CN103353057A - 可变排量机油泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可变排量机油泵，包括泵盖和泵体，泵体内设有内腔、低压油腔、及高压油腔，内腔中设有相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，泵盖与从动齿轮之间设有一压力控制油腔，泵盖中设有一压力控制阀，该压力控制阀包括一可移动的压力控制阀阀芯，泵盖上开设有一与高压油腔相连通的压力控制阀入口、以及一与压力控制油腔相连通的连接口，压力控制阀阀芯控制压力控制阀入口与连接口的连通或阻断，从动齿轮在压力控制油腔的作用下轴向移动。该可变排量机油泵能根据发动机的速度和压力变化调节、改变机油泵的排量，实现了机油泵排量的可变控制。

Description

可变排量机油泵

技术领域

本发明涉及汽车发动机润滑领域，特别是涉及一种用于汽车发动机的可变排量机油泵。

背景技术

在汽车发动机润滑系统中，机油泵负责将机油自油底壳内送至各引擎运动件。目前，齿轮式机械泵具有结构简单、加工方便、工作可靠、泵油压力高、使用寿命长等特点，故其得到了广泛的应用。

传统的齿轮式机油泵一般包括泵盖和泵体，所述泵盖和泵体之间通过多个螺钉相连接，泵体上设有油封。所述泵体内还设有低压油腔、高压油腔、以及相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，一与发动机链轮相连接的驱动轴固定在主动齿轮中，所述低压油腔与机油泵的进油口连通，高压油腔与机油泵的出油口连通。发动机运转时，通过驱动轴带动主动齿轮旋转，使机油依次进入机油泵的进油口、低压油腔、高压油腔、机油泵的出油口。

但是，上述结构的机油泵在实际应用中存在以下缺陷：由于该机油泵无变排量的功能，故当发动机高速运转时，带动主动齿轮高速转动，从而使低压油腔吸入的机油量比较大，即机油泵的排量也比较大，但是发动机又不需要那么大的机油量，从而导致发动机润滑系统压力比较大，这样就需要在泵盖上加装一限压阀系统，把多余的机油通过该限压阀排出，以降低发动机润滑系统的压力，在这个过程中，多余的机油造成发动机做大量的无用功，导致发动机功耗较大，从而使发动机的油耗增大，不能满足节能减排的要求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种能够根据发动机转速和压力的变化来改变机油排量的可变排量机油泵。

为实现上述目的，本发明提供一种可变排量机油泵，包括泵盖和泵体，所述泵体内设有内腔、低压油腔、及高压油腔，所述内腔中设有相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述泵盖与从动齿轮之间设有一压力控制油腔，所述泵盖中设有一压力控制阀，该压力控制阀包括一可移动的压力控制阀阀芯，所述泵盖上开设有一与高压油腔相连通的压力控制阀入口、以及一与压力控制油腔相连通的连接口，所述压力控制阀阀芯控制压力控制阀入口与连接口的连通或阻断，所述从动齿轮在压力控制油腔的作用下轴向移动。

进一步地，所述泵盖内设有一容纳压力控制阀的第一腔体，所述压力控制阀阀芯包括本体和设在本体上的凸缘，所述凸缘外壁与第一腔体内壁相接触，且凸缘将第一腔体分隔成一与压力控制阀入口连通的上腔体、以及一与连接口相连通的下腔体，所述泵盖上设有一与下腔体相连通的压力控制阀出口。

优选地，所述压力控制阀阀芯与泵盖之间设有一压力控制阀弹簧。

进一步地，所述从动齿轮安装在一从动轴上，所述从动轴的两端分别固定套有一上端密封滑柱和一下端密封滑柱，所述上端密封滑柱位于从动齿轮和压力控制油腔之间，且上端密封滑柱和下端密封滑柱的外圆周面与所述内腔的内壁相接触。

