CN114483578A - 变排量叶片泵 - Google Patents

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李战训
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Abstract

一种变排量叶片泵,包括泵壳和偏心环。泵壳具有泵室、进口和出口,偏心环通过旋转销与泵壳枢接,并可移动地设置在泵室内。泵室的内表面与偏心环的外表面之间的空腔包括彼此密封的入口腔、变量反馈腔及出口腔,入口腔与入口连通,出口腔与出口连通。出口腔包括分别位于旋转销两侧的第一和第二延伸部,第一和第二延伸部被配置成使流入第一延伸部中的流体对偏心环施加的第一转矩大于流入第二延伸部中的流体对偏心环施加的第二转矩,第一转矩的方向为驱动偏心环向着减小泵排量的方向移动的方向。本发明以较小的空间和较低的成本实现了叶片泵的安全泄压功能,且不影响叶片泵的变量控制精度和容积效率。

Description

变排量叶片泵
技术领域
本发明涉及变排量叶片泵。
背景技术
变排量叶片泵主要由泵壳、偏心环、旋转销、复位弹簧、转子、多个叶片、安全阀等组成。泵壳具有泵室、入口和出口。偏心环通过旋转销与泵壳枢接,偏心环可移动地设置在所述泵室内,以改变泵的排量。在泵室内表面与偏心环的外表面之间设有变量反馈腔,变量反馈腔接收变排量叶片泵的主油道的油,从而产生力来移动偏心环,以改变泵的排量。复位弹簧设置在泵壳与偏心环之间,用以向偏心环施加偏压力。转子设置在偏心环的中心孔内,转子具有偏离偏心环的中心轴线的旋转轴线。各叶片的一端可滑动地设置在转子槽内,另一端抵接偏心环的内表面。每相邻的两个叶片、转子以及偏心环的内表面共同限定工作腔室。当转子由吸油侧(低压侧)转动至排油侧(高压侧)时,多个叶片也随之转动,工作腔室的体积会发生变化,先由小变大吸油再由大变小压油,转子旋转一周完成一次吸油和一次排油。
传统的变排量叶片泵的安全阀主要采用钢球或柱塞式结构,占用的空间较大,制造成本也较高。安全阀泄压的方式是内泄或外泄,工作时会对叶片泵的功率会造成一定的浪费。此外,传统变排量叶片泵的偏心环采用半圆槽结构与旋转销相配合,不能在径向方向上将偏心环完全约束在泵壳上,当偏心环零件的重量较大时,偏心环在重力和油压的作用下,会与设置在泵室内表面与偏心环外表面之间的弹性密封件发生摩擦,从而导致油泵在低油压工作时密封位置产生异常磨损。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种变排量叶片泵,其以较小的空间和较低的成本实现了叶片泵的安全泄压功能,且不影响叶片泵的变量控制精度和容积效率。
本发明所要解决的又一技术问题在于提供一种变排量叶片泵,其能阻止偏心环与弹性密封件之间的异常摩擦,避免弹性密封件的异常磨损。
本发明实施例提供了一种变排量叶片泵,包括泵壳和偏心环,泵壳具有泵室、进口和出口,偏心环通过旋转销与泵壳枢接,并可移动地设置在泵室内,以改变泵的排量;泵室的内表面与偏心环的外表面之间形成空腔;该空腔包括彼此密封的入口腔、变量反馈腔及出口腔,入口腔与入口连通,出口腔与出口连通;出口腔包括分别位于旋转销两侧的第一延伸部和第二延伸部,第一延伸部和第二延伸部分别紧靠偏心环,第一延伸部和第二延伸部被配置成使流入第一延伸部中的流体对偏心环施加的第一转矩大于流入第二延伸部中的流体对偏心环施加的第二转矩,第一转矩与第二转矩的方向相反,第一转矩的方向为驱动偏心环向着减小泵排量的方向移动的方向。
