CN214304331U - 变排量泵及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种变排量泵及车辆，涉及泵技术领域，包括：容纳部；内转子和外转子，二者设置于容纳部内，并形成内啮合；变排量泵还包括：调整构件，设置于外转子，调整构件被设置为使得在调整构件运动时，外转子以外转子的轴线与内转子的轴线的距离不变的方式被驱动。本申请提供的变排量泵，外转子以外转子的轴线与内转子的轴线的距离不变的方式被驱动，以此来调整内外转子的啮合形成的最大容腔，实现变排量，在使用过程中，内外转子轴线之间的距离不变，不会出现内外转子卡死的情况，大大提高了产品的可靠性。

Description

变排量泵及车辆

技术领域

本申请涉及泵技术领域，尤其是涉及一种变排量泵及车辆。

背景技术

现有的定量泵具有诸多应用场合，例如用作车辆内的机油泵，由发动机驱动，以为发动机提供用以润滑的机油。

因此，在如上的情况中，定量泵输出的排量与发动机的转速形成了关联，但也受制于发动机以高速运转的情况，换言之，当发动机以高速运转时，定量泵随之以大排量输出机油，这将不可避免地导致输出的机油需要利用回路中的安全阀卸荷，由此导致了较高的功率损耗。

针对以上问题，已有的教导中，设计了根据发动机转速调节输出的机油排量的变排量泵，例如内啮合的变排量转子泵，但这样的内啮合的变排量转子泵为了实现变排量，可靠性不足，且结构过于复杂，制造成本也因此提高，不利于实际应用。

实用新型内容

本申请的第一目的是提供一种变排量泵，以获得高可靠性的内啮合式的变排量泵。

本申请的第二目的是提供一种车辆，包括上述变排量泵。

第一方面，本申请提供一种变排量泵，所述变排量泵包括：

容纳部；

内转子和外转子，二者设置于所述容纳部内，并形成内啮合；

所述变排量泵还包括：

调整构件，设置于所述外转子，所述调整构件被设置为使得在所述调整构件运动时，所述外转子以所述外转子的轴线与所述内转子的轴线的距离不变的方式被驱动。

优选地，所述外转子的轴线与所述内转子的轴线的距离被定义为连心距；

所述调整构件的至少部分设置于所述外转子的外侧部且位于与所述外转子同轴的第一圆柱表面；

定义以所述内转子的轴线为轴线，以所述连心距与所述第一圆柱表面的半径之和为半径而形成的圆柱表面为第二圆柱表面；

所述第一圆柱表面内切于所述第二圆柱表面，所述调整构件的所述至少部分具有如下运动过程：所述第一圆柱表面在所述第二圆柱表面内作纯滚动运动。

优选地，所述变排量泵还包括第一导向部，所述第一导向部设置于所述调整构件，所述导向部用于引导所述调整构件的所述至少部分进行所述运动过程。

优选地，所述变排量泵形成有与所述第一导向部配合的第二导向部，所述第二导向部用于引导所述第一导向部运动。

优选地，所述第二导向部包括导向槽，所述导向槽沿着由所述第一圆柱表面在所述第二圆柱表面内作纯滚动运动而形成的长幅内摆线延伸。

优选地，与所述导向槽配合的所述第一导向部包括至少部分形成为圆柱表面的配合部分，以及连接所述配合部分与所述调整构件的连接部分；

所述连接部分被设置为在所述第一导向部被所述第二导向部引导运动的过程中，与所述第二导向部彼此不发生干涉。

优选地，所述容纳部包括进口侧空间和出口侧空间；

所述第一导向部包括与所述导向槽配合的第二凸缘，至少一个所述第二凸缘用于将所述进口侧空间和出口侧空间隔绝开来；

所述第一导向部还包括位于所述进口侧空间所在侧的、与所述导向槽配合的第三凸缘。

优选地，所述第三凸缘形成有连通所述第三凸缘的周向上的两侧空间的导流部；和/或

所述第二凸缘的数量为多个，多个所述第二凸缘中的至少一个设置有连通该第二凸缘的周向上的两侧空间的导流部。

优选地，所述第一导向部包括第一凸缘，所述第二导向部包括与所述第一凸缘配合的导向侧部；所述第一凸缘以与所述导向侧部密封配合的方式参与将所述第一凸缘在周向上的两侧的空间分别划分为出口侧空间和进口侧空间；

