CN104653996A - 两级可变排量机油泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两级可变排量机油泵，包括泵体和转子，泵体上设有入油口和出油口，转子上设有可随着转子转动而沿着转子径向移动的叶片，所述泵体内设有可相对泵体转动的调节环以及可推动调节环转动的作用腔，所述转子位于调节环的内孔中，转子与内孔偏心设置，所述的泵体上设有主油道口，泵体内设有连通出油口的出油口反馈油路，连通主油道口的主油道反馈油路，以及可根据出油口的油压切换出油口反馈油路或主油道反馈油路连通的机械阀。本发明旨在提供一种能在发动机低速和高速时分别控制机油流量同时降低成本、节约油耗、方便布置的两级可变排量机油泵。

Description

两级可变排量机油泵

技术领域

本发明涉及机油泵领域，尤其是涉及一种两级可变排量机油泵。

背景技术

随着持续上涨的燃油价格和日益严格的油耗法规，要求发动机开发中不断采用新技术，以降低发动机油耗。传统定排量机油泵以发动机热怠速是的机油需求量为设计依据，由于机油泵共有流量随转速变化几乎呈线性增加，高速时输出油量过多，需采用机油限压阀来排出多余机油，这样相当于浪费了一部分发动机功耗，因此可变排量机油泵的应用也随之产生。

目前，主要利用电磁阀的通断来控制机油泵排量，如中国专利授权公告号：CN101033745，授权公告日2007年9月12日，公开了一种可变容量叶片泵，其包括：凸轮环，其在其两侧限定第一和第二流体压力腔室；和转子，其安装在凸轮环内部，该转子在其外部限定环状腔室。配置在转子外部的叶片将环状腔室分为多个泵腔室。吸入口限定在环状腔室的每个泵腔室随着转子的转动而扩大的部分中，而排出口限定在环状腔室的每个泵腔室随着转子的转动而缩小的部分中。第一流体通路连接到第一和第二流体压力腔室中的一个。第二流体通路连接到吸入口和排出口中的一个。电磁阀控制第一和第二流体通路之间的流体连通。然而，利用电磁阀控制的可变排量机油泵因电磁阀较贵导致机油泵成本较高，且插线的布置限制了机油泵的布置。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中的上述不足，提供了一种能在发动机低速和高速时分别控制机油流量同时降低成本、节约油耗、方便布置的两级可变排量机油泵。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种两级可变排量机油泵，包括泵体和转子，泵体上设有入油口和出油口，转子上设有可随着转子转动而沿着转子径向移动的叶片，所述泵体内设有可相对泵体转动的调节环以及可推动调节环转动的作用腔，所述转子位于调节环的内孔中，转子与内孔偏心设置，所述的泵体上设有主油道口，泵体内设有连通出油口的出油口反馈油路，连通主油道口的主油道反馈油路，以及可根据出油口的油压切换出油口反馈油路或主油道反馈油路连通的机械阀。出油口油压即机油经过机油泵加压泵出后的油压，而主油道反馈油路的油压来自与发动机润滑系统主油道的油压。正常运转时，主油道油压小于出油口油压，通过机械阀切换出油口反馈油路或者主油道反馈油路与作用腔连通，使得发动机在低速运转时，通过出油口反馈油路来控制调节环的转动角度，而发动机在高速运转时，则切换至主油道反馈油路来控制调节环的转动角度。这样即兼顾了高效节油，又保证了发动机高速时足够的油量供应。相比电磁阀控制变排量机油泵，本方案的控制更加简单，成本较低，机油泵的布置也更加灵活。

作为优选，所述的机械阀包括柱塞腔以及可在柱塞腔内滑动的柱塞，所述柱塞上方设有与出油口连通且作用于柱塞的柱塞油压腔，所述柱塞下端与柱塞腔底部之间设有柱塞弹簧，所述的泵体上设有与柱塞腔连通的主油道进入孔、主油道流出孔和出油道流出孔，柱塞侧壁上设有可使主油道进入孔、主油道流出孔两者连通的柱塞主油道油腔以及可与出油道流出孔连通的柱塞出油腔，柱塞内设有连通柱塞出油腔和柱塞油压腔的通孔，泵体上设有与出油道流出孔连通的作用腔油压来源孔。柱塞出油腔和柱塞主油道油腔对应出油口反馈油路和主油道反馈油路，出油口的油压通过柱塞油压腔作用于柱塞上部，推动柱塞克服柱塞弹簧作用力，从而进行油路切换。

作为优选，所述的作用腔上设有作用腔进入孔，泵体内设有作动油路，包括依次连通的作用腔油压来源孔、作用腔进入孔和作用腔。油压经过作动油路传递到作用腔中，从而作用于调节环上。

作为优选，所述的出油口反馈油路包括依次连通的出油口、柱塞油压腔、通孔、柱塞出油腔和出油道流出孔。

作为优选，所述的主油道反馈油路包括依次连通的主油道口、主油道进入孔、柱塞主油道油腔和主油道流出孔，所述的主油道流出孔与作用腔油压来源孔连通。

作为优选，所述的调节环一侧与泵体转动连接，另一侧设有作用端，所述的作用腔设置于作用端的上方，作用端的下方与泵体之间设有回位弹簧。作用腔中的油压推动调节环克服回位弹簧作用力而转动，使得转子和调节环内孔的偏心量发生改变。