优选地，所述从动齿轮与泵体之间设有一复位弹簧。

优选地，所述主动齿轮固定在一驱动轴上，该驱动轴上安装有一与泵体相连接的泵盖密封滑柱，所述主动齿轮轴向置于泵盖密封滑柱和泵体之间。

进一步地，还包括一设在泵盖中的安全阀，所述泵盖上开设有安全阀入口和安全阀出口，所述安全阀入口与高压油腔相连通，所述安全阀包括一可移动的安全阀阀芯，该安全阀阀芯控制安全阀入口与安全阀出口的连通或阻断。

优选地，所述安全阀阀芯与泵盖之间设有一安全阀弹簧。

进一步地，所述泵盖上设有一容纳安全阀的第二腔体，所述安全阀阀芯为一位于第二腔体中、且与第二腔体内壁相接触的钢球。

如上所述，本发明涉及的可变排量机油泵，具有以下有益效果：

该可变排量机油泵能根据发动机的速度和压力变化调节、改变机油泵的排量，实现了机油泵排量的可变控制，有效防止发动机因油压过大而滞后的现象，符合节能减排的要求。

附图说明

图1为本发明涉及的机油泵的后视图，其中，压力控制阀未打开。

图2为本发明中泵体的前视图。

图3为本发明中泵体与主动齿轮、从动齿轮的连接示意图。

图4为图1的A-A向剖视图。

图5为本发明涉及的机油泵的前视图。

图6为图5的B-B向剖视图。

图7为图5的C-C向剖视图。

图8为本发明涉及的机油泵的后视图，其中，压力控制阀、安全阀均为打开状态。

图9为图8的D-D向剖视图。

图10为图8的前视图。

图11为图10的E-E向剖视图。

图12为图10的F-F向剖视图。

图13为图6的G圈放大图

图14为图11的H圈放大图。

元件标号说明

1       泵盖                101     第一腔体

102     上腔体              103     下腔体

104     第二腔体            2       泵体

21      内腔                22      低压油腔

23      高压油腔            3       主动齿轮

4       从动齿轮            5       压力控制油腔

51      连接口              6       压力控制阀

61      压力控制阀阀芯      611     本体

612     凸缘                62      压力控制阀入口

63      压力控制阀出口      64      压力控制阀弹簧

65      压力控制阀堵盖      7       从动轴

8       上端密封滑柱        9       下端密封滑柱

10      复位弹簧            11      驱动轴

12      泵盖密封滑柱        13      安全阀

131     安全阀入口          132     安全阀出口

133     安全阀阀芯          134     安全阀弹簧

135     安全阀堵盖          14      螺栓

15      弹簧座

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明提供一种用于汽车发动机的可变排量机油泵，见图1至图4，该可变排量机油泵包括相互连接的泵盖1和泵体2，优选地，所述泵盖1和泵体2通过螺栓14相连接，见图5；所述泵体2内设有内腔21、低压油腔22、及高压油腔23，所述内腔21中设有相互啮合的主动齿轮3和从动齿轮4，所述泵盖1与从动齿轮4之间设有一压力控制油腔5，见图5和图6、以及图8和图9，所述泵盖1中设有一压力控制阀6，该压力控制阀6包括一可移动的压力控制阀阀芯61，所述泵盖1上开设有一与高压油腔23相连通的压力控制阀入口62、以及一与压力控制油腔5相连通的连接口51，所述压力控制阀阀芯61控制压力控制阀入口62与连接口51的连通或阻断，见图13和图14，即通过压力控制阀阀芯61的移动控制高压油腔23和压力控制油腔5的流通和关闭，所述从动齿轮4在压力控制油腔5的作用下轴向移动。

