CN103133845B - 可变油泵 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种可变油泵，不仅结构简单，而且能够利用随着发动机的转速而产生的工作油的油压，迅速地只排出需要的油量，能够在提高润滑效果的同时，提高发动机的效率。特别地，本发明的另一个目的在于提供一种可变油泵，在结构上，柱塞与油缸之间设置间隙，利用从油泵输出的油压使柱塞容易地工作，从而能够利用随着发动机的旋转速度的变化而变化的油压，按照所需的油量更迅速地进行供应。另外，本发明的再一个目的在于提供一种可变油泵，使得所述柱塞相对于工作油的流动方向竖直地工作，从而使柱塞沿工作油的压力施加的方向工作，能够更迅速、准确地工作。

Description

可变油泵

技术领域

本发明涉及可变油泵，更详细地说，涉及一种在向诸如发动机的动力发生装置等供油时，在中速区间和高速区间，不会过多地供应油，相反地，在低速区间和中高速区间，能够充分地供应油，结构简单且不会发生不必要的供油的可变油泵。

背景技术

一般而言，发动机中需要润滑装置，以便能够在活塞或曲轴等运转部位起到润滑作用。特别是在润滑装置中需要诸如油泵的供油装置，以便能够把诸如油的工作油供应到需要润滑的地方。

特别地，旋翼方式的供油装置连接于曲轴进行使用，以便能够与发动机的转速(RPM)成正比地调节吐出的工作油量。因此，就原有的供油装置而言，与发动机的转速成正比地吐出的油量也成正比地增大。

但是，由于与发动机的转速成正比地吐出工作油，这种供油装置与工作油的润滑状态毫不相干，因此，会降低发动机的燃料效率。即，在车辆最初启动时，由于工作油在重力作用下流到下面，为了充分润滑，需要大量的工作油，因此，需要与发动机的转速成正比地供应工作油。

但是，当车速为中速和高速时，由于处于已经供应了足量的工作油的状态下，因此，不需要与发动机的转速成正比地供应工作油。而且，由于在中速和高速供应了过多的工作油，从而会造成曲轴的动力消耗，因此，成为降低发动机的燃料效率的因素。

因此，目前开发了许多能够与车速等成正比地进行供油的可变油泵。在专利文献1中，公开了一种可变溢流阀的结构。上述可变溢流阀的结构，是在油泵的出油口一侧带有阀室，以便调节油泵的泵送的油压力，溢流阀在上述阀室内部受到弹簧的弹力支撑，根据流经油路的油压力，使油通过上述阀室一侧带有的旁通孔排出，其特征在于：体积随温度变化而膨胀的双金属40插入底座36的上部面与弹簧片37的下部面之间，其中，底座36为支撑上述弹簧33的下端而固定加装于阀室31的下部，弹簧片37可在上述弹簧33的下端之间移动。

但是，这种以往的结构发生了如下问题。由于在结构上是通过温度变化而工作，因此，在针对油压力，即，在针对发动机的转速的变化而迅速地变化油压方面存在局限。

【在先技术文献】

【专利文献】

(专利文献1)韩国公开专利申请第10-2005-0048151号(2005年05月24日)

发明内容

本发明正是鉴于这种问题而提出的，其目的在于提供一种可变油泵，不仅结构简单，而且能够利用随着发动机的转速而产生的工作油的油压，迅速地只排出需要的油量，能够在提高润滑效果的同时，提高发动机的效率。

特别地，本发明的另一个目的在于提供一种可变油泵，在结构上，柱塞与油缸之间设置间隙，利用从油泵输出的油压使柱塞容易地工作，从而能够利用随着发动机的旋转速度的变化而变化的油压，按照所需的油量更迅速地进行供应。

