CN102678543A - 齿轮泵和调整输送量的移动单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其用于内燃机的齿轮泵，尤其油泵，包括改变输送量的移动单元(20)，该移动单元设置成可在第一控制腔(22)与第二控制腔(24)之间移动，按照本发明，设置一个a/b换向阀(42)，它的a≥6和b≥2以及有可移动的活塞(44)，在此，所述a/b换向阀(42)与所述齿轮泵连接为，使得所述a/b换向阀(42)在所述活塞(44)的第一位置b1将第一控制腔(22)及第二控制腔(24)与处于压力状态的控制流体导流连接，并且在所述活塞(44)的第二位置b2将第一控制腔(22)与处于压力状态的控制流体导流连接以及将第二控制腔(24)与控制流体的出口(64)导流连接，其中，在所述活塞(44)的第一位置b1，所述a/b换向阀(42)附加地使第一控制腔(22)通过节流器(58)与控制流体的出口(60)导流连接。

Description

齿轮泵和调整输送量的移动单元
技术领域
本发明涉及一种尤其用于内燃机的齿轮泵，尤其是油泵，包括改变输送量的移动单元，它可移动地安装在第一控制腔与第二控制腔之间，其中，在第二控制腔内安装一个复位弹簧，它设计为在移动单元上施加朝第一控制腔方向的力，其中，移动单元有面朝第一控制腔的第一控制活塞，以及面朝第二控制腔的第二控制活塞。
背景技术
调整油泵主要使用移动单元，它们或沿轴向或沿径向减小压排输送容积。在此过程中造成一个必须充填控制油或通气的空间。若通气进行得不够迅速或出现油不能排出的控制单元转换位置，则在动态运行时导致油压崩溃。原油有可能从齿轮泵的输送腔进入控制腔。由此形成的压力差附加地影响调整特性。
由DE10043842A1已知按此类型具有改变输送量的移动单元的齿轮泵。为了解决上述疑难问题，建议将两个控制腔通过其中设有节流器的压力管道互相导流连接。此外，其中一个压力腔设有最大压力限制器。它在降低齿轮泵工作所必要的驱动功率的同时，达到使工作最佳化的输送量调整。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，在功能可靠地工作方面改善上述类型的齿轮泵以及优化调整特性。
上述技术问题通过一种尤其用于内燃机的齿轮泵，尤其油泵来解决，该齿轮泵包括改变输送量的移动单元，该移动单元设置成可在第一控制腔与第二控制腔之间移动，其中，在第二控制腔内安装复位弹簧，该复位弹簧设计为在移动单元上施加朝第一控制腔方向的力，其中，所述移动单元有面朝第一控制腔的第一控制活塞，以及面朝第二控制腔的第二控制活塞，按照本发明，设置一个a/b换向阀，它的a≥6和b≥2以及有可移动的活塞，在此，所述a/b换向阀与所述齿轮泵连接为，使得所述a/b换向阀在所述活塞的第一位置b1将第一控制腔及第二控制腔与处于压力状态的控制流体导流连接，并且在所述活塞的第二位置b2将第一控制腔与处于压力状态的控制流体导流连接以及将第二控制腔与控制流体的出口导流连接，其中，在所述活塞的第一位置b1，所述a/b换向阀附加地使第一控制腔通过节流器与控制流体的出口导流连接。
这样做的优点是，在第一位置b1第一控制腔可靠排空，一般而言这是为了移动单元在复位弹簧作用下运动所必需的。由此获得最佳的调整特性，与此同时避免所谓的滑黏效应Slip-Stick-effect(粘滑效应)。同样有效避免由齿轮泵输送的工作流体压力变化滞后。
在活塞第一位置b1时的最终位置节流确保这样达到：在活塞的第一位置b1，所述a/b换向阀附加地使第一控制腔与通气口导流连接。上述最终位置节流是为了保证，即使在高度动态化工作的情况下，仍能将齿轮泵在由它输送的工作流体内产生的压力几乎保持为常数，并因而正面影响调整。
a/b换向阀简单地控制这样达到：a/b换向阀有一个控制压力的进口，在此，a/b换向阀和控制压力的进口设计为，使控制压力决定a/b换向阀活塞的位置。
a/b换向阀活塞规定的基本位置这样达到：a/b换向阀有一个弹性的弹簧件，它朝活塞第一位置b1的方向给活塞施加力。
