CN114110397B - 一种组合式低转速吸油的双作用叶片泵 - Google Patents

Abstract

一种组合式低转速吸油的双作用叶片泵，其特征在于：包括前配油盘，所述前配油盘上开设有轴孔Ⅰ和轴孔Ⅱ，轴孔Ⅰ和轴孔Ⅱ上分别设置有主动齿轮轴和从动齿轮轴；主动齿轮轴和从动齿轮轴一端外表面分别固定设置有相啮合的齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ，所述前配油盘外侧端面开设有容纳齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ的齿轮腔，所述齿轮腔的一侧开设有进油腔，进油腔上开设有进油口，所述齿轮腔的另一侧开设有出油腔，出油腔上开设有出油口，所述前配油盘与齿轮腔相反的一面开设有环形油槽，所述环形油槽与出油口连通；且主动齿轮轴的一端穿过前配油盘连接有转子和后配油盘、另一端连接有泵盖和链轮。

Description

一种组合式低转速吸油的双作用叶片泵

技术领域

本发明涉及变速器润滑液压系统技术领域，具体涉及一种组合式低转速吸油的双作用叶片泵。

背景技术

双作用叶片泵的两个吸、压油区是径向对称的，故在转子、传动轴及轴承上所作用的径向液压力也相互平衡，有利于泵的工作压力提高，且压力波动小、寿命长。而CVT变速器采用传动带和可变槽宽的棘轮进行动力传递，变速器油泵的高压油作用在油缸上，使棘轮变化槽宽，相应改变驱动轮与从动轮上传动带的接触半径，进行变速，由于结构简单，成本低，传动效率高被广泛使用，而双作用叶片泵具备以上优点被CVT变速器液压系统普遍采用，提供液压动力推动油缸使棘轮快速变径，从而使CVT变速器油泵完成传动比的改变，更好的将发动机的扭矩传递到车轮上。但双作用叶片泵在启动时转子上分布的叶片通常依靠油泵旋转的离心力将叶片甩出，与配油盘、定子型线形成封闭的腔体，通过定子型线的直径的变化，完成吸油与压油。由于双作用叶片泵承压高，所以叶片与转子叶片槽及配油盘端面间隙都不宜过大，因此叶片在转子叶片槽中的滑动的摩擦阻力较大。

油泵为了启动时快速建压目前采用的策略有：

①通过ECU程序控制发动机在启动瞬间将转速拉高至2000rpm左右，保持几秒钟再回到正常怠速700rpm~800rpm区间，通过短时间的高速将油泵叶片快速甩出，实现吸油建压；

②将定子动短径往长径变化的方向的过渡曲线充磁，利用磁性将叶片吸附在定子型线，从而达到快速吸油建压的目的。

以上第一个方案发动机刚启动拉高速，虽然时间短，在低温启动时，发动机及变速器中的零件无润滑油高转速下零件干摩擦导致零件提前磨损，特别是频繁启动时；而第二种方案中将油泵定子充磁，磁性较强，油泵的零件大部分是金属的，对装配时厂房的清洁度及零件转运过程的清洁度有极高的要求，且变速器在工作时因磨损产生的金属杂质也较多，而双作用叶片泵间隙小对清洁度非常敏感，因此又要求油泵泵前过滤器过滤精度高，而高精度的过滤器又会增加油泵吸油阻力，尤其是低温的时候。

因此双作用叶片泵在CVT变速器中虽然采用，但这些问题一直制约它扩展应用，尤其混动变速器中低转速工况对双作用叶片泵启动十分不利，限制了双作用叶片泵在混动变速器中的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种组合式低转速吸油的双作用叶片泵。