另外，本发明的再一个目的在于提供一种可变油泵，使得所述柱塞相对于工作油的流动方向竖直地工作，从而使柱塞沿工作油的压力施加的方向工作，能够更迅速、准确地工作。

为了达成这种目的，对于根据发动机的转速调节压力进行输出的旋翼式的可变油泵，本发明的可变油泵的特征在于：在油泵上形成油缸，该油缸与出口侧连接，所述油缸具有从所述出口侧旁通的第一输入管和第二输入管以及从所述入口侧旁通的第一输出管和第二输出管；在所述油缸中，具有第一管路和第二管路的柱塞安装为受到弹性弹簧的弹性支撑，所述柱塞的一端露出于所述出口侧；所述柱塞根据所述出口侧的压力变化在沿所述油缸的长度方向上受到挤压，在低速区间和中高速区间，与所述发动机的转速成正比地供油，在中速区间，所述第一管路连通所述第一输入管和所述第一输出管，使得所述出口侧的油压的一部分流回所述入口侧，在高速区间，使得所述第二管路连通所述第二输入管和所述第二输出管，使得所述出口侧的油压的一部分流回所述入口侧。

特别地其特征还在于：在所述柱塞上，在所述出口侧露出的前端部凸出形成用于保持间隙的凸起部，在所述油缸中，在与所述凸起部对接处形成容纳孔，以便能够容纳所述凸起部的一部分。而且，其特征还在于：所述油缸相对于所述出口侧的流体的流向竖直地形成。

另外，其特征还在于：所述柱塞包括直线区间和斜线区间，所述直线区间在所述第一管路的最初开放时，使油压按既定量减小，所述斜线区间从所述直线区间开始，使油压的减小量逐渐地减小。

而且，其特征还在于：所述斜线区间的端部形成断层。

最后，其特征还在于：所述直线区间X和所述斜线区间Y满足0.1X≤L≤0.6X(其中，L＝X+Y)。

根据本发明的可变油泵，具有如下效果：

1)向出口侧凸出的柱塞利用出口侧的油压而立即工作，能够根据发动机的转速，弹性地迅速供应适宜的油量。

2)由于在出口侧与柱塞之间始终有间隙，如果油压发生变化，则油压变化通过该间隙立即反映到柱塞，能够根据发动机的转速的变化，更迅速地进行应对。

3)工作油是从管路的中心向外侧施加压力，在本发明中，通过相对于工作油的流动方向竖直地安装柱塞，从而使工作油的压力方向与柱塞的移动方向一致，利用工作油的压力变化，使柱塞能够更迅速地动作，从而反映工作油的油量变化。

附图说明

图1是用于显示本发明的第一种实施方式的可变油泵结构的剖面图；

图2a是用于显示本发明的第一种实施方式的可变油泵在低速区间的工作状态的简图；

图2b是用于显示本发明的第一种实施方式的可变油泵在中速区间的工作状态的简图；

图2c是用于显示本发明的第一种实施方式的可变油泵在中高速区间的工作状态的简图；

图2d是用于显示本发明的第一种实施方式的可变油泵在高速区间的工作状态的简图。

图3是用于显示本发明的第一种实施方式的可变油泵的压力随速度而变化的图表；

图4是用于显示本发明的第二种实施方式的可变油泵结构的剖面图；

图5是用于显示本发明的第二种实施方式的柱塞结构的立体图；

图6是用于显示本发明的第二种实施方式的柱塞结构的俯视图；

图7是图6的局部放大图；

图8是用于显示本发明的第二种实施方式的可变油泵的压力随速度而变化的图表；

图9是用于显示本发明的柱塞的变形实施方式的局部放大图。

附图标记说明

100：油泵

100a：外壳

100b：旋翼

110：入口侧

120：出口侧

130：油缸

131：容纳孔

132：油压检测管

133a，133b：第一输入管、第二输入管

134a，134b：第一输出管、第二输出管

140：柱塞

141：弹性弹簧

142：凸起部

143a，143b：第一管路、第二管路

具体实施方式

下面参照附图，更详细地说明本发明的优选实施方式。在此之前需要指出的是，本说明书及权利要求书中使用的术语或单词不局限于通常的或字典的意义进行解释，而是立足于发明人以最佳方法说明其自身的发明而可以恰当地定义术语概念的原则，应解释为符合本发明技术思想的意义和概念。

