CN115324888A - 一种机油泵及汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种机油泵及汽车，涉及汽车技术领域。该机油泵包括：壳体和泵盖之间形成有容置空间；容置空间内设置有调整环、转子和多个叶片；转子设置于调整环的内部；相邻两个叶片与转子的外壁、调整环的内壁围设成调整腔；控制阀包括：控制阀体、多个柱塞和多个控制弹簧；多个控制弹簧分别对应不同的弹力；控制阀体上开设有多个容置腔；柱塞和控制弹簧设置于容置腔中；在控制阀处于不同的转动状态时，柱塞朝向控制阀体的侧壁方向运动，通过压缩不同的控制弹簧，开启不同的机油通道并改变机油泵排量。上述方案，通过柱塞转动压缩不同的控制弹簧，连通不同的机油通道，调整调整环所受的压力，改变转子偏心量，实现对机油泵排量的多级调节。

Description

一种机油泵及汽车
技术领域
本发明属于汽车技术领域，尤其是涉及一种机油泵及汽车。
背景技术
机油泵作为发动机的润滑系统中最重要的部件，其功能是为润滑系统提供足够压力和排量的机油，压力和排量随发动机的转速变化，必须保证在一定的范围内，才能确保每个摩擦件都能得到充分的润滑。排量可控可变的机油泵为变量机油泵，目前常见的变量机油泵包括一级变量机油泵、二级变量机油泵以及无极变量机油泵，其中，一级变量机油泵为机械式变量机油泵，二级变量机油泵和无极变量机油泵为电控式变量机油泵，电控式变量机油泵需要电子控制单元输出占空比给电磁阀，通过电磁阀控制机油泵的反馈油路，实现机油泵的变排量和变压力。
然而，目前的一级变量机油泵存在节油效果不明显的问题；二级变量机油泵一般采用开关式电磁阀实现，存在结构复杂，只能实现二级变量，不能满足实际应用，而且寿命由电磁阀可靠性决定的缺陷；连续式变量机油泵采用比例式电磁阀，具有结构复杂，成本较高，标定周期长的劣势。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种机油泵及汽车，从而解决现有技术中如何调节机油泵排量，满足不同发动机转速油压需求的问题。
为了实现上述技术问题，本发明提供了一种机油泵，包括：壳体和与所述壳体连接的泵盖；所述壳体和所述泵盖之间形成有容置空间；所述容置空间内设置有调整环、转子以及多个叶片；所述转子设置于所述调整环的内部；多个所述叶片沿所述转子的圆周方向设置；相邻两个所述叶片与相邻两个所述叶片之间的所述转子的外壁、所述调整环的内壁围设成调整腔，所述机油泵还包括：
控制阀，所述控制阀设置于所述转子和所述泵盖之间；
所述控制阀包括：
控制阀体、多个柱塞和多个控制弹簧；其中，多个所述控制弹簧分别对应不同的弹力；
所述控制阀体上开设有由侧壁朝向圆心方向的多个容置腔；所述柱塞和所述控制弹簧设置于所述容置腔中，且所述柱塞与所述控制弹簧相抵接；
在所述控制阀处于静止状态时，所述柱塞处于所述容置腔靠近圆心的底部；
在所述控制阀处于不同的转动状态时，所述柱塞朝向所述控制阀体的侧壁方向运动，通过压缩不同的所述控制弹簧，开启不同的机油通道并改变机油泵排量；
所述机油通道由发动机反馈油道孔、所述柱塞的第一通油孔、所述泵盖的第一油道以及所述壳体的第一反馈油道孔依次相连通组成。
可选地，所述控制阀还包括：
堵盖，所述堵盖设置于所述容置腔中；
所述控制弹簧的第一端与所述堵盖抵接；所述控制弹簧的第二端插入所述柱塞的内部。
可选地，所述柱塞的侧壁上设置有所述第一通油孔；所述堵盖的轴向方向上贯通设置有第二通油孔；
所述控制阀具有多个不同的压缩状态，在不同的压缩状态下，所述发动机反馈油道孔通过不同所述柱塞的所述第一通油孔、该不同的所述第一通油孔对应的第二通油孔以及所述第一油道，与所述第一反馈油道孔相连通，形成不同的所述机油通道。
