CN109469609B - 机油泵及发动机润滑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机油泵，包括：限压阀和泵主体，泵主体具有高压油腔、低压油腔、反馈油道和与高压油腔连通的出油道，限压阀包括：限压阀芯、弹性件和阀筒，限压阀芯包括第一阀芯盘、第二阀芯盘和阀杆，第一阀芯盘的径向截面积小于第二阀芯盘的径向截面积，阀筒具有第一容纳筒和第二容纳筒，第一容纳筒和第二容纳筒同轴连通，第二容纳筒的侧壁上设有与高压油腔连通的高压油口和与低压油腔连通的低压油口，反馈油道与第一容纳筒连通，弹性件设置在第二容纳筒内，高压油口与第一阀芯盘、第二阀芯盘和阀筒围成的环形空间连通，在阀筒的轴向上第二阀芯盘位于低压油口与高压油口之间。本发明能避免发动机启动时，发动机受到较大的油压冲击。

Description

机油泵及发动机润滑系统
技术领域
本发明涉及润滑系统技术领域，特别涉及一种机油泵及发动机润滑系统。
背景技术
机油泵作为发动机润滑系统的一个重要零部件，其为发动机提供一定流量的机油，以保证发动机内各个需要机油润滑的零部件正常工作。机油泵的排油量通常由发动机的用油需求决定。机油泵排油量和油压过低会导致发动机工作时的摩擦过大，使发动机性能下降。而机油泵排油量和油压过高不仅会造成功耗和油耗的增大，还会对发动机、特别是发动机内的密封部件造成冲击，不利于发动机的工作。
目前，通过反馈控制方式控制机油泵输出的排油量和油压。反馈控制方式为在机油泵内设置限压阀，限压阀与发动机的主油道连通。当发动机的主油道的油压过高时，发动机主油道内的机油会推动限压阀的活塞滑动，使机油泵的高压油腔与低压油腔连通，让机油泵的高压油腔内的机油泄入低压油腔，从而使得从机油泵的高压油输出至发动机的主油道的油压降低。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有机油泵的限压阀仅由发动机的主油道的机油控制。因此相对于发动机正常工作的情况下，发动机在刚启动急需机油润滑时，机油泵会增大机油排量，使机油泵的高压油腔输出的油压过高。由于限压阀仅由发动机的主油道的机油控制，待高压油腔输出的机油至发动机的主油道后，才能对限压阀作用，而此时高压的机油已进入发动机内，容易对发动机造成冲击，不利于发动机的工作。
发明内容
本发明实施例提供了一种机油泵及发动机润滑系统，能避免发动机启动时，机油泵输出的机油油压过高而对发动机造成冲击。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种机油泵，所述机油泵包括：限压阀和泵主体，所述泵主体具有高压油腔、低压油腔、反馈油道和与所述高压油腔连通的出油道，所述限压阀包括：限压阀芯、弹性件和阀筒，所述限压阀芯包括第一阀芯盘、第二阀芯盘和阀杆，所述第一阀芯盘和所述第二阀芯盘分别同轴设置在所述阀杆的两端，所述第一阀芯盘的径向截面积小于所述第二阀芯盘的径向截面积，所述阀筒具有内径与所述第一阀芯盘外径相匹配的第一容纳筒和内径与所述第二阀芯盘外径相匹配的第二容纳筒，所述第一容纳筒的一端和所述第二容纳筒的一端同轴连通，所述第二容纳筒的侧壁上设有与所述高压油腔连通的高压油口和与所述低压油腔连通的低压油口，所述反馈油道与所述第一容纳筒的另一端连通，所述限压阀芯滑动设置在所述阀筒内，所述弹性件设置在所述第二容纳筒内，所述弹性件的一端与所述第二容纳筒的另一端固定连接，且所述弹性件的另一端与所述第二阀芯盘相抵，所述高压油口与所述第一阀芯盘、所述第二阀芯盘和所述阀筒围成的环形空间连通，在所述阀筒的轴向上所述第二阀芯盘位于所述低压油口与所述高压油口之间。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述泵主体包括：泵壳和设置在所述泵壳内的泵组件，所述泵组件包括内转子、与内转子啮合的外转子和泵轴，所述外转子套装在所述内转子上，所述内转子与所述泵轴传动连接，所述内转子和所述外转子被配置为将所述低压油腔内的机油输送至所述高压油腔。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述机油泵还包括设于所述泵主体外部的链轮，所述链轮与所述泵轴传动连接。