作为优选，所述作用腔的油压推动调节环转动时，所述转子相对内孔的偏心量减小。这样当作用腔中的油压增大，转子相对调节环内孔的偏心量减小，机油泵排量也相应减小，而随着发动机转速升高，转子的转速也升高，两者相互抵消，避免机油泵的流量与发动机转速之间呈现线性关系，进一步减少了发动机高速运转时油量的浪费。

作为优选，所述泵体上设有可与柱塞出油腔连通的泄油孔，所述泄油孔与入油口连通。当油压大于设定值时使其与柱塞上的油腔连接，即可把过多的机油泄回入油口，从而起到安全阀的作用。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）在发动机低速和高速时分别控制机油流量，实现两级调节；（2）在每一级中，能根据油压对调节环实在微调控制，使得出油稳定，减少油量浪费；（3）出油控制较为简单，成本较低，机油泵的布置也更加灵活。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图；

图2 是本发明图1中A-A处的剖视图。

图中，泵体1，限位凸块101，内腔1a，柱塞腔1b，出油口2，回位弹簧3，主油道进入孔4，主油道流出孔5，作用腔油压来源孔6，出油道流出孔7，入油口8，转动销9，调节环10，作用端10a，凸起10b，内孔10c，转子11，叶片11a，作用腔12，主油道口13，作用腔进入孔14，柱塞弹簧15，柱塞出油腔16，通孔16a，柱塞主油道油腔17，柱塞18，柱塞油压腔19。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所示的实施例中，一种两级可变排量机油泵，包括泵体1、转子11、调节环10和机械阀。其中，泵体1上设有入油口8、出油口2以及内腔1a，调节环10和转子11均位于内腔1a中，调节环10设有圆形的内孔10c，转子11位于内孔10c之中且相对内孔10c偏心布置，转子11上设有可随着转子11转动而沿着转子11径向移动的叶片11a。调节环10在靠近入油口8的一侧设有转动定位端，转动定位端通过转动销9与泵体1转动连接，调节环10外侧壁与转动定位端相对位置设有凸出的作用端10a，作用端10a上方的内腔侧壁和调节环10侧壁构成了作用腔12，作用端10a的下方与泵体1之间设有回位弹簧3，泵体1上设置弹簧座以定位回位弹簧3。此外，调节环10外侧壁上还设有凸起10b，泵体1上设有限位凸块101，从而与凸起10b配合，限定调节环10的最大转动角度。

如图2所示，机械阀设置在泵体1内，包括柱塞18和柱塞腔1b，其中柱塞18可在柱塞腔1b内滑动。柱塞18上方设有与出油口2连通的柱塞油压腔19，来自出油口2的油压经过柱塞油压腔19作用于柱塞18上端面。柱塞18侧壁设有环形的柱塞出油腔16和柱塞主油道油腔17，两者平行布置。其中，柱塞出油腔16位于柱塞主油道油腔17下方，柱塞出油腔16的深度大于柱塞主油道油腔17的深度，使得柱塞18内可以设置连通柱塞出油腔16和柱塞油压腔19的通孔16a。柱塞18下端与柱塞腔1b底部之间设有柱塞弹簧15，使得油压减小时柱塞18能及时回位。

如图1所示，泵体1上设有主油道进入孔4、主油道流出孔5、出油道流出孔7和作用腔油压来源孔6，其中，主油道进入孔4、主油道流出孔5和出油道流出孔7分别与柱塞腔1b贯通，主油道进入孔4、主油道流出孔5的轴线位于同一水平面，出油道流出孔7和作用腔油压来源孔6位于上述两孔的下方。出油道流出孔7和作用腔油压来源孔6的轴线也位于同一水平面，且两者相互连通。柱塞18上下滑动时，当柱塞18上的柱塞主油道油腔17与泵体1上的主油道进入孔4、主油道流出孔5对应时，主油道进入孔4、主油道流出孔5通过柱塞主油道油腔17而相互连通，而当柱塞18上的柱塞出油腔16与出油道流出孔7、作用腔油压来源孔6对应时，柱塞油压腔19通过通孔16a、柱塞出油腔16和出油道流出孔7连通作用腔油压来源孔6。

结合图1和图2所示，泵体1上设有主油道口13，主油道口13与主油道进入孔4连通，泵体1内的主油道反馈油路包括依次连通的主油道口13、主油道进入孔4、柱塞主油道油腔17和主油道流出孔5，主油道流出孔5与作用腔油压来源孔6连通。出油口反馈油路包括依次连通的出油口2、柱塞油压腔19、通孔16a、柱塞出油腔16和出油道流出孔7。作动油路，包括依次连通的作用腔油压来源孔6、作用腔进入孔14和作用腔12。