因此，本说明书中记载的实施方式和附图中显示的结构只不过是本发明最优选的一个实施方式而已，并非完全代表本发明的技术思想，因此应理解为：在提出本申请时，会有能够取代它们的多种均等物和变形例。

【第一种实施方式】

图1是用于显示本发明的第一种实施方式的可变油泵结构的剖面图，图2a是用于显示本发明的第一种实施方式的可变油泵在低速区间的工作状态的简图，图2b是用于显示本发明的第一种实施方式的可变油泵在中速区间的工作状态的简图。而且，图2c是用于显示本发明的第一种实施方式的可变油泵在中高速区间的工作状态的简图，图2d是用于显示本发明的第一种实施方式的可变油泵在高速区间的工作状态的简图。图3是用于显示本发明的第一种实施方式的可变油泵的压力随速度而变化的图表。

本发明的可变油泵100在入口侧110与出口侧120之间具备油缸130，其中，入口侧110与出口侧120随着发动机驱动等产生油压而实现供油，在该油缸130中，包括利用弹性弹簧141进行弹性支撑的柱塞140。

特别是上述油缸130形成为柱塞140的前端露出于出口侧120，油缸130具有第一输入管133a和第二输入管133b以及第一输出管134a和第二输出管134b，以便能够随着上述柱塞140的工作，在中速区间B和高速区间D，使得出口侧120的油压的一部分流回入口侧110。

另外，上述柱塞140安装为受到弹性支撑，使得一端露出于出口侧120，柱塞140具有用于随着该出口侧120的油的变化而形成油路的第一管路143a和第二管路143b。而且，柱塞140在出口侧120的油压力处于低速区间A和中高速区间C时，与发动机的转速成正比地供油，在不需要大量油的中速区间B和高速区间D，通过上述第一管路143a和第二管路143b，使得出口侧120的油量的一部分流回入口侧110，适宜地减小供应量。

下面，针对这种结构更具体地进行说明。

油泵100包括形成有内齿的外壳100a和与该内齿啮合旋转的旋翼100b。特别是旋翼100b连接于发动机的曲轴，与发动机的转速成正比地驱动。关于这种齿轮式的油泵100的结构及工作原理已经是众所周知的，在此省略其详细说明。

另一方面，在上述油泵100中形成作为油路的入口侧110和出口侧120，以便能够供应因旋翼100b的旋转而发生的油压。这种入口侧110和出口侧120通常在外壳100a上形成。

另外，在上述出口侧120上连通地形成油缸130。这是为了使出口侧120的压力立即作用于油缸130，使得安装于此的柱塞140能够直接联动工作。在本发明的优选实施方式中，优选地，上述油缸130相对于流经出口侧120的流体的流向沿竖直方向形成。由于从中心向外面施加油压的油压特性的原因，因此，这是为了使柱塞140能够借助于垂直于出口侧120的管路施加的油压而工作，从而能够利用施加的压力而立即工作，能够提高反应速度。

而且，在油缸130的上端面(即与柱塞140对接的内表面)上形成容纳孔131。此时的容纳孔131优选与柱塞140之间形成间隙G，使得油压能够立即作用于柱塞140。

而且，在上述油缸130上形成从出口侧120旁通的能够使油压流回第一输入管133a及第二输入管133b，并且能够使得该油压可选择地排出到入口侧110的第一输出管134a及第二输出管134b。这种第一输入管133a和第二输入管133b以及第一输出管134a和第二输出管134b随着柱塞140沿长度方向的移动而分为四个阶段完成开闭动作，对此，将在柱塞140中一同说明。

柱塞140作为活塞可以安装为在上述油缸130的内部获得弹性弹簧141的弹性支撑。此时，弹簧141优选利用塞子(图中未示出)等封堵，以便能够根据情况更换使用。

特别是在柱塞140的上端(即在向出口侧120露出的前端部)凸出形成插入上述容纳孔131的凸起部142。如上所述，该凸起部142在出口侧120的内表面与柱塞140的上端之间形成间隙G。

