CN107477344A - 一种可变排量转子机油泵及具有其的润滑系统、发动机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可变排量转子机油泵及具有其的润滑系统、发动机。所述可变排量转子机油泵包括：腔体(1)；外转子(2)，其设置在腔体(1)的容置腔(1a)内；以及内转子(3)，其设置在外转子(2)内，内转子(3)与外转子(2)之间具有偏心距，内转子(3)的叶片与外转子(2)的内壁接触，以限定多个抽吸腔，且内转子的叶片带动外转子(2)转动，其中，进出油腔(1b)由隔板(14)分隔为进油腔(11)和至少两个出油腔，所述至少两个出油腔相互分隔开，并分别相应设置有与外部连通的出油口。本发明以一种简单可靠的结构实现了可变排量的转子机油泵。从而能够根据需求来调整转子机油泵的供油油量，由此能够提高能耗效率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车发动机技术领域，特别是涉及可变排量转子机油泵及具有其的润滑系统、发动机。
背景技术
发动机对机油泵的需求随发动机的工况变化，而目前的机油泵消耗的功率是随发动机转速变化而变化的，过程当中，存在着功率损失。
在现有技术中，在发动机的转速一定时，转子机油泵的排量是恒定的，从而不能很好地适应实际需求，存在功率损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可变排量转子机油泵来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的至少一个。
为实现上述目的，本发明提供一种可变排量转子机油泵，所述可变排量转子机油泵包括：
腔体，其内限定有轴向上相互连通的容置腔与进出油腔；
外转子，其以可转动的方式设置在所述容置腔内；以及
内转子，其以可相对转动的方式设置在所述外转子内，所述内转子与所述外转子之间具有设定的偏心距，所述内转子的叶片与所述外转子的内壁接触，以限定多个抽吸腔，且所述内转子的叶片带动所述外转子转动，
其中，所述进出油腔由隔板分隔为进油腔和至少两个出油腔，所述至少两个出油腔相互分隔开，并分别相应设置有与外部连通的出油口。
优选地，每个所述出油腔对应的抽吸腔容积变化量是相互不同的。
优选地，出油腔的数量为两个，第一出油腔与第二出油腔分别相应设置有与外部连通的第一出油腔与第二出油腔。
优选地，所述第一抽吸腔容积变化量为第二抽吸腔容积变化量的二分之一。
优选地，所述第一出油口处设置有第一控制阀，所述第一控制阀的入口与所述第一出油口连通，一个出口与整个可变排量转子机油泵的出油口连通，另一个出口与回油口连通，所述第一控制阀能够在供油状态和回油状态之间切换，在供油状态，第一控制阀的入口与出油口连通，在回油状态，第一控制阀的入口与回油口连通；
所述第二出油口处设置有第二控制阀，所述第二控制阀的入口与所述第二出油口连通，一个出口与整个可变排量转子机油泵的出口连通，另一个出口与回油口连通，所述第二控制阀能够在供油状态和回油状态之间切换，在供油状态，第二控制阀的入口与出油口连通，在回油状态，第二控制阀的入口与回油口连通。
优选地，所述可变排量转子机油泵进一步包括控制开关，所述控制开关具有四个挡位，其中，
在第一挡位，使得第一控制阀和第二控制阀都处于回油状态；
在第二挡位，使得第一控制阀处于供油状态，第二控制阀都处于回油状态；
在第三挡位，使得第一控制阀处于回油状态，使得第二控制阀处于供油状态；
在第四挡位，使得第一控制阀和第二控制阀都处于供油状态。
优选地，所述第一控制阀和第二控制阀为电磁控制阀。
优选地，出油腔的数量为两个，第一出油腔与第二出油腔分别相应设置有与外部连通的第一出油腔与第二出油腔，
在所述第一出油腔处的第一抽吸腔容积变化量等于在所述第二出油腔处的第二抽吸腔容积变化量；
