CN107002942B - 可变排量油泵 - Google Patents

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Abstract

可变排量油泵(110)，包括：泵体(112)，连接到吸入通道(112a)和输送通道(112b)；转子(114)，能绕旋转轴(O)在泵体(112)内旋转且设有多个叶片(118)；摆动定子(122)，绕转子(114)布置在偏心位置中且在旋转销(123)处在泵体(112)内枢转；和调整油泵(110)的排量的调整装置(126)，作用在摆动定子(122)上以将它相对于转子(114)移位。调整装置(126)包括第一推进装置(130)，构造成在摆动定子(122)的布置在将转子(114)作为参考相对于旋转销(123)大致相反的一侧上的第一外表面部(122a)上施加第一推进作用。它们还包括限定在泵体(112)与摆动定子(122)的第二外表面部(122b)之间的推进腔室(128)，第二外表面部布置在旋转销(123)与所述第一外表面部(122a)之间。推进腔室(128)构造成填充有预定量的加压流体以在摆动定子(122)上施加第二推进作用，第二推进作用与所述第一推进作用相反且适用于使摆动定子(122)移位。由两个相反密封垫圈(132、133)将推进腔室(128)在流体动力学上与旋转销(123)隔绝。在推进腔室(128)与旋转销(123)之间限定连接到吸入导管(112c)的隔绝腔室(134)。

Description

可变排量油泵
技术领域
本发明涉及可变排量油泵。
背景技术
本发明的油泵优选应用在汽车的发动机中。
如已知，汽车的发动机通常包括油泵，该油泵被构造成泵送加压油以润滑发动机。
图1示出整体以10表示的现有技术的可变排量油泵。油泵10包括：泵体12，被连接到吸入通道12a并被连接到输送通道12b；转子14，能够绕旋转轴O在泵体12的内部旋转；以及摆动定子22，绕转子14布置在偏心位置中，并能够在泵体12的内部绕旋转销23移动。转子14设有径向空腔16，叶片18在径向空腔16的内部滑动，叶片18的径向外端20接触摆动定子22的内表面21(为了图示的清楚，附图标记16、18和22与所示出的径向空腔中的仅一个径向空腔且与所示出的叶片中的仅一个叶片相关联)。叶片18、摆动定子22和转子14在泵体12的内部限定多个腔室24(为了图示的清楚，附图标记24与所示出的腔室中的仅一个腔室相关联)。将油从吸入通道12a馈送到腔室24中。由于在转子14的旋转时腔室24的容积的减小而对这样的油加压。加压油然后通过输送通道12b被馈送到发动机的需要被润滑的部分。
油泵10的排量由摆动定子22与转子14之间的偏心率决定。因此，前述偏心率的变化导致油泵的排量的变化。
转子与摆动定子之间的偏心率由两种推进作用之间的平衡来决定，一种推进作用由在泵体12与摆动定子22之间限定的推进腔室28的内部馈送的加压流体(通常是油)施加在摆动定子22上，另一种推进作用由螺旋弹簧30施加在摆动定子22上。
推进腔室28在一侧上由旋转销23界定且在相反侧上由垫圈32界定。
本申请人已发现：在上述类型的油泵中，在旋转销处会有在推进腔室的内部存在的加压油的泄漏。这归因于以下事实：为了能够获得摆动定子相对于转子的无摩擦移动，旋转销在有间隙的情况下被安装在摆动定子与泵体中设置的相应容纳座中。旋转销处的可能的油泄漏导致油泵故障或在任何情况下与在设计阶段规定的情形不同地操作。特别地，油泵不能够确保它被设计用于的流量。
发明内容
在本发明的基础上的技术问题是避免摆动定子的旋转销处的可能的油泄漏。
本发明因此涉及一种可变排量油泵。
特别地，本发明的油泵包括：泵体，所述泵体被连接到吸入通道并被连接到输送通道；转子，所述转子能够绕旋转轴在所述泵体的内部旋转，并且所述转子设有多个叶片；摆动定子，所述摆动定子绕所述转子布置在偏心位置中，并且使所述摆动定子在旋转销处在所述泵体的内部枢转；以及用于调整所述油泵的排量的调整装置，所述调整装置作用在所述摆动定子上，以将所述摆动定子相对于所述转子移位并将所述摆动定子定位在至少一个预定操作位置中，其中所述调整装置包括：第一推进装置，所述第一推进装置被构造成在所述摆动定子的第一外表面部上施加第一推进作用，所述第一外表面部被布置在相对于所述旋转销大致相反的一侧上；以及推进腔室，所述推进