为了解决这一技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种组合式低转速吸油的双作用叶片泵，其特征在于：包括前配油盘，所述前配油盘上开设有轴孔Ⅰ和轴孔Ⅱ，轴孔Ⅰ和轴孔Ⅱ上分别设置有主动齿轮轴和从动齿轮轴；主动齿轮轴和从动齿轮轴一端外表面分别固定设置有相啮合的齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ，所述前配油盘外侧端面开设有容纳齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ的齿轮腔，所述齿轮腔的一侧开设有进油腔，进油腔上开设有进油口，所述齿轮腔的另一侧开设有出油腔，出油腔上开设有出油口，所述前配油盘与齿轮腔相反的一面开设有环形油槽，所述环形油槽与出油口连通；且主动齿轮轴的一端穿过前配油盘连接有转子和后配油盘、另一端连接有泵盖和链轮。

在一个实施方式中，所述转子上开设有若干个叶片槽，若干个叶片槽的底部均开设有圆形孔，且叶片槽内设置有叶片；

在一个实施方式中，所述叶片外表面设置有定子。

在一个实施方式中，所述后配油盘上开设有轴孔，所述轴孔内设置有与主动齿轮轴相匹配的衬套。

在一个实施方式中，所述后配油盘由后配盘Ⅰ和后配盘Ⅱ构成，所述后配盘Ⅰ朝向所述转子的一侧面开设有相对称的油槽Ⅰ和油槽Ⅱ，所述油槽Ⅰ和油槽Ⅱ与圆形孔相对应。

在一个实施方式中，所述后配盘Ⅱ与后配盘Ⅰ相反一面开设有出油口Ⅰ、出油口Ⅱ、密封圈槽以及阻尼通孔，其中，所述密封圈槽内设置有密封圈II，所述阻尼通孔与油槽Ⅱ贯通。

在一个实施方式中，所述后配油盘和所述定子通过螺钉固定在所述前配油盘上。

在一个实施方式中，所述泵盖上开设有容纳从动齿轮轴的容纳腔和与主动齿轮轴相匹配的主动轴孔。

在一个实施方式中，所述主动齿轮轴上开设有键槽Ⅰ，所述键槽Ⅰ内设置有滚针，所述转子上开设有与滚针相匹配的键槽II。

与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

1.本发明的组合式低转速吸油的双作用叶片泵，在启动时依靠小排量齿轮泵提供推动叶片滑动的液压力，且该推动力非常小，使叶片泵定子型线面贴紧，确保双作用叶片泵可以快速吸油，一旦双作用叶片泵完成吸油后，又可以通过油泵本身建立的高压油经阻尼孔入叶片槽的圆形孔内并提供更大的推动力，弥补从动齿轮轴提供的推动力，确保油泵在高压时仍然具有良好的容积效率。

2.本发明的组合式低转速吸油的双作用叶片泵，在启动时依靠发动机拉高转速来获得较大的离心力将叶片甩出带来的润滑不足时的干摩擦，同时也可以使用不充磁的定子来吸附叶片，实现双作用叶片泵在低转速启动时吸油困难的现象，提高了系统的可靠性的同时，在保证双作用叶片因为定子充磁带来的一系列问题，满足了在低转速启动的上油反应时间。