所述第二出油口处设置有第二控制阀，所述第二控制阀的入口与所述第二出油口连通，一个出口与整个可变排量转子机油泵的出口连通，另一个出口与回油口连通，所述第二控制阀能够在供油状态和回油状态之间切换，在供油状态，第二控制阀的入口与出油口连通，在回油状态，第二控制阀的入口与回油口连通。
本发明还提供一种润滑系统，所述润滑系统包括如上所述的可变排量转子机油泵。
本发明进一步提供一种发动机，所述发动机包括如上所述的可变排量转子机油泵，或如上所述的润滑系统。
本发明以一种简单可靠的结构实现了可变排量的转子机油泵。从而能够根据需求来调整转子机油泵的供油油量，由此能够提高能耗效率。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的可变排量转子机油泵的示意性装配图。
图2是图1所示可变排量转子机油泵的腔体的示意图。
图3是图1所示可变排量转子机油泵的腔体的剖视示意图。
图4是图1所示可变排量转子机油泵的外转子的示意图。
图5是图1所示可变排量转子机油泵的内转子的示意图。
图6是具有图1所示可变排量转子机油泵的润滑系统的示意图。
图7是具有可变排量转子机油泵的另一润滑系统的示意图。
附图标记：
| 1 | 腔体 | 62 | 第二控制阀 |
| 1a | 容置腔 | 71 | 第一回油通道 |
| 1b | 进出油腔 | 72 | 第二回油通道 |
| 11 | 进油腔 | 81 | 第一供油通道 |
| 12 | 第一出油腔 | 82 | 第二供油通道 |
| 13 | 第二出油腔 | 100 | 机油泵 |
| 14 | 肋板 | 110 | 机油泵主机 |
| 2 | 外转子 | 200 | 主油道 |
| 3 | 内转子 | 300 | 用油单元 |
| 41 | 第一出油口 | 400 | 油底壳 |
| 42 | 第二出油口 | 300 | 用油单元 |
| 61 | 第一控制阀 | 400 | 油底壳 |
具体实施方式
在附图中，使用相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明提供一种可变排量转子机油泵，所述可变排量转子机油泵包括：所述可变排量转子机油泵包括：腔体，其内限定有轴向上相互连通的容置腔与进出油腔；外转子，其以可转动的方式设置在所述容置腔内；以及内转子，其以可相对转动的方式设置在所述外转子内，所述内转子与所述外转子之间具有设定的偏心距，所述内转子的叶片与所述外转子的内壁接触，以限定多个抽吸腔，且所述内转子的叶片带动所述外转子转动，其中，所述进出油腔由隔板分隔为进油腔和至少两个出油腔，所述至少两个出油腔相互分隔开，并分别相应设置有与外部连通的出油口。
从而，本发明以一种简单可靠的结构实现了可变排量的转子机油泵。使得能够根据需求来调整转子机油泵的供油油量，由此能够提高能耗效率。
图1是根据本发明一实施例的可变排量转子机油泵的示意性装配图。图2是图1所示可变排量转子机油泵的腔体的示意图。图3是图1所示可变排量转子机油泵的腔体的剖视示意图。图4是图1所示可变排量转子机油泵的外转子的示意图。图5是图1所示可变排量转子机油泵的内转子的示意图。
图1-5所示的可变排量转子机油泵主要包括：腔体1、外转子2和内转子3。腔体1限定一个大体为圆柱形的腔，该圆柱形的腔在轴向上大体分为依次连接的两个部分：第一部分为容置腔1a，第二部分为进出油腔1b。容置腔1a与进出油腔1b在轴向上相互连通。有利的是，容置腔1a与进出油腔1b均为圆柱形腔，且具有相同的横截面或直径。如图所示，容置腔1a的轴向长度设置为大于进出油腔1b的轴向长度。也就是说，容置腔1a的轴向长度由外转子2和内转子3的轴向长度限定。外转子2和内转子3的轴向长度是与排量相关的重要参数。进出油腔1b的轴向长度可以设置的很小。
容置腔用于容置外转子2和内转子3。进出油腔位于容置腔的轴向一端处，并被肋板14分隔为进油腔与出油腔。
