CN104314637B - 内燃机的机油泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内燃机的机油泵，包括：转子组件；叶片组件，其与转子组件连接；和定子组件，包括定子和滑块，所述定子套接在滑块内；当叶片组件与转子组件同步转动时，所述定子和滑块可相对转动。该内燃机的机油泵能根据实际工况来改善运转状况从而减少能耗和改善摩擦状况。

Description

内燃机的机油泵

技术领域

本发明涉及内燃机润滑系统技术领域，具体涉及一种内燃机的机油泵。

背景技术

随着对燃油经济性的日渐重视以及发动机新技术的应用，对用于内燃机的润滑系统提出了越来越高的要求。例如，现有技术中通过变排量的方式来降低发动机的燃油消耗、改善润滑性能已经成为一种普遍的技术趋势。而变排量的叶片泵因其变排量的方式简单可靠、总效率高而被广泛的应用于内燃机的润滑，从而出现了用于内燃机的可变排量叶片式机油泵。现有技术的叶片式机油泵主要包括泵体、泵盖、定子、转子和控制机构，其结构和原理与现有叶片泵类似。但由于该用于内燃机的机油泵并未在结构上改进，其运转模式与普通的叶片泵基本没有差异，导致不能根据实际工况来改变运转模式，从而使得其能耗和摩擦得不到改善。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种内燃机的机油泵，其能根据实际工况来改善运转状况从而减少能耗和改善摩擦状况。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的内燃机的机油泵，包括：

转子组件；

叶片组件，其与转子组件连接；和

定子组件，包括定子和滑块，所述定子套接在滑块内；当叶片组件与转子组件同步转动时，所述定子和滑块可相对转动。

与现有技术相比，本发明的内燃机的机油泵具有以下有益效果。由于叶片组件与转子组件基本是同步转动，定子和滑块可相对转动，这样定子的运转模式可分为定子不转动、定子与叶片同速转动而定子相对滑块转动以及第三种是定子与叶片差速转动。因此，根据实工况来选择其中一种运转模式，例如，在内部扭矩和外部扭矩相差不多的情况下，定子与叶片差速运转。由于在这种情况下，定子可以运动，因此会减少定子的表面以及叶片的磨损，从而保证了泵的性能和可靠性。另外，定子转动，会减少定子与叶片之间以及定子与滑块之间的摩擦。由于叶片是通过发动机等来驱动的，因此改善摩擦状况的同时也减少了能耗。

在一个实施例中，所述定子为圆环结构，所述滑块与定子同心且间隙配合。现有技术中的定子承载了本发明中的定子和滑块两者的功能，为不规则形状，对其进行特殊工艺处理或者采用特定材质加工时，增加了加工的难度，也极大地增加了成本。本发明中的定子为相对比较规则的圆环结构，因此，方便对定子表面进行特殊的工艺处理和/或采用特殊的材质进行制作。例如采用钢件来制作定子，或者采用淬火等工艺来提高定子的表面质量。因此，本发明的定子既能达到更好的效果，例如耐磨性更好，更不容易损坏等。同时又能降低加工难度，极大地降低加工成本。

在一个优选的实施例中，所述滑块和定子采用不同的材料和表面处理工艺，所述滑块和定子可相对高速转动。根据滑块和定子的用途和工作需要来对滑块和定子进行处理，有利于降低成本，同时又能提高滑块和定子的使用寿命。

在一个实施例中，所述叶片组件包括两端的定位环和若干叶片，所述叶片径向连接在两个定位环的外周面上且向定子组件的方向延伸。通过两定位环来连接和固定叶片，可减少整个叶片组件的重量。

在一个实施例中，所述转子组件包括驱动轴和转子，所述转子上均布有容纳叶片的凹槽或间隙；优选地，所述转子组件由电机或曲轴直接驱动。当然，转子组件也可以被间接驱动。

在一个实施例中，所述机油泵的泵体内还包括设在滑块外的矩形密封条，所述矩形密封条与滑块的旋转定位弧面形成封闭的变量反馈腔。由于定子的偏心会发生变化，通过矩形密封条能形成更好的密封。

在一个实施例中，当变量反馈腔的压力达到调定压力时，滑块克服连接在其上的变量弹性件的弹性力从而带动定子转动或移动从而改变排量。该特征不仅适用于单腔反馈，而且对变量反馈腔中的流体介质没有限制，既可以是油液，也可以是水或其它流体。

在一个实施例中，在内部扭矩小、外部扭矩大的情况下，定子不转动。外部扭矩明显大于内部扭矩时，内部扭矩不足以克服外部扭矩的作用，定子不转动。这种情况与普通的叶片泵基本相同。