可选地，还包括：设置于所述容置空间的调整弹簧，所述调整弹簧的第一端固定于所述容置空间的内壁上，所述调整弹簧的第二端与所述调整环抵接，所述调整环设置有固定端和移动端；所述固定端嵌设于所述壳体中；所述移动端与所述调整弹簧的第二端抵接；
所述调整环所受的机油压力改变时，调整所述调整环绕所述固定端的转动幅度，改变所述移动端对所述调整弹簧的压缩量，调整所述转子的偏心量，调整每个所述调整腔的容积，并通过调整所述调整腔的容积，改变设置于任一个所述调整腔中的出油孔的出油量，改变机油泵排量。
可选地，还包括：
设置于所述容置腔的两个限位环，两个所述限位环分别嵌设于所述转子朝向所述壳体和所述泵盖的两个表面，且两个所述限位环的外缘分别抵接多个所述叶片的第一端。
可选地，所述转子沿圆周方向设置有多个插接槽；每个所述叶片的第一端插接于所述插接槽，每个所述叶片的第二端抵接于所述调整环的内壁。
可选地，多个所述容置腔均匀布置。
可选地，所述容置腔、所述柱塞以及所述控制弹簧的数量相等。
可选地，所述壳体与泵盖通过螺栓固定。
本发明实施例还提供一种汽车，包括如上所述的机油泵。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
上述方案中，所述机油泵在不同的转动状态时，柱塞所受的离心力不同，压缩对应弹力的控制弹簧，对应开启不同的机油通道，从而改变调整环所受的机油压力，调整转子的偏心量，从而改变设置于任一个调整腔中的出油孔的出油量，实现对机油泵排量的多级调节，根据发动机的转速进行供油，实现不同发动机转速匹配不同机油压力，降低能耗，实现节能。
附图说明
图1为本发明实施例的机油泵的爆炸图；
图2为本发明实施例的机油泵的剖视示意图之一；
图3为本发明实施例的机油泵的剖视示意图之二；
图4为本发明实施例的机油泵的剖视示意图之三；
图5为本发明实施例的机油泵的剖视示意图之四；
图6为本发明实施例的机油泵的剖视示意图之五；
图7为本发明实施例的机油泵的机油压力与转速的关系图。
附图标记说明：
1-壳体；101-第一反馈油道孔；2-泵盖；201-第一油道；3-调整环；301-固定端；302-移动端；4-转子；5-叶片；6-控制阀体；7-柱塞；8-控制弹簧；9-发动机反馈油道孔；10-堵盖；11-限位环。
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。
本发明实施例针对现有技术中如何调节机油泵排量，满足不同发动机转速油压需求的问题，提供一种机油泵及汽车。
如图1至图6所示，本发明的实施例提供了一种机油泵，包括：壳体1和与所述壳体1通过螺栓12连接的泵盖2；所述壳体1和所述泵盖2之间形成有容置空间；所述容置空间内设置有调整环3、转子4以及多个叶片5；所述转子4设置于所述调整环3的内部；多个所述叶片5沿所述转子4的圆周方向设置；相邻两个所述叶片5与相邻两个所述叶片5之间的所述转子4的外壁、所述调整环3的内壁围设成调整腔，所述机油泵还包括：
控制阀，所述控制阀设置于所述转子4和所述泵盖2之间；
所述控制阀包括：
控制阀体6、多个柱塞7和多个控制弹簧8；其中，多个所述控制弹簧8分别对应不同的弹力；
所述控制阀体6上开设有由侧壁朝向圆心方向的多个容置腔；所述柱塞7和所述控制弹簧8设置于所述容置腔中，且所述柱塞7与所述控制弹簧8相抵接；
在所述控制阀处于静止状态时，所述柱塞7处于所述容置腔靠近圆心的底部；
在所述控制阀处于不同的转动状态时，所述柱塞7朝向所述控制阀体6的侧壁方向运动，通过压缩不同的所述控制弹簧8，开启不同的机油通道并改变机油泵排量；
所述机油通道由发动机反馈油道孔9、所述柱塞7的第一通油孔、所述泵盖2的第一油道201以及所述壳体1的第一反馈油道孔101依次相连通组成。
