少峰值压力，而使得本发明可以防止主油道被损坏，并且在预热过程中或者甚至是预热之后都可以执行油的最佳排出压力控制。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将变得清楚或更为具体地得以阐明。

附图说明

图1是显示了根据本发明的用于示例性油泵的减压阀的构造的视图。

图2是组装横截面图，其显示了根据本发明的减压阀的示例性的油泵外壳的内部。

图3至图5是显示了根据本发明示例性的减压阀的操作的视图。

图6是显示了根据相关技术的减压阀的构造的视图。

图7是显示了根据图6所示的相关技术的减压阀的性能的曲线图。

应当了解，所附附图并非一定是按比例的，其显示了图解本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体预期应用和使用的环境来确定。

在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记表示本发明的同样的或等同的部分。

具体实施方式

现在将对本发明的各个实施方式详细地作出引用，这些实施方式的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方式相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方式。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方式，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方式。

如图1所示，根据本发明各个实施方式的用于油泵的减压阀1包括柱塞2、螺旋弹簧7、定位器8和塞头9；该柱塞2通过来自发动机的主油道的油压而动作并降低油泵的排出压力；该螺旋弹簧7弹性地支撑柱塞2；该定位器8通过开启/关闭开关10而调节螺旋弹簧7的安置位置(seatposition)的高度进而改变弹性系数；该塞头9支撑并保持定位器8。

柱塞2具有圆柱形的柱塞本体3，油通道4穿过柱塞本体3而形成，弹簧凹槽5形成在柱塞本体3的下部，间隔凸台(spacerboss)6从柱塞本体3的顶部向上凸出。

形成有至少一个或多个油通道4，并且可以以90°的间隔对称地形成4个油通道。

螺旋弹簧7的弹性系数应该被设定为这样，即使在比发动机的主油道的正常的油压Pb更小的油压Pa的情况下，柱塞2也可以向下移动。

正常的油压Pb是当发动机充分地预热时主油道中产生的油压，所述更小的油压Pa是在发动机充分地预热之前和在冷启动中在主油道中产生的油压。

该更小的油压Pa的压力值比油泵的排出压力低。

定位器8装备有加热器，该加热器填充有可膨胀的物质并且利用通过开关10的操作所供应的电池电流而提高温度，其中该可膨胀的物质是石蜡(wax)。

尽管在本示例性实施方式中将可膨胀的物质限制为石蜡，但是实际上，其并不限于石蜡，类似于石蜡的其它可膨胀物质都可以使用。

图2是组装横截面图，其显示了根据本发明各个实施方式的减压阀的油泵外壳的内部。

如图中所示，在外壳20中限定有减压空间，并且减压阀1布置在该减压空间中，该减压空间与出口联通，所泵送的油通过该出口排放至发动机的主油道，并且在高排出压力下所泵送的油的一部分通过该出口旁路。

所述减压空间由操作孔21、返回孔22、旁路孔23和容纳减压阀1的空间所构成，其中，操作孔21、返回孔22和旁路孔23都形成在圆柱形外壳(housingcylinder)24中，发动机的主油道的油压施加至所述操作孔21，油泵的排出压力施加至所述返回孔22，并且油泵的排出压力从油泵供应至发动机的主油道，旁路孔23通过使返回孔22中流动的油旁路至油泵或油盘从而减小油泵出口处的压力。

返回孔22位于操作孔21和旁路孔23之间，操作孔21和旁路孔23之间的竖直高度大于柱塞2的油通道4的竖直长度，并且操作孔21和返回孔22之间的竖直高度小于柱塞2的油通道4的竖直长度。

在示例性实施方式中，当减压阀1插入到圆柱形外壳24的减压空间中时，减压空间通过减压阀1的柱塞2的结构而分为两个室。

也就是说，外壳室A利用柱塞2的上部分而限定在所述减压空间的上部分，并且柱塞室B限定在所述减压空间中除了外壳室A之外的其它空间中。

操作孔21位于外壳室A中，而联通柱塞本体3的油通道4的返回孔22和旁路孔23位于柱塞室B中。

因此，发动机的主油道的油压(其施加至柱塞2)施加到外壳室A中，而同时在柱塞室B中形成旁路流动，该旁路流动使得油泵出口处的向主油道排放的油返回至油泵或油盘，并且螺旋弹簧7的弹性支撑力施加至柱塞2，以抵抗外壳室A中的压力。