附图说明

图1为本发明叶片泵的爆炸结构示意图。

图2为本发明叶片泵的侧面剖视结构示意图。

图3为本发明前配油盘正面结构示意图。

图4为本发明前配油盘侧面剖视结构示意图。

图5为本发明前配油盘反面结构示意图。

图6为本发明泵盖侧面剖视结构示意图。

图7为本发明转子结构示意图。

图8为本发明转子侧面剖视结构示意图。

图9为本发明主动齿轮轴结构示意图。

图10为本发明定子结构示意图。

图11为本发明定子侧视结构示意图。

图12为本发明后配盘Ⅰ结构示意图。

图13为本发明后配油盘侧面结构示意图。

图14为本发明后配盘Ⅱ结构示意图。

图15为本发明叶片泵油液流向示意图。

图中：1、链轮，2、螺钉Ⅰ，3、泵盖，4、主动齿轮轴，5、从动齿轮轴，6、前配油盘，7、密封圈I，8、滚针，9、叶片，10、转子，11、定子，12、定位套，13、后配油盘，14、密封圈II，15、螺钉Ⅱ，32、定位销，41、键槽Ⅰ，61、轴孔Ⅰ，62、轴孔Ⅱ，63、环形油槽，67、进油腔，67a 、进油口，68、出油腔，68a 、出油口，69、齿轮腔，101，转子轴孔，102、键槽Ⅱ，103、叶片槽，104、圆形孔，132、衬套，133、油槽Ⅰ，134、油槽Ⅱ，135、出油口Ⅰ，136、出油口Ⅱ，137、密封圈槽，138、阻尼通孔。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特征细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

如图1-2所示，一种组合式低转速吸油的双作用叶片泵，包括链轮1、泵盖3、主动齿轮轴4、从动齿轮轴5、前配油盘6、转子10、后配油盘13，其中，泵盖3上开设有与主动齿轮轴4相匹配的主动轴孔32；前配油盘6上开设有容纳主动齿轮轴4的轴孔Ⅰ61和容纳从动齿轮轴5的轴孔Ⅱ62，且主动齿轮轴4和从动齿轮轴5分别位于轴孔Ⅰ61和轴孔Ⅱ62内；后配油盘13上开设有轴孔，且轴孔内设置有与主动齿轮轴4相匹配的衬套132；具体地，主动齿轮轴4的一端穿过主动轴孔32与链轮1连接、另一端穿过转子10和后配油盘13上的轴孔连接。

如图1-5所示，主动齿轮轴4和从动齿轮轴5一端外表面分别固定设置有相啮合的齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ，且前配油盘6外侧端面开设有容纳齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ的齿轮腔69，具体地，齿轮腔为“8”形容纳腔；进一步地，齿轮腔69的一侧开设有进油腔67，进油腔67上开设有进油口67a；齿轮腔69的另一侧开设有出油腔68，出油腔68上开设有出油口68a；如图5所示，前配油盘6与齿轮腔69相反的一面开设有环形油槽63，环形油槽63与出油口68a连通；且前配油盘6与齿轮腔69相反的一面还开设有与进油口67a连通的第一进油腔64，

此外，前配油盘6朝向泵盖3的一面开设有定位销孔Ⅰ65和螺纹底孔66；

如图6所示，泵盖3上开设有容纳从动齿轮轴5的容纳腔33，从而泵盖3能够将从动齿轮轴5密封在泵盖3与前配油盘6之间并使得从动齿轮轴5能够在泵盖3与前配油盘6之间进行转动；进一步地，泵盖3通过定位销32与前配油盘6上的定位销孔Ⅰ65配合起定位作用，用于保证泵盖3的主动轴孔32与后配油盘6的轴孔Ⅰ61的同轴度。

此外，泵盖通过螺钉Ⅰ2与前配油盘6固定连接，从而使得从动齿轮轴5在泵盖3与前配油盘6之间组成一个小排量的齿轮泵，具体地，该小排量齿轮泵的排量仅为0.5cc/rev，较小的排量可以使齿轮泵获得良好的出油相应时间。

如图1和图7-9所示，转子10上设有与主齿轮轴4间隙配合的转子轴孔101，转子轴孔101上设有键槽II102，具体地，主动齿轮轴4上开设有键槽Ⅰ41，键槽Ⅰ41内设置有滚针8，且转子10上开设有与滚针8相匹配的键槽II102，更具体地，主动齿轮轴4长轴端上设有键槽41，用于容纳滚针8，该键槽41与滚针8及转子10上的键槽II102共同作用，传递扭矩驱动转子10旋转。

