CN113994094B - 可变排量润滑剂泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于提供加压润滑剂的可变排量润滑剂泵(10)，包括静态泵壳体(14)、布置在泵壳体(14)内部的并且径向地限定基本上圆柱形的泵送腔(20)的可移位控制环(16)、均被控制环(16)部分地控制的并且位于控制环(16)的对置的横向侧的入口腔(22)和出口腔(28)，和位于控制环(16)的出口腔侧的横向侧的横向滑动支承装置(34)，并且包括由泵壳体(14)限定的第一横向滑动支承表面(36)、与第一横向滑动支承表面(36)对置的并且由控制环(16)定义的第二横向滑动支承表面(38)和定义在两个横向滑动支承表面(36、38)之间的横向滑动支承间隙(40)，其中，控制环(16)设置有排放通道(42)，该排放通道将横向滑动支承间隙(40)与入口腔(22)流体连通。根据本发明的排放通道(42)通过横向滑动支承装置(34)使润滑剂泄露最小，而不需要单独的在横向滑动支承装置(34)内部的任何密封元件。这提供了成本低的、可靠的和有效率的可变排量润滑剂泵(10)。

Description

可变排量润滑剂泵
本发明涉及一种用于提供加压润滑剂的可变排量润滑剂泵，尤其是一种用于为内燃机提供加压润滑剂的机械式可变排量润滑剂泵。
润滑剂泵由发动机机械地例如通过齿轮或皮带驱动并且与发动机流体连通以便将加压润滑剂泵送至并且通过发动机。润滑剂泵的可变排量允许控制和/或稳定润滑剂泵的泵排出压力并因此允许例如控制和/或稳定发动机中的润滑剂道压力。
WO2018/196991A1披露一种典型的用于为内燃机提供加压润滑剂的可变排量润滑剂。润滑剂泵包括静态泵壳体和可移位控制环，该可移位控制环布置在泵壳体的内部并且径向地限定圆柱形泵送腔。润滑剂泵包括入口腔和出口腔，该入口腔和出口腔均部分地被控制环限定并且位于控制环的对置的横向侧。润滑剂泵包括位于控制环的出口腔侧的横向侧的横向滑动支承装置。横向滑动支承装置包括由泵壳体定义的第一横向滑动支承表面和对置的被控制环定义的第二横向滑动支承表面。形成在两个竖直滑动支承面之间的横向滑动支承间隙被密封元件流体密封，以避免加压润滑剂经由横向滑动支承间隙的泄露。尤其是如果横向支承间隙流体地通向润滑剂泵的液压控制腔，不期望的润滑剂经由横向支承间隙的泄露会影响泵排出压力控制和/或泵性能。然而，密封元件会增加横向滑动支承装置的滑动摩擦并且因此降低泵的效率。此外，泵壳体和/或控制环必须设置有特定的固定装置，用于将密封元件固定到位并且避免密封元件从横向滑动支承间隙中滑出。
本发明的目的是，提供一种成本低的、可靠的且高效率的可变排量润滑剂泵。
该目的通过一种具有权利要求1的特征的可变排量润滑剂泵实现。
根据本发明的可变排量润滑剂设置有静态泵壳体，该静态泵壳体定义泵入口和泵出口。泵入口通常与润滑剂箱流体连通，并且泵出口与发动机流体连通，用于为发动机提供加压润滑剂。
根据本发明的可变排量润滑剂泵还设置有可移位控制环，该可移位控制环布置在泵壳体的内部。控制环径向地限定基本上圆柱形泵送腔。控制环优选可相对于泵壳体线性地移动，但在任何情况下，控制环都不能枢转地铰接在泵壳体的内部。泵送腔通常设置有精确圆形的径向横截面。然而，泵送腔也可以设置有非精确圆形的径向横截面-例如略微椭圆形的横截面-以提高泵效率和/或泵压力控制。
根据本发明的可变排量润滑剂泵还设置有入口腔和出口腔，该入口腔和出口腔均部分地被控制环限定并且部分地被泵壳体限定。入口腔和出口腔在控制环的对置的横向侧位于泵送腔的径向外侧。入口腔与泵入口流体连通，并且出口腔与泵出口流体连通。在泵运行期间，入口腔填充有压力相对较低的润滑剂，通常入口腔填充有带有基本上大气压的润滑剂。出口腔在泵运行期间被填充有加压润滑剂。