图2显示的是布置在外壳2的减压空间中的减压阀1没有动作的时候的情况，亦即，没有施加油压并且将电池电流供应至定位器8的开关10已经被关断时的情况。

因此，只有螺旋弹簧7的弹性力施加至减压阀1的柱塞2，并且柱塞2的位置已经通过螺旋弹簧7的弹性力而被固定。

在减压阀1处于如上所述的位置的情况下，外壳室A通过操作孔21与主油道联通，并且柱塞室B通过返回孔22与油泵的出口联通，同时旁路孔23被柱塞2堵住。

图3是显示了在发动机冷启动中根据本发明各实施方式的减压阀的动作的视图。

如图中所示，在发动机冷启动之后，主油道的油压逐渐地增大，从而通过主油道的油压Pa使外壳室A中产生的压力逐渐地增大，该主油道的油压Pa通过操作孔21而传递并且仅施加至柱塞2，同时，仅有弹性地支撑柱塞2的螺旋弹簧7的弹性支撑力施加到柱塞室B中

在这样的情况下，弹性地支撑柱塞2的螺旋弹簧7的安置位置保持在初始状态，这是因为在冷启动中开关10已经被关闭，并且定位器8没有被促动。

由于螺旋弹簧7被保持在初始的安置位置，所以螺旋弹簧7可以具有这样的弹性系数，该弹性系数甚至能够在比主油道正常的压力Pb还低的低压下产生压缩变形，上述的主油道正常的压力Pb是在发动机充分预热时产生的。

也就是说，由于定位器8没有活动而保持在初始安置位置的螺旋弹簧7具有最低的弹性系数。

因此，柱塞2仅在外壳室A内的压力大于螺旋弹簧7的弹性支撑力的时候移动，该外壳室A内的压力是随着主油道的油压增大而增大的，从而减压阀1在外壳室A内的压力不大于螺旋弹簧7的弹性支撑力时候是不动作的。

然而，通过油泵持续地供油，使得在主油道中产生高于螺旋弹簧7的弹性系数的油压Pa，油压Pa施加至外壳室A，从而使柱塞2向下移动至柱塞室B，同时压缩螺旋弹簧7。

由于外壳室A内的油压增大使柱塞2移动，柱塞室B越过返回孔22而延伸至旁路孔23。

在这样的情况下，通过油泵的出口排出的油与供应至主油道的油流一起通过返回孔22流动到柱塞室B中，从而形成了通过旁路孔23流出的油流。

通过旁路孔23出来的油返回到油泵或油盘。

如上所述，当主油道的油压变得比油压Pa(该油压Pa高于螺旋弹簧7的弹性力)大时，由于柱塞2移动而压缩螺旋弹簧7，减压阀1使通过油泵的出口出来的油的一部分返回到油泵或油盘。

通过旁路流动，油泵可以减小油泵出来的油的排出压力。

因此，通过适当地减小油泵的排出压力(该排出压力在冷启动时相对较高)，使得在发动机的冷启动中操作的减压阀1能够防止主油道被损坏，并且特别地，通过利用定位器8没有活动时处于最低安置位置的螺旋弹簧7的弹性系数，并且随着主油道的油压的增大而相应的产生旁路流动，可以很大程度上降低油泵的峰值压力。

图4显示的是发动机冷启动并且预热以及在主油道中产生正常的油压Pb的时候的情况，其中开关10已经被接通，并且通过加热器接收电池电流而使石蜡膨胀而促动了定位器8。

由于定位器8被促动，螺旋弹簧7的安置位置变得高于定位器8没有活动时的位置，从而使外壳室A的油压(该油压压缩螺旋弹簧7)变得比冷启动中的油压更高。

图4中的实线箭头显示了外壳室A中的油压不大于弹性地支持柱塞2的螺旋弹簧7的弹性力的情况，因此柱塞2不移动。

在这样的情况中，油被持续地从油泵供应至主油道，并且持续供应直到主油道中产生正常的油压Pb。

然而，如图4中的虚线箭头所示，当大于正常油压Pb的主油道的油压通过操作孔21而被施加至外壳室A时，外壳室A中的油压施加至柱塞2，柱塞2移动，同时压缩螺旋弹簧7，从而使柱塞室B越过返回孔22延伸至旁路孔23。

在这样的情况下，通过油泵的出口排出的油与供应至主油道的油流一起通过返回孔22流动到柱塞室B中，从而形成了通过旁路孔23流出的油流。

通过旁路孔23出来的油返回到油泵或油盘。

如上所述，当主油道的油压变得高于随着安置位置而改变的螺旋弹簧7的弹性力的系数时，由于柱塞2移动而压缩螺旋弹簧7，减压阀1使通过油泵的出口出来的油的一部分返回到油泵或油盘。

