CN104295489B - 一种可变排量叶片泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可变排量叶片泵，属于液压传动技术领域。该可变排量叶片泵中，任意相邻的两片所述叶片在所述转子的圆周上的夹角被设置为互不相同，以避免在同一转速条件下使每个所述泵送腔室泵送工作液体所形成的油压脉冲在某一固定频率上叠加。该可变排量叶片泵噪音低。

Description

一种可变排量叶片泵
技术领域
本发明属于液压传动技术领域，涉及一种静音的可变排量叶片泵。
背景技术
众所周知，现代车用发动机几乎都采用机械传动的油泵来提供润滑和液压驱动。为减少发动机驱动油泵的这一部分能量，可变排量油泵成为一种趋势。其中，变排量油泵中最为广泛应用的就是可变排量叶片泵。
可变排量叶片泵是指排量可以调节的油泵，其是相对排量固定的简单叶片泵改进而来。可变排量叶片泵的技术是公知的，其具体技术可以参考中国专利申请号为200810181673.6、名称为“可变排量叶片泵”的专利。
但是，可变排量叶片泵通常在工作时存在噪声问题，已知的可变排量叶片泵中，相对效率最佳的工作区间与相对噪音效果最佳的工作区间的重叠区比较窄（这里的泵的工作区间主要是指在一定的转速和机油含气量下，泵的上下止点密封角的设置），因此，可变排量叶片泵很难满足工况变化剧烈的诸如发动机的低噪音要求。
有鉴于此，有必要提出一种新型的可变排量叶片泵。
发明内容
本发明的目的在于降低可变排量叶片泵的噪音。
为实现以上目的或者其他目的，本发明提供一种可变排量叶片泵，其包括：
泵体（1），
置于所述泵体（1）中的偏心环（2），以及
设置在所述偏心环（2）中间的、可轴向转动的转子（5）；所述转子（5）的外圆周上径向地设置有多个叶片（6），任意相邻的两片所述叶片（6）在所述转子（5）与所述偏心环（2）之间所限定空间形成一泵送腔室；
其中，任意相邻的两片所述叶片（6）在所述转子（5）的圆周上的夹角被设置为互不相同，以避免在同一转速条件下使每个所述泵送腔室泵送工作液体所形成的油压脉冲在某一固定频率上叠加。
按照本发明一实施例的可变排量叶片泵，其中，所述可变排量叶片泵还包括泵盖（7），所述泵体（1）和泵盖（7）中设置进油腔（9）和出油腔（8），所述进油腔（9）和出油腔（8）所对应的下止点密封角比所述夹角中的最小夹角大5°到20°。
按照本发明又一实施例的可变排量叶片泵，其中，所述进油腔（9）和出油腔（8）所对应的上止点密封角介于所述夹角中的最小夹角和最大夹角之间。
可选地，所述最小夹角为40°，所述最大夹角为50°；下止点密封角可以为60°。
具体地，所述偏心环（2）对应设置调节弹簧（4）和转动销（3），所述偏心环（2）通过所述转动销（3）和调节弹簧（4）安装于所述泵体（1）中。
优选地，所述可变排量叶片泵应用于增压汽油发动机。
本发明的可变排量叶片泵在工作时噪音低，易于低成本地实现。
附图说明
从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。
图1是按照本发明一实施例的可变排量叶片泵在轴向的爆炸示意图。
图2是图1所示实施例的可变排量叶片泵的泵体中的上止点密封角和下止点密封角的示意。
图3是图2所示实施例的可变排量叶片泵的转子的叶片夹角设置示意图。
具体实施方式
下面介绍的是本发明的多个可能实施例中的一些，旨在提供对本发明的基本了解，并不旨在确认本发明的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明的实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的其他实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
图1所示为按照本发明一实施例的可变排量叶片泵在轴向的爆炸示意图，图2所示为图1所示实施例的可变排量叶片泵的泵体中的上止点密封角和下止点密封角的示意，图3所示为图2所示实施例的可变排量叶片泵的转子的叶片夹角设置示意图。为方便理解说明，其中，转子的转动轴（图中未示出）的轴向定义为x方向，泵体的底座平面上的垂直于x方向的定义为y方向，垂直于泵体的底座平面的方向定义为z方向。
如图1所示，在该实施例中，可变排量叶片泵包括泵体1和泵盖7，泵体1和泵盖7通过固定部件可以密封固定接合并形成相应的内部空间。可变排量叶片泵所包括的偏心环2和转子5即定位在该内部空间中，从而主要地形成可变排量叶片泵的内部结构。
结合图1和图2所示，泵体1在x方向内凹形成空腔，偏心环2定位在该空腔中，空腔的在x方向的底面上开有凹槽部分地用来形成如图2所示的进油腔9和出油腔8，泵盖7上对应的设有凹槽（图中未示出）用来部分地形成进油腔9和出油腔8，在该实施例中，泵盖7和泵体1对准密封形成进油腔9和出油腔8，进油腔9和出油腔8之间的泵盖7和泵体1的接合面即为密封面10。
转子5定位在偏心环2所包围的环形空间中，并且可以以x轴为轴线转动，转子5的外圆周上径向地设置有多个叶片6。从而在工作时，任意相邻的两片叶片6在转子5与所述偏心环2之间限定空间形成一泵送腔室；在该实施例中，叶片6是设置在转子5的径向的狭缝中，并且其一端相对偏心环2的内圆周表面可以随时密封接合，这样，两相邻的叶片6、偏心环2的内圆周表面、转子5的外圆周表面之间包围的空间形成泵送腔室。泵送腔室可以容纳诸如机油的工作液体，从而将从可变排量叶片泵的入口进入的液体泵送至可变排量叶片泵的出口。
偏心环2上设置有调节弹簧4和转动销3，偏心环2通过转动销3和调节弹簧4安装定位于泵体1的空腔中；转动销3设置在偏心环2的外圆周上，调节弹簧4的一端作用在偏心环2上，另一端作用在泵体1上，从而，偏心环2可以克服偏心环调节弹簧4的力，绕安装在泵体1上的转动销3转动，进而改变偏心环2的中间孔的中心与转子5的中心的偏心量，进而改变可变排量叶片泵的排量，控制发动机的工作压力。当然，排量的可变方式，并不限于本发明的实施例。
在图2中示出了上止点密封角和下止点密封角，如图2所示，转子的转动方向为如图2所示的逆时针方向，在本文中，把在沿转子转动方向上从进油腔9到出油腔8之间的密封面区域的两端与转子圆心的夹角称之为下止点密封角，把在沿转子转动方向上从出油腔8到进油腔9之间的密封面区域的两端与转子圆心的夹角称之为上止点密封角。
如图3所示，转子5上的叶片6的数量可以但不限于为8片，相邻两叶片6在转子5的圆周上的夹角（即叶片夹角）如图3所示。在本发明中，为降低可变排量叶片泵的噪音，设置任意相邻的两片叶片6在转子5的圆周上的夹角相互不相同，也即每个泵送腔室所对应的两片叶片6在转子5的圆周上的夹角是互不相同。这是由于泵送腔室在转子转动时可以将其中所包围的油液从进油腔9搬运至出油腔8，如果在同一转速条件下，使每个泵送腔室泵送工作液体所形成的油压脉冲的宽度或频率将会是互不同的，这样就避免了不同油压脉冲在某一固定频率上能量叠加，有效降低了该频率上的噪音，改善了噪声品质。这也可以理解为，通过设置不同的叶片夹角，可以分散周期性的油压脉冲的激励力，减小单一频率能量在整个背景噪声能量中的比重，有效减轻人对啸叫噪声的感知。
在该实施例中，相邻的叶片6之间存在不同的夹角，这样，多个夹角中存在最小夹角和最大夹角，例如，最小夹角可以为40°，最大夹角可以为50°。为降低可变排量叶片泵的噪音，可以设置进油腔9和出油腔8所对应的下止点密封角比最小夹角大5°到20°，例如，下止点密封角设置为60°，这样，当较大的下止点密封角的密封宽度对应相对较小的叶片夹角时，就有足够的空间和时间来完成空气在油液中的稳定，防止气泡瞬间破裂和生成形成的噪声，这样从而可以有效抑制由于油液等工作液体含气量大而带来的气蚀噪声（尤其是变工况下的气蚀噪声）；或者/并且可以设置进油腔9和出油腔8所对应的上止点密封角介于最小夹角和最大夹角之间，例如，上止点密封角设置为45°；，有效防止内漏或过压导致的效率降低和噪声。这是因为，上下止点密封角度的合理设置并配合叶片在转子上的不均匀分布，在不同的转速和机油含气量下总有部分泵送腔室可以有效抑制气蚀噪声，同时能量的分散可以减小啸叫噪声。
综上，在本发明中，可以通过对可变排量叶片泵的内部结构的细微改变，即可大大降低可变排量叶片泵在工作时的噪音，易于低成本地实现低噪音的可变排量叶片泵。
以上实施例的可变排量叶片泵可以但不限于应用于各种内燃机，优选地，其应用于工作转速范围广、工况变化剧烈的增压汽油发动机，尤其是紧凑型的增压汽油发动机。
以上例子主要说明了本发明的可变排列叶片泵。尽管只对其中一些本发明的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本发明可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本发明精神及范围的情况下，本发明可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (4)

