DE102016120500A1

DE102016120500A1 - Gerotorpumpe für ein fahrzeug

Info

Publication number: DE102016120500A1
Application number: DE102016120500.1A
Authority: DE
Inventors: Mohammad Ali Moetakef
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-11-02
Filing date: 2016-10-27
Publication date: 2017-05-04
Also published as: CN206290956U; US20170122316A1; US9879672B2

Abstract

Eine Gerotorpumpe hat ein Pumpengehäuse, das eine Kammer definiert und einen Fluideinlass und einen Fluidauslass hat. Ein äußeres Zahnradelement wird zum Drehen innerhalb der Kammer um eine erste Achse gestützt, wobei das äußere Zahnradelement eine Reihe interner Zähne hat. Ein inneres Zahnradelement wird drehbar innerhalb des äußeren Zahnradelements um eine zweite Achse, die von der ersten Achse beabstandet ist, gestützt. Das innere Zahnradelement definiert eine Reihe externer Zähne, in die eine Reihe externer Taschen eingefügt ist. Das innere Zahnradelement definiert eine durchgehende Fluidpassage, um zwei nicht benachbarte Taschen mit einer anderen Tasche, die von Fluidpassagen unabhängig ist, fluidtechnisch zu verbinden. Die Fluidpassage ist ausgelegt, um Oberwellen während des Betriebs zu stören, um Druckwelligkeiten und dazugehörenden tonalen Lärm zu verringern.

Description

GEROTORPUMPE FÜR EIN FAHRZEUG
TECHNISCHES GEBIET
Diverse Ausführungsformen betreffen eine Gerotor-Ölpumpe für ein Antriebsstrangbauteil, wie zum Beispiel für eine Brennkraftmaschine oder ein Getriebe in einem Fahrzeug.
STAND DER TECHNIK
Eine Ölpumpe wird verwendet, um Öl oder Schmiermittel durch Antriebsstrangbauteile, wie zum Beispiel durch einen Motor oder ein Getriebe, umzuwälzen. Die Ölpumpe wird oft als eine generierte Rotor- oder eine Gerotorpumpe bereitgestellt. Gerotorpumpen haben ein Verdrängungsmerkmal und knappe Abstände zwischen diversen Bauteilen der Pumpe, die im Bilden von Druckwelligkeiten oder Schwankungen des Fluids innerhalb der Pumpe und der angeschlossenen Ölkanäle während des Betriebs der Pumpe resultieren. Die Druckwelligkeiten des Fluids in der Pumpe können als eine Erregungsquelle an Antriebsstrangbauteilen wirken, zum Beispiel, wenn die Pumpe an den Antriebsstrangbauteilen installiert ist. Die Pumpe kann zum Beispiel an einem Maschinenblock, einem Getriebegehäuse, einer Ölwanne oder einem Sumpfgehäuse, einem Getriebe-Glockengehäuse und dergleichen installiert sein, wo die Druckwelligkeiten tonalen Lärm oder Jaulen von der Maschine oder dem Getriebe verursachen können. Das von der Ölpumpe induzierte Jaulen oder der tonale Lärm ist ein gewöhnliches Rausch-, Vibrations- und Nebengeräusch(NVH)-Problem, und Linderungstechniken können Gegenmaßnahmen, wie zum Beispiel Dämpfvorrichtungen aufweisen, die zu dem Antriebsstrang hinzugefügt werden, um Rauschen, das durch eine herkömmliche Pumpe induziert wird, zu verringern.
KURZDARSTELLUNG
Bei einer Ausführungsform wird eine Gerotorpumpe mit einem Pumpengehäuse, das eine Kammer definiert und einen Fluideinlass und einen Fluidauslass hat, versehen. Ein äußeres Zahnradelement wird zum Drehen innerhalb der Kammer um eine erste Achse gestützt, wobei das äußere Zahnradelement eine Reihe interner Zähne hat. Ein inneres Zahnradelement wird drehbar innerhalb des äußeren Zahnradelements um eine zweite Achse, die von der ersten Achse beabstandet ist, gestützt. Das innere Zahnradelement definiert eine Reihe externer Zähne, in die eine Reihe externer Taschen eingefügt ist. Das innere Zahnradelement definiert eine durchgehende Fluidpassage, um zwei nicht benachbarte Taschen mit einer anderen Tasche, die von Fluidpassagen unabhängig ist, fluidtechnisch zu verbinden. Die Fluidpassage ist ausgelegt, um Oberwellen während des Betriebs zu stören, um Druckwelligkeiten und dazugehörenden tonalen Lärm zu verringern.