如图7和图1以及图10-11所示，转子10上开设有若干个叶片槽103，若干个叶片槽103的底部均开设有圆形孔104，且叶片槽103内设置有叶片9，且叶片9外表面设置有定子11；具体地，转子10上开设有12个容纳叶片的叶片槽103，叶片槽103的根部开设有圆形孔104，该圆形孔104，一；是为叶片槽103加工的退刀槽，二；是与前配油盘6上的环形槽63及后配油盘组件13（后面详细描述）上油槽Ⅰ133，油槽Ⅱ134形成油路，引入一定的压力油为叶片9提供径向的推力，确保叶片9始终贴合在定子11型线面上，确保油泵具备驱动时快速吸油能力。

如图1和12-14所示，后配油盘13由后配盘Ⅰ和后配盘Ⅱ构成，其中，如图12所示，后配盘Ⅰ朝向所述转子10的一侧面开设有相对称的油槽Ⅰ133和油槽Ⅱ134，具体地，油槽Ⅰ133和油槽Ⅱ134中间断开均形成两个油槽；且油槽Ⅰ133和油槽Ⅱ134与圆形孔104相对应形成油路，进一步地，油槽Ⅰ133和油槽Ⅱ134与转子10的叶片槽103底部的圆形孔104径向直径相当，并为叶片槽103底部的圆形孔104供油，叶片槽103底部的圆形孔104储油后使得叶片9沿着径向方向推出，使叶片9与定子11的型线面贴合；

如图13-14所示，后配盘Ⅱ与后配盘Ⅰ相反一面开设有出油口Ⅰ135、出油口Ⅱ136、密封圈槽137以及阻尼通孔138，其中，出油口Ⅰ135和出油口Ⅱ136分别与变速器壳体上对应的出油腔对应，为系统提高液压力；

密封圈槽137内设置有密封圈II14，密封圈II14确保后配油盘13两处的出油口Ⅰ135、出油口Ⅱ136与变速器壳体上对应的出油腔密封不渗油。

阻尼通孔138与油槽Ⅱ134贯通，该阻尼孔138的作用为：一、为齿轮泵提供一定的泄压作用，二、高压时为油槽Ⅱ134提供一定的高压油，确保叶片9贴紧定子11型线面的力足够大，减少泄漏量。

由此如图15所示，本发明的一种组合式低转速吸油的双作用叶片泵，通过在前配油盘6上集成了一个0.5cc/rev的小齿轮泵，该齿轮泵的出油口68a与前配油盘6的环形油槽63连通，常规CVT变速器油泵位置较低，小齿轮油泵吸油高度足够低，且内部腔体体积也足够小，可以获得良好的出油相应时间，小齿轮的油首先进入前配油盘6的环形油槽63中，而该环形油槽63与转子10上的叶片槽103底部的圆形孔104直径相当，油可以快速进入叶片槽103的圆形孔104内，推动叶片9往径向方向滑动，从而使叶片9紧贴定子11型线面，这样叶片9与前配油盘6及后配油盘13可以形成一个相对密封的空间，当转子10转动时，带动叶片9同步旋转，叶片9在径向受定子11型线的作用发生体积的改变，从而实现叶片泵的快速吸油。（如黑色箭头代表齿轮提供的油液流向）。

当叶片泵能顺利吸油则可以在出油口Ⅰ135，出油口Ⅱ136处建立压力,出油口Ⅱ136的高压油可以通过后配油盘13的阻尼孔138进入到油槽Ⅱ134中，此时，油槽Ⅱ134与油泵出油口Ⅱ136一致，当出油口Ⅱ136为高压力时（6MPa左右）可以为叶片槽103底部的圆形孔104提供高压力油，使叶片9紧贴定子11型线面，避免因齿轮泵无法提供足够高的压力油推动叶片9紧贴定子型线面导致高压时叶片泵容积效率下降的情况。