腔室被限定在所述泵体与所述摆动定子的第二外表面部之间，所述第二外表面部被布置在所述旋转销与所述第一外表面部之间，所述推进腔室被构造成被填充有预定量的加压流体，以在所述摆动定子上施加第二推进作用，所述第二推进作用与所述第一推进作用相反，并且所述第二推进作用适用于使所述摆动定子移位以将所述摆动定子带到所述至少一个预定操作位置中，其特征在于所述推进腔室被限定在两个相反密封垫圈之间，以便在流体动力学上与旋转销隔绝，并且所述可变排量油泵包括隔绝腔室，所述隔绝腔室被布置在所述至少一个推进腔室与所述旋转销之间，并且所述隔绝腔室被连接到吸入导管，所述吸入导管具有比所述隔绝腔室的压力低的压力，从而防止所述加压流体直接到达所述旋转销。
贯穿本申请，参照推进腔室，使用表述“在流体动力学上隔绝”，以指示流体从推进腔室的内部朝向推进腔室的外部的通过大致被阻止的状况。
贯穿本申请，表述“吸入导管”用于指示具有比隔绝腔室的压力低的压力的区域，该区域适用于允许流体从隔绝腔室朝向这样的区域的流动。
有利地，在本发明的油泵中，前述密封垫圈和隔绝腔室经受的抽吸作用保持旋转销与在摆动定子的外部馈送的加压流体隔绝，因此避免前述加压流体在旋转销处的可能的泄漏。
有利地，不将加压流体馈送到隔绝腔室中。这样的隔绝腔室充当在推进腔室与旋转销之间的结构分离腔室，并且还充当从推进腔室朝向隔绝腔室泄漏(例如，由于推进腔室的密封垫圈的损坏)的可能流体的收集腔室。然而，通过抽吸从隔绝腔室排空这样的可能流体，从而防止这样的可能流体能够直接到达旋转销。
优选地，吸入导管被连接到泵的吸入通道。
替换地，吸入导管被连接到不同的抽吸泵，或者吸入导管被连接到位于泵体的外部且具有比隔绝腔室的压力低的压力的区域。
优选地，隔绝腔室被限定在旋转销与所述至少两个相反密封垫圈中的第一垫圈之间，并且所述至少一个推进腔室被限定在第一垫圈与所述至少两个相反密封垫圈中的至少一个第二垫圈之间。因此，由于密封垫圈将这些腔室在流体动力学上彼此隔绝的事实，在推进腔室中的加压流体泄漏到隔绝腔室中的可能性非常微小。
优选地，第一垫圈参照所述旋转轴在角度上与所述旋转销间隔开比90°低的角度。
优选地，第二垫圈参照所述旋转轴在角度上与所述第一垫圈间隔开比90°大的角度。
在本发明的油泵的进一步的实施例中，所述至少一个推进腔室包括：第一推进腔室，所述第一推进腔室被布置在所述第一垫圈与另一密封垫圈之间，所述另一密封垫圈被布置在所述第一垫圈与所述第二垫圈之间；以及至少一个第二推进腔室，所述至少一个第二推进腔室被布置在所述另一垫圈与所述第二垫圈之间，其中所述第一推进腔室和所述第二推进腔室每一个被构造成同时或交替地被填充有相应预定量的加压流体。
优选地，所述至少两个相反密封垫圈被容纳在所述摆动定子中形成的相应座中。
在本发明的油泵的替换实施例中，所述两个相反密封垫圈中的一个被布置在旋转销处。因此，在这样的实施例中，未在旋转销与推进腔室之间提供任何隔绝腔室或任何结构分离。在这种情况下，将密封垫圈布置在旋转销的容纳座中的事实防止加压流体在旋转销处的泄漏。
优选地，在全部前述实施例中，前述第一推进装置包括弹性元件(更优选螺旋压缩弹簧)。替换地，前述第一推进装置能够包括由加压流体填充的推进腔室。
附图说明
根据参照附图所作的且为了示意而非限制的目的给出的本发明的优选实施例的以下详细描述，本发明的进一步的特性和优点将变得更清楚。在这些图中：
-图1示意性地示出根据现有技术而制作并在上文描述的可变排量油泵的横截面图；
-图2示意性地示出根据本发明而制作的可变排量油泵的横截面图。
具体实施方式
参照图2，示出根据本发明的可变排量油泵。这种油泵以110表示。
油泵110适合于被用在汽车发动机中。
泵110包括泵体112，转子114在该泵体112中旋转。该转子114设有径向空腔116，叶片118在径向空腔116内滑动。为了能够图示的清楚，附图标记116和118与所示出的径向空腔中的仅一个径向空腔且与所示出的叶片中的仅一个叶片相关联。
泵体112被连接到吸入通道112a并被连接到输送通道112b。
叶片118的径向外端120接触绕转子114布置在偏心位置中的摆动定子122的内表面121。叶片118、摆动定子122和转子114在泵体112的内部限定多个腔室124。为了图示的清楚，附图标记124与所示出的腔室中的仅一个腔室相关联。
