CN105697368A - 可变排量泵和油泵 - Google Patents

Abstract

一种可变排量的泵和油泵，其中，所述可变排量的泵包括：腔体；位于所述腔体内的转子；以及位于所述腔体内与所述转子相配合的定子，所述定子包括杆部和与所述杆部固定连接的弧形控制环，所述泵的排量随着所述弧形控制环与所述转子的相对位置的改变而改变；其中，所述杆部的长度可以随温度的变化而改变，从而使得所述弧形控制环与所述转子的相对位置发生改变。本发明可变排量泵的结构简单，体积小。

Description

可变排量泵和油泵

技术领域

本发明涉及机械领域，特别涉及一种可变排量泵和油泵。

背景技术

油压是影响引擎性能的关键因素之一。在引擎启动时需要尽快达到引擎的工作压力，以减少对引擎的磨损。因此，现有技术中通常采用大排量的油泵来达到上述目的。

但是，大排量的油泵不利于节约能源，过高的油压也有可能损伤引擎组件。因此，现有技术提供了一种具有泄压阀的油泵。如图1所示，图1中使用箭头表示燃油的流向，储油设备111为油泵110供给燃油，燃油经所述油泵110加压后提供给引擎，在所述油泵110的出油口处设置有泄压阀112，当油压超过设定压力值时，所述泄压阀112开启，部分燃油回流，减小传输至引擎的燃油的压力，避免了高压对引擎组件的损伤。

此外，现有技术还提出了一种可变排量油泵。如图2所示，所述油泵包括腔体121、位于所述腔体121内的定子122和转子123，位于所述腔体121上的进油口126和出油口127。所述定子122的一端设置有弹簧125，所述转子123上设置有多个可滑动叶片124，所述弹簧125可以推动定子122移动，继而推动所述多个可滑动叶片124沿所述转子123的径向移动。由于油泵的排量与叶片124伸出所述转子123的量有关，因此，当所述弹簧125推动所述定子122的位移量发生变化时，所述油泵的排量也随之变化。上述的油泵可以在引擎启动阶段提供较高的压力梯度，尽快达到引擎的工作压力，而当引擎处于正常运转阶段时，所述油泵能够减小排量维持所述引擎工作。所述油泵在无需泄压阀的情况下，就能改变油泵排量，减小了能耗。

进一步地，现有技术结合上述的两种油泵，还提供了一种具有两种不同油压输出的油泵。如图3所示，所述油泵在图2所示的油泵的基础上，在油泵输出口安装了泄压阀112。类似于上述的原理，在引擎启动阶段，所述油泵能够提供较高的压力梯度，尽快达到引擎的工作压力，在引擎正常运转阶段，油泵的排量稳定在一个较低值；另外，该油泵还引入了油压反馈电磁阀(未示出)，为获得更高的油压，使油泵处于最高排量状态，增加传输至引擎的油压，而位于所述油泵出油口的泄压阀121可以防止传输至引擎的油压过高。

但是，上述具有两种不同油压输出的油泵结构复杂，需要额外的辅助设备。

发明内容

本发明解决的问题是，现有技术具有不同油压输出的油泵结构复杂，需要额外的辅助设备。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种可变排量泵，所述可变排量泵包括：腔体；位于所述腔体内的转子；以及位于所述腔体内与所述转子相配合的定子，所述定子包括杆部和与所述杆部固定连接的弧形控制环，所述泵的排量随着所述弧形控制环与所述转子的相对位置的改变而改变；其中，所述杆部的长度随温度的变化而改变，从而使得所述弧形控制环与所述转子的相对位置发生改变。

可选地，所述杆部中设置有可伸缩部件，所述可伸缩部件的长度随温度变化而改变。

可选地，所述可伸缩部件为石蜡温控器件。

可选地，当所述腔体内温度等于或高于设定温度时，所述石蜡温控器件伸长。

可选地，所述石蜡控制器件包括至少一种熔点的石蜡，具有至少一种的伸长量。

可选地，所述转子上沿径向设置有多个可滑动叶片，所述可滑动叶片从所述转子中伸出并与所述弧形控制环面对所述转子的内壁相抵，通过所述弧形控制环与所述转子相对位置的改变，所述可滑动叶片伸出所述转子的长度发生改变，进而改变泵的排量。