Bei einer anderen Ausführungsform ist eine Gerotorpumpe mit einem Gehäuse versehen, das einen Einlass und einen Auslass in eine/aus einer Kammer bildet. Die Pumpe hat einen Innenrotor, der innerhalb eines mitlaufenden Rotors positioniert ist und einen ersten, zweiten und dritten Fußhöhenbereich hat, die sequenziell angelegt sind. Der Innenrotor definiert eine Fluidpassage, die sich zwischen dem ersten und dem dritten Fußhöhenbereich erstreckt, wobei der zweite Fußhöhenbereich keine Fluidpassagen hat.
Bei noch einer anderen Ausführungsform wird ein Innenrotor für eine Gerotorpumpe mit einem Körper versehen, der eine erste und eine zweite Endwand hat, die durch eine Außenwand getrennt sind, die eine Reihe von Zähnen definiert. Der Körper definiert eine Fluidpassage, die ein erstes Ende hat, das eine erste Seite eines ersten Zahns schneidet, und ein zweites Ende, das eine zweite entgegengesetzte Seite eines zweiten Zahns schneidet, wobei der erste und der zweite Zahn nebeneinander liegen.
Diverse Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung haben dazugehörende nicht einschränkende Vorteile. Eine Gerotorölpumpe kann zum Beispiel mit einem Innenrotor mit einer Fluidpassage versehen sein, die sich über zwei Zähne erstreckt, um nicht benachbarte Taschen oder Pumpkammern fluidtechnisch zu verbinden. Indem Fluiddurchgänge zwischen einige abwechselnde Taschen des Innenrotors gegeben werden, während die restlichen Taschen ohne Fluiddurchgänge bleiben, können die Hauptoberwellen der Ölpumpe in niedrigere Spitzen gebrochen werden, die in reduzierten Druckwelligkeiten und reduziertem tonalem Ölpumpenlärm resultieren.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht eine Skizze eines Schmiersystems für ein Bauteil in einem Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform,
2 veranschaulicht eine perspektivische Schnittansicht der Gerotorpumpe gemäß einer Ausführungsform,
3 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines Innenrotors für den Gebrauch mit der Pumpe der 2,
4 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines anderen Innenrotors für den Gebrauch mit der Pumpe der 2,
5 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht noch eines anderen Innenrotors für den Gebrauch mit der Pumpe der 2,
6 veranschaulicht eine Draufsicht des Innenrotors der 5,
7 veranschaulicht eine Grafik der Druckausgabe von der Pumpe der 2 mit dem Innenrotor der 3 verglichen mit einem Druckausgabe von einer Pumpe mit einem herkömmlichen mitlaufenden Rotor,
8 veranschaulicht eine Frequenzbereichsanalyse für die Pumpe der 2 mit dem Innenrotor der 3, verglichen mit einer Pumpe mit einem herkömmlichen mitlaufenden Rotor,
9 veranschaulicht eine Grafik der Druckausgabe von der Pumpe der 2 mit dem Innenrotor der 4, verglichen mit einer Druckausgabe von einer Pumpe mit einem herkömmlichen mitlaufenden Rotor, und
10 veranschaulicht eine Frequenzbereichsanalyse für die Pumpe der 2 mit dem Innenrotor der 4, verglichen mit einer Pumpe mit einem herkömmlichen mitlaufenden Rotor.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie erforderlich, werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen rein beispielhaft sind und in diversen und alternativen Formen verkörpert werden können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten bestimmter Bauteile darzustellen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hier offenbart werden, sollen somit nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Weise einzusetzen ist.
