CN109827061A - 一种结构优化的带惰齿轮的机油泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种结构优化的带惰齿轮的机油泵，包括泵体、泵盖、惰轮轴、惰齿轮、螺栓，所述泵体上设有油腔，所述泵盖上设有惰轮轴安装孔；所述惰轮轴设有一个轴向的螺栓安装孔，并设有一个与螺栓安装孔相交的润滑通孔；所述惰齿轮套装在所述惰轮轴上，所述螺塞将惰轮轴固定在泵盖上，所述螺栓的直径小于惰轮轴的螺栓安装孔的孔径，所述螺栓与螺栓安装孔内壁之间形成一个环形间隙；所述惰轮轴安装孔的圆孔底面靠近油腔的一侧加工有通油槽，并通过该通油槽在泵盖上钻了一个用于连通所述油腔的斜油孔；油腔中的高压油依次通过斜油孔、通油槽、环形间隙、润滑通孔流入到惰齿轮衬套和惰轮轴之间的间隙；所述惰齿轮的轴台两端面上均设有泄油槽。

Description

一种结构优化的带惰齿轮的机油泵

技术领域

本发明涉及一种发动机润滑系统部件，特别涉及一种带惰齿轮的机油泵。

背景技术

现有的大排量机油泵通常安装在发动机曲轴箱下方的机油壳里，通过发动机曲轴上的齿轮驱动机油泵传动齿轮，由于发动机曲轴箱很大，机油泵传动轴与曲轴的中心距比较大，在传动比确定的前提下，如果单纯的依靠增大机油泵传动齿轮与曲轴上的齿轮直径来匹配中心距，势必造成曲轴上的齿轮与机油泵传动齿轮过大，这样会增加成本，另外发动机也没有足够的空间布置直径很大的齿轮。所以在机油泵传动齿轮与曲轴齿轮之间必须增加一个惰齿轮才能将曲轴上的齿轮驱动力传递到机油泵传动齿轮上，这样既可以降低成本，也会使发动机结构更加紧凑。

而惰齿轮通常是通过惰轮轴安装在泵体上的，在现有技术中，泵体和泵盖基本上都是铸铁件，这样惰轮轴就能采用过盈配合的方式安装在泵体或泵盖上。由于铸铁件存在质量较重的缺点，如果将泵体和泵盖的材料更改为铸铝件，虽然能减轻重量，但惰轮轴就不能采用过盈配合的方式安装在铝质的泵体或泵盖上了，因此必须采用一种新的安装方式和结构以适应铝质泵体或泵盖，并且这种新的结构还需要解决惰齿轮轴孔内壁与惰轮轴之间的润滑与散热问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构优化的带惰齿轮的机油泵。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种结构优化的带惰齿轮的机油泵，包括泵体、泵盖、传动齿轮、惰轮轴、惰齿轮、螺栓，所述泵体上设有油腔，所述泵盖上设有惰轮轴安装孔，所述惰轮轴安装孔为阶梯孔，包括上部的圆孔和下部的螺纹孔，所述圆孔的孔径大于螺纹孔的孔径，所述圆孔与所述螺纹孔的连接处形成一圈凸台；所述惰轮轴包括止推盘和轴身，所述惰轮轴上设有一个轴向的螺栓安装孔，所述轴身上设有一个与螺栓安装孔相交的润滑通孔；所述止推盘的外端面设有一个与所述润滑通孔相对应的标记点，所述惰轮轴轴身靠止推盘的一段安装在惰齿轮的轴孔中，所述轴身与惰齿轮的轴孔内壁之间装有衬套，所述轴身靠内的一段安装在泵盖的圆孔中，所述轴身的端面与所述圆孔的底面相接触，所述圆孔的底面靠近油腔的一侧加工有通油槽，并通过该通油槽在泵盖上钻了一个用于连通所述油腔的斜油孔；所述螺栓的螺杆穿过所述惰轮轴的螺栓安装孔后拧入所述泵盖的螺纹孔中，使惰轮轴固定在泵盖上，所述螺栓的直径小于所述惰轮轴的螺栓安装孔的孔径，所述螺栓与所述惰轮轴的螺栓安装孔内壁之间形成一个环形间隙；所述油腔中的高压油依次通过斜油孔、通油槽、环形间隙、润滑通孔流入到惰齿轮衬套和惰轮轴之间的间隙；所述惰齿轮的轴台两端面上均设有泄油槽。