可选地，所述腔体上设置有进液口和出液口，当所述转子转动时，所述可滑动叶片转动，将液体从进液口传送到出液口。

可选地，所述杆部包括第一端和与所述第一端相对的第二端，所述杆部的第一端通过弹簧与所述腔体连接。

可选地，所述弹簧可以推动所述定子移动，改变所述弧形控制环与所述转子的相对位置。

对应地，本发明实施例还提供了一种油泵，所述油泵包括：腔体，所述腔体上设置有进液口和出液口，所述进液口与储油设备相连，所述出液口与引擎相连接；位于所述腔体内的转子；以及位于所述腔体内与所述转子相配合的定子，所述定子包括杆部和与所述杆部固定连接的弧形控制环，所述泵的排量随着所述弧形控制环与所述转子的相对位置的改变而改变，其中，所述杆部的长度随温度的变化而改变，从而使得所述弧形控制环与所述转子的相对位置发生改变。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明实施例的可变排量泵包括腔体、位于所述腔体内的定子和转子，所述定子包括杆部和弧形控制环，其中，所述杆部的长度可以随温度的变化而改变，进而使得所述弧形控制环与所述转子的相对位置改变，使得泵的排量变化。本发明实施例的可变排量的泵实现了采用温度控制排量，且无需在泵体外设置泄压阀以及油压反馈电磁阀，即可实现多种排量，结构简单，体积小。

对应地，本发明实施例的油泵也具有上述的优点，且本发明实施例的油泵通过温度改变油泵的排量，可以避免低温时，引擎内油压过剩，节省了燃油。

附图说明

图1是现有技术的一种油泵的结构示意图；

图2是现有技术的一种可变排量的油泵的结构示意图；

图3是现有技术的另一种可变排量的油泵的结构示意图；

图4是本发明实施例的可变排量泵在低于设定温度时的结构示意图；

图5是本发明实施例的可变排量泵在等于或高于设定温度时的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术的具有两种不同油压输出的油泵结构复杂。

本发明的发明人研究了现有技术的可变排量的油泵发现：请参考图2，所述油泵在引擎正常运转阶段，所述弹簧125对所述定子122的推力与所述腔体121内燃油对所述定子122的推力平衡，所述定子122不能推动所述叶片124沿所述转子123的径向移动，因此，所述油泵的排量一定。发明人还发现，油泵的排量与弹簧125对所述定子122的推力呈正比，与所述腔体121内燃油对所述定子122的推力呈反比。而所述弹簧125对所述定子122的推力与所述弹簧125的压缩量有关，若能够改变所述弹簧125的压缩量，则油泵的排量能够进一步改变。

进一步地，发明人还发现，现有技术中，油泵的排量通常根据引擎正常工作时的油压设定。但是引擎内的油压与温度相关。由于温度的升高，燃油稀薄，油压会减小。即，低温时，维持引擎工作油压所需的油泵排量较低。但是，现有技术中，为了保证引擎的正常工作，通常会按照高温时的油压来设置油泵的排量，那么在温度较低时，引擎内的油压是过剩的，造成了燃油的浪费。

基于以上研究，本发明的发明人提出了一种可变排量泵，通过设置定子的结构，使得定子的杆部可以随着温度的升高或降低而伸长或缩短，即通过定子杆部长度的变化来改变弧形控制环和转子的相对位置，继而改变泵的排量。本发明的可变排量泵，在不需要泄压阀和油压反馈电磁阀的情况下，即可以随温度调节泵的排量，结构简单，能够满足不同需求。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，提供这些附图的目的是有助于理解本发明的实施例，而不应解释为对本发明的不当的限制。为了更清楚起见，图中所示尺寸并未按比例绘制，可能会做放大、缩小或其他改变。

下面以本发明一实施例的汽车油泵为例，对本发明的可变排量泵进行详细说明。

如图4所示，图4为本发明一实施例的可变排量油泵的结构示意图。所述可变排量油泵包括腔体200，定子220和转子230。所述可变排量油泵还包括进液口260和出液口270，所述进液口260与储油设备210连接，所述出液口270与引擎连接。