所述第一凸缘承受所述出口侧空间所反馈的介质压力，并能够驱动所述调整构件的所述至少部分运动，所述第一凸缘参与对所述调整构件的所述至少部分进行的所述运动过程的引导；

所述变排量泵还包括复位构件，所述复位构件用于对所述第一凸缘施加预压力。

第二方面，本申请提供一种车辆，所述车辆包括如上所述的变排量泵。

本申请提供的变排量泵，外转子以外转子的轴线与内转子的轴线的距离不变的方式被驱动，以此来调整内外转子的啮合形成的最大容腔，实现变排量，在使用过程中，内外转子轴线之间的距离不变，不会出现内外转子卡死的情况，大大提高了产品的可靠性。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了变排量泵的初始状态的示意图；

图2示出了变排量泵的变排量状态的示意图；

图3示出了调整环的运动原理图的示意图。

附图标记：

1-泵体；2-调整环；3-外转子；4-内转子；5-驱动轴；6-密封构件；7-调压弹簧；2a-第一凸缘；2c-第二凸缘；2b-第三凸缘；

100-出油腔；200-第一调压腔；300-进油腔；400-密封容腔；500-导流槽；600-第二调压腔；700-导向槽；800-导向侧部；

D-第一点；E-第二点；F-轨迹圆；G-定圆；H-动圆；I-第三点。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

本实施例提供的变排量泵包括：泵体、调整环、外转子、内转子、驱动轴、密封构件和调压弹簧。以下将结合图1和图2对前述部件的结构和工作原理进行具体的说明。

在实施例中，图1和图2给出的泵体1为实际泵体的部分，实际泵体可以包括两部分，两部分彼此对合形成实际泵体。图1和图2给出了沿着驱动轴5的轴向观察时，前述的实际泵体的两部分中的一部分与上述其余部件配合的状态，为了便于描述，该部分被称为泵体1。

参见图1，泵体1包括主体，主体形成有围壁部，主体的由围壁部围设的区域至少部分朝向垂直于纸面向内的方向凹陷，由此凹陷与围壁部共同形成了容纳槽，容纳槽用于容纳流体并供流体(例如机油)流通，以及安装以上部件。此外，围壁部还可以用于连接实际泵体的另一部分(即图中未示出的实际泵体的部分)，例如如图1所示，围壁部的位于垂直于纸面向外的侧部上，设置有供螺栓穿设的通孔，这也就是说，实际泵体的另一部分也可以设置有位置相对应的通孔，使得实际泵体能够通过螺栓贯穿前述通孔来完成装配。

仍然参见图1，在实施例中，内转子4、外转子3、调整环2、密封构件6和调压弹簧7均位于容纳槽内。其中内转子4与驱动轴5可以同轴设置并同步旋转。驱动轴5的部分可以暴露在实际泵体的外部，并用于被驱动机构驱动，例如被发动机驱动。在图1给出的示例中，内转子4可以形成为外齿轮，外转子3可以形成为内齿轮，并且进一步地，外齿轮可以形成为外摆线齿轮，内齿轮可以形成为内摆线齿轮，因此，从齿轮的结构上讲，变排量泵可以形成为实质上的摆线齿轮泵。在这种摆线齿轮泵的构思下，由于外摆线齿轮较之内摆线齿轮只相差一个齿，因而无需设置分隔吸油侧和排油侧的隔板，这特别有利于本实施例中泵的变排量的实现。

进一步参见图2，内转子4的外侧部(这里主要指内转子4周向上的侧部)和外转子3的内侧部共同形成了用于吸油和压油的密封容腔400(即在实际泵体中该容腔为相对密封的状态)，换言之，内转子4在驱动轴5的驱动下旋转，并通过其与外转子3的啮合，驱动外转子3差速旋转，进而实现吸油和压油。在此基础上，调整环2套设在外转子3的外侧部并与外转子3同轴地设置，可以理解的是，外转子3相对于调整环2旋转地被安装，并且，当调整环2在容纳槽内运动时，外转子3的位置随之改变。