本发明实施例中，通过在所述控制阀体6中设置不同弹力的所述控制弹簧8，所述机油泵在不同的转动状态时，所述柱塞7所受的离心力不同，压缩对应弹力的所述控制弹簧8，对应开启不同的所述机油通道，从而改变所述调整环3所受的机油压力，调整所述转子4的偏心量，从而改变设置于任一个所述调整腔中的出油孔的出油量，实现对机油泵排量的多级调节，根据发动机的转速进行供油，实现不同发动机转速匹配不同机油压力，降低能耗，实现节能。
而且，本发明实施例的所述机油泵采用机械结构，结构简单，降低了产品工艺成本、采购成本以及标定难度，提高了零部件的可靠性，延长使用寿命。
需要说明的是，本发明实施例的所述机油泵通过调节所述柱塞7和所述控制弹簧8的数量，实现对机油泵排量的分级调节，如图2和图3所示，所述机油泵包括三个柱塞7和三个控制弹簧7，属于三级变量机油泵，对应三种发动机转速，但是不限于此级数，在实际应用过程中，根据具体的发动机结构，不同转速对应不同的机油压力，设计不同的级数，调节柱塞7和控制弹簧8的数量。
还需要说明的是，所述控制弹簧8的弹力受转速、所述柱塞7的质量、所述控制弹簧8的材料和大小影响。
具体地，如图2至图5所示，所述控制阀还包括：
堵盖10，所述堵盖10设置于所述容置腔中；
所述控制弹簧8的第一端与所述堵盖10抵接；所述控制弹簧8的第二端插入所述柱塞7的内部。
需要说明的是，所述堵盖10设置于所述容置腔的开口处，用于对所述控制弹簧8的位置进行限制。
所述堵盖10与所述容置腔、所述柱塞7以及所述控制弹簧8的数量相等。
所述控制弹簧8的第二端插入所述柱塞7的内部，抵接于所述柱塞7的底部，所述柱塞7在离心力的作用下向外移动时，压缩所述控制弹簧8。
进一步地，所述柱塞7的侧壁上设置有所述第一通油孔；所述堵盖10的轴向方向上贯通设置有第二通油孔；
所述控制阀具有多个不同的压缩状态，在不同的压缩状态下，所述发动机反馈油道孔9通过不同所述柱塞7的所述第一通油孔、该不同的所述第一通油孔对应的第二通油孔以及所述第一油道201，与所述第一反馈油道孔101相连通，形成不同的所述机油通道。
这里，以如图2和图3所示的三级变量机油泵为例，对该三级变量机油泵的工作原理进行如下说明：
所述控制阀包括三个均匀布置的所述容置腔，三个所述容置腔分别对应设置有一个所述柱塞7、一个所述控制弹簧8以及一个所述堵盖10，在发动机处于不同转速时，所述控制阀处于不同的转动状态，不同弹力的所述控制弹簧8被对应的所述柱塞7压缩，处于不同的压缩状态，所述发动机反馈油道孔9与不同所述柱塞7的通油孔、不同所述柱塞7对应的所述堵盖10的第二通油孔、所述泵盖2上的第一油道201以及所述壳体1上的第一油道反馈孔101依次连通，形成不同的所述机油通道。
如图7所示，第一控制弹簧对应的转速区间为n1至n2，机油压力为P1；第二控制弹簧对应的转速区间为n2至n3，机油压力为P2；第三控制弹簧对应的转速区间为n3至n4，机油压力为P3，其中n1<n2<n3<n4，P1<P2<P3，即所述第一控制弹簧的弹力小于所述第二控制弹簧的弹力，所述第二控制弹簧的弹力小于所述第三控制弹簧的弹力。
所述控制阀在机油泵驱动轴的驱动下转动，此时转速区间为n1至n2，随着离心力不断增大，三个所述柱塞7分别向外运动，首先，第一控制弹簧被对应的第一柱塞压缩，所述第一柱塞的第一通油孔与所述发动机油道反馈孔9对齐连通，所述第一控制弹簧对应的第一机油通道开启，机油从所述发动机油道反馈孔9流入，经第一柱塞的第一通油孔、第一堵盖的第二通油孔以及所述第一油道201，流入至所述第一油道反馈孔101内，推动所述调整环3移动，改变所述转子4的偏心量，从而改变机油泵排量，确保机油泵的转速在n1至n2区间内，机油压力能够达到P1。