所述定子220位于所述腔体200内，所述定子220包括杆部221和和与所述杆部221固定连接的弧形控制环222。所述杆部221具有第一端面221a和与所述第一端面221a相对的第二端面221b，所述弧形控制环222设置于所述杆部221的中间部位，即所述第一端面221a和所述第二端面221b之间的部分，使得所述定子220的杆部221移动时，所述弧形控制环222同时移动。在一些实施例中，所述杆部221和所述弧形控制环222为一体结构。在一些实施例中，所述弧形控制环222为弧形，角度为200～300度，例如，所述弧形控制环的角度为240度。在一些实施例中，所述定子220的杆部221靠近第二端面221b的部分还设置有导流结构290，所述导流结构(guidestructure)290允许腔体200内的燃油通过，到达杆部221的第二端面221b；所述导流结构290还可以使所述定子220的杆部221与所述腔体200内的凹槽可移动地对准配合。

所述转子230位于所述腔体200内，所述转子230与所述定子220相配合，所述转子230在电动机带动下可以沿中轴旋转。所述转子230上设置有多个以中轴为中心呈辐射状排列的卡槽231，所述多个卡槽231内设置有数量对应的多个可滑动叶片240，所述可滑动叶片240可以在所述卡槽231内沿所述转子230的径向滑动。所述可滑动叶片240从所述转子230中伸出并与所述弧形控制环222面对所述转子230的内壁相抵，所述弧形控制环222与所述转子230相对位置的改变可以改变所述可滑动叶片240伸出所述转子230的长度，继而改变泵的排量。在一些实施例中，所述卡槽231和所述可滑动叶片240的数量为6-12个，例如，所述卡槽231和所述叶片240的数量为8。

所述转子230和所述多个可滑动叶片240被所述定子220的弧形控制环222部分包围。当所述定子220移动时，所述弧形控制环222推动所述叶片240在所述转子230的卡槽231内沿所述转子230的径向移动，所述叶片240伸出于所述转子230部分的长度发生变化。当所述转子230转动时，被所述弧形控制环222包围的叶片240在离心力或者弹簧的作用下，与所述弧形控制环230相抵并转动，可以将燃油从进液口260传送至出液口270，进而传输至引擎。此外，由于油泵的排量与所述叶片240伸出于所述转子230部分的长度有关，因此，所述弧形控制环222推动所述叶片240沿所述转子230的径向移动会导致油泵排量的变化。即，油泵的排量随所述弧形控制环222与所述转子230的相对位置改变而变化。

本实施例中，所述可变排量油泵还包括弹簧250。所述弹簧250位于所述腔体200内，所述弹簧250的一端与所述腔体200连接，另一端与所述定子230的杆部221的第一端面221a连接。所述弹簧250可以推动所述定子220移动，使得所述定子220的弧形控制环222推动所述叶片240移动。所述弹簧250的强度可以根据引擎的工作油压选择，使得在引擎正常工作时，所述可变排量的油泵的排量能够产生合适的油压。由于所述弹簧250的存在，在引擎启动阶段，所述可变排量油泵的排量较大，可以提供较高的压力梯度，使得引擎尽快达到工作压力，减小磨损，而当引擎处于正常运转阶段时，所述可变排量油泵的排量减小，提供能够位置引擎工作的油压。

具体地，继续参考图4，所述可变排量油泵的排量D∝(F_S/F_R)，其中F_S为所述杆部221的第一端面221a所受的压力，F_R为所述杆部221的第二端面221b所受的压力。F_S与弹簧250的压缩量和强度有关，F_R与腔室200内燃油的压力有关。当引擎启动时，腔室200内燃油的压力低，F_S较大，弹簧推动定子200移动，所述弧形控制环222推动靠近所述杆部221的第一端面221a一侧的叶片240进入卡槽231内，靠近所述杆部221的第二端面221b一侧的叶片伸出卡槽231外，油泵的排量较大，能够使得引擎内油压尽快达到工作压力；随着油泵的工作，腔室200内燃油的压力增大，F_R增大，燃油压力推动所述杆部221的第二端面221b移动，所述弧形控制环222推动靠近所述杆部221的第二端面221b一侧的叶片进入卡槽231内，靠近所述杆部221的第一端面221a一侧的叶片240伸出卡槽231外，油泵的排量减小，并最终使得F_S和F_R达到平衡值，叶片240稳定于卡槽231内，引擎的油压稳定于正常工作状态。