参见图1，调整环2的外侧部可以形成有第一凸缘2a，第一凸缘2a具有如下结构：大致在调整环2的周向上的彼此背对的第一侧部和第二侧部，以及一个末端部。其中，密封构件6可以设置于前述末端部，使得密封构件6被迫紧在末端部与围壁部的内侧部之间(在实施例中，围壁部的与密封构件6配合的部分被定义为导向侧部800，导向侧部800能够对第一凸缘2a进行引导，这种引导将在随后的描述中进行说明)，密封构件6例如由弹性材料形成，如橡胶材料，这样密封构件6便将第一凸缘2a周向上的两侧分隔为两部分。其中，第一侧部侧的部分中，由容纳槽的部分形成了第一调压腔200，在第一调压腔200的逆时针方向上，由容纳槽的部分形成了出油腔100，显然，第一调压腔200与出油腔100连通。第二侧部侧的部分，由容纳槽的部分形成了进油腔300，进而在顺时针方向上，还具有由容纳槽的部分形成了第二调压腔600。此外，第二侧部可以与调压弹簧7的一端连接，调压弹簧7的另一端可以抵接在围壁部(调压弹簧7的设置方式可参见图1)。参见图1，图1中示出了第一凸缘2a的第一侧部抵接在围壁部的内侧部设置的限位部上，这种状态下的调压弹簧7可以以一定的压缩量安装，这种设置的用意将在随后的描述中说明。

在实施例中，进油腔300将机油引入泵体1，出油腔100对外输出机油，第一调压腔200和第二调压腔600参与对调整环2的位置的调整。其中，第一调压腔200是将出油腔100反馈的压力作用在调整环2，尤其是第一凸缘2a，进而使得调整环2运动。因此，当调压弹簧7以一定的压缩量安装，有利于避免第一调压腔200在受到突发的压力波动时导致调整环2出现振动。在实施例中，内转子4和外转子3之间具有一定的中心距，这种偏心设置也是内转子4和外转子3能够彼此配合来完成吸油和压油过程的原因。在本实施例的设计构思中，在外转子3因调整环2的运动而产生位置变化时，外转子3与内转子4的中心距不变，因此，在本实施例中，外转子3被设置为在运动时自身轴线始终位于以内转子4的轴线为轴的圆柱表面上，换言之，以图1中给出的视角，外转子3的被设置为自身圆心始终位于以内转子4的圆心为圆心的圆上。

在图1和图2给出的示例中，本实施例利用第二凸缘2c和与之配合的导向槽700实现外转子3的如上运动。尤其参见图1，第二凸缘2c可以设置在出油腔100与第二调压腔600之间，其与设置在围壁部的内侧部的导向槽700形成配合，并被导向槽700所导向，如此实质上完成了对调整环2的支持和导向。在实施例中，第二凸缘2c可以包括如下构造。第二凸缘2c包括与导向槽700配合的凸缘部以及连接调整环2与凸缘部的连接部，其中凸缘部可以形成为圆柱形状，圆柱形状的外侧部由圆柱表面限定，该圆柱表面于前述导向槽700配合，有利于减少凸缘部与导向槽700配合时的摩擦，此外，其进一步的用意将在以下的描述中说明。在实施例中，连接部设置在凸缘部与调整环2之间，连接部的与凸缘部连接的位置以及与调整环2的连接位置均形成为圆角，以避免与导向槽700产生刮擦。

在此基础上，以下将描述导向槽700的具体结构。正如以上所提及的，导向槽700能够引导第二凸缘2c运动，进而引导调整环2运动。如图3所示，图3以几何线条图的形式示出了调整环2的运动方式，其视角与图1和图2的视角相同。图3中示意性地以第一点D作为内转子4的圆心，以第二点E作为与外转子3同轴的调整环2的圆心(即轴线，这里及以下均以图1至图3中所示出的平面图为例进行说明)，因此在这种情况下，相当于调整环2的圆心也始终运动在以内转子4的圆心(第一点D)为圆心、以内转子4和外转子3的中心距为半径的圆上，这一圆为图3中以第一类点划线表示的轨迹圆F(图3中还利用第二类点划线作为确定第一点D和第二点E的辅助线条)。

进一步地，图3中，以动圆H示意性地作为调整环2，因此根据以上描述，动圆H可以内切于以上述中心距与动圆H的半径之和为半径的定圆G上，因此，当动圆H在定圆G的内部进行纯滚动运动时，动圆H的圆心能够实现以上运动过程，即其运动轨迹形成图3中所示出的轨迹圆F。在此基础上，图3中以第三点I示意性地表示第二凸缘2c的凸缘部的圆心(即轴线)，由于第二凸缘2c设置于调整环2，因此第二凸缘2c与调整环2是同步运动的。因此第三点I在动圆H以如上运动方式运动时，由于其与动圆H的圆心的距离大于动圆H的半径，第三点I的运动轨迹形成为长幅内摆线。