Ein Fahrzeugbauteil 10, wie zum Beispiel eine Brennkraftmaschine oder ein Getriebe in einem Fahrzeug, weist ein Schmiersystem 12 auf. Das Fahrzeugbauteil 10 ist hier als eine Maschine beschrieben, obwohl der Gebrauch mit anderen Fahrzeugbauteilen in Betracht gezogen wird. Das Schmiersystem 12 stellt ein Schmiermittel, das gewöhnlich Öl genannt wird, zu der Maschine während des Betriebs bereit. Das Schmiermittel oder das Öl kann chemische Verbindungen auf Erdölbasis oder synthetische chemische Verbindungen nicht auf Erdölbasis aufweisen, und kann diverse Zusatzstoffe aufweisen. Das Schmiersystem 12 wälzt Öl um und liefert Öl unter Druck zu der Maschine 10, um drehende Lager, sich bewegende Kolben und die Maschinennockenwelle zu schmieren. Das Schmiersystem 12 kann zusätzlich das Kühlen der Maschine bereitstellen. Das Schmiersystem 12 kann auch das Öl zu der Maschine für den Gebrauch als ein Hydraulikfluid zum Betätigen diverser Ventilstößel, Ventile und dergleichen bereitstellen.
Das Schmiersystem 12 hat einen Sumpf 14 für das Schmiermittel. Der Sumpf 14 kann, wie gezeigt, ein Nasssumpf sein, oder kann ein Trockensumpf sein. Der Sumpf 14 wirkt als ein Tank für das Öl. Bei einem Beispiel ist der Sumpf 14 als eine Ölwanne bereitgestellt, die mit der Maschine verbunden und unterhalb der Kurbelwelle positioniert ist.
Das Schmiersystem 12 hat einen Einlass 16, der Öl zu einem Einlass einer Pumpe 18 bereitstellt. Der Einlass 16 kann ein Sieb aufweisen und ist in fluidtechnischer Berührung mit dem Öl in dem Sumpf 14.
Die Pumpe 18 empfängt Öl von dem Einlass 16 und beaufschlagt es mit Druck und treibt das Öl derart an, dass es durch das System 12 zirkuliert. Die Pumpe 18 ist unten unter Bezugnahme auf die 2 bis 6 ausführlicher beschrieben. Bei einem Beispiel wird die Pumpe 18 von einem drehenden Bauteil der Maschine 10, wie zum Beispiel von einem Riemen oder einem mechanischen Rädertrieb, der von der Nockenwelle angetrieben wird, angetrieben. Bei anderen Beispielen kann die Pumpe 18 von einer anderen Vorrichtung, wie zum Beispiel von einem Elektromotor, angetrieben werden.
Das Öl läuft von der Pumpe 18 durch ein Ölfilter 20 und zu dem Fahrzeugbauteil oder der Maschine 10. Das Öl läuft durch diverse Passagen innerhalb der Maschine 10 und verlässt die Maschine 10 oder läuft aus ihr in den Sumpf 14 ab.
Das Schmiersystem 12 kann auch einen Ölkühler oder Wärmeaustauscher aufweisen, um die Temperatur des Öls oder des Schmiermittels in dem System 12 über Wärmetransfer zu einem Kühlmittel, wie zum Beispiel Umgebungsluft, zu verringern. Das Schmiersystem 12 kann auch zusätzliche Bauteile aufweisen, die nicht gezeigt sind, darunter Regler, Ventile, Druckminderventile, Umgehungen, Druck- und Temperatursensoren und dergleichen.
Bei anderen Beispielen kann die Pumpe 18 auf anderen Fahrzeugsystemen umgesetzt sein, wie zum Beispiel als eine Kraftstoffpumpe und dergleichen.
Die 2 bis 6 veranschaulichen eine Pumpe 50 und diverse ihrer Bauteile. Die Pumpe 50 kann in einem Schmiersystem 12 als Pumpe 18 verwendet werden. Die Pumpe 50 hat ein Gehäuse 52 und einen Deckel. Das Gehäuse 52 und der Deckel wirken zusammen, um eine Innenkammer 56 zu bilden. Der Deckel ist mit dem Gehäuse 52 verbunden, um die Kammer 56 einzuschließen. Der Deckel kann an dem Gehäuse 52 unter Verwenden eines oder mehrerer Befestigungselemente, wie zum Beispiel Bolzen oder dergleichen, befestigt sein. Eine Dichtung, wie zum Beispiel eine O-Ring-Dichtung oder Dichtung, kann zum Abdichten der Kammer 56 vorgesehen sein.
Die Innenkammer 56 kann mit einem im Wesentlichen zylindrischen Träger oder mit einer Führungswand 57 versehen oder von diesen definiert sein. Die Führungswand 57 kann einen oder mehrere Wandabschnitte aufweisen, die einen gemeinsamen Krümmungsradius und eine gemeinsame Mitte haben. Diverse Abschnitte der Führungswand 57 können um einen Umfang eines gemeinsamen Zylinders liegen.