外转子2以可转动的方式设置在容置腔1a内。具体而言，外转子2的外周壁与容置腔1a的内周壁相互配合，以限定外转子2的旋转轴线。内转子3 以可相对转动的方式设置在外转子2内。内转子安装在固定的旋转轴上，例如安装在机油泵的驱动轴上。内转子3与所述外转子2之间具有设定的偏心距。内转子3的叶片与外转子2的内壁接触，以限定多个抽吸腔。在图1中，限定了四个抽吸腔(阴影线表示的部分)。可以理解的是，抽吸腔的数量等于内转子的叶片数。此外，内转子的叶片数比外转子的对应内凹部的数量少一个。
内转子2的叶片带动外转子2转动。具体的驱动方式与参数设置并非本发明的设计要点，在此不展开描述。
进出油腔1b由隔板14分隔为进油腔11和至少两个出油腔(图中为两个：第一出油腔12与第二出油腔13)，所述至少两个出油腔相互分隔开，并分别相应设置有与外部连通的出油口。
通过内外转子的相对转动而改变内外转子之间限定的抽吸腔容积的大小，由此来从进油腔吸油，并向出油腔排油。以实现转子泵的泵油功能。
外转子2以可转动的方式设置在腔体1内，更具体地，设置在上述的容置腔内。在图示实施例中，在横截面上，外转子的外周为圆形，内周限定一个大致为五角形的孔，以容纳内转子3。可以理解的是，外部圆形壁的圆心(图4)即外转子2的转动中心。
内转子3以可相对转动的方式设置在所述外转子2内，且相对于所述外转子2偏心设置。也就是说，内转子3的转动中心与外转子2的转动中心是不重合的(参见图1)。在图示实施例中，在横截面上，内转子的外周为四叶状，内部设置有圆孔。可以理解的是，内部圆孔的中心即内转子3的转动中心。
需要指出的是，内转子3与外转子2的形状不限于图示的结构，而是也可以采用其他的结构。例如，可以采用五叶状内转子与大致六边形外转子偏心配合。进一步的，通常通过驱动内转子3转动来实现内转子3与外转子2之间的相对转动。
在图示的实施例中，进油腔的数量为一个，即进油腔11；出油腔的数量为两个，即第一出油腔12与第二出油腔13。第一出油腔12与第二出油腔13分隔开，并相应带有与外部连通的第一出油口41与第二出油口42(参见图6)。
在进油腔的范围内，内转子3的叶片与外转子2的内齿之间限定的空腔的容积逐渐增大，从而，从进油口吸油。在第一出油腔12与第二出油腔13的范围内，内转子3的叶片与外转子2的内齿之间限定的空腔的容积逐渐减小。从而，在第一出油腔12的范围内，通过与第一出油腔12连通的第一出油口41向外排油。在第二出油腔13的范围内，通过与第二出油腔13连通的第二出油口42向外排油。
参见图2，第一出油腔12和第二出油腔13由肋板14分隔开。
优选地，在所述第一出油腔处的第一抽吸腔容积变化量小于在所述第二出油腔处的第二抽吸腔容积变化量。也就是说，在第一出油腔12的范围内，内转子3的叶片与外转子2的内齿之间限定的空腔的容积的减小量△T1，小于在第二出油腔13的范围内，内转子3的叶片与外转子2的内齿之间限定的空腔的容积的减小量△T2。
优选地，所述第一抽吸腔容积变化量为第二抽吸腔容积变化量的二分之一。从而，能够实现三种排量：1/3标准排量(第一控制阀供油)、2/3标准排量(第二控制阀供油)、100％标准排量(第一和第二控制阀同时供油)。
参见图6，第一出油口41处设置有第一控制阀61。第一控制阀61的入口与所述第一出油口41连通。第一控制阀61具有两个出口，即图6中的左出口与右出口(实际上在图中位于第一控制阀61的中部处)。一个出口(上文的右出口)与第一供油通道81连通，即与整个可变排量转子机油泵的出油口连通。另一个出口(上文的左出口)与回油口连通，具体与图6中的第一回油通道71连通。第一控制阀61能够在供油状态和回油状态之间切换，在供油状态，第一控制阀的入口与出油口连通，在回油状态，第一控制阀的入口与回油口连通。
第二出油口42处设置有第二控制阀62。第二控制阀62的入口与第二出油口42连通。第二控制阀61也具有两个出口。一个出口与整个可变排量转子机油泵的出口连通，另一个出口与回油口连通。第二控制阀62能够在供油状态和回油状态之间切换，在供油状态，第二控制阀的入口与出油口连通，在回油状态，第二控制阀的入口与回油口连通。