随着转速升高，转速位于n2至n3区间时，三个所述柱塞7在离心力的作用下，继续向外移动，第一控制弹簧继续被压缩，此时第一控制弹簧对应的第一柱塞7的第一通油孔不再与所述发动机油道反馈孔9连通，所述第一控制弹簧对应的第一机油通道关闭；第二控制弹簧逐渐被对应的第二柱塞7压缩，所述第二柱塞的第一通油孔与所述发动机油道反馈孔9对齐连通，所述第二控制弹簧对应的第二机油通道开启，机油从所述发动机油道反馈孔9流入，经第二柱塞的第一通油孔、第二堵盖的第二通油孔以及所述第一油道201，流入至所述第一油道反馈孔101内，继续推动所述调整环3移动，增大所述转子4的偏心量，增大机油泵排量，确保机油泵的转速在n2至n3区间内，机油压力能够达到P2。
随着转速继续升高，转速区间为n3至n4，三个所述柱塞7在离心力的作用下，继续向外移动，第一控制弹簧和第二控制弹簧继续被压缩，此时第一机油通道以及所述第二控制弹簧对应的第二机油通道均关闭；第三控制弹簧逐渐被对应的第三柱塞7压缩，所述第三柱塞的第一通油孔与所述发动机油道反馈孔9对齐连通，所述第三控制弹簧对应的第三机油通道开启，机油从所述发动机油道反馈孔9流入，经第三柱塞的第一通油孔、第三堵盖的第二通油孔以及所述第一油道201，流入至所述第一油道反馈孔101内，继续推动所述调整环3移动，继续增大所述转子4的偏心量，继续增大机油泵排量，确保机油泵的转速在n3至n4区间内，机油压力能够达到P4。
三级机变量机油泵能够满足低速、中高速以及高速转速的三种油压需求，降低发动机油耗，实现节能。
进一步地，还包括：
设置于所述容置空间的调整弹簧10，所述调整弹簧10的第一端固定于所述容置空间的内壁上，所述调整弹簧10的第二端与所述调整环3抵接，所述调整环3设置有固定端301和移动端302；所述固定端301嵌设于所述壳体1中；所述移动端302与所述调整弹簧10的第二端抵接；
所述调整环3所受的机油压力改变时，调整所述调整环3绕所述固定端31的转动幅度，改变所述移动端32对所述调整弹簧10的压缩量，调整所述转子4的偏心量，调整每个所述调整腔的容积，并通过调整所述调整腔的容积，改变设置于任一个所述调整腔中的出油孔的出油量，改变机油泵排量。
需要说明的是，本发明实施例的所述机油泵通过改变所述调整环3对所述调整弹簧10的压缩量，调整所述转子4偏心量，从而改变设置于任一个所述调整腔中的出油孔的出油量，仅采用机械结构即可实现机油泵排量的多级调节。
可选地，还包括：
设置于所述容置腔的两个限位环11，两个所述限位环11分别嵌设于所述转子4朝向所述壳体1和所述泵盖2的两个表面，且两个所述限位环11的外缘分别抵接多个所述叶片5的第一端。
需要说明的是，所述限位环11能够限制多个所述叶片5的位置，防止机油泵在转动时引起叶片5窜动，提高产品稳定性和可靠性。
可选地，所述转子4沿圆周方向设置有多个插接槽；每个所述叶片5的第一端插接于所述插接槽，每个所述叶片5的第二端抵接于所述调整环3的内壁。
这里，多个所述叶片5沿所述转子4的圆周方向均匀布置。为了降低维修成本，多个所述叶片5与所述转子4之间还可以采用其他可拆卸连接方式，在此不作限制和对比。
本发明实施例还提供一种汽车，包括如上所述的机油泵。
需要说明的是，设置有该机油泵的汽车，由于在所述控制阀体6中设置不同弹力的所述控制弹簧8，所述机油泵在不同的转动状态时，所述柱塞7所受的离心力不同，压缩对应弹力的所述控制弹簧8，对应开启不同的所述机油通道，改变所述调整环3所受的机油压力，调整所述转子4的偏心量，改变设置于任一个所述调整腔中的出油孔的出油量，实现对机油泵排量的多级调节，从而实现不同发动机转速匹配不同机油压力，降低能耗，实现节能。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种机油泵，包括：壳体(1)和与所述壳体(1)连接的泵盖(2)；所述壳体(1)和所述泵盖(2)之间形成有容置空间；所述容置空间内设置有调整环(3)、转子(4)以及多个叶片(5)；所述转子(4)设置于所述调整环(3)的内部；多个所述叶片(5)沿所述转子(4)的圆周方向设置；相邻两个所述叶片(5)与相邻两个所述叶片(5)之间的所述转子(4)的外壁、所述调整环(3)的内壁围设成调整腔，其特征在于，所述机油泵还包括：