Die Pumpe 50 hat einen Fluideinlass 58 und einen Fluidauslass 60. Der Fluideinlass 58 hat einen Einlassport, wie in 2 gezeigt, der angepasst ist, um mit einer Leitung verbunden zu sein, wie zum Beispiel mit dem Einlass 16 in fluidtechnischer Verbindung mit einem Vorrat, wie zum Beispiel einem Ölsumpf 14. Der Einlassport kann sich, wie gezeigt, auf dem Gehäuse 52 befinden, oder kann durch den Deckel definiert sein. Der Fluideinlass 58 ist fluidtechnisch mit der Kammer 56 verbunden und schneidet die Wand/die Wände 57 derart, dass Fluid innerhalb des Einlasses 58 in die Kammer 56 fließt. Sowohl das Gehäuse 52 als auch der Deckel können Abschnitte des Einlassbereichs 58 definieren. Der Einlass 58 kann geformt sein, um diverse Fluidströmungsmerkmale zu steuern.
Der Fluidauslass 60 hat einen Auslassport, der angepasst ist, um mit einer Leitung in fluidtechnischer Verbindung mit einem Ölfilter, einem Fahrzeugbauteil, wie zum Beispiel einer Maschine usw. zu verbinden. Der Auslassport kann sich, wie gezeigt, auf dem Gehäuse 52 befinden, oder kann durch den Deckel definiert sein. Der Fluideinlass 60 ist fluidtechnisch mit der Kammer 56 verbunden und schneidet die Wand/die Wände 57 derart, dass Fluid innerhalb der Kammer 56 in den Auslass 60 fließt. Sowohl das Gehäuse 52 als auch der Deckel können Abschnitte des Auslassbereichs 60 definieren. Der Auslass 60 kann geformt sein, um diverse Fluidströmungsmerkmale zu steuern. Der Einlass 58 und der Auslass 60 sind voneinander durch einen Abschnitt der Wand 57 beabstandet, und können bei einem Beispiel einander im Allgemeinen entgegengesetzt liegen.
Die Pumpe 50 hat eine Pumpenwelle 62 oder Antriebswelle. Die Pumpenwelle 62 wird angetrieben, um Bauteile der Pumpe 50 zu drehen und das Fluid anzutreiben. Bei einem Beispiel wird die Pumpenwelle 62 von einer mechanischen Kopplung mit einer Maschine angetrieben, so dass sich die Pumpenwelle als ein Maschinenbauteil dreht, wie eine Kurbelwelle dreht, und ein Übersetzungsverhältnis kann bereitgestellt werden, um eine Pumpendrehzahl innerhalb eines vorbestimmten Bereichs bereitzustellen. Bei einem Beispiel ist ein Ende der Pumpenwelle 62 verzahnt oder anderswie ausgebildet, um sich mechanisch mit einem drehenden Fahrzeugbauteil zu verbinden, um die Pumpe 50 anzutreiben.
Das andere Ende der Welle 62 wird zum Drehen innerhalb des Gehäuses 52 der Pumpe 50 gestützt. Das Gehäuse kann einen Träger für ein Ende der Welle definieren, um darin zu drehen, und der Träger 66 kann eine Laufbüchse, einen Lageranschluss oder dergleichen aufweisen. Die Welle 62 dreht um eine Längsachse 70 der Welle 62.
Die Welle 62 erstreckt sich durch den Deckel, und der Deckel kann eine Öffnung mit einer Hülse oder einer Dichtung aufweisen, um Fluid innerhalb der Pumpe zurückzuhalten und Lecken aus der Kammer 56 zu verhindern oder zu reduzieren. Der Deckel kann auch zusätzliche Laufbüchsen oder Lagereinrichtungen, die die Welle 62 zur Drehung darin stützen, aufweisen.
Ein Innenrotor 80 oder inneres Zahnradelement ist mit der Pumpenwelle 62 verbunden, um mit ihr zu drehen. Der Innenrotor 80 hat einen Körper, der eine innere Oberfläche oder Wand 82 und eine äußere Oberfläche oder Wand 84 definiert. Die Innenwand 82 ist geformt, um mit der Pumpenwelle 62 zu koppeln, um mit ihr um die Achse 70 zu drehen. Bei einem Beispiel ist die Innenwand 82 verzahnt, um in einen entsprechenden verzahnten Abschnitt der Pumpenwelle 62 zu passen. Die Außenwand 84 definiert eine Reihe externer Radzähne 86. Der Innenrotor 80 kann als ein Rad mit Außenverzahnung definiert sein.