所述主动齿轮3被发动机带动旋转，机油依次通过机油泵的进油口、低压油腔22、高压油腔23、机油泵的出油口后进入到发动机的主油道。具体讲，主动齿轮3旋转并与从动齿轮4相啮合，故位于齿轮脱开侧的低压油腔22的容积在轮齿脱离啮合的方向上增大，使低压油腔22内产生一定的真空度，将机油吸入；齿轮啮合侧的空间的体积由大变小，从而将主动齿轮3和从动齿轮4啮合齿之间的机油挤入高压油腔23中，最终经过出油口送入至发动机的油道中。发动机高速转动时，低压油腔22内的流量增大，使高压油腔23内的油压也增大，当高压油腔23内的油压大于预定值后，所述压力控制阀阀芯61在该油压的作用下移动，从而使压力控制阀入口62和连接口51相连通，则高压油腔23中的压力油依次经过压力控制阀入口62、连接口51后进入压力控制油腔5中，进而使从动齿轮4在压力控制油腔5内压力油的作用下发生轴向移动，使主动齿轮3与从动齿轮4的啮合长度变短，如图9所示，从而减少进入低压油腔22中的机油量，最终减少机油泵的出油口处的流量。所以，该可变排量机油泵能根据发动机的速度和压力变化调节、改变机油泵中主动齿轮3和从动齿轮4的啮合长度，最终改变排量，实现了机油排量的可变控制，有效防止发动机因油压过大而滞后的现象，符合节能减排的要求。且本实施例中，主动齿轮3与从动齿轮4的啮合长度与机油泵的排量成正比。

进一步地，见图4和图13、以及图11和图14，所述泵盖1内设有一容纳压力控制阀6的第一腔体101，所述压力控制阀阀芯61包括本体611和设在本体611上的凸缘612，所述凸缘612外壁与第一腔体101内壁相接触，且凸缘612将第一腔体101分隔成一与压力控制阀入口62连通的上腔体102、以及一与连接口51相连通的下腔体103，所述上腔体102和下腔体103不连通，所述泵盖1上设有一与下腔体103相连通的压力控制阀出口63，该压力控制阀出口63与油底壳相连通。优选地，所述压力控制阀阀芯61与泵盖1之间设有一压力控制阀弹簧64，该压力控制阀弹簧64位于下腔体103中，该压力控制阀弹簧64用于设定高压油腔23中油压的上限值、以及让压力控制阀阀芯61复位，且该压力控制阀弹簧64沿压力控制阀阀芯61的移动方向设置在下腔体103中。所述上腔体102中还设有一压力控制阀堵盖65，当压力控制阀6未打开时，所述压力控制阀阀芯61的端部与压力控制阀堵盖65相抵靠。

进一步地，见图4和图9，所述从动齿轮4安装在一从动轴7上，所述从动轴7的两端分别固定套有一上端密封滑柱8和一下端密封滑柱9，所述上端密封滑柱8位于从动齿轮4和压力控制油腔5之间，且上端密封滑柱8和下端密封滑柱9的外圆周面与所述内腔21的内壁相接触，以保证机油泵内部结构的密封性，防止漏油，且能保证机油泵的稳定运行。优选地，所述从动齿轮4与泵体2之间设有一复位弹簧10，用于将从动齿轮4复位。另外，所述下端密封滑柱9的端部固定设有一弹簧座15，所述复位弹簧10沿从动齿轮4的轴向设在弹簧座15与泵体2之间。所述从动齿轮4、上端密封滑柱8、下端密封滑柱9、弹簧座15、以及从动轴7构成一可上下移动的从动组件，且本实施例中，所述弹簧座15与下端密封滑柱9为一体结构。

优选地，见图4，所述主动齿轮3固定在一驱动轴11上，该驱动轴11与发动机的链轮相连接，该驱动轴11上安装有一与泵体2相连接的泵盖密封滑柱12，所述主动齿轮3轴向置于泵盖密封滑柱12和泵体2之间，即泵盖密封滑柱12和泵体2将主动齿轮3轴向固定在一可允许的微小轴向移动范围内。本实施例中，主动齿轮3轴向移动的范围为0.03～0.08mm。

具体讲，本发明涉及的可变排量机油泵有两种状态：初始状态和压力控制阀6工作状态。在初始状态下，见图4、图6，依次经机油泵的进油口、低压油腔22、高压油腔23、机油泵的出油口后排出的机油满足发动机要求的流量，此时：系统油压处于一个相对平衡的状态，高压油腔23内的油压小于或等于压力控制阀弹簧64的预紧力，主动齿轮3和从动齿轮4的啮合长度最大，所述压力控制阀6未动作，压力控制阀阀芯61外周的凸缘612将压力控制阀入口62和连接口51阻断，所述压力控制油腔5中没有压力油，下腔体103与连接口51连通。