上述技术方案中,由于惰齿轮和惰轮轴通过螺栓安装在泵盖上，因此就可以将泵体和泵盖设计为铸铝件，这样既减轻了机油泵的重量，又解决了安装问题。同时，由于圆孔的底面靠近油腔的一侧加工有通油槽，并通过该通油槽在泵盖上钻了一个用于连通所述油腔的斜油孔，螺栓与惰轮轴的螺栓安装孔内壁之间形成一个环形间隙，这样就能让油腔中的高压油依次通过斜油孔、通油槽、环形间隙、润滑通孔流入到惰齿轮衬套和惰轮轴之间的间隙，对衬套和惰轮轴提供润滑。之后，高压油还可通过惰轮轴与衬套轴孔之间的间隙继续往惰齿轮轴台两端流动，使机油从惰齿轮两轴台端面泄漏出来再回到机油壳中，这样实现了惰齿轮轴孔与惰轮轴之间的机油循环流通，从而能够持续不断的对大负荷旋转的惰齿轮提供润滑、散热，避免了惰齿轮轴孔与惰轮轴烧死、抱轴等故障。

进一步地，所述机油泵还包括调节阀，所述调节阀包括开设在泵体上的阀孔，以及从内向外依次安装在所述阀孔中的弹簧、柱塞、螺塞，所述柱塞整体呈高脚杯状，包括内侧端的圆筒部、中间的杆状部、外侧端的圆盘部，所述圆筒部用于容纳所述弹簧，所述杆状部与所述阀孔的孔壁之间形成一个中转室，所述圆盘部的中间设有一个向外的凸起，所述凸起与所述螺塞的内侧端相接触，使所述圆盘部和所述螺塞之间形成一个反馈油腔，所述泵体上设有与所述反馈油腔相通的反馈油道；所述阀孔的孔壁上设有进油口和泄油口，当所述反馈油腔内的油压大于所述弹簧的弹力时，所述柱塞在油压的作用下压缩所述弹簧向阀孔内移动，所述中转室就能将进油口和泄油口进行连通。

优选地，所述反馈油道为阶梯孔，其中靠近反馈油腔的一段为小孔段，另一段为大孔段。采用这种由大变小的油道结构，可以降低发动机主油道反馈过来的机油油压波动量，减小调节阀开启的波动，从而减小整个油泵的压力波动。

优选地，所述柱塞的圆筒部和杆状部之间的连接处为斜面结构。这样当调节阀开启时，油泵泄油截面是缓慢增大的，泄油能力也是缓慢增加，防止因阀刚开启时泄油量突然增大而造成压力突变，从而减小油泵的压力波动。

进一步地，所述泄油口靠外的一侧设有一个圆弧槽。这种圆弧槽既可以使泄油口在调节阀开启时有个一缓慢变大的过程，减小油泵压力波动，又可以更为精确的控制调节阀开启时的开启压力值。

进一步地，所述阀孔的最内侧还装有一个垫片。这样能够防止弹簧直接与泵体（铝合金泵体，硬度较低）直接接触，避免工作过程中对造成泵体造成异常磨损。

在一个实施例中，所述机油泵为齿轮泵，包括主动轴和从动轴，所述主动轴和从动轴均为空心轴，所述主动轴上装有传动齿轮和主动齿轮，所述从动轴上装有从动齿轮，所述泵体上设有齿轮腔。

进一步地，所述泵体齿轮腔的进油通道和出油通道均设有导流板。这种结构能够减小因齿轮旋向与润滑油进出流向相反，对冲而造成的紊流。其中进油通道处的导流板可以减小因对冲造成的油泵吸油不充分问题，减小空化风险，出油腔处的导流板可以减小因对冲造成的出口压力波动过大问题，也可以降低气蚀风险。