a/b换向阀活塞转换位置简单和工作可靠地调整这样达到：弹簧件安装并设计为逆控制压力的方向给活塞施加力。
齿轮泵的一种特别简单和功能可靠的实施形式这样达到：a/b换向阀是三位六通阀，以及针对活塞的每个位置，有第一接头，它通过节流器与出口导流连接，有第二接头，它与处于压力状态的控制流体导流连接，有第三接头，它与出口导流连接，有第四接头，它与第一控制腔导流连接，有第五接头，它与第一控制腔导流连接，以及有第六接头，它与第二控制腔导流连接。
齿轮泵有高出口压力和大输送量的位置(高压阶段)这样达到：活塞在其第一位置b1将第一接头与第四接头导流连接，将第二接头与第五和第六接头导流连接，以及将第三接头流体密封地关闭。
齿轮泵有低出口压力和小输送量的位置(低压阶段)或根据由a/b换向阀导引的控制流体的压力调整齿轮泵功率的位置这样达到：活塞在其第二位置b2将第一和第四接头流体密封地关闭，将第二接头与第五接头导流连接，以及将第三接头与第六接头导流连接。
在第一位置b1与第二位置b2之间的过渡位置这样达到：在活塞的第三位置b3，所有的接头流体密封地关闭。
根据由齿轮泵输送的工作流体的压力特别简单地控制输送量这样达到：由齿轮泵输送的工作流体和控制流体是一致的。
附图说明
下面借助附图详细说明本发明。其中：
图1表示按本发明的齿轮泵优选的实施形式剖视图；
图2表示按图1的齿轮泵沿图1中线I-I的剖视图；
图3示意表示为改变输送量控制齿轮泵在有最大输送量的第一状态时的框图；以及
图4示意表示为改变输送量控制齿轮泵在有最小输送量的第二状态时的框图。
具体实施方式
在图1和2中表示的按本发明的齿轮泵作为范例的实施形式设计为外齿轮泵。齿轮泵有一个加装盖12的泵壳10。驱动轴14可旋转地支承在盖12中。驱动轴14与驱动齿轮或驱动输送轮16抗扭连接，后者与从动齿轮或输送轮18轮齿啮合地连接。齿轮泵设有改变输送量的移动单元20，它可移动地安装在第一压力腔或控制腔22与第二压力腔或控制腔24之间。在第二控制腔24内安装一个作用在移动单元20上的压力弹簧26。它将复位力朝第一控制腔22的方向施加在移动单元20上。
移动单元20可按双向箭头28轴向移动，它包括从动轴30和总是同轴地安装在从动轴30上的输送轮18、构成第二控制腔24边界的第二控制活塞或弹簧活塞32、以及构成第一控制腔22边界的第一控制活塞34。其中输送轮18可旋转地支承在从动轴30上，而第一控制活塞34和弹簧活塞32紧压在从动轴30上。移动单元20根据在第一控制腔22与第二控制腔24之间可能形成的压差，可相对于不能轴向移动的驱动输送轮16按双向箭头28移动。
尤其由图2可以看出，输送轮18、驱动输送轮16和泵壳10构成输送腔36和压力侧38及抽吸侧40。
在第一与第二控制腔22、24之间形成相应的压差时，导致移动单元20相对于驱动输送轮16轴向移动。由此改变驱动输送轮16和输送轮18在其中互相啮合的区域的轴向长度。这一轴向长度越大，从抽吸侧40向压力侧38输送的流体便越多，或，这一轴向长度越小，从抽吸侧40向压力侧38输送的流体便越少。在图1所示齿轮泵作为范例的实施形式中，当移动单元20在完全靠左的位置时，由齿轮泵输送的工作流体达到最高出口压力和有最大的输送量，而在完全靠右的位置时，则工作流体得到最低出口压力和有最小的输送量。因此，如直接从图1看到的那样，压力弹簧26将移动单元20朝完全靠左位置的方向加压，亦即使由齿轮泵输送的工作流体有最高出口压力和最大输送量的移动单元20位置。
下面参见图3和4说明为了调整移动单元位置对齿轮泵的控制。
由图3和4可以看出，为了按移动单元的位置控制齿轮泵，按本发明采用一个a/b换向阀42，它有可移动的活塞44。术语“a/b换向阀”的意思是，它涉及一种阀，在活塞44处于任何转换位置或位置时，这种阀为至少一种控制流体，在可移动的调整活塞或活塞44旁设有“a”个接头，在此a是大于或等于6的整数，以及活塞可以具有或占有“b”个转换位置，在此b是大于或等于2的整数。a/b换向阀42决定控制流体输入控制腔22、24或从它们排出，并由此决定控制流体在第一控制腔22内或在第二控制腔24内当时存在的压力。根据在第一控制腔22与第二控制腔24之间控制流体的压差，在压力弹簧26的配合作用下，使移动单元20处于一定的位置上。