由此参见图1和图2，导向槽700被构造为沿着如上的长幅内摆线延伸。这使第二凸缘2c被导向槽700引导，而沿着如上的长幅内摆线运动，使得，调整环2在运动时被引导，而以如上的方式在定圆G内进行纯滚动运动，进而使得内转子4和外转子3的中心距始终不变，即保持等距状态。进一步地，外转子3的运动将导致内转子4和外转子3的连心线的延伸方向发生变化，而内转子4和外转子3的啮合形成的最大容腔在连心线所在的直线上，换言之，调整环2令外转子3以如上方式运动，将改变变排量泵的内转子4和外转子3的啮合形成的最大容腔，由此实现变排量泵的变排量输出机油。

这也就是说，一旦啮合形成的最大容腔相对于进油腔300和出油腔100的位置发生改变，变排量泵输出的机油的排量就将发生变化，如此实现了变排量的目的。这一变化过程在图1和图2中清楚地示出，图2为相对于图1，第一凸缘2a被下压的状态，这一状态中明显可见图2中的内转子4和外转子3的啮合形成的最大容腔发生变化，并且正如以上所提及的，无论是从图1的状态到图2的状态，还是从图2的状态到图1的状态，调整环2始终以如上的纯滚动的方式运动，这不仅能够有效实现变排量功能，还特别能够避免调整环2在运动时导致外转子3和内转子4卡死，在本实施例提供的应用场合中，如果外转子3和内转子4卡死，将导致与发动机连接的驱动轴5停止旋转，这可能会导致严重的安全事故，换言之，调整环2的运动方式使得变排量泵具有更高的可靠性。

在实施例中，第二凸缘2c的数量不限于一个，例如在图1中，示出了两个第二凸缘2c，在此重申的是，这两个第二凸缘2c均设置在出油腔100和第二调压腔600之间，并分别配置有如上的导向槽700。可以理解的是，对于不同位置的第二凸缘2c，它们沿着不同的长幅内摆线运动，因此导向槽700也分别沿着这些长幅内摆线进行设置。此外，这两个第二凸缘2c还起到密封作用，即在实际泵体中起到密封作用，也就是说，这两个第二凸缘2c将出油腔100和第二调压腔600分隔开来，避免具有高压的出油腔100和具有相对低压的第二调压腔600连通。此外，尤其参见图2，可以理解的是，上述的导向侧部800也可以沿着与密封构件6的位置对应的长幅内摆线延伸，进而来引导第一凸缘2a沿着长幅内摆线运动，进一步确保调整环2被有效引导。

在此基础上，如图1所示，调整环2的对应第二调压腔600的位置还可以进一步设置有第三凸缘2b。第三凸缘2b的结构与第二凸缘2c类似，并也与对应设置在围壁部上的导向槽700，从而进一步起到支持调整环2并为调整环2的运动导向的作用。此外，第三凸缘2b的连接部和凸缘部的结构可以类似与第二凸缘2c，并且第三凸缘2b被的连接部被进一步构造为在第三凸缘2b运动时不与与之配合的导向槽700发生干涉。在图1和图2给出的示例中，第三凸缘2b可以设置有两个，两个第三凸缘2b和两个第二凸缘2c的组合设置，在对调整环2的导向和支持作用以及加工效率之间实现了良好的平衡效果。然而，第三凸缘2b的数量并不限于此，在一些示例中，可以不设置第三凸缘2b，以在一些发动机低转速上限的场合，应对较低的调整环2保持要求，这还特别有利于提高生产效率；类似地，在发动机转速上限高的场合，为了获取更高的调整环2稳定性，第三凸缘2b的数量可以为三个或者更多。此外，在未示出的示例中，第一凸缘也可以形成有多个，例如两个，其中一个第一凸缘可以与调压弹簧配合，这两个第一凸缘可以分别对应一个出油腔(或者两个第一凸缘分别对应一个进油腔)，如此形成了实质上的两级变排量泵。

此外，如图1和图2所示，第三凸缘2b上可以进一步形成有导流槽500，导流槽500可以大致沿着周向延伸，以确保能够连通第三凸缘2b的在周向上的两侧的空间，这样当调整环2自图1的状态向图2的状态运动时，第二调压腔600的机油能够经过导流槽500流向进油腔300，反之，当调整环2自图2的状态向图1的状态运动时，第二调压腔600能够经由导流槽500将机油吸入到第二调压腔600。这使得调整环2在运动时，第二调压腔600内的压力能够保持平衡，而不会阻碍调整环2的运动。这在摩擦已经较低的第二凸缘2c、第三凸缘2b与导向槽700配合设置的基础上，进一步增加了调整环2运动的流畅程度，结果，特别有利于变排量泵具有高响应速度。