进一步地，所述泵体齿轮腔进油侧的底部设有两个沿进油方向逐渐变小的斜油槽，所述泵体齿轮腔出油侧的底部设有两个沿出油方向逐渐变大的斜油槽。位于泵体齿轮腔进油侧的斜油槽尖部靠近齿轮齿根圆部位，由于润滑油跟随齿轮旋转，在离心力作用下会甩向齿顶部位，靠近齿根部分容易因吸油不充分，而造成空化（特别是在高转速下），增加斜油槽可以使油泵能吸油更充分，减小空化风险。泵体齿轮腔出油侧的斜油槽可以使润滑油能在齿轮封油区域内提前平稳泄压，防止因润滑油在齿轮封油区域内产生局部高压而增大油泵的功率消耗，也可减小油泵出口的压力波动。

附图说明

图1为本发明实施例中的机油泵外部结构示意图；

图2为图1中B-B线的剖面结构示意图；

图3为图2中的惰轮轴的结构示意图；

图4为图1的反面的内部结构示意图；

图5为图4中的泵体结构示意图；

图6为图1中去掉泵盖、传动齿轮、惰齿轮之后的内部结构示意图；

图7为图6中的泵体结构示意图。

附图标记为：

1——泵体 2——泵盖 3——传动齿轮

4——惰轮轴 5——惰齿轮 6——螺塞

7——斜油孔 8——通油槽 9——垫片

10——弹簧 11——柱塞 111——圆筒部

112——杆状部 113——圆盘部 114——凸起

12——螺塞 13——中转室 15——反馈油腔

16——反馈油道 17——进油口 18——泄油口

19——主动轴 20——从动轴 21——主动齿轮

22——从动齿轮 23——齿轮腔 231——导流板

232——斜油槽。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

如图1至3所示，本发明的优选实施例是：一种结构优化的带惰齿轮的机油泵，包括泵体1、泵盖2、传动齿轮3、惰轮轴4、惰齿轮5、螺栓6，所述泵体1上设有油腔，所述泵盖2上设有惰轮轴安装孔，所述惰轮轴安装孔为阶梯孔，包括上部的圆孔和下部的螺纹孔，所述圆孔的孔径大于螺纹孔的孔径，所述圆孔与所述螺纹孔的连接处形成一圈凸台；所述惰轮轴4包括止推盘和轴身，所述惰轮轴4上设有一个轴向的螺栓安装孔41，所述轴身上设有一个与螺栓安装孔41相交的润滑通孔42；所述止推盘的外端面设有一个与所述润滑通孔42相对应的标记点43，所述惰轮轴4的轴身靠止推盘的一段安装在惰齿轮5的轴孔中，所述轴身与惰齿轮5的轴孔内壁之间装有衬套，所述轴身靠内的一段安装在泵盖2的惰轮轴安装孔的圆孔中，所述轴身的端面与所述圆孔的底面相接触，所述圆孔的底面靠近油腔的一侧加工有通油槽8，并通过该通油槽8在泵盖2上钻了一个用于连通所述油腔的斜油孔7；所述螺栓6的螺杆穿过所述惰轮轴4的螺栓安装孔后拧入所述泵盖2的螺纹孔中，使惰轮轴3固定在泵盖2上，所述螺栓6的直径小于所述惰轮轴4的螺栓安装孔的孔径，所述螺栓6与所述惰轮轴4的螺栓安装孔内壁之间形成一个环形间隙；所述油腔中的高压油依次通过斜油孔7、通油槽8、环形间隙、润滑通孔42流入到惰齿轮5的衬套和惰轮轴4之间的间隙；所述惰齿轮5的轴台两端面上均设有泄油槽51。

上述技术方案中,由于惰齿轮5和惰轮轴4通过螺栓6安装在泵盖2上，因此就可以将泵体1和泵盖2设计为铸铝件，这样既减轻了机油泵的重量，又解决了安装问题。同时，由于圆孔的底面靠近油腔的一侧加工有通油槽8，并通过该通油槽8在泵盖2上钻了一个用于连通油腔的斜油孔7，螺栓6与惰轮轴4的螺栓安装孔内壁之间形成一个环形间隙，这样就能让油腔中的高压油依次通过斜油孔7、通油槽8、环形间隙、润滑通孔42流入到惰齿轮5的衬套和惰轮轴4之间的间隙，对衬套和惰轮轴4提供润滑。之后，高压油还可通过惰轮轴4与衬套轴孔之间的间隙继续往惰齿轮5的轴台两端流动，使机油从惰齿轮5两轴台端面泄漏出来再回到机油壳中，这样实现了惰齿轮轴孔与惰轮轴5之间的机油循环流通，从而能够持续不断的对大负荷旋转的惰齿轮5提供润滑、散热，避免了惰齿轮轴孔与惰轮轴4烧死、抱轴等故障。