在转子114的旋转期间，已由吸入通道112a馈送油的腔室124的内部的容积减小，从而获得油的压力的增大，直到每一腔室124到达输送通道112b为止，通过输送通道112b将加压油馈送到发动机。
使摆动定子122在旋转销123处在泵体112的内部枢转，并且摆动定子122能够相对于转子114在第一位置与第二位置之间移动，在该第一位置中，转子114的旋转轴O与摆动定子122的中心之间的偏心率在最小值，在该第二位置中，转子114的旋转轴O与摆动定子122的中心之间的偏心率在最大值(在图2中，示出了最大偏心率的状况)。偏心率的前述变化决定腔室124的容积的变化，并且因此决定油泵110的流量(或排量)的变化。
旋转销123能够被集成在摆动定子122中并被容纳在泵体112中形成的座中，或者替换地旋转销123能够被集成在泵体112中并被容纳在摆动定子122中形成的座中，或者替换地旋转销123能够是与泵体112不同并与摆动定子122不同的元件并被容纳在泵体112和摆动定子122上形成的座中。
油泵110包括压缩类型的螺旋弹簧130，该螺旋弹簧130在其第一自由端处与泵体112相关联，并且螺旋弹簧130在其相反的自由端处在摆动定子122的第一外表面部122a上施加推动作用，该第一外表面部122a被布置在参照转子114而言与旋转销123相反的一侧上。
油泵110还包括被限定在泵体112与摆动定子122的第二外表面部122b之间的推进腔室128。这样的推进腔室128被连接到吸入通道112a，并由摆动定子122上形成的相应座132a、133a中容纳的两个相反密封垫圈132、133限定。
转子114的旋转轴O与摆动定子122的中心之间的偏心率由两种推进作用之间的平衡决定，一种推进作用由螺旋弹簧130施加在摆动定子122的第一外表面部122a上，相反的推进作用由馈送到推进腔室128中的预定量的加压流体(通常是油)施加在摆动定子122的第二外表面部122b上。
垫圈132、133都被布置在旋转销123与摆动定子122的前述第一外表面部122a之间，垫圈132较接近旋转销123，并且垫圈133较接近螺旋弹簧130。前述垫圈132、133确保推进腔室128在流体动力学上相对于旋转销123隔绝。
隔绝腔室134被布置在旋转销123与推进腔室128之间。这样的隔绝腔室134因此在结构上将推进腔室128与旋转销123分离，从而防止在旋转销123处发生在推进腔室128中存在的加压流体的不期望的泄漏。
隔绝腔室134因此被限定在旋转销123与垫圈132之间。
垫圈132参照转子114的旋转轴O在角度上与旋转销123间隔开比90°低的角度，而垫圈133参照前述旋转轴O在角度上与垫圈132间隔开比90°大的角度。
在加压油从推进腔室128泄漏到隔绝腔室134的情况下，还通过将隔绝腔室134连接到吸入导管112c的事实来确保旋转销123与推进腔室128的流体动力学隔绝，该事实确保通过对隔绝腔室134中存在的可能的加压油的抽吸来排空。
优选地，吸入导管112c被连接到泵100的抽吸通道。
替换地，吸入导管112c被连接到不同的抽吸泵。
替换地，吸入导管112c被连接到泵体112的外部，或者被连接在具有比隔绝腔室134的压力低的压力的区域处。
螺旋弹簧130与推进腔室128(当被用加压油填充时)限定用于调整转子114的旋转轴O与摆动定子122的中心之间的偏心率的调整装置126(即用于调整油泵110的排量的调整装置126)。
在操作中，预定量的加压流体被馈送到推进腔室128中，以使摆动定子122相对于转子114移动(从而克服螺旋弹簧130所施加的推进作用)，并将摆动定子122定位在被限定为所需排量或流量的函数的预定操作位置中。被馈送到推进腔室128中的流体的量的改变产生摆动定子122的中心与转子114的旋转轴O之间的偏心率的改变，并且因此产生油泵110的排量或流量的改变。油被馈送到腔室124中，作为在转子114的旋转时腔室124的容积的减小的结果，所述油被加压。然后将加压油馈送到发动机的需要被润滑的部分。
为了满足具体要求和偶然要求，本领域的技术人员能够对上文参照图2所述的油泵110进行许多变型和改变，所有这些变型和改变在任何情况下都被本发明的保护范围覆盖。
例如，在一些解决方案(未示出)中，可行的是预见两个或更多个推进腔室，前述隔绝腔室134将第一推进腔室在结构上与旋转销123分离，并且其它推进腔室参照前述第一推进腔室被布置在与隔绝腔室134相反的一侧上。