在作为范例表示的实施形式中，a/b换向阀42是三位六通阀，包括第一接头46，它通过节流器58与出口60导流连接，包括第二接头48，它与含有处于压力状态(流道压力或油道压力)的控制流体的流道62导流连接，包括第三接头50，它与出口64导流连接，包括第四接头52，它与第一控制腔22导流连接，包括第五接头54，它与第一控制腔22导流连接，以及包括第六接头56，它与第二控制腔24导流连接。
活塞44设计为，使它在如图3所示的第一位置b1，将第一接头46与第四接头52导流连接，将第二接头48与第五和第六接头54、56导流连接，以及将第三接头50流体密封地关闭。此外将活塞44设计为，使它在如图4所示的第二位置b2，将第一和第四接头46、52流体密封地关闭，将第二接头48与第五接头54导流连接，以及将第三接头50与第六接头56导流连接。此外将活塞44设计为，在活塞44的第三位置b3，将所有的接头46、48、50、52、54、56流体密封地关闭。所述第三位置b3仅作为范例表示为第一与第二位置b1、b2之间的过渡，以及也可以省略或必要时不单独实现。第三位置b3仅在从第一位置b1向第二位置b2过渡时，或相反，从第二位置b2向第一位置b1过渡时短时存在，以及只是为了完整性起见表示在示意框图中。
活塞44的位置取决于初始控制压力P166和二次控制压力P268以及给活塞44施加力的弹簧件70。弹簧件70朝第一位置b1的方向以及逆初始控制压力66和二次控制压力68的方向给活塞44施加弹簧弹性力。初始控制压力P166调整齿轮泵的高压阶段，以及初始控制压力P166加上二次控制压力P268调整齿轮泵的低压阶段。在这两个压力阶段中，三位六通阀在转换位置b1和b2之间连续变换，以保证恒定的流道压力或输送压力。在此三位六通阀试图在控制压力(P1或P2)与弹簧力之间建立平衡。换句话说，压力水平借助控制压力P1、P2控制，以及三位六通阀此时将其保持为常数。
在如图3所示的活塞44第一位置b1，在控制腔22、24内存在基本上一致的控制流体压力，因为这两个控制腔22、24与流道62导流连接并因而存在一致的流道压力。按本发明，在活塞44的第一位置b1附加地规定，第一控制腔22通过节流器58与出口50连接。因为在第二控制腔24内除流道压力外压力弹簧26附加地压靠在弹簧活塞32上，从而造成沿第一控制腔22方向的合力，它使移动单元20在图3、4中向左并因而朝最大输送量的方向移动。通过连接第一控制腔22与出口60，不会妨碍实施移动单元20的这一运动，因为控制流体可通过节流器58从第一控制腔22流出。附加地，移动单元20的运动还通过以下所述得到支持：通过三位六通阀42第一接头46，提供第一控制腔22与通气孔72通过节流器58节流的流体的导流连接。通气孔72同时是节流器58。根据活塞44的位置，通气孔72的横截面完全关闭或打开，从而通过孔72实现相关的节流。
节流例如通过活塞44的位置进行，在此设置相应的调节机构。三位六通阀和节流的调整系统例如组合在泵壳10内。
在图示的例子中，控制流体与由齿轮泵输送的工作流体相同。若流道压力下降，则第一控制腔22内的压力降低并因而使移动单元20在压力弹簧26作用下向左方移动，亦即朝加大齿轮泵出口压力和提高齿轮泵输送能力的方向移动，从而又导致提高流道压力。由此保证或调整在流道62内工作流体有始终足够的压力，并与此同时适当减小齿轮泵出口压力，使之与要供给工作流体的设备，例如内燃机的工作状态相适应，从而没有能量浪费在工作流体不必要的高压内。通气孔72或节流器58保证，在位置b1流体可以从腔22排出。因此通气孔72意味着是去往油箱或出口60的一种节流连接。
附图标记表
10泵壳
12盖
14驱动轴
16驱动齿轮或驱动输送轮
18从动齿轮或输送轮
20移动单元
22第一控制腔或控制腔
24第二控制腔或控制腔
26压力弹簧
28双向箭头