上述的变排量叶片泵,其中,变排量叶片泵包括三组弹性密封件,三组弹性密封件设置在泵室的内表面与偏心环的外表面之间,将泵室内表面与偏心环外表面之间的空腔分隔成彼此密封的入口腔、变量反馈腔和出口腔。
上述的变排量叶片泵,其中,旋转销固定于泵壳;偏心环设有一销孔,旋转销穿过该销孔,并与销孔间隙配合。
采用上述技术方案后,本发明至少具有以下优点和特点:
1、本实施例具有彼此密封的入口腔、变量反馈腔及出口腔,使得叶片泵的出口油压与进口油压及变量反馈油压被单独分隔开,当流入出口的油压大于预设的阈值时,流入第一延伸部中的流体对偏心环施加的第一转矩能够克服流入第二延伸部中的流体对偏心环施加的第二转矩,推动偏心环向着减小泵排量的方向移动,进而减小泵的出口油压,达到安全泄压的效果,这种通过出口压力反馈的泄压方式不会影响叶片泵的变量控制精度和容积效率,且因为不用设置钢球、柱塞等结构,叶片泵的空间结构可以做得更加紧凑,同时也降低了制造成本;
2、本实施例将偏心环采用整圆间隙配合装配在旋转销上,可在径向方向将偏心环完全定位,防止偏心环在重力和油压的作用下震动而与设置在泵室内表面与偏心环外表面之间的弹性密封件产生异常摩擦,造成弹性密封件的异常磨损。
附图说明
图1示出了根据本发明一实施例的变排量叶片泵的内部结构示意图。
图2示出了根据本发明一实施例的变排量叶片泵的旋转销及其销孔的剖视示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
请参阅图1。根据本发明一实施例的变排量叶片泵包括泵壳1、偏心环2、旋转销3、复位弹簧4、转子5以及多个叶片6。
泵壳1包括泵室10、入口11和出口12。在泵室10的内表面与偏心环2的外表面之间设有三组弹性密封件7,该三组弹性密封件7将泵室内表面与偏心环外表面之间的空腔分隔成彼此密封的入口腔101、出口腔102和变量反馈腔103,入口腔101与入口11连通,出口腔102与出口12连通,变量反馈腔103与发动机润滑系统的主油道连通。可选地,弹性密封件7为橡胶密封件。采用弹性密封件的密封结构能够让偏心环2正常摆动。
偏心环2通过旋转销3与泵壳1枢接,其可移动地设置在泵室10内,以改变泵的排量。在本实施例中,旋转销3固定于泵壳1。偏心环2设有一销孔20,旋转销3穿过销孔20,并与销孔20间隙配合。在本实施例中,旋转销3为圆柱销,销孔20为圆孔。旋转销3可以控制偏心环2在X轴方向(图1的水平方向)和Y轴方向(图1中的竖直方向)的自由度,防止偏心环在重力和油压的作用下震动而与设置在泵室内表面与偏心环外表面之间的弹性密封件产生异常摩擦,造成弹性密封件的异常磨损。
请结合图2所示。在本实施例中,偏心环2的端面设有贯通出口腔102与销孔20的孔壁的第一凹槽23,销孔20的孔壁设有沿轴向贯通的第二凹槽204,第二凹槽204连通第一凹槽23。如此,出口腔102中的机油可流入到第二凹槽204中,对旋转销3的外周面和销孔20的孔壁起到润滑作用,从而减轻了磨损。
变量反馈腔103可接收发动机润滑系统的主油道的油,从而产生力来移动偏心环2,以改变泵的排量。复位弹簧4设置在泵壳1与偏心环2之间,用以向偏心环2施加偏压力。转子5设置在偏心环2的中心孔21内,转子5具有偏离偏心环2的中心轴线的旋转轴线。各叶片6的一端可滑动地设置在转子槽内,另一端抵接偏心环2的内表面。本实施例中,出口腔102包括分别位于旋转销3两侧的第一延伸部105和第二延伸部106,第一延伸部105和第二延伸部106分别紧靠偏心环2,第一延伸部105和第二延伸部106被配置成使流入第一延伸部105中的流体(本实施例中的流体为机油)对偏心环2施加的第一转矩大于流入第二延伸部106中的流体对偏心环2施加的第二转矩,第一转矩与第二转矩的方向相反,第一转矩的方向为驱动偏心环2向着减小泵排量的方向移动的方向。在作为机油泵的变排量叶片泵启动时,当流入出口12的油压大于预设的阈值时,第一转矩克服第二转矩的阻力,推动偏心环2向着减小泵排量的方向移动(图1中的偏心环2将克服复位弹簧4的弹性力围绕旋转销3作逆时针转动),进而减小叶片泵的出口油压,达到安全泄压的效果。