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述机油泵还包括罩设所述链轮的链轮罩盖，所述链轮罩盖固定设置在所述泵主体的外壁上。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述链轮上设有减重孔。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述机油泵还包括安全阀，所述安全阀的入油口与所述出油道连通，所述安全阀的泄油口与所述低压油腔连通。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述反馈油道上设有排泄口。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述排泄口内设有碗形塞。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述泵主体上设有机油收集器连接口，所述机油收集器连接口与所述低压油腔连通。
另一方面，本发明实施例提供了一种发动机润滑系统，所述发动机润滑系统包括如前文所述的机油泵，所述发动机润滑系统的发动机的主油道与所述反馈油道连通。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例中限压阀的限压阀芯具有径向截面积不同的第一阀芯盘和第二阀芯盘，且第一阀芯盘的径向截面积小于第二阀芯盘的径向截面积，由于第一阀芯盘和第二阀芯盘的径向截面积不同，在相同压强下，第二阀芯盘受到的压力会大于第一阀芯盘受到的压力，当机油泵的高压油腔内的机油进入高压油口与第一阀芯盘、第二阀芯盘和阀筒围成的环形空间后，若高压油腔内的机油压力达到一定值，第二阀芯盘受到的压力和第一阀芯盘受到的压力之间的压力差足以推动限压阀芯在阀筒内移动，实现机油泵的高压油腔输出的机油控制限压阀泄压的目的。并且，机油泵的高压油腔与第一阀芯盘、第二阀芯盘和阀筒围成的环形空间连通，第二阀芯盘位于低压油口与高压油口之间。当反馈油道中的机油的压力过高时，反馈油道中的机油也可以推动限压阀芯滑动，使低压油口也与第一阀芯盘、第二阀芯盘和阀筒围成的环形空间连通，从而使得低压油口与高压油口连通，实现高压油腔向低压油腔泄油的目的，由于反馈油道与发动机的主油道连通，因此发动机的主油道的机油也可以控制限压阀泄压。通过机油泵的高压油腔输出的机油和发动机的主油道的机油共同控制限压阀泄压，能避免发动机启动时，机油泵输出的机油油压过高而对发动机造成冲击。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种机油泵的立体结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种机油泵的结构拆分示意图；
图3是本发明实施例提供的一种机油泵的前壳体的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种机油泵的前壳体的剖视图；
图5是本发明实施例提供的一种限压阀的工作原理图；
图6是本发明实施例提供的一种泵主体的内部结构示意图；
图7是本发明实施例提供的一种泵主体的剖视图；
图8是本发明实施例提供的一种机油泵的俯视图；
图9是本发明实施例提供的又一种机油泵的剖视图；
图10是本发明实施例提供的一种机油泵的主视图。
图中各符号表示含义如下：
1-限压阀，10-弹性件，11-第一阀芯盘，12-第二阀芯盘，13-阀杆，14-第一容纳筒，15-第二容纳筒，16-低压油口，17-高压油口，2-泵主体，21-出油道，22-反馈油道，220-反馈油口，23-反馈油道连接通道，24-机油收集器连接口，25-高压油腔，26-低压油腔，31-内转子，32-外转子，33-泵轴，4-安全阀，5-链轮，51-减重孔，6-链轮罩盖，7-定位销孔，8-安装孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种机油泵的结构示意图。如图1所示，该机油泵为转子式机油泵，包括：限压阀1和泵主体2。限压阀1固定在泵主体2上。在本发明实施例中，限压阀1设置在泵主体2上，可以使机油泵的结构更加紧凑，节省安装空间。
图2是本发明实施例提供的一种机油泵的结构拆分示意图。如图2所示，泵主体2具有高压油腔25、低压油腔26、反馈油道22和与高压油腔25连通的出油道21。