另外，为了在随着油缸130移动的同时，使得第一输入管133a与第一输出管134a连通以及第二输入管133b和第二输出管134b连通，在柱塞140上形成有第一管路143a和第二管路143b。

随着油泵100的旋转速度增加(即随着发动机的转速增加)，出口侧120的压力逐渐增大，于是如上结构的柱塞140使上述第一管路143a和第二管路143b打开或关闭。

下面，根据这种柱塞140的工作原理，将对出口侧120的压力变化产生影响的发动机的转速分为低速区间A、中速区间B、中高速区间C以及高速区间D，其说明如下。

首先，当刚刚启动车辆等时，油泵100的速度处于低速区间A，如图2a所示，柱塞140受到弹性弹簧141的弹性支撑，保持该状态。因此，第一管路143a及第二管路143b被油缸130全部堵塞，出口侧120的压力与发动机的转速成正比地升高。

接着，如图2b所示，当发动机的转速处于中速区间B后，利用出口侧120的压力，将柱塞140向下方推动。此时，柱塞140打开第一管路143a。于是，第一输入管133a与第一输出管134a通过第一管路143a连通，出口侧120的压力的一部分从出口侧120流回入口侧110。因此，在该中速区间B，即使速度升高，供应的油量与流回的油压力相对应而减少。

随后，如图2c所示，发动机的转速处于中高速区间C后，柱塞140进一步向下运动的同时，关闭原来打开的第一管路143a(此时，第二管路143b处于关闭状态)。于是，出口侧120的压力升高，使得原来在上述中速区间B处于已经降低状态的压力增加，油压开始上升，直到与发动机的转速成正比为止。

最后，在进入高速区间D后，如图2d所示，柱塞140进一步下降的同时，堵塞第一管路143a，打开第二管路143b。因此，第二输入管133b和第二输出管134b连通，出口侧120的压力的一部分流回入口侧110。因此，在高速区间D，与发动机的转速成正比地供应少量的油。

【第二种实施方式】

图4是用于显示本发明的第二种实施方式的可变油泵结构的剖面图，图5是用于显示本发明的第二种实施方式的柱塞结构的立体图，图6是用于显示本发明的第二种实施方式的柱塞结构的俯视图，图7是图6的局部放大图，图8是用于显示本发明的第二种实施方式的可变油泵的压力随速度而变化的图表。其中，对于与第一种实施方式相同的结构，标注相同的附图标记，并省略其详细说明。

本发明的第二种实施方式的可变油泵与第一种实施方式相比，其区别在于柱塞140′的结构。即，上述柱塞140′在结构上，使得从出口侧120通过第一管路143a流回入口侧110的油压在初期按既定量减速，随后减小量再次逐渐减小，与所减小的减速量相对应，使压力在高速区间相应地上升。

为了如此进行工作，上述第一管路143a如图6及图7所示，由于柱塞140′的动作，在初期开放的部分形成直线区间X，从该直线区间X结束点直至完全开放的部分再次渐变地形成斜线区间Y。此时，斜线区间Y以从直线区间X的端部向外展开的形状形成。

因此，使得第一输入管133a和第二输出管134a连通的第一管路143a在作为初始区间的直线区间X中，诱导油压按既定量减小，在斜线区间Y，诱导油压逐渐减小。

特别地，在斜线区间Y流回的油压量的减小，意味着在高速区间流回的油压相应地减小，因此，与流回量的减少相对应，压力相应地上升。

在本发明的优选实施方式中，这种压力上升点优选相对于整体长度L，满足0.1X≤L≤0.6X(其中，L＝X+Y)的关系。这是因为，相对于整体长度L，如果直线区间超过0.6X，那么，由于流回的油的量过多，越是高速压力越上升的效果会被减小。另外，如果直线区间低于0.1X，则流回的油的量过小，不仅第一管路143a开放的初期压力的降低效果会下降，而且，会立即成为压力上升点。