Ein Außenrotor 90, ein äußeres Zahnradelement oder Laufrad oder ein Rotor umgibt den Innenrotor 80 und wird zum Drehen innerhalb der Kammer 56 gestützt. Der Außenrotor 90 hat eine innere Oberfläche oder Wand 92 und eine äußere Oberfläche oder Wand 94. Die Innenwand 92 definiert eine Reihe innerer Radzähne 96. Der Außenrotor 90 kann als ein Rad mit Innenverzahnung definiert sein. Die Außenwand 94 ist zylindrisch geformt und bemessen, um von den zylindrischen Wandabschnitten des Gehäuses aufgenommen zu werden und im Allgemeinen mit ihnen eine Schnittstelle zu bilden, um darin um eine Achse 98 zu drehen. Die Achse 98 ist die Längs- oder zentrale Achse der zylindrischen Kammer 56 in dem Gehäuse. Die Außenwand 94 kann direkt neben den zylindrischen Wandabschnitten 57 liegen und sie berühren, während die Wandabschnitte 57 wirken, um den Außenrotor 90 während des Betriebs der Pumpe 50 in Position zu halten.
Der Innenrotor 80 wird von der Pumpenwelle 62 um die Achse 70 gedreht. Die Reihe von Zähnen 86 auf dem Innenrotor 80 hat einen Kopfhöhenbereich 104 und einen Fußhöhenbereich 106 oder eine Tasche 106. Der Kopfhöhenbereich 104 liegt neben der oberen Kontaktfläche 108 jedes Zahns 110. Der Fußhöhenbereich 106 liegt neben der unteren Kontaktfläche 112 zwischen benachbarten Zähnen 110. Jeder Kopfhöhen- und Fußhöhenbereich 104, 106 kann durch eine Zykloidform oder irgendeine andere Form gebildet sein. Bei dem gezeigten Beispiel ist der Fußhöhenbereich 106 durch eine Zykloid- oder Hypozykloidform derart gebildet, dass die Fußhöhenbereiche 106 glatte Kurven sind. Die Tasche 106 weist den Fußhöhenbereich auf und kann zusätzlich mindestens einen Abschnitt des benachbarten Zahns 86, zum Beispiel die Seiten oder Flächen, aufweisen. Die Tasche 106 weist die oberen Kontaktflächen 108 des benachbarten Zahns 86 nicht auf.
Der Außenrotor 90 hat eine Reihe von inneren Radzähnen 96, die einen Kopfhöhenbereich 120 und einen Fußhöhenbereich 122 haben. Der Kopfhöhenbereich 120 liegt neben der oberen Kontaktfläche jedes Zahns, und der Fußhöhenbereich 122 liegt neben der unteren Kontaktfläche zwischen benachbarten Zähnen. Jeder Kopfhöhen- und Fußhöhenbereich 120, 122 kann durch eine Zykloidform oder irgendeine andere Form gebildet sein. Bei dem gezeigten Beispiel ist der Kopfhöhenbereich 120 durch eine Zykloid- oder Hypozykloidform derart gebildet, dass die Kopfhöhenbereiche 120 glatte Kurven sind. Der Kopfhöhenbereich 120 ist mit derselben Krümmung oder Form wie der Fußhöhenbereich 106 des Innenrotors 80 derart gebildet, dass die Bereiche 106, 120 zusammenpassen, um eine durchgehende Dichtung zu bilden.