在一个实施例中，在内部扭矩大于外部扭矩从而能够提供驱动力的情况下，定子与叶片同速转动，定子相对滑块高速转动。这种情况是内部扭矩明显大于外部扭矩，在克服外部扭矩的基础上还能够提供驱动力来驱动定子转动。此时定子和叶片之间由于作用力和反作用力的作用下而同速转动。受到的阻力和摩擦力主要存在与定子的外表面与滑块之间。由于叶片一直牢固顶在定子的内表面上，不容易出现磨损和泄漏，因此，该机油泵能可靠地进行工作。

在一个实施例中，在内部扭矩与外部扭矩的大小相当的情况下，定子、转子和叶片差速转动。这种情况是内部扭矩与外部扭矩相差不多或基本相等的情况。这种情况介于定子不转动和定子与叶片同速转动这两种情况之间。能耗较少，同时摩擦也不大，因此是一种比较理想的运转状态。另外，由于叶片与定子之间的作用力和摩擦力均比较小，又处于相互接触的状态，使得工作时的可靠性较高。

附图说明

图1所示是本发明的内燃机的机油泵未安装泵盖时的结构示意图。

图2所示是图1中的部分零部件的拆分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示为本发明的内燃机的机油泵一种具体实施例。其中图1示出的是该内燃机的机油泵在未安装泵盖时的内部结构示意简图。该内燃机的机油泵主要包括泵体1、转子组件2、叶片组件3、定子组件4以及泵盖(未示出)。其中，主动轴转子组件2、叶片组件3和定子组件4均设在泵体1的腔体内。泵体1和泵盖密封后通过紧固件连接。转子组件2由电机或曲轴直接驱动。

由于现有技术中的定子需要兼具滑块的功能，因此其结构比较复杂，复杂的定子结构使得要提高定子表面质量需要特别的处理方式，例如蒸汽处理。但即便如此，现有技术中的定子的表面质量的提升受到限制，例如蒸汽处理得到的处理层很薄，在工作时容易被快速磨损从而影响机油泵的性能。另外，叶片出现卡滞时，由于定子的外部结构复杂，会导致摩擦阻力很大，从而损坏定子表面，导致机油泵失效。而在本发明的实施例中，定子组件4主要包括圆环状的定子6和不规则形状的滑块9。定子6套接在滑块9内。定子6与滑块9为间隙配合。这种结构相当于将现有技术中的兼具滑块的功能特征的定子分成了定子6和滑块9两部分。因此，当叶片组件3与转子组件2同步转动时，定子6和滑块9可相对转动。优选地，对滑块9和定子6采用不同的材料和表面处理工艺，即能提高滑块9和定子6的性能，又能尽可能地降低成本。

在一个实施例中，转子组件2主要包括主动轴13和转子7。其中主动轴13和转子7可以做成一体，也可以做成两部分然后进行装配。主动轴13与电机的输出轴或曲轴直接连接从而构成电机或曲轴直接驱动转子组件2。优选地，转子7的外表面设有若干凹槽或间隙7.1。

在一个实施例中，叶片组件3主要包括两端的定位环8和若干叶片10。叶片10径向连接在两个定位环8的外周面上。在轴向方向上，叶片10的两端稍凸出两端的定位环8。在径向方向上，叶片10向定子6的方向延伸。装配时，若干个叶片10分别配合在在运动时，叶片10径向抵接在定子6的内表面。

在一个实施例中，本发明的内燃机的机油泵的泵体1内还包括设在滑块9外的矩形密封条11。矩形密封条11与橡胶棒12一起使用。矩形密封条11与滑块9的旋转定位弧面形成封闭的变量反馈腔14。优选地，当变量反馈腔14的压力达到调定压力时，滑块9克服作用在该滑块9的外表面的变量弹簧5的弹性力从而带动定子6转动或移动，定子6转动或移动时改变偏心状况从而改变排量。这种结构有利于降低功率消耗，降低能耗，提高变量反馈腔14内的流体介质的功率使用率。

在本发明的实施例中，一般情况下滑块9不动作，仅当变量反馈腔14的压力达到调定压力时，滑块9才克服变量弹簧5的弹性力作用而使定子6的偏心发生变化。

本发明的内燃机的机油泵装配完成后，若干个叶片10分别对应卡接在转子7的凹槽或间隙7.1上，叶片10位于定子6内，定子6位于滑块9内。因此，工作时，定子6的内表面受到叶片10的作用，产生一个内部扭矩。定子6的外表面受到滑块9的作用，产生一个外部扭矩。内部扭矩和外部扭矩分别作用在定子6上，会使定子6产生三种运转状态。容易理解地，在下面三种运转状态中均会出现：当变量反馈腔14的压力达到调定压力时，滑块9克服变量弹簧5的弹性力作用而使定子6的偏心发生变化。