后配油盘组件13上的断开的油槽Ⅰ133与油槽Ⅱ134，其中，油槽Ⅰ133与前配油盘6上的环形油槽63贯通，确保叶片9实现双侧进油受力，同时断开式油槽Ⅰ133可以减少齿轮泵的油液通过后配油盘13上阻尼孔138快速泄走而无法形成推叶片9滑动的力，通过油槽Ⅱ134与叶片泵出油口Ⅱ136连通，高压时压力较大，断开式油槽Ⅱ134可以减少过高的压力直接进入到齿轮泵，带来额外的功率消耗。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明技术方案进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述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同等替换；而这些修改或者替换，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与范围。

Claims (9)

1.一种组合式低转速吸油的双作用叶片泵，其特征在于：包括前配油盘（6），所述前配油盘（6）上开设有轴孔Ⅰ（61）和轴孔Ⅱ（62），轴孔Ⅰ（61）和轴孔Ⅱ（62）上分别设置有主动齿轮轴（4）和从动齿轮轴（5）；主动齿轮轴（4）和从动齿轮轴（5）一端外表面分别固定设置有相啮合的齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ，所述前配油盘（6）外侧端面开设有容纳齿轮Ⅰ和齿轮Ⅱ的齿轮腔（69），所述齿轮腔（69）的一侧开设有进油腔（67），进油腔（67）上开设有进油口（67a），所述齿轮腔（69）的另一侧开设有出油腔（68），出油腔（68）上开设有出油口（68a），所述前配油盘（6）与齿轮腔（69）相反的一面开设有环形油槽（63），所述环形油槽（63）与出油口（68a）连通；且主动齿轮轴（4）的一端穿过前配油盘（6）连接有转子（10）和后配油盘（13）、另一端连接有泵盖（3）和链轮（1）。

2.根据权利要求1所述的组合式低转速吸油的双作用叶片泵，其特征在于：所述转子（10）上开设有若干个叶片槽（103），若干个叶片槽（103）的底部均开设有圆形孔（104），且叶片槽（103）内设置有叶片（9）。

3.根据权利要求2所述的组合式低转速吸油的双作用叶片泵，其特征在于：所述叶片（9）外表面设置有定子（11）。

4.根据权利要求3所述的组合式低转速吸油的双作用叶片泵，其特征在于：所述后配油盘（13）上开设有轴孔，所述轴孔内设置有与主动齿轮轴（4）相匹配的衬套（132）。

5.根据权利要求4所述的组合式低转速吸油的双作用叶片泵，其特征在于：所述后配油盘（13）由后配盘Ⅰ和后配盘Ⅱ构成，所述后配盘Ⅰ朝向所述转子（10）的一侧面开设有相对称的油槽Ⅰ（133）和油槽Ⅱ（134），所述油槽Ⅰ（133）和油槽Ⅱ（134）与圆形孔（104）相对应。

6.根据权利要求5所述的组合式低转速吸油的双作用叶片泵，其特征在于：所述后配盘Ⅱ与后配盘Ⅰ相反一面开设有出油口Ⅰ（135）、出油口Ⅱ（136）、密封圈槽（137）以及阻尼通孔（138），其中，所述密封圈槽（137）内设置有密封圈II（14），所述阻尼通孔（138）与油槽Ⅱ（134）贯通。

7.根据权利要求6所述的组合式低转速吸油的双作用叶片泵，其特征在于：所述后配油盘（13）和所述定子（11）通过螺钉（15）固定在所述前配油盘（6）上。

8.根据权利要求7所述的组合式低转速吸油的双作用叶片泵，其特征在于：所述泵盖（3）上开设有容纳从动齿轮轴（5）的容纳腔（33）和与主动齿轮轴（4）相匹配的主动轴孔（32）。

9.根据权利要求8所述的组合式低转速吸油的双作用叶片泵，其特征在于：所述主动齿轮轴（4）上开设有键槽Ⅰ（41），所述键槽Ⅰ（41）内设置有滚针（8），所述转子（10）上开设有与滚针（8）相匹配的键槽II（102）。

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