如图2所示，在本实施例中，泵主体2包括泵壳。泵壳包括前壳体2a和后壳体2b，前壳体2a与后壳体2b可以通过紧固件例如内六角螺栓固定连接。
图3是本发明实施例提供的一种机油泵的前壳体的结构示意图。如图3所示，高压油腔25和低压油腔26位于前壳体2a上，且高压油腔25和低压油腔26间隔布置互不连通。机油泵工作时，将低压油腔26内的机油加压转移至高压油腔25，高压油腔25内的高压机油则可以通过出油道21将机油输出至发动机的主油道处。
图4是本发明实施例提供的一种机油泵的前壳体的剖视图。如图4所示，限压阀1包括：限压阀芯、弹性件10和阀筒。限压阀芯包括第一阀芯盘11、第二阀芯盘12和阀杆13，第一阀芯盘11和第二阀芯盘12分别同轴设置在阀杆13的两端，第一阀芯盘11的径向截面积小于第二阀芯盘12的径向截面积。
其中，阀筒具有内径与第一阀芯盘11外径相同的第一容纳筒14和内径与第二阀芯盘12外径相同的第二容纳筒15，第一容纳筒14的一端和第二容纳筒15的一端同轴连通。
图5是本发明实施例提供的一种限压阀的工作原理图，结合图5，第二容纳筒15的外壁上设有与高压油腔25连通的高压油口17和与低压油腔26连通的低压油口16，反馈油道22与第一容纳筒14的另一端连通，并且反馈油道22中的机油作用在第一阀芯盘11的端部。
在本实施例中，限压阀芯滑动设置在阀筒内，弹性件10设置在第二容纳筒15内，弹性件10的一端与第二容纳筒15的另一端固定连接，且弹性件10的另一端与第二阀芯盘12相抵，高压油口17与第一阀芯盘11、第二阀芯盘12和阀筒围成的环形空间连通，在阀筒的轴向上第二阀芯盘12位于低压油口16与高压油口17之间。
其中，弹性件10可以是弹簧或其他弹性回复件，本发明在此不做限制。
本发明实施例中限压阀的限压阀芯具有径向截面积不同的第一阀芯盘和第二阀芯盘，且第一阀芯盘的径向截面积小于第二阀芯盘的径向截面积，由于第一阀芯盘和第二阀芯盘的径向截面积不同，在相同压强下，第二阀芯盘受到的压力会大于第一阀芯盘受到的压力，当机油泵的高压油腔内的机油进入高压油口与第一阀芯盘、第二阀芯盘和阀筒围成的环形空间后，若高压油腔内的机油压力达到一定值，第二阀芯盘受到的压力和第一阀芯盘受到的压力之间的压力差足以推动限压阀芯在阀筒内移动，实现机油泵的高压油腔输出的机油控制限压阀泄压的目的。并且，机油泵的高压油腔与第一阀芯盘、第二阀芯盘和阀筒围成的环形空间连通，第二阀芯盘位于低压油口与高压油口之间。当反馈油道中的机油的压力过高时，反馈油道中的机油也可以推动限压阀芯滑动，使低压油口也与第一阀芯盘、第二阀芯盘和阀筒围成的环形空间连通，从而使得低压油口与高压油口连通，实现高压油腔向低压油腔泄油的目的，由于反馈油道与发动机的主油道连通，因此发动机的主油道的机油也可以控制限压阀泄压。通过机油泵的高压油腔输出的机油和发动机的主油道的机油共同控制限压阀泄压，能避免发动机启动时，机油泵输出的机油油压过高而对发动机造成冲击。
需要说明的是，在本实施例中，限压阀1固定在前壳体2a上。在其他实施例中，限压阀1也可以固定在后壳体2b上。此外，高压油腔25、低压油腔26、反馈油道22和出油道21的布置方式也可以根据实际需要调整，例如布置在后壳体2b上，只要满足与限位阀1的连接关系即可。
可选地，泵主体2包括用于安装在外部结构上的安装结构，例如，位于泵壳上的安装孔8以及固定螺栓。可以通过位于安装孔8内的固定螺栓将泵主体2固定在例如框架、平衡轴壳体等外部结构上。
可选地，泵主体2还包括固定在泵壳上的定位结构。示例性地，定位结构可以为定位销孔。在本发明实施例中，机油泵固定安装在框架、平衡轴壳体上，且框架、平衡轴壳体设有定位销孔，相应地，如图1所示，机油泵的后壳体2b上也设有定位销孔7，在机油泵安装定位时，使用销轴穿过泵壳上的定位销孔7与安装板或安装架上的定位销孔，以实现机油泵的安装定位。
图6是本发明实施例提供的一种泵主体的内部结构示意图，图7是本发明实施例提供的一种泵主体的剖视图。如图6、7所示，机油泵还包括位于泵壳内部的泵组件。在本实施例中，泵组件包括：内转子31、与内转子31啮合的外转子32和泵轴33，外转子32套装在内转子31上，内转子31与泵轴33传动连接，内转子31和外转子32被配置为将低压油腔26内的机油输送至高压油腔25。