1.一种可变排量叶片泵，其包括：
泵体（1），
置于所述泵体（1）中的偏心环（2），以及
设置在所述偏心环（2）中间的、可轴向转动的转子（5）；所述转子（5）的外圆周上径向地设置有多个叶片（6），任意相邻的两片所述叶片（6）在所述转子（5）与所述偏心环（2）之间所限定空间形成一泵送腔室；
其特征在于，任意相邻的两片所述叶片（6）在所述转子（5）的圆周上的夹角被设置为互不相同，以避免在同一转速条件下使每个所述泵送腔室泵送工作液体所形成的油压脉冲在某一固定频率上叠加；
其中，所述可变排量叶片泵还包括泵盖（7），所述泵体（1）和泵盖（7）中设置进油腔（9）和出油腔（8），所述进油腔（9）和出油腔（8）所对应的下止点密封角比所述夹角中的最小夹角大5°到20°；所述进油腔（9）和出油腔（8）所对应的上止点密封角介于所述夹角中的最小夹角和最大夹角之间。
2.如权利要求1所述的可变排量叶片泵，其特征在于，所述最小夹角为40°，所述最大夹角为50°。
3.如权利要求1所述的可变排量叶片泵，其特征在于，所述偏心环（2）对应设置调节弹簧（4）和转动销（3），所述偏心环（2）通过所述转动销（3）和调节弹簧（4）安装于所述泵体（1）中。
4.如权利要求1所述的可变排量叶片泵，其特征在于，所述可变排量叶片泵应用于增压汽油发动机。
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