如图4、5所示，所述机油泵还包括调节阀，所述调节阀包括开设在泵体上的阀孔，以及从内向外依次安装在所述阀孔中的垫片9、弹簧10、柱塞11、螺塞12，所述柱塞11整体呈高脚杯状，包括内侧端的圆筒部111、中间的杆状部112、外侧端的圆盘部113，所述圆筒部111用于容纳弹簧10，所述杆状部112与所述阀孔的孔壁之间形成一个中转室13，所述圆盘部113的中间设有一个向外的凸起114，所述凸起114与螺塞12的内侧端相接触，使所述圆盘部311和螺塞12之间形成一个反馈油腔15，所述泵体1上设有与反馈油腔15相通的反馈油道16；所述阀孔的孔壁上设有进油口17和泄油口18，当所述反馈油腔15内的油压大于弹簧10的弹力时，柱塞11在油压的作用下压缩弹簧10向阀孔内移动，所述中转室13就能将进油口17和泄油口18进行连通。

如图4所示，所述反馈油道16为阶梯孔，其中靠近反馈油腔的一段为小孔段，另一段为大孔段。采用这种由大变小的油道结构，可以降低发动机主油道反馈过来的机油油压波动量，减小调节阀开启的波动，从而减小整个油泵的压力波动。

如图4所示，柱塞11的圆筒部111和杆状部112之间的连接处为斜面结构。这样当调节阀开启时，油泵泄油截面是缓慢增大的，泄油能力也是缓慢增加，防止因阀刚开启时泄油量突然增大而造成压力突变，从而减小油泵的压力波动。

如图5所示，所述泄油口18靠外的一侧设有一个圆弧槽181。这种圆弧槽181既可以使泄油口18在调节阀开启时有个一缓慢变大的过程，减小油泵压力波动，又可以更为精确的控制调节阀开启时的开启压力值。

如图6所示，所述机油泵为齿轮泵，包括主动轴19和从动轴20，所述主动轴19和从动轴20均为空心轴，所述主动轴19上装有传动齿轮和主动齿轮21，所述从动轴20上装有从动齿轮22，所述泵体1上设有齿轮腔23。

如图7所示，泵体齿轮腔23的进油通道和出油通道均设有导流板231。这种结构能够减小因齿轮旋向与润滑油进出流向相反，对冲而造成的紊流。其中进油通道处的导流板可以减小因对冲造成的油泵吸油不充分问题，减小空化风险，出油腔处的导流板可以减小因对冲造成的出口压力波动过大问题，也可以降低气蚀风险。

如图7所示，泵体齿轮腔23进油侧的底部设有两个沿进油方向逐渐变小的斜油槽232，泵体齿轮腔出油侧的底部设有两个沿出油方向逐渐变大的斜油槽232。位于泵体齿轮腔23进油侧的斜油槽232尖部靠近齿轮齿根圆部位，由于润滑油跟随齿轮旋转，在离心力作用下会甩向齿顶部位，靠近齿根部分容易因吸油不充分，造成空化（特别是在高转速下），而增加斜油槽232可以使油泵能吸油更充分，减小空化风险。泵体齿轮腔23出油侧的斜油槽232可以使润滑油能在齿轮封油区域内提前平稳泄压，防止因润滑油在齿轮封油区域内产生局部高压而增大油泵的功率消耗，也可减小油泵出口的压力波动。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (9)