示例性地，本发明实施例中，机油泵的内转子31可以有6个的凸齿，外转子32的凹齿数则比内转子31的凸齿数多一个，这样使得内转子31和外转子32同向而不同步的旋转。并且内转子31转到任何角度时，内转子31和外转子32间均能形成6个空间，随着内转子31的转动，这6个空间的容积是不断变化的。机油从低压油腔26进入内转子31和外转子32形成的空间后会随内转子31和外转子32转动。这样，随着内转子31和外转子32不断旋转，机油就不断地从低压油腔26转移至高压油腔25，并通过与高压油腔25连通的出油道21输送至发动机。从而实现将机油输送至发动机的主油道的目的。
需要说明的是，在其他实施例中，内转子和外转子的齿数可以根据实际需要设置。
图8是本发明实施例提供的一种机油泵的俯视图，图9是本发明实施例提供的又一种机油泵的剖视图。如图8、9所示，机油泵还包括设于泵壳外部的链轮5，链轮5与泵轴33传动连接。其中，发动机的曲轴通过链传动带动链轮5转动，链轮5则通过泵轴33带动内转子31，使内转子31驱动外转子32，从而将机油不断地从低压油腔26转移至高压油腔25，实现将机油输送至发动机的主油道的目的。
如图8所示，机油泵链轮5还包括罩设链轮5的链轮罩盖6，链轮罩盖6固定设置在泵壳的外壁上。设置链轮罩盖6用于保护链轮5，同时还可以有效地延缓链轮5转动产生气泡的扩散。
如图9所示，链轮5上设有减重孔51。设置减重孔51使得链轮5更加轻量化，方便使用。
如图9所示，反馈油道22上设有反馈油道连接通道23。其中，反馈油道连接通道23通过堵塞封堵，堵塞可以是碗形塞，碗形塞可以良好地实现与反馈油道22圆孔的密封配合，避免出现泄漏。本实施例中，反馈油道22设置在泵壳上，使得机油泵的结构更加紧凑，且节省了为润滑系统铸造油道的成本。
图10是本发明实施例提供的一种机油泵的主视图。结合图7、10，机油泵还包括安全阀4，安全阀4的入油口与出油道21连通，安全阀4的泄油口与低压油腔26连通。如图7所示，安全阀4的阀芯为球状阀芯，球状阀芯与安全阀4的入油口接触紧密且无缝隙，可以有效防止机油从安全阀4处泄漏，安全阀4内还设有阀芯弹簧，阀芯弹簧用于抵住球状阀芯，当从入油口流入的机油推动球状阀芯向阀芯弹簧施加的压力足以推动阀芯弹簧移动时，安全阀4开始泄油并将机油泄入机油泵的低压油腔26内。本发明实施例在机油泵的出油道21设置安全阀4可保证机油泵的高压油腔25输出的机油压力不超过安全限压，保证机油泵和发动机得以安全工作。其中，为避免安全阀4先于限压阀1排泄机油而影响限压阀1的正常使用，安全阀4的泄油压力可以设置为不小于限压阀1的泄油压力。本实施例中，安装阀4设置在机油泵的泵壳上，使机油泵的结构紧凑，节省空间。
如图1、10所示，泵主体2上设有机油收集器连接口24，机油收集器连接口26与低压油腔26连通。机油收集器连接口24用于连接机油收集器，机油收集器可以将机油箱内的机油抽吸至机油收集器连接口24，并通过机油收集器连接口24流入低压油腔26。其中，机油收集器连接口24为标准化设计的连接口，在后续发动机升级后，直接通过调整机油收集器连接尺寸，即可将机油收集器安装在机油收集器连接口24上，保证机油泵的通用化。
下面简单描述本发明实施例提供的机油泵的工作过程。
首先，将机油收集器安装在机油收集器连接口24上，并将机油收集器通入机油箱内，以待机油泵工作时吸取机油；然后，启动发动机，通过发动机机油泵的曲轴通过链传动带动链轮5转动，并由链轮5带动内转子31和外转子32一起转动，此时机油收集器将机箱内的机油吸取至低压油腔26，在内转子31和外转子32的驱动下机油不断地从低压油腔26转移至高压油腔25，完成加压过程；加压完成后，一方面，机油从出油道流向发动机的主油道为发动机润滑，另一方面高压油腔25内的机油通过高压油口17流入高压油口17与第一阀芯盘11、第二阀芯盘12和阀筒围成的环形空间内(如图4所示)。此时若高压油腔25内的机油压力达到一定值，第二阀芯盘12受到的压力和第一阀芯盘11受到的压力之间的压力差足以推动限压阀芯在阀筒内移动并压缩弹性件，使高压油口17和低压油口16同时位于环形空间，从而实现将机油从高压油腔25向低压油腔26泄油的目的；此时若第二阀芯盘12受到的压力和第一阀芯盘11受到的压力之间的压力差不足以推动限压阀芯在阀筒内移动，则限压阀不动作。