控制阀，所述控制阀设置于所述转子(4)和所述泵盖(2)之间；
所述控制阀包括：
控制阀体(6)、多个柱塞(7)和多个控制弹簧(8)；其中，多个所述控制弹簧(8)分别对应不同的弹力；
所述控制阀体(6)上开设有由侧壁朝向圆心方向的多个容置腔；所述柱塞(7)和所述控制弹簧(8)设置于所述容置腔中，且所述柱塞(7)与所述控制弹簧(8)相抵接；
在所述控制阀处于静止状态时，所述柱塞(7)处于所述容置腔靠近圆心的底部；
在所述控制阀处于不同的转动状态时，所述柱塞(7)朝向所述控制阀体(6)的侧壁方向运动，通过压缩不同的所述控制弹簧(8)，开启不同的机油通道并改变机油泵排量；
所述机油通道由发动机反馈油道孔(9)、所述柱塞(7)的第一通油孔、所述泵盖(2)的第一油道(201)以及所述壳体(1)的第一反馈油道孔(101)依次相连通组成。
2.根据权利要求1所述的机油泵，其特征在于，所述控制阀还包括：
堵盖(10)，所述堵盖(10)设置于所述容置腔中；
所述控制弹簧(8)的第一端与所述堵盖(10)抵接；所述控制弹簧(8)的第二端插入所述柱塞(7)的内部。
3.根据权利要求2所述的机油泵，其特征在于，所述柱塞(8)的侧壁上设置有所述第一通油孔；所述堵盖(10)的轴向方向上贯通设置有第二通油孔；
所述控制阀具有多个不同的压缩状态，在不同的压缩状态下，所述发动机反馈油道孔(9)通过不同所述柱塞(8)的所述第一通油孔、该不同的所述第一通油孔对应的第二通油孔以及所述第一油道(201)，与所述第一反馈油道孔(101)相连通，形成不同的所述机油通道。
4.根据权利要求1所述的机油泵，还包括：设置于所述容置空间的调整弹簧(10)，所述调整弹簧(10)的第一端固定于所述容置空间的内壁上，所述调整弹簧(10)的第二端与所述调整环(3)抵接，其特征在于，所述调整环(3)设置有固定端(301)和移动端(302)；所述固定端(301)嵌设于所述壳体(1)中；所述移动端(302)与所述调整弹簧(10)的第二端抵接；
所述调整环(3)所受的机油压力改变时，调整所述调整环(3)绕所述固定端(31)的转动幅度，改变所述移动端(32)对所述调整弹簧(10)的压缩量，调整所述转子(4)的偏心量，调整每个所述调整腔的容积，并通过调整所述调整腔的容积，改变设置于任一个所述调整腔中的出油孔的出油量，改变机油泵排量。
5.根据权利要求1所述的机油泵，其特征在于，还包括：
设置于所述容置腔的两个限位环(11)，两个所述限位环(11)分别嵌设于所述转子(4)朝向所述壳体(1)和所述泵盖(2)的两个表面，且两个所述限位环(11)的外缘分别抵接多个所述叶片(5)的第一端。
6.根据权利要求5所述的机油泵，其特征在于，所述转子(4)沿圆周方向设置有多个插接槽；每个所述叶片(5)的第一端插接于所述插接槽，每个所述叶片(5)的第二端抵接于所述调整环(3)的内壁。
7.根据权利要求1所述的机油泵，其特征在于，多个所述容置腔均匀布置。
8.根据权利要求1所述的机油泵，其特征在于，所述容置腔、所述柱塞(7)以及所述控制弹簧(8)的数量相等。
9.根据权利要求1所述的机油泵，其特征在于，所述壳体(1)与泵盖(2)通过螺栓(12)固定。
10.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的机油泵。
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