即，在整体区间L中，如果延长直线区间X，缩短斜线区间Y，那么，流回的油的量将增多，因此，压力上升点被降低。相反，如果缩短直线区间X，延长斜线区间Y，那么，流回的油的量从一开始就减小，因此，压力上升点被提高。

因此，如图8所示，如果流回的压力增大的直线区间X延长，则原有的压力变化图线a如图线b所示进行移动，压力上升点被降低，相反地，如果流回的压力减小的直线区间X缩短，则如图线c所示进行移动，压力上升点被提高。

另一方面，本发明的第二种实施方式的柱塞140″在第一管路143a″的剖面形状中，也可以带断层地形成斜线区间Y的端部。即，如图9所示用于显示本发明的柱塞的变形实施方式，第一管路143a″的剖面形状带断层地形成与直线区间X连续的斜线区间Y的端部。

这样一来，斜线区间Y能够更大地形成与直线区间X构成的倾斜角θ，与第一种实施方式的柱塞140′相比，能够相应地流回更多量的油压。因此，流回油压的调节范围增大，能够在更大范围内相应地改变压力上升时的上升位置进行使用。其中，附图符号“θ”代表第一种实施方式中的倾斜角。

如上所述，本发明在结构上，使受到弹性支撑的柱塞能够在随着油压的变化而工作的同时，可选择地形成油路，因而结构简单，同时能够按各个区间迅速地反应并供应所需的油量。

Claims (5)

1.一种可变油泵，该可变油泵为根据发动机的转速调节压力进行输出的旋翼式，其特征在于：

在油泵(100)上形成油缸(130)，该油缸(130)与出口侧(120)连接，所述油缸(130)具有从所述出口侧(120)旁通的第一输入管(133a)和第二输入管(133b)以及从入口侧(110)旁通的第一输出管(134a)和第二输出管(134b)；

在所述油缸(130)中，具有第一管路(143a)和第二管路(143b)的柱塞(140)安装为受到弹性弹簧(141)的弹性支撑，所述柱塞(140)的一端露出于所述出口侧(120)；

对所述出口侧(120)的压力变化产生影响的发动机的转速分为低速区间(A)、中速区间(B)、中高速区间(C)以及高速区间(D)，所述柱塞(140)根据所述出口侧(120)的压力变化在沿所述油缸(130)的长度方向上受到挤压，其中，

在所述低速区间(A)，所述出口侧(120)的压力与所述发动机的转速成正比地升高；在所述中速区间(B)，所述第一管路(143a)连通所述第一输入管(133a)和所述第一输出管(134a)，使得所述出口侧(120)的油压的一部分流回所述入口侧(110)；在所述中高速区间(C)，所述出口侧(120)的压力升高，油压上升直到与发动机的转速成正比为止；在所述高速区间(D)，所述第二管路(143b)连通所述第二输入管(133b)和所述第二输出管(134b)，使得所述出口侧(120)的油压的一部分流回所述入口侧(110)。

2.根据权利要求1所述的可变油泵，其特征在于：

在所述柱塞(140)上，在所述出口侧(120)露出的前端部凸出形成用于保持间隙的凸起部(142)；

在所述油缸(130)中，在与所述凸起部(142)对接处形成容纳孔(131)，以便能够容纳所述凸起部(142)的一部分。

3.根据权利要求1或2所述的可变油泵，其特征在于：

所述油缸(130)相对于所述出口侧(120)的流体的流向竖直地形成。

4.根据权利要求1或2所述的可变油泵，其特征在于：

所述柱塞(140)包括直线区间(X)和斜线区间(Y)，所述直线区间(X)在所述第一管路(143a)的最初开放时，使油压按既定量减小，所述斜线区间(Y)从所述直线区间(X)开始，使油压的减小量逐渐地减小。

5.根据权利要求4所述的可变油泵，其特征在于：

所述斜线区间(Y)是关闭的端部的区间形成直线形。