同时发动机的主油道与反馈油道22连通，因此进入到发动机的主油道的机油也会通过反馈油道22回流至机油泵，如图1所示，机油从机油泵顶部反馈油道22开始进入机油泵，然后流入机油泵底部并通过机油泵底部的反馈油道22改变流动方向，最后通过反馈油道22与限压阀1的反馈油口(如图3所示)220，进入限压阀1的第一容纳筒14内，此时若反馈油道22内的机油压力达到一定值且足以推动限压阀芯在阀筒内移动，使高压油口17和低压油口16同时位于环形空间，从而实现将机油从高压油腔25向低压油腔26泄油的目的；此时反馈油道22内的机油压力不足以推动限压阀芯在阀筒内移动，则限压阀不动作。通过机油泵的高压油腔25输出的机油和发动机的主油道的机油共同控制限压阀1泄压，能避免发动机启动时，机油泵输出的机油油压过高而对发动机造成冲击。
本发明实施例提供了一种发动机润滑系统，该发动机润滑系统包括如前文所述的机油泵。其中，发动机润滑系统的发动机的主油道与机油泵的反馈油道连通。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机油泵，所述机油泵包括：限压阀(1)和泵主体(2)，所述泵主体(2)具有高压油腔(25)、低压油腔(26)、反馈油道(22)和与所述高压油腔(25)连通的出油道(21)，其特征在于，
所述限压阀(1)包括：限压阀芯、弹性件(10)和阀筒，
所述限压阀芯包括第一阀芯盘(11)、第二阀芯盘(12)和阀杆(13)，所述第一阀芯盘(11)和所述第二阀芯盘(12)分别同轴设置在所述阀杆(13)的两端，所述第一阀芯盘(11)的径向截面积小于所述第二阀芯盘(12)的径向截面积，
所述阀筒具有内径与所述第一阀芯盘(11)外径相匹配的第一容纳筒(14)和内径与所述第二阀芯盘(12)外径相匹配的第二容纳筒(15)，所述第一容纳筒(14)的一端和所述第二容纳筒(15)的一端同轴连通，所述第二容纳筒(15)的侧壁上设有与所述高压油腔(25)连通的高压油口(17)和与所述低压油腔(26)连通的低压油口(16)，所述反馈油道(22)与所述第一容纳筒(14)的另一端连通，
所述限压阀芯滑动设置在所述阀筒内，所述弹性件(10)设置在所述第二容纳筒(15)内，所述弹性件(10)的一端与所述第二容纳筒(15)的另一端固定连接，且所述弹性件(10)的另一端与所述第二阀芯盘(12)相抵，所述高压油口(17)与所述第一阀芯盘(11)、所述第二阀芯盘(12)和所述阀筒围成的环形空间连通，在所述阀筒的轴向上所述第二阀芯盘(12)位于所述低压油口(16)与所述高压油口(17)之间。
2.根据权利要求1所述的机油泵，其特征在于，所述泵主体(2)包括：泵壳和设置在所述泵壳内的泵组件，所述泵组件包括内转子(31)、与内转子(31)啮合的外转子(32)和泵轴(33)，所述外转子(32)套装在所述内转子(31)上，所述内转子(31)与所述泵轴(33)传动连接，所述内转子(31)和所述外转子(32)被配置为将所述低压油腔(26)内的机油输送至所述高压油腔(25)。
3.根据权利要求2所述的机油泵，其特征在于，所述机油泵还包括设于所述泵主体(2)外部的链轮(5)，所述链轮(5)与所述泵轴(33)传动连接。
4.根据权利要求3所述的机油泵，其特征在于，所述机油泵还包括罩设所述链轮(5)的链轮罩盖(6)，所述链轮罩盖(6)固定设置在所述泵主体(2)的外壁上。
5.根据权利要求3所述的机油泵，其特征在于，所述链轮(5)上设有减重孔(51)。
6.根据权利要求1所述的机油泵，其特征在于，所述机油泵还包括安全阀(4)，所述安全阀(4)的入油口与所述出油道(21)连通，所述安全阀(4)的泄油口与所述低压油腔(26)连通。
7.根据权利要求1-6任一项所述的机油泵，其特征在于，所述反馈油道(22)上设有排泄口(23)。
8.根据权利要求7所述的机油泵，其特征在于，所述排泄口(23)内设有碗形塞。
9.根据权利要求1-6任一项所述的机油泵，其特征在于，所述泵主体(2)上设有机油收集器连接口(24)，所述机油收集器连接口与所述低压油腔(26)连通。
10.一种发动机润滑系统，其特征在于，所述发动机润滑系统包括如权利要求1-9任一项所述的机油泵，所述发动机润滑系统的发动机的主油道与所述反馈油道(22)连通。
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