根据本发明的可变排量润滑剂泵也设置有横向滑动支承装置，该横向滑动支承装置位于控制环的出口腔侧的横向侧并且控制环通过该横向滑动支承装置摩擦地支撑在泵壳体的内部。横向滑动支承装置包括两个平行的并且对置的横向滑动支承表面，第一横向滑动支承表面由泵壳体定义，第二横向滑动支承表面由控制环定义。两个横向滑动支承表面分别在平行于控制环的滑动方向的以及平行于圆柱形泵送腔的轴向方向的泵平面中延伸。通常相对较窄的横向滑动支承间隙形成在两个对应的横向滑动支承表面之间。通常，横向滑动支承装置位于出口腔和控制腔之间，其中，控制环位置并因此容积式泵性能通过控制腔的液压被控制。
根据本发明，控制环设置有排放通道，该排放通道将横向滑动支承间隙与入口腔流体连通。排放通道可以直接通入入口腔或备选地可以通入与入口腔流体连通的泵区域。在任何情况下，排放通道基本上设置有入口腔压力。因此，从出口腔压入横向滑动支承间隙的加压润滑剂被可靠地从横向滑动支承装置输送到低压入口腔。这避免或至少显著抑制了润滑剂经由横向滑动支承装置泄露到相邻的液压腔，例如控制腔中，而在横向滑动支承间隙中不需要任何单独的密封元件。
根据本发明的可变排量润滑剂泵提供可靠的并且高效的泵运行。由于不需要密封元件来密封横向滑动支承装置，因此可以成本非常低地实现根据本发明的可变排量润滑剂泵。
优选地，排放通道部分地由横向凹槽定义，该横向凹槽设置在控制环的第二横向滑动支承表面内并且与入口腔流体连通。横向凹槽优选在控制环的整个轴向高度上延伸并因此在横向滑动支承装置的整个轴向高度上延伸以便有效率地收集泄露到横向滑动支承间隙中的任何润滑剂。横向凹槽可以被成本低地实现并且允许可靠地避免润滑剂经由横向滑动支承间隙的泄露。
通常，控制环也在其顶侧和其底侧摩擦地支撑在泵壳体内部。因此，在本发明的优选实施例中，控制环的顶侧滑动面设置有顶侧凹槽和/或控制环的底侧滑动面设置有底侧凹槽，其中，顶侧凹槽和/或底侧凹槽流体通入横向凹槽中并且部分地定义排放通道。优选地，顶侧凹槽和/或底侧凹槽通入入口腔或通入与入口腔直接流体连通的区域，从而在控制环中/处不需要附加的装置将横向滑动支承间隙与入口腔流体连通。这允许排放通道的成本非常高效的实现并因此提供成本低的润滑剂泵。顶侧凹槽和/或底侧凹槽也允许排出经由控制环的顶侧和/或底侧泄露的润滑剂。这使总的润滑剂泄露最少并因此提供非常可靠和效率高的润滑剂泵。
通常，控制环设置有吸入口，该吸入口将泵送腔与入口腔流体连通。吸入口通常由控制环内的顶侧和/或底侧的凹部提供。优选地，排放通道通入与入口腔直接流体连通的吸入口。由于吸入口通常在泵送腔的相对较大的周向部分上延伸，因此，可以相对较短并因此成本相对较低地实现排放通道。
参考附图描述了本发明的一个实施例，其中，
图1示出了根据本发明的打开的可变排量润滑剂泵的俯视图，和
图2示出了图1的润滑剂泵的控制环部分和泵壳体部分的局部剖切的侧视图。
图1示出了用于向内燃机12提供加压润滑剂的可变排量润滑剂泵10。润滑剂泵10设置有静态泵壳体14、可移位控制环16和可旋转的泵转子18。控制环16布置在泵壳体14的内部并且径向限定基本上圆柱形泵送腔20。
润滑剂泵10包括入口腔22，该入口腔与润滑剂箱24流体连通并且在泵运行期间填充有具有基本上大气压的润滑剂。入口腔22部分地被控制环16限定并且通过控制环16的吸入口与泵送腔20直接流体连通。
润滑剂泵10包括出口腔28，该出口腔与发动机12流体连通并且在泵运行期间填充有加压润滑剂。出口腔28相对于入口腔22位于泵送腔20的对置的横向侧。出口腔28部分地被控制环16限定并且通过控制环16的排出口30与泵送腔20直接流体连通。
润滑剂泵10包括控制腔32，该控制腔周向地位于入口腔22和出口腔28之间在控制环16的前侧。在泵运行期间，控制腔32填充有润滑剂，其中，在控制腔32内部的润滑剂压力是可控制的，以便液压控制控制环16的位置并因此控制容积式泵的性能。