第一种运转状态是：在内部扭矩小、外部扭矩大的情况下，内部扭矩不足以克服外部扭矩，由于受到外部扭矩的作用，定子6不发生转动。这种情况下的机油泵跟一般的叶片泵没有差异。

第二种运转状态是：在内部扭矩大于外部扭矩从而能够提供足够的驱动力的情况下，此时在内部扭矩的驱动下，叶片10抵接在定子6的内表面，使得定子6与叶片10以及转子7同速转动，此时的运转速度相对较快，定子6相对滑块9是高速转动。主要的摩擦和相对运动存在于定子6与滑块9之间，这与现有转子泵的原理类似。

第三种运转状态是：在内部扭矩与外部扭矩的大小相当的情况下，这种状态是位于第一种和第二种运转状态之间。定子6会转动，但没有足够的驱动力，仅转子7和叶片10同速转动，而定子6与转子7以及叶片10之间形成了差速转动。定子6以低于叶片10的转速进行运转。这第三种运转状态是比较典型的运转状态，在能耗和运转可靠性之间达到了一种比较好的平衡。即既能降低能耗，同时该机油泵的可靠性又比较好。

在本发明的实施例中，由于定子6与滑块10之间的间隙配合，以及可旋转的定子6，能够有效克服曲轴传动时曲轴或转子组件振动传递的叶片振动对定子表面的破坏性影响，显著改善可变排量叶片式机油泵的可靠性，特别是曲轴直接驱动式机油泵。

因此，本发明通过将一体连接的定子6和滑块9分开进行生产和加工后，能够实现三种运转状态，而且这三种运转状态可根据实际运转时作用在定子6的内外两个表面的内部扭矩以及外部扭矩之间的关系来进行切换，从而在降低能耗、减少摩擦和达到较好的可靠性之间达到一个比较好的平衡。这也进一步能提高该内燃机的机油泵的性能，延长该内燃机的机油泵的使用寿命。

虽然已经结合具体实施例对本发明进行了描述，然而可以理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进或替换。尤其是，只要不存在结构上的冲突，各实施例中的特征均可相互结合起来，所形成的组合式特征仍属于本发明的范围内。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (5)

1.一种内燃机的机油泵，包括：

转子组件；

叶片组件，其与转子组件连接；所述叶片组件包括两端的定位环(8)和若干叶片(10)；

和定子组件，包括定子和滑块，所述定子套接在滑块内；所述定子为圆环结构，所述滑块与定子同心且间隙配合；当叶片组件与转子组件同步转动时，所述定子和滑块可相对转动；

所述机油泵的泵体内还包括设在滑块(9)外的矩形密封条(11)，矩形密封条与橡胶棒(12)一起使用，所述矩形密封条与滑块的旋转定位弧面形成封闭的变量反馈腔(14)；当变量反馈腔的压力达到调定压力时，滑块克服作用在该滑块的外表面的变量弹簧(5)的弹性力从而带动定子(6)转动或移动，定子转动或移动时改变偏心状况从而改变排量；

机油泵工作时，定子(6)的内表面受到叶片(10)的作用，产生一个内部扭矩；定子(6)的外表面受到滑块(9)的作用，产生一个外部扭矩；内部扭矩和外部扭矩分别作用在定子(6)上，会使定子(6)产生三种运转状态；第一种是在内部扭矩小、外部扭矩大的情况下，定子不转动；第二种是在内部扭矩大于外部扭矩从而能够提供驱动力的情况下，定子与叶片同速转动，定子相对滑块高速转动；第三种是在内部扭矩与外部扭矩的大小相当的情况下，转子(7)和叶片(10)同速转动，而定子(6)与转子(7)以及叶片(10)之间形成了差速转动，定子(6)以低于叶片(10)的转速进行运转。

2.根据权利要求1所述的内燃机的机油泵，其特征在于，所述滑块和定子采用不同的材料和表面处理工艺。

3.根据权利要求1所述的内燃机的机油泵，其特征在于，所述叶片径向连接在两个定位环的外周面上且向定子组件的方向延伸。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的内燃机的机油泵，其特征在于，所述转子组件包括驱动轴和转子，所述转子上均布有容纳叶片的凹槽或间隙。

5.根据权利要求4所述的内燃机的机油泵，其特征在于，所述转子组件由电机或曲轴直接驱动。