本实施例中，所述定子220的杆部221中间设置有可伸缩部件。当所述腔体200内温度升高或降低时，所述可伸缩部件可以沿所述杆部221的径向相应地伸长或缩短，使得所述杆部221的长度可以随温度变化，所述弧形控制环222和所述转子230的相对位置变化，进而改变油泵的排量。

具体地，本实施例中，所述可伸缩部件为石蜡温控器件280。所述石蜡温控器件280中的石蜡在温度高于设定温度时体积会变大，继而使石蜡温控器件280的体积变大。

同时参考图4和图5，图4示出了在所述腔体200内温度小于设定温度时，石蜡温控器件280的状态，图5示出了在所述腔体200内温度等于或高于设定温度时，石蜡温控器件280的状态。

本实施例中，参考图5，所述石蜡温控器件280包括容纳壳(未标示)和驱动杆281。所述容纳壳用于储存石蜡，所述驱动杆281在温度升高石蜡熔化时能够伸出于所述容纳壳，使得所述石蜡温控器件280的长度伸长。

在一些实施例中，所述石蜡温控器件280中包括一种熔点的石蜡，在腔体200内的温度达到所述熔点时，所述驱动杆281伸出于容纳壳，石蜡温控器件280具有固定伸长量。所述石蜡温控器280的中的石蜡可以采用现有技术中用于引擎恒温控制器中的标准石蜡产品，其具有稳定的熔点。

在一些实施例中，所述石蜡温控器件280中包括了多种熔点的石蜡混合物，所述石蜡温控器件280在所述腔室200内温度达到各个熔点时，具有不同的伸长量。本发明对所述石蜡温控器件280内石蜡的种类以及熔点的高低不作出限定，只要使得腔体200内温度达到某一个或几个设定温度时，所述石蜡温控器件280具有一个或几个伸长量即可。

在一些实施例中，所述石蜡温控器件280的容纳壳采用不同的材料制成或者具有不同的厚度，因而具有不同的热传导速率。例如，当所述容纳壳的较薄时，腔体200内的温度可以较快传输至石蜡温控器件280中的石蜡，使其熔化，达到控制油泵排量的目的；相反地，当所述容纳壳较厚时，温度传输较慢，对油泵排量的调控较慢。具体应用中，可根据实际需求选择具有不同热传导速率的容纳壳。

下面以包括一种熔点石蜡的石蜡温控器件为例，继续对本发明的可变排量油泵进行说明。

所述石蜡温控器件280中石蜡的熔点可以为100～125摄氏度。例如，本实施例中，所述石蜡温控器件280的熔点为110摄氏度。继续参考图4和图5，图4示出了在所述腔体200内温度小于110摄氏度时，石蜡温控器件280的状态；图5示出了在所述腔体200内温度等于或高于110摄氏度时，石蜡熔化，石蜡温控器件280的驱动杆281伸出于容纳壳的状态。

具体地，如前所述，可变排量油泵的排量D∝(F_S/F_R)，而F_S＝SR×ΔL，其中，SR为所述弹簧250的强度系数，ΔL为所述弹簧250的压缩量。本实施例中，参考图4，当所述腔体内温度低于110摄氏度时，所述杆部弹簧250的压缩量为L_C，所述定子220的杆部221的第一端面221a所受的力为F_S1＝SR×L_C；参考图5，当所述腔体内温度等于或高于110摄氏度时，所述石蜡温控器件280中的石蜡熔化，驱动杆281伸出于石蜡温控器件280的部分的长度为L_W，所述弹簧250的压缩量为L_C额外增加了L_W，则所述定子220的杆部221的第一端面221a所受的力F_S2＝SR×(L_C+L_W)。也就是说腔体200内温度等于或高于110摄氏度时，所述第一端面221a所受的力大于温度低于110摄氏度时所受的力，而由于油泵排量D∝(F_S/F_R)，因此，当腔体200内力学平衡时，所述油泵在等于或高于110摄氏度时的排量大于在低于110摄氏度时的排量。换句话来说，由于所述石蜡温控器件280在高温时沿所述杆部221径向的伸长，改变了所述弧形控制环222与所述转子230的相对位置，减小了所述弧形控制环222推动靠近所述第一端面221a一侧的叶片240伸出卡槽231的长度，增加了靠近所述第二端面221b一侧的叶片240伸出卡槽231的长度，继而增大了油泵的排量。