润滑剂泵10包括横向滑动支承装置34，通过横向滑动支承装置34，控制环16摩擦地支撑在泵壳体14内部。横向滑动支承装置34位于控制环16的出口腔侧的横向侧。横向滑动支承装置34直接邻接出口腔28以及控制腔32，并因此将控制腔32和出口腔28彼此流体断开。横向滑动支承装置34包括平行并且对置的两个横向滑动支承表面36、38，这两个横向滑动支承表面36、38彼此摩擦接触。第一横向滑动支承表面36被泵壳体14定义，第二横向滑动支承表面38被控制环16定义。两个横向滑动支承表面36、38定义在它们之间的横向滑动支承间隙40。
根据本发明，控制环16设置有排放通道42，该排放通道将横向滑动支承间隙40与入口腔22流体连通。在本发明的实施例中，排放通道42由横向凹槽44、顶侧凹槽46和底侧凹槽48形成和定义。
横向凹槽44形成在控制环16的第二横向滑动支承表面38内。横向凹槽44基本上线性地沿控制环16的整个轴向高度延伸。
顶侧凹槽46形成在控制环16的顶侧滑动面50内。在组装的(封闭的)泵中，顶侧滑动面50与未示出的泵壳盖体摩擦接触。顶侧凹槽46在一端流体通入横向凹槽44，并且在对置端流体通入吸入口26的顶侧区域51。顶侧凹槽46将横向凹槽44与吸入口26直接流体连通，并因此将横向滑动支承间隙40与入口腔22流体连通。
底侧凹槽48形成在控制环16的底侧滑动面52内。底侧滑动面52与泵壳体14摩擦接触。在本发明的本实施例中，底侧凹槽48与顶侧凹槽46对称地成形。底侧凹槽48在一端流体通入横向凹槽44，并且在对置端流体通入吸入口16的未示出的底侧。底侧凹槽48将横向凹槽44与吸入口26直接流体连通并因此将横向滑动支承间隙40与入口腔22流体连通。
附图标记清单
10可变排量润滑剂泵
12内燃机
14泵壳体
16控制环
18泵转子
20泵送腔
22入口腔
24润滑剂箱
26吸入口
28出口腔
30排出口
32控制腔
34横向滑动支承装置
36第一横向滑动支承表面
38第二横向滑动支承表面
40横向滑动支承间隙
42排放通道
44横向凹槽
46顶侧凹槽
48底侧凹槽
50顶侧滑动面
51顶侧区域的吸入口
52底侧滑动面

Claims (4)

1.一种用于提供加压润滑剂的可变排量润滑剂泵(10)，包括
-静态的泵壳体(14)，
-可移位的控制环(16)，其布置在所述泵壳体(14)的内部并且径向限定基本上圆柱形的泵送腔(20)，
-入口腔(22)和出口腔(28)，它们均部分地被所述控制环(16)限定并且位于所述控制环(16)的对置的横向侧，和
-横向滑动支承装置(34)，其位于所述控制环(16)的出口腔侧的横向侧并且包括，
·由泵壳体(14)定义的第一横向滑动支承表面(36)，
·第二横向滑动支承表面(38)，其与第一横向滑动支承表面(36)对置并且被所述控制环(16)定义，和
·定义在第一横向滑动支承表面(36)和第二横向滑动支承表面(38)之间的横向滑动支承间隙(40)，
其中，所述控制环(16)设置有排放通道(42)，该排放通道(42)将所述横向滑动支承间隙(40)与所述入口腔(22)流体连通。
2.根据权利要求1所述的可变排量润滑剂泵(10)，其中，所述排放通道(42)部分地被横向凹槽(44)定义，所述横向凹槽(44)设置在控制环(16)的第二横向滑动支承表面(38)内并且与所述入口腔(22)流体连通。
3.根据权利要求2所述的可变排量润滑剂泵(10)，其中，所述控制环(16)的顶侧滑动面(50)设置有顶侧凹槽(46)和/或所述控制环(16)的底侧滑动面(52)设置有底侧凹槽(48)，并且
其中，所述顶侧凹槽(46)和/或所述底侧凹槽(48)流体通入所述横向凹槽(44)并且部分地定义所述排放通道(42)。
4.根据权利要求1或2所述的可变排量润滑剂泵(10)，其中，所述控制环(16)设置有吸入口(26)，该吸入口(26)将所述泵送腔(20)与所述入口腔(22)流体连通，并且其中，所述排放通道(42)流体通入所述吸入口(26)。
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