此外，导流槽500还具有改变调整环2的受力情况的作用。仍然结合图1和图2，导流槽500的开设，使得进油腔300内的机油能够作用在导流槽500的内侧部上，因此在一定程度上增加了进油腔300内的机油对调整环2的作用面积。进而可以调整导流槽500的深度以及导流槽500的延伸方向，来改变调整环2受到的进油腔300内的机油的压力。同理，在第二凸缘的数量为两个或者更多时，其中至少一个第二凸缘用于起到出油腔与第二调压腔之间的密封作用，其余第二凸缘可以设置导流槽，类似地，这样有利于增加出油腔内的机油对调整环2的作用面积，并且也可以调整导流槽的深度以及导流槽的延伸方向，来改变调整环2受到的出油腔内的机油的压力。因此，总的来说，导流槽500也参与了变排量泵的变排量调节。不限于此的是，在实施例中，导流槽可以以如上方式仅开设在第三凸缘，也可以以如上方式仅开设在第二凸缘。

本实施例还提供一种车辆，包括如上的变排量泵，也包括如上有益效果，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的保护范围，凡是在本申请的创新构思下，利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种变排量泵，所述变排量泵包括：

容纳部；

内转子和外转子，二者设置于所述容纳部内，并形成内啮合；

其特征在于，所述变排量泵还包括：

调整构件，设置于所述外转子，所述调整构件被设置为使得在所述调整构件运动时，所述外转子以所述外转子的轴线与所述内转子的轴线的距离不变的方式被驱动。

2.根据权利要求1所述的变排量泵，其特征在于，

所述外转子的轴线与所述内转子的轴线的距离被定义为连心距；

所述调整构件的至少部分设置于所述外转子的外侧部且位于与所述外转子同轴的第一圆柱表面；

定义以所述内转子的轴线为轴线，以所述连心距与所述第一圆柱表面的半径之和为半径而形成的圆柱表面为第二圆柱表面；

所述第一圆柱表面内切于所述第二圆柱表面，所述调整构件的所述至少部分具有如下运动过程：所述第一圆柱表面在所述第二圆柱表面内作纯滚动运动。

3.根据权利要求2所述的变排量泵，其特征在于，

所述变排量泵还包括第一导向部，所述第一导向部设置于所述调整构件，所述导向部用于引导所述调整构件的所述至少部分进行所述运动过程。

4.根据权利要求3所述的变排量泵，其特征在于，

所述变排量泵形成有与所述第一导向部配合的第二导向部，所述第二导向部用于引导所述第一导向部运动。

5.根据权利要求4所述的变排量泵，其特征在于，

所述第二导向部包括导向槽，所述导向槽沿着由所述第一圆柱表面在所述第二圆柱表面内作纯滚动运动而形成的长幅内摆线延伸。

6.根据权利要求5所述的变排量泵，其特征在于，

与所述导向槽配合的所述第一导向部包括至少部分形成为圆柱表面的配合部分，以及连接所述配合部分与所述调整构件的连接部分；

所述连接部分被设置为在所述第一导向部被所述第二导向部引导运动的过程中，与所述第二导向部彼此不发生干涉。

7.根据权利要求5所述的变排量泵，其特征在于，

所述容纳部包括进口侧空间和出口侧空间；

所述第一导向部包括与所述导向槽配合的第二凸缘，至少一个所述第二凸缘用于将所述进口侧空间和出口侧空间隔绝开来；

所述第一导向部还包括位于所述进口侧空间所在侧的、与所述导向槽配合的第三凸缘。

8.根据权利要求7所述的变排量泵，其特征在于，

所述第三凸缘形成有连通所述第三凸缘的周向上的两侧空间的导流部；和/或

所述第二凸缘的数量为多个，多个所述第二凸缘中的至少一个设置有连通该第二凸缘的周向上的两侧空间的导流部。

9.根据权利要求4所述的变排量泵，其特征在于，

所述第一导向部包括第一凸缘，所述第二导向部包括与所述第一凸缘配合的导向侧部；所述第一凸缘以与所述导向侧部密封配合的方式参与将所述第一凸缘在周向上的两侧的空间分别划分为出口侧空间和进口侧空间；

所述第一凸缘承受所述出口侧空间所反馈的介质压力，并能够驱动所述调整构件的所述至少部分运动，所述第一凸缘参与对所述调整构件的所述至少部分进行的所述运动过程的引导；

所述变排量泵还包括复位构件，所述复位构件用于对所述第一凸缘施加预压力。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1至9中任一项所述的变排量泵。

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