可以理解的是，第一供油通道81和第二供油通道82可以汇合为一个供油通道。也就是说，尽管机油泵主体110具有两个出油口：与第一出油腔12连通的第一出油口41、与第二出油腔13连通的第二出油口42；但是整个可变排量转子机油泵仅仅设置一个出口。也就是说，在优选的实施例中，将两个控制阀的供油口汇合在一起。相应地，还可以将两个控制阀的回油口汇合在一起。
需要指出的是，控制阀的供油口、回油口是相对而言的，是根据其与主油道或油底壳连接而确定的，是为了便于描述与理解而进行的区分。实际上，就控制阀本身而言，是不存在供油口与回油口的区分的。可以将任何一个口与主油道连通而作为供油口；类似地，可以将任何一个口与机油泵主体110连通而作为入口，以及可以将任何一个口与油底壳400连通而作为回油口。
优选地，所述可变排量转子机油泵进一步包括控制开关，所述控制开关具有四个挡位，其中，
在第一挡位，使得第一控制阀和第二控制阀都处于回油状态；
在第二挡位，使得第一控制阀处于供油状态，第二控制阀都处于回油状态；
在第三挡位，使得第一控制阀处于回油状态，使得第二控制阀处于供油状态；
在第四挡位，使得第一控制阀和第二控制阀都处于供油状态。
从而，便于以方便的方式来切换机油泵的排量。
在一个优选实施例中，所述第一控制阀和第二控制阀为电磁控制阀。从而，便于以电控方式灵活、自动地切换流量。当然，第一控制阀和第二控制阀也可以为手动阀，或者可以具有手动与电控两种操作模式。
图7是具有可变排量转子机油泵的另一润滑系统的示意图。在图7所示的实施例中，仅仅对于一个出油腔设置了控制阀。这样可以减少控制阀的数量，以简化结构，降低成本。但是，其流量只有两挡。有利的是，两个出油腔对应的排量是相同的。也就是说，在所述第一出油腔12处的第一抽吸腔容积变化量等于在所述第二出油腔13处的第二抽吸腔容积变化量。进一步地，第二出油口42处设置有第二控制阀62，第二控制阀的入口与所述第二出油口连通，一个出口与整个可变排量转子机油泵的出口连通，另一个出口与回油口连通，所述第二控制阀能够在供油状态和回油状态之间切换，在供油状态，第二控制阀的入口与出油口连通，在回油状态，第二控制阀的入口与回油口连通。
本发明还提供一种润滑系统，所述润滑系统包括如上所述的可变排量转子机油泵。
本发明进一步提供一种发动机，所述发动机包括如上所述的可变排量转子机油泵，或如上所述的润滑系统。
可以理解的是，可以设置更多个出油腔，以将排量分为更多的挡位。这也在本发明的保护范围之内，也就是说，设置三个、四个或更多个出油腔的具体实施例，也包括在设置有两个出油腔的技术方案内。
有利的是，每个所述出油腔对应的抽吸腔容积变化量是相互不同的。在一优选的实施例中，设置有三个出油腔，其对应的容腔变化(即排量)之比为1:2:4；且对于每个出油腔设置的出油口均设置有如上所述的三通控制阀。从而通过对所述三通控制阀的控制，可以实现1/7(第一控制阀供油)、2/3(第二控制阀供油)、3/7(第一和第二控制阀供油)、4/7(第三控制阀供油)、5/7(第一和第三控制阀供油)、6/7(第二和第三控制阀供油)和100％(第一、第二、第三控制阀供油)七挡流量。从而以一种简单的构造与低的成本，实现7挡可变流量，很好地适应发动机不同工况对流量的需求。
本发明将机油泵排量分为至少两级，便于根据发动机工况，通过电磁阀控制，选择适当的排量。
当发动机需要低压油时，仅有低压油腔(例如第一出油腔)与主油道联通，第二控制阀将高压油腔(第二出油腔)与泄油道(图6中的第二回油通道)联通，将机油泵高压油腔内的机油泄掉，减小机油泵的功率消耗，达到节能的目的。
当需要高压油时，电磁阀将高压油腔与高压油道联通，主油道中的机油量就是低压油道与高压油道流量的总和，达到高流量的需求。
也就是说，可以仅仅设置一个控制阀，以实现两挡流量(图7)。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种可变排量转子机油泵，其特征在于，包括：
腔体(1)，其内限定有轴向上相互连通的容置腔(1a)与进出油腔(1b)；
外转子(2)，其以可转动的方式设置在所述容置腔(1a)内；以及