1.一种结构优化的带惰齿轮的机油泵，其特征是：包括泵体（1）、泵盖（2）、传动齿轮（3）、惰轮轴（4）、惰齿轮（5）、螺栓（6），所述泵体（1）上设有油腔，所述泵盖（2）上设有惰轮轴安装孔，所述惰轮轴安装孔为阶梯孔，包括上部的圆孔和下部的螺纹孔，所述圆孔的孔径大于螺纹孔的孔径，所述圆孔与所述螺纹孔的连接处形成一圈凸台；所述惰轮轴（4）包括止推盘和轴身，所述惰轮轴（4）上设有一个轴向的螺栓安装孔（41），所述轴身上设有一个与螺栓安装孔相交的润滑通孔（42）；所述止推盘的外端面设有一个与所述润滑通孔（42）相对应的标记点（43），所述惰轮轴（4）轴身靠止推盘的一段安装在惰齿轮（5）的轴孔中，所述轴身与惰齿轮（4）的轴孔内壁之间装有衬套，所述轴身靠内的一段安装在泵盖（2）的圆孔中，所述轴身的端面与所述圆孔的底面相接触，所述圆孔的底面靠近油腔的一侧加工有通油槽（8），并通过该通油槽（8）在泵盖（2）上钻了一个用于连通所述油腔的斜油孔（7）；所述螺栓（6）的螺杆穿过所述惰轮轴（4）的螺栓安装孔后拧入所述泵盖（2）的螺纹孔中，使惰轮轴（4）固定在泵盖（2）上，所述螺栓（6）的直径小于所述惰轮轴（4）的螺栓安装孔的孔径，所述螺栓（6）与所述惰轮轴（4）的螺栓安装孔内壁之间形成一个环形间隙；所述油腔中的高压油依次通过斜油孔（7）、通油槽（8）、环形间隙、润滑通孔（42）流入到惰齿轮衬套和惰轮轴（4）之间的间隙；所述惰齿轮（5）的轴台两端面上均设有泄油槽。

2.根据权利要求1所述的结构优化的带惰齿轮的机油泵，其特征是：所述机油泵还包括调节阀，所述调节阀包括开设在泵体上的阀孔，以及从内向外依次安装在所述阀孔中的弹簧（10）、柱塞（11）、螺塞（12），所述柱塞（11）整体呈高脚杯状，包括内侧端的圆筒部（111）、中间的杆状部（112）、外侧端的圆盘部（113），所述圆筒部（111）用于容纳所述弹簧（10），所述杆状部（112）与所述阀孔的孔壁之间形成一个中转室（13），所述圆盘部（113）的中间设有一个向外的凸起（114），所述凸起（114）与所述螺塞（12）的内侧端相接触，使所述圆盘部（113）和所述螺塞（12）之间形成一个反馈油腔（15），所述泵体（1）上设有与所述反馈油腔（15）相通的反馈油道（16）；所述阀孔的孔壁上设有进油口（17）和泄油口（18），当所述反馈油腔（15）内的油压大于所述弹簧（10）的弹力时，所述柱塞（11）在油压的作用下压缩所述弹簧（10）向阀孔内移动，所述中转室（13）就能将进油口（17）和泄油口（18）进行连通。

3.根据权利要求2所述的结构优化的带惰齿轮的机油泵，其特征是：所述反馈油道（16）为阶梯孔，其中靠近反馈油腔（15）的一段为小孔段，另一段为大孔段。

4.根据权利要求2所述的结构优化的带惰齿轮的机油泵，其特征是：所述柱塞的圆筒部（111）和杆状部（112）之间的连接处为斜面结构。

5.根据权利要求2所述的结构优化的带惰齿轮的机油泵，其特征是：所述泄油口（18）靠外的一侧设有一个圆弧槽（181）。

6.根据权利要求2所述的结构优化的带惰齿轮的机油泵，其特征是：所述阀孔的最内侧还装有一个垫片（9）。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的结构优化的带惰齿轮的机油泵，其特征是：所述机油泵为齿轮泵，包括主动轴（19）和从动轴（20），所述主动轴（19）和从动轴（20）均为空心轴，所述主动轴（19）上装有传动齿轮（3）和主动齿轮（21），所述从动轴（20）上装有从动齿轮（22），所述泵体（1）上设有齿轮腔（23）。

8.根据权利要求7所述的结构优化的带惰齿轮的机油泵，其特征是：所述泵体齿轮腔（23）的进油通道和出油通道均设有导流板（231）。

9.根据权利要求7所述的结构优化的带惰齿轮的机油泵，其特征是：所述泵体齿轮腔（23）进油侧的底部设有两个沿进油方向逐渐变小的斜油槽（232），所述泵体齿轮腔（23）出油侧的底部设有两个沿出油方向逐渐变大的斜油槽（232）。