本方案的机油泵具有两级调节，在实际运行过程中，当发动机开始工作时，出油口2的压力为零，调节环10位于初始位置，调节环10的内孔10c和转子11的偏心量最大，因此机油泵在最大排量下运转。随着发动机转速升高，转子11的转速也相应升高，此时出油口2的油压增大，与出油口2连通的柱塞油压腔19的油压也相应增大，推动柱塞18下移，柱塞主油道油腔17将主油道进入孔4、主油道流出孔5连通，出油口反馈油路和作动油路接通。此时，来自出油口2的油压经过出油口反馈油路和作动油路，即依次通过柱塞油压腔19、通孔16a、柱塞出油腔16、出油道流出孔7、作用腔油压来源孔6和作用腔进入孔14，最终进入到作用腔12中，推动调节环10的作用端10a使得调节环10转动，转子11相对内孔10c的偏心量减小，使机油泵的排量减小。这一级是通过机油泵的出油口油压对机油泵的排量进行调节，主要针对发动机处于低速运行时的油量调节。

随着转速继续升高，出油口油压进一步增大，因而推动柱塞18继续压缩柱塞弹簧15，使得柱塞主油道油腔17连通主油道进入孔4和主油道流出孔5，即主油道反馈油路与作动油路连通，同时断开与出油道流出孔7的连通。来自发动机主油道的油压依次经过主油道口13、主油道进入孔4、柱塞主油道油腔17、主油道流出孔5、作用腔油压来源孔6和作用腔进入孔14，从而进入到作用腔12中，此时作用于调节环10转动的油压由机油泵的出油口油压变为主油道油压，推动调节环10的压力变小，调节环10在回位弹簧3的作用下反向转动，排量瞬时变大，而后排量随着主油道的压力变大继续变小。此外，泵体1上设有可与柱塞出油腔16连通的泄油孔，泄油孔与入油口8连通，当转速过高、油压过大时，可把过多的机油泄回入油口8。

Claims (8)

1. 一种两级可变排量机油泵，包括泵体（1）和转子（11），泵体（1）上设有入油口（8）和出油口（2），转子（11）上设有可随着转子（11）转动而沿着转子（11）径向移动的叶片（11a），其特征是，所述泵体（1）内设有可相对泵体（1）转动的调节环（10）以及可推动调节环（10）转动的作用腔（12），所述转子（11）位于调节环（10）的内孔（10c）中，转子（11）与内孔（10c）偏心设置，所述的泵体（1）上设有主油道口（13），泵体（1）内设有连通出油口（2）的出油口反馈油路，连通主油道口（13）的主油道反馈油路，以及可根据出油口（2）的油压切换出油口反馈油路或主油道反馈油路连通的机械阀。

2. 根据权利要求1所述的两级可变排量机油泵，其特征是，所述的机械阀包括柱塞腔（1b）以及可在柱塞腔（1b）内滑动的柱塞（18），所述柱塞（18）上方设有与出油口（2）连通且作用于柱塞（18）的柱塞油压腔（19），所述柱塞（18）下端与柱塞腔（1b）底部之间设有柱塞弹簧（15），所述的泵体（1）上设有与柱塞腔（1b）连通的主油道进入孔（4）、主油道流出孔（5）和出油道流出孔（7），柱塞（18）侧壁上设有可使主油道进入孔（4）、主油道流出孔（5）两者连通的柱塞主油道油腔（17）以及可与出油道流出孔（7）连通的柱塞出油腔（16），柱塞（18）内设有连通柱塞出油腔（16）和柱塞油压腔（19）的通孔（16a），泵体（1）上设有与出油道流出孔（7）连通的作用腔油压来源孔（6）。

3. 根据权利要求2所述的两级可变排量机油泵，其特征是，所述的作用腔（12）上设有作用腔进入孔（14），泵体（1）内设有作动油路，包括依次连通的作用腔油压来源孔（6）、作用腔进入孔（14）和作用腔（12）。

4. 根据权利要求2或3所述的两级可变排量机油泵，其特征是，所述的出油口反馈油路包括依次连通的出油口（2）、柱塞油压腔（19）、通孔（16a）、柱塞出油腔（16）和出油道流出孔（7）。

5. 根据权利要求2或3所述的两级可变排量机油泵，其特征是，所述的主油道反馈油路包括依次连通的主油道口（13）、主油道进入孔（4）、柱塞主油道油腔（17）和主油道流出孔（5），所述的主油道流出孔（5）与作用腔油压来源孔（6）连通。

6. 根据权利要求1或2或3所述的两级可变排量机油泵，其特征是，所述的调节环（10）一侧与泵体（1）转动连接，另一侧设有作用端（10a），所述的作用腔设置于作用端（10a）的上方，作用端（10a）的下方与泵体（1）之间设有回位弹簧（3）。

7. 根据权利要求1或2或3所述的两级可变排量机油泵，其特征是，所述作用腔的油压推动调节环（10）转动时，所述转子（11）相对内孔（10c）的偏心量减小。

8. 根据权利要求2或3所述的两级可变排量机油泵，其特征是，所述泵体（1）上设有可与柱塞出油腔（16）连通的泄油孔，所述泄油孔与入油口（8）连通。