内转子(3)，其以可相对转动的方式设置在所述外转子(2)内，所述内转子(3)与所述外转子(2)之间具有设定的偏心距，所述内转子(3)的叶片与所述外转子(2)的内壁接触，以限定多个抽吸腔，且所述内转子的叶片带动所述外转子(2)转动，
其中，所述进出油腔(1b)由隔板(14)分隔为进油腔(11)和至少两个出油腔，所述至少两个出油腔相互分隔开，并分别相应设置有与外部连通的出油口。
2.如权利要求1所述的可变排量转子机油泵，其特征在于，每个所述出油腔对应的抽吸腔容积变化量是相互不同的。
3.如权利要求1或2所述的可变排量转子机油泵，其特征在于，出油腔的数量为两个，第一出油腔(12)与第二出油腔(13)分别相应设置有与外部连通的第一出油口(41)与第二出油口(42)。
4.如权利要求3所述的可变排量转子机油泵，其特征在于，所述第一抽吸腔容积变化量为第二抽吸腔容积变化量的二分之一。
5.如权利要求3所述的可变排量转子机油泵，其特征在于，
所述第一出油口(41)处设置有第一控制阀(61)，所述第一控制阀的入口与所述第一出油口连通，一个出口与整个可变排量转子机油泵的出油口连通，另一个出口与回油口连通，所述第一控制阀能够在供油状态和回油状态之间切换，在供油状态，第一控制阀的入口与出油口连通，在回油状态，第一控制阀的入口与回油口连通；
所述第二出油口(42)处设置有第二控制阀(62)，所述第二控制阀的入口与所述第二出油口连通，一个出口与整个可变排量转子机油泵的出口连通，另一个出口与回油口连通，所述第二控制阀能够在供油状态和回油状态之间切换，在供油状态，第二控制阀的入口与出油口连通，在回油状态，第二控制阀的入口与回油口连通。
6.如权利要求5所述的可变排量转子机油泵，其特征在于，进一步包括控制开关，所述控制开关具有四个挡位，其中，
在第一挡位，使得第一控制阀和第二控制阀都处于回油状态；
在第二挡位，使得第一控制阀处于供油状态，第二控制阀都处于回油状态；
在第三挡位，使得第一控制阀处于回油状态，使得第二控制阀处于供油状态；
在第四挡位，使得第一控制阀和第二控制阀都处于供油状态。
7.如权利要求5所述的可变排量转子机油泵，其特征在于，所述第一控制阀和第二控制阀为电磁控制阀。
8.如权利要求1所述的可变排量转子机油泵，其特征在于，出油腔的数量为两个，第一出油腔(12)与第二出油腔(13)分别相应设置有与外部连通的第一出油口(41)与第二出油口(42)，
在所述第一出油腔(12)处的抽吸腔容积变化量等于在所述第二出油腔(13)处的第二抽吸腔容积变化量；
所述第二出油口(42)处设置有第二控制阀(62)，所述第二控制阀的入口与所述第二出油口连通，所述第二控制阀的一个出口与整个可变排量转子机油泵的出口连通，另一个出口与回油口连通，所述第二控制阀能够在供油状态和回油状态之间切换，在供油状态，第二控制阀的入口与出油口连通，在回油状态，第二控制阀的入口与回油口连通。
9.一种润滑系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的可变排量转子机油泵。
10.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的可变排量转子机油泵，或如权利要求9所述的润滑系统。
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| CN113944530A (zh) * | 2021-08-30 | 2022-01-18 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种双腔两级油压控制机油泵 |
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| CN107477344B (zh) | 2019-06-11 |
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