当发动机转速逐渐变大时，主动齿轮3的转速也逐渐变大，从而导致高压油腔23内的油压不断增大，当油压大于压力控制阀弹簧64的预紧力后，压力控制阀6被打开，即高压油腔23内的压力油克服压力控制阀弹簧64的预紧力，使压力控制阀阀芯61移动并压缩压力控制阀弹簧64，见图9和图11，所述压力控制阀阀芯61移动到压力设定的位置后停止，此时：压力控制阀入口62和连接口51相通，连接口51与下腔体103之间被凸缘612隔断。高压油腔23中的压力油依次通过压力控制阀入口62、上腔体102、连接口51后进入压力控制油腔5中；当压力控制油腔5内的压力达到设定的油压后，即此时的油压大于复位弹簧10的预紧力，则推动上端密封滑柱8、从动齿轮4、下端密封滑柱9、弹簧座15、以及从动轴7一起向下移动，且压缩复位弹簧10。在从动齿轮4下移的过程中，主动齿轮3和从动齿轮4的啮合长度不断变短，从而减少进入低压油腔22中的机油量，最终减少从机油泵的出油口处的流量，实现了机油泵的变排量功能。直到由高压油腔23排出的油量满足发动机流量的要求后，上端密封滑柱8、从动齿轮4、下端密封滑柱9、弹簧座15、以及从动轴7停止下移并保持在该位置，系统油压又处于一个相对平衡的状态。

当发动机转速逐渐变慢时，高压油腔23内的油压逐渐减小，当油压小于压力控制阀弹簧64的预紧力后，则压力控制阀阀芯61在压力控制阀弹簧64的作用下复位，隔断高压油腔23和压力控制油腔5，此时，下腔体103与连接口51又为连通状态，从而使压力控制油腔5通过压力控制阀出口63与油底壳相连通；压力控制油腔5内的压力逐渐变小，在复位弹簧10的作用下，所述上端密封滑柱8、从动齿轮4、下端密封滑柱9、弹簧座15、以及从动轴7一起向上移动，回复至初始状态，而压力控制油腔5内的油压经连接口51、下腔体103、压力控制阀出口63后排入到油底壳中；在从动齿轮4复位的过程中，主动齿轮3与从动齿轮4的啮合长度不断变长，从而增大机油泵的排量。

综上所述，该机油泵具有变排量功能，能根据发动机转速自动调节主动齿轮3和从动齿轮4的啮合长度，从而控制机油泵的排量，在循环变化的过程中，满足了发动机在不同转速下对油压的要求，减少发动机做的无用功主要为液压功率和机械功率，降低了发动机的油耗，其节能减排效果显著。

进一步地，见图5和图7、以及图10，还包括一设在泵盖1中的安全阀13，所述泵盖1上开设有安全阀入口131和安全阀出口132，所述安全阀入口131与高压油腔23相连通，安全阀出口132与油底壳相连通，所述安全阀13包括一可移动的安全阀阀芯133，该安全阀阀芯133控制安全阀入口131与安全阀出口132的连通或阻断，即该安全阀13用于实现高压油腔23与油底壳的连通和关闭。当机油泵内的机油压力达到设定的安全值时，所述安全阀阀芯133向下移动，见图12，从而将高压油腔23内的机油排到油底壳中，实现快速泄压。

优选地，见图7和图12，所述安全阀阀芯133与泵盖1之间设有一安全阀弹簧134。所述泵盖1上设有一容纳安全阀13的第二腔体104，所述安全阀阀芯133为一位于第二腔体104中、且与第二腔体104内壁相接触的钢球，将安全阀阀芯133设置为一球状，从而便于安全阀阀芯133的快速、稳定移动，实现快速泄压，提高安全等级。另外，所述安全阀弹簧134沿安全阀阀芯133的移动方向设置在第二腔体104中。所述第二腔体104中还设有一安全阀堵盖135，所述安全阀弹簧134设在安全阀阀芯133与安全阀堵盖135之间。