30从动轴
32第二控制活塞或弹簧活塞
34第一控制活塞
36输送腔
38压力侧
40抽吸侧
42a/b换向阀
44活塞
46第一接头
48第二接头
50第三接头
52第四接头
54第五接头
56第六接头
58节流器
60出口
62流道
64出口
66初始控制压力P1
68二次控制压力P2
70弹簧件
72通气孔

Claims (10)

1.一种尤其用于内燃机的齿轮泵，尤其油泵，包括改变输送量的移动单元(20)，该移动单元设置成可在第一控制腔(22)与第二控制腔(24)之间移动，其中，在第二控制腔(24)内安装复位弹簧(26)，该复位弹簧设计为在移动单元(20)上施加朝第一控制腔(22)方向的力，其中，所述移动单元(20)有面朝第一控制腔(22)的第一控制活塞(34)，以及面朝第二控制腔(24)的第二控制活塞(32)，其特征为：设置一个a/b换向阀(42)，它的a≥6和b≥2以及有可移动的活塞(44)，在此，所述a/b换向阀(42)与所述齿轮泵连接为，使得所述a/b换向阀(42)在所述活塞(44)的第一位置b1将第一控制腔(22)及第二控制腔(24)与处于压力状态的控制流体导流连接，并且在所述活塞(44)的第二位置b2将第一控制腔(22)与处于压力状态的控制流体导流连接以及将第二控制腔(24)与控制流体的出口(64)导流连接，其中，在所述活塞(44)的第一位置b1，所述a/b换向阀(42)附加地使第一控制腔(22)通过节流器(58)与控制流体的出口(60)导流连接。
2.按照权利要求1所述的齿轮泵，其特征为，在所述活塞(44)的第一位置b1，所述a/b换向阀(42)附加地使第一控制腔(22)与通气孔(72)导流连接。
3.按照权利要求1或2所述的齿轮泵，其特征为，所述a/b换向阀(42)有一个控制压力(66、68)的进口，在此，所述a/b换向阀(42)和所述控制压力(66、68)的进口设计为，使控制压力(66、68)决定所述a/b换向阀(42)的活塞(44)的位置。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的齿轮泵，其特征为，所述a/b换向阀(42)有一个弹性的弹簧件(70)，它朝活塞(44)第一位置b1的方向给所述活塞(44)施加力。
5.按照权利要求3和4所述的齿轮泵，其特征为，所述弹簧件(70)安装并设计为逆控制压力(66、68)的方向给所述活塞(44)施加力。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的齿轮泵，其特征为，所述a/b换向阀(42)是三位六通阀，并且针对所述活塞(44)的每个位置具有与出口(60)经由节流器(58)导流连接的第一接头(46)、与处于压力状态的控制流体导流连接的第二接头(48)、与出口(64)导流连接的第三接头(50)、与第一控制腔(22)导流连接的第四接头(52)、与第一控制腔(22)导流连接的第五接头(54)和与第二控制腔(24)导流连接的第六接头(56)。
7.按照权利要求6所述的齿轮泵，其特征为，所述活塞(44)在其第一位置b1将第一接头(46)与第四接头(52)导流连接，将第二接头(48)与第五和第六接头(54、56)导流连接，以及将第三接头(50)流体密封地关闭。
8.按照权利要求6或7所述的齿轮泵，其特征为，所述活塞(44)在其第二位置b2将第一和第四接头(46、52)流体密封地关闭，将第二接头(48)与第五接头(54)导流连接，以及将第三接头(50)与第六接头(56)导流连接。
9.按照权利要求6至8之一所述的齿轮泵，其特征为，所述活塞(44)在其第三位置b3将所有的接头(46、48、50、52、54、56)流体密封地关闭。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的齿轮泵，其特征为，由齿轮泵输送的工作流体和控制流体是一致的。
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