还可行的是预见另外的解决方案(也未示出)，在这些解决方案中前述隔绝腔室134以旋转销123作为参考位于与推进腔室128相反的一侧上，或者在这些解决方案中隔绝腔室134容纳旋转销123，或者在这些解决方案中隔绝腔室134不存在。在最后这种情况下，推进腔室128(或可能预见的两个或更多个推进腔室中的一个推进腔室)邻近于旋转销123，并且为了避免旋转销123处的流体泄漏，通过适当的密封垫圈将旋转销123与前述推进腔室128隔绝。

Claims (7)

1.可变排量油泵(110)，包括：泵体(112)，所述泵体(112)被连接到吸入通道(112a)并被连接到输送通道(112b)；转子(114)，所述转子(114)能够绕旋转轴(O)在所述泵体(112)的内部旋转，并且所述转子(114)设有多个叶片(118)；摆动定子(122)，所述摆动定子(122)绕所述转子(114)布置在偏心位置中，并且使所述摆动定子(122)在旋转销(123)处在所述泵体(112)的内部枢转；以及用于调整所述油泵(110)的排量的调整装置(126)，所述调整装置(126)作用在所述摆动定子(122)上，以将所述摆动定子(122)相对于所述转子(114)移位并将所述摆动定子(122)定位在至少一个预定操作位置中，其中所述调整装置(126)包括：第一推进装置(130)，所述第一推进装置(130)被构造成在所述摆动定子(122)的第一外表面部(122a)上施加第一推进作用，所述第一外表面部(122a)被布置在将所述转子(114)作为参考相对于所述旋转销(123)大致相反的一侧上；以及至少一个推进腔室(128)，所述至少一个推进腔室(128)被限定在所述泵体(112)与所述摆动定子(122)的第二外表面部(122b)之间，所述第二外表面部(122b)被布置在所述旋转销(123)与所述第一外表面部(122a)之间，所述至少一个推进腔室(128)被构造成被填充有预定量的加压流体，以在所述摆动定子(122)上施加第二推进作用，所述第二推进作用与所述第一推进作用相反，并且所述第二推进作用适用于使所述摆动定子(122)移位以将所述摆动定子(122)带到所述至少一个预定操作位置，其中由两个相反密封垫圈(132、133)将所述至少一个推进腔室(128)在流体动力学上相对于所述旋转销(123)隔绝，其中所述油泵(110)包括隔绝腔室(134)，所述隔绝腔室(134)被布置在所述至少一个推进腔室(128)与所述旋转销(123)之间，并且所述隔绝腔室(134)被连接到吸入导管(112c)，所述吸入导管(112c)具有比所述隔绝腔室(134)的压力低的压力，从而防止所述加压流体直接到达所述旋转销(123)。
2.根据权利要求1所述的油泵(110)，其中所述吸入导管(112c)被连接到所述吸入通道(112a)。
3.根据权利要求1所述的油泵(110)，其中所述隔绝腔室(134)被限定在所述旋转销(123)与所述两个相反密封垫圈(132、133)中的第一垫圈(132)之间，并且所述至少一个推进腔室(128)被限定在所述第一垫圈(132)与所述两个相反密封垫圈(132、133)中的第二垫圈(133)之间。
4.根据权利要求3所述的油泵(110)，其中所述第一垫圈(132)相对于所述旋转轴(O)在角度上与所述旋转销(123)间隔开比90°低的角度。
5.根据权利要求3所述的油泵(110)，其中所述第二垫圈(133)相对于所述旋转轴(O)在角度上与所述第一垫圈(132)间隔开比90°大的角度。
6.根据权利要求3所述的油泵(110)，其中所述至少一个推进腔室(128)包括：第一推进腔室，所述第一推进腔室被布置在所述第一垫圈(132)与另一密封垫圈之间，所述另一密封垫圈被布置在所述第一垫圈(132)与所述第二垫圈(133)之间；以及至少一个第二推进腔室，所述至少一个第二推进腔室被布置在所述另一密封垫圈与所述第二垫圈(133)之间，其中所述第一推进腔室和所述第二推进腔室每一个被构造成同时或交替地被填充有相应预定量的加压流体。
7.根据权利要求1所述的油泵(110)，其中所述至少两个相反密封垫圈(132、133)被容纳在所述摆动定子(122)中形成的相应座(132a、133a)中。
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