本实施中，通过在所述定子220的杆部221中间设置可伸缩部件，即石蜡温控器件280，使得所述油泵在不同温度下具有不同的排量，实现了油泵在不同温度下的不同排量，可以满足不同需求。且由于所述可伸缩部件的伸长由温度控制，使得油泵在低温时的排量低于高温时的排量，不会使得引擎内的油压在温度升高前过剩，有利于节省燃油。

需要说明的是，本发明实施例的可变排量泵虽然采用上述线形滑动叶片型的油泵为例进行说明，但本发明的可变排量泵不限于此，本发明的可变排量泵可应用于任何通过弹力使部件位移来改变排量的泵，或者采用其他类型叶片的泵。

与现有技术相比，本发明的可变排量泵无需在泵体外设置泄压阀和油压反馈电磁阀即可输出不同的排量，结构简单，体积小，成本低。且本发明的可变排量油泵的排量通过温度控制，可避免低温时，引擎内油压过剩，节省了燃油。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种可变排量泵，其特征在于，包括：

腔体；

位于所述腔体内的转子；以及

位于所述腔体内与所述转子相配合的定子，所述定子包括杆部和与所述杆部固定连接的弧形控制环，所述泵的排量随着所述弧形控制环与所述转子的相对位置的改变而改变，

其中，所述杆部的长度随温度的变化而改变，从而使得所述弧形控制环与所述转子的相对位置发生改变。

2.如权利要求1所述的可变排量泵，其特征在于，所述杆部中设置有可伸缩部件，所述可伸缩部件的长度随温度变化而改变。

3.如权利要求2所述的可变排量泵，其特征在于，所述可伸缩部件为石蜡温控器件。

4.如权利要求3所述的可变排量泵，其特征在于，当所述腔体内温度等于或高于设定温度时，所述石蜡温控器件伸长。

5.如权利要求3所述的可变排量泵，其特征在于，所述石蜡控制器件包括至少一种熔点的石蜡，具有至少一种的伸长量。

6.如权利要求1所述的可变排量泵，其特征在于，所述转子上沿径向设置有多个可滑动叶片，所述可滑动叶片从所述转子中伸出并与所述弧形控制环面对所述转子的内壁相抵，通过所述弧形控制环与所述转子相对位置的改变，所述可滑动叶片伸出所述转子的长度发生改变，进而改变泵的排量。

7.如权利要求6所述的可变排量泵，其特征在于，所述腔体上设置有进液口和出液口，当所述转子转动时，所述可滑动叶片转动，将液体从进液口传送到出液口。

8.如权利要求1所述的可变排量泵，其特征在于，所述杆部包括第一端和与所述第一端相对的第二端，所述杆部的第一端通过弹簧与所述腔体连接。

9.如权利要求8所述的可变排量泵，其特征在于，所述弹簧可以推动所述定子移动，改变所述弧形控制环与所述转子的相对位置。

10.一种油泵，其特征在于，包括：

腔体，所述腔体上设置有进液口和出液口，所述进液口与储油设备相连，所述出液口与引擎相连接；

位于所述腔体内的转子；以及

位于所述腔体内与所述转子相配合的定子，所述定子包括杆部和与所述杆部固定连接的弧形控制环，所述泵的排量随着所述弧形控制环与所述转子的相对位置的改变而改变，

其中，所述杆部的长度随温度的变化而改变，从而使得所述弧形控制环与所述转子的相对位置发生改变。