在一种具体的实施方式中,为了使流入第一延伸部105中的流体对偏心环2施加的第一转矩大于流入第二延伸部106中的流体对偏心环2施加的第二转矩,第一延伸部105沿着偏心环2的周向方向延伸的长度被设置为大于第二延伸部106沿着偏心环2的周向方向延伸的长度。
在本实施例中,偏心环2的端面在靠近出口腔102的位置设有贯通出口腔102与偏心环2的中心孔21的孔壁的流体输出槽25,加压后的流体通过流体输出槽25流向出口12。该结构提升了叶片泵的出油效率,解决了轴向安装空间小、布局困难的问题。
本实施例中,在旋转销3的两侧分别设有一个流体输出槽25,这两个流体输出槽25分别面向第一延伸部105和第二延伸部106,在其它的实施方式中,也可以仅在旋转销3的一侧设置流体输出槽25。
本实施例使叶片泵的出口油压与进口油压及变量反馈油压被单独分隔开,既达到了安全阀集成的功能同时又不影响油泵的变量控制精度和容积效率。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种变排量叶片泵,包括泵壳和偏心环,所述泵壳具有泵室、进口和出口,所述偏心环通过旋转销与泵壳枢接,并可移动地设置在所述泵室内,以改变泵的排量;泵室的内表面与偏心环的外表面之间形成空腔;其特征在于,所述空腔包括彼此密封的入口腔、变量反馈腔及出口腔,所述入口腔与所述入口连通,所述出口腔与所述出口连通;
所述出口腔包括分别位于所述旋转销两侧的第一延伸部和第二延伸部,所述第一延伸部和所述第二延伸部分别紧靠所述偏心环,所述第一延伸部和所述第二延伸部被配置成使流入第一延伸部中的流体对偏心环施加的第一转矩大于流入第二延伸部中的流体对偏心环施加的第二转矩,所述第一转矩与所述第二转矩的方向相反,第一转矩的方向为驱动偏心环向着减小泵排量的方向移动的方向。
2.根据权利要求1所述的变排量叶片泵,其特征在于,所述变排量叶片泵包括三组弹性密封件,所述三组弹性密封件设置在所述泵室的内表面与所述偏心环的外表面之间,将泵室内表面与偏心环外表面之间的空腔分隔成彼此密封的所述入口腔、所述变量反馈腔和所述出口腔。
3.根据权利要求2所述的变排量叶片泵,其特征在于,所述弹性密封件为橡胶密封件。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的变排量叶片泵,其特征在于,所述旋转销固定于所述泵壳;
所述偏心环设有一销孔,所述旋转销穿过所述销孔,并与所述销孔间隙配合。
5.根据权利要求4所述的变排量叶片泵,其特征在于,所述旋转销为圆柱销,所述销孔为圆孔。
6.根据权利要求4所述的变排量叶片泵,其特征在于,所述偏心环的端面设有贯通所述出口腔与所述销孔孔壁的第一凹槽,所述销孔的孔壁设有沿轴向贯通的第二凹槽,所述第二凹槽连通所述第一凹槽。
7.根据权利要求1所述的变排量叶片泵,其特征在于,所述偏心环的端面在靠近所述出口腔的位置设有贯通所述出口腔与所述偏心环的中心孔孔壁的流体输出槽。
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