本发明提供的用于汽车发动机的叶片式外啮合齿轮结构的可变排量机油泵，其能够根据发动机的变速以及压力的变化来控制主动齿轮3和从动齿轮4的啮合长度的变化，从而改变机油泵的排量，减少了发动机无用功的输出，提高机油泵的工作效率，极大减少了发动机的油耗，使发动机的节能减排效果有明显的提高。同时，用于控制机油泵排量变化的机械结构紧凑、简单，根据发动机的速度和压力变化能立即反馈给油压控制系统，控制效果明显，有效防止了发动机油压控制滞后现象；且该机械结构容易实现量产，减少了机油泵总成的重量，满足了发动机轻量化的要求。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种可变排量机油泵，包括泵盖（1）和泵体（2），所述泵体（2）内设有内腔（21）、低压油腔（22）、及高压油腔（23），所述内腔（21）中设有相互啮合的主动齿轮（3）和从动齿轮（4），其特征在于：所述泵盖（1）与从动齿轮（4）之间设有一压力控制油腔（5），所述泵盖（1）中设有一压力控制阀（6），该压力控制阀（6）包括一可移动的压力控制阀阀芯（61），所述泵盖（1）上开设有一与高压油腔（23）相连通的压力控制阀入口（62）、以及一与压力控制油腔（5）相连通的连接口（51），所述压力控制阀阀芯（61）控制压力控制阀入口（62）与连接口（51）的连通或阻断，所述从动齿轮（4）在压力控制油腔（5）的作用下轴向移动。

2.根据权利要求1所述的可变排量机油泵，其特征在于：所述泵盖（1）内设有一容纳压力控制阀（6）的第一腔体（101），所述压力控制阀阀芯（61）包括本体（611）和设在本体（611）上的凸缘（612），所述凸缘（612）外壁与第一腔体（101）内壁相接触，且凸缘（612）将第一腔体（101）分隔成一与压力控制阀入口（62）连通的上腔体（102）、以及一与连接口（51）相连通的下腔体（103），所述泵盖（1）上设有一与下腔体（103）相连通的压力控制阀出口（63）。

3.根据权利要求1所述的可变排量机油泵，其特征在于：所述压力控制阀阀芯（61）与泵盖（1）之间设有一压力控制阀弹簧（64）。

4.根据权利要求1所述的可变排量机油泵，其特征在于：所述从动齿轮（4）安装在一从动轴（7）上，所述从动轴（7）的两端分别固定套有一上端密封滑柱（8）和一下端密封滑柱（9），所述上端密封滑柱（8）位于从动齿轮（4）和压力控制油腔（5）之间，且上端密封滑柱（8）和下端密封滑柱（9）的外圆周面与所述内腔（21）的内壁相接触。

5.根据权利要求1所述的可变排量机油泵，其特征在于：所述从动齿轮（4）与泵体（2）之间设有一复位弹簧（10）。

6.根据权利要求1所述的可变排量机油泵，其特征在于：所述主动齿轮（3）固定在一驱动轴（11）上，该驱动轴（11）上安装有一与泵体（2）相连接的泵盖密封滑柱（12），所述主动齿轮（3）轴向置于泵盖密封滑柱（12）和泵体（2）之间。

7.根据权利要求1所述的可变排量机油泵，其特征在于：还包括一设在泵盖（1）中的安全阀（13），所述泵盖（1）上开设有安全阀入口（131）和安全阀出口（132），所述安全阀入口（131）与高压油腔（23）相连通，所述安全阀（13）包括一可移动的安全阀阀芯（133），该安全阀阀芯（133）控制安全阀入口（131）与安全阀出口（132）的连通或阻断。

8.根据权利要求7所述的可变排量机油泵，其特征在于：所述安全阀阀芯（133）与泵盖（1）之间设有一安全阀弹簧（134）。

9.根据权利要求7所述的可变排量机油泵，其特征在于：所述泵盖（1）上设有一容纳安全阀（13）的第二腔体（104），所述安全阀阀芯（133）为一位于第二腔体（104）中、且与第二腔体（104）内壁相接触的钢球。

Images