通过旁路流动，油泵可以减小油泵出来的油的排出压力。

因此，通过定位器8促动而使螺旋弹簧7的安置位置变得更高，利用该螺旋弹簧7的弹性系数，并且通过产生旁路流动以抵抗比正常的油压Pb高的主油道的油压增大，从而在发动机预热时操作的减压阀1能够防止主油道被油泵的高排出压力所损坏。

图5是显示了根据本发明各个实施方式的减压阀在发动机已经完全地预热时的操作的视图。

在如图中所示的状态中，石蜡通过已经被完全预热的发动机所加热的油而膨胀，并且定位器8被石蜡的膨胀所促动，螺旋弹簧的安置位置已经向上移动。

也就是说，尽管通过关断开关10使供应至定位器8的电池电流被切断，但是由于油使石蜡膨胀，所以定位器8被促动，从而使柱塞2可以进行如图4所示的相同的操作，在图4中开关10已经被接通。

因此，图5中所示的发动机的完全预热状态与图4中不完全预热状态的不同点在于施加至外壳室A的主油道的油压Pc，但是操作条件、动作以及效果全部是以相同的方式执行的。

如上所述，根据主油道的油压，通过受热膨胀的物质而操作定位器8，从而升高/降低螺旋弹簧7的安置位置以改变弹性系数，所以根据本发明各个实施方式的减压阀1能够将主油道的油压(该主油道的油压根据发动机的运行状态而变化)控制在稳定的以及最佳的状态。

也就是说，通过利用由主油道的油压产生的旁路流动，并且通过大幅度降低油泵的峰值压力，本发明可以在发动机冷启动中防止主油道被损坏，并且在发动机预热时，可以将油泵的排出压力控制在最佳的水平。

为了便于在所附权利要求中解释和精确定义，术语“上”或“下”等等用于参考在图中所示的示例性实施方式的特征的位置来对这些特征进行描述。

前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (10)

1.一种用于油泵的减压阀，包括：

柱塞，该柱塞将外壳中限定的减压空间分隔为与发动机的主油道联通的外壳室以及与油泵的出口联通的柱塞室，该油泵将油排出至主油道，所述柱塞室将待从所述油泵排出至所述主油道的油的一部分沿旁路而返回；

螺旋弹簧，该螺旋弹簧的弹性系数使得在主油道的油压低于发动机预热状态下的主油道的油压的情形下仍能够使弹簧被压缩，并且所述螺旋弹簧弹性地支撑所述柱塞；

定位器，该定位器支撑所述螺旋弹簧，从而通过改变所述螺旋弹簧的安置位置而改变所述弹性系数。

2.根据权利要求1所述的用于油泵的减压阀，其中所述柱塞在插入到所述减压空间的柱塞本体的上方限定出所述外壳室，并且所述柱塞利用穿过所述柱塞本体形成的至少一个或多个油通道限定出所述柱塞室。

3.根据权利要求2所述的用于油泵的减压阀，其中所述油通道以成对的方式对称地形成。

4.根据权利要求1所述的用于油泵的减压阀，其中所述螺旋弹簧部分地插入到柱塞中形成的弹簧凹槽中。

5.根据权利要求4所述的用于油泵的减压阀，其中所述弹簧凹槽形成在所述柱塞的柱塞本体的下部，该柱塞插入到所述减压空间中。

6.根据权利要求1所述的用于油泵的减压阀，其中当所述定位器通过所供应的电流膨胀时，其使所述螺旋弹簧的安置位置升高。

7.根据权利要求6所述的用于油泵的减压阀，其中所述定位器包括加热器和可膨胀的物质，该加热器通过电流而进行加热，该可膨胀的物质在通过来自所述加热器的热量而膨胀时使所述螺旋弹簧的安置位置升高。

8.根据权利要求7所述的用于油泵的减压阀，其中所述加热器通过开关而进行操作，该开关供应和切断电池电流。

9.根据权利要求7所述的用于油泵的减压阀，其中所述可膨胀的物质为石蜡，或具有与石蜡相同性质的物质。

10.根据权利要求1所述的用于油泵的减压阀，其中所述定位器被塞头支撑，该塞头接合至所述减压空间下面的部分，并封闭所述减压空间。