Während der Innenrotor 80 von der Welle 62 gedreht wird, greifen die Zähne 86 des Innenrotors 80 in die Zähne 96 des Außenrotors 90 ein, und der Außenrotor 90 wird als ein mitlaufender Rotor von dem Innenrotor 80 angetrieben. Bei dem vorliegenden Beispiel dreht die Pumpenwelle 62 den Innenrotor 80 im Uhrzeigersinn in 2, und der mitlaufende Rotor 90 wird daher von dem Innenrotor 80 im Uhrzeigersinn gedreht. Der Innenrotor 80 ist in Bezug zu dem Außenrotor 90 und dem zylindrischen Gehäuse 56, 57 exzentriert. Während der Innenrotor 80 um eine Achse 70 dreht, die in Bezug zu der Rotationsachse 98 des Außenrotors 90 versetzt ist, werden Pumpkammern mit variablem Volumen zwischen dem Innen- und dem Außenrotor 80, 90 gebildet, um Fluidstrom anzutreiben. Wie aus 2 ersichtlich, arbeitet die Pumpe 50 ohne eine halbmondförmige Dichtung oder einen Einsatz in der Kammer 56.
Eine Vielzahl von Kammern 140 ist zwischen dem Innenrotor 80 und dem Außenrotor 90 ausgebildet. Jede Kammer 140 hat ein variables Volumen, während die Pumpe 50 arbeitet. Jede Kammer 140 erhöht ihr Volumen, um Fluid von dem Einlass 58 anzusaugen, und verringert dann ihr Volumen, um das Fluid aus dem Auslass 60 herauszudrücken. Eine Kammer, die ihr Volumen erhöht, ist an 142 gezeigt. Eine Kammer, die ihr Volumen verringert, ist an 144 gezeigt. Während der Innenrotor 80 dreht, ändert sich die Beabstandung zwischen der Außenwand 84 des Innenrotors 80 und der Innenwand 92 des Außenrotors 90 an diversen radialen Stellen um den Innenrotor 80. Die Kammer, die von dem Innenrotor, den Flügeln und Nocken in der Nähe des Einlassports 58 gebildet wird, hat ein erhöhtes Volumen, was Fluid in die Kammer von dem Einlassport 58 ansaugt. Die Kammer nahe des Auslassports 60 verringert ihr Volumen, was Fluid von der Kammer in den Auslassport 60 und aus der Pumpe heraus treibt.
3 veranschaulicht einen Innenrotor 80 zum Verwenden mit der Pumpe 50 der 2. Der Innenrotor 80 hat einen Körper, der ein erstes Ende 150 und ein zweites, entgegengesetztes Ende 152, das von dem ersten Ende 150 beabstandet ist, definiert. Das erste und das zweite Ende sind durch eine Außenwand 84 verbunden, die die Reihe von Radzähnen 86 definiert, in die eine Reihe von Taschen 106 oder konkave Bereiche eingefügt sind.
Der Innenrotor 80 hat mindestens eine Fluidpassage 160. Jede Fluidpassage 160 kann durch eine Endfläche 150, 152 des Innenrotors 80 definiert sein. Die Fluidpassage 160 verbindet abwechselnd Fußhöhenbereiche 106 oder Taschen des Innenrotors 80 fluidtechnisch. Die Fluidpassage 160 verbindet zwei Pumpkammern 140 in der Pumpe 50 fluidtechnisch und erstreckt sich über zwei Zähne des Innenrotors derart, dass zwei obere Kontaktflächen 108 und eine Tasche 106 oder Pumpkammer 140, die zwischen Enden der Passage 160 positioniert ist, bestehen. Die Passage 160 verbindet nicht benachbarte Pumpkammern 140 oder nicht benachbarte Fußhöhenbereiche oder Taschen 106.
Die Fluidpassage 160 kann als eine Hohlkehle oder ein Kanal, die/der in mindestens einer der Endflächen 150, 152 ausgebildet ist, vorgesehen sein. Bei einem Beispiel ist die Passage 160 ein offener Kanal 162, der in jeder Endfläche 150, 152 ausgebildet ist. Der Innenrotor 80 kann eine Fluidpassage 160, zwei Fluidpassagen 160, wie gezeigt, oder mehr als zwei Fluidpassagen 160 haben. Die offenen Kanäle 162 arbeiten mit flachen Oberflächen des Gehäuses und/oder des Deckels zusammen, um im Allgemeinen die Fluidpassage oder den Weg zwischen nicht benachbarten Taschen 106 zu bilden.
Im Allgemeinen ist die Fluidpassage 160 ausgelegt, um Oberwellen während des Betriebs der Pumpe 50 zu stören, um Druckwelligkeiten und dazugehörenden tonalen Lärm zu verringern. Durch Platzieren einer Passage 160, die einige aber nicht alle der Pumpkammern 140, die zwischen den Zähnen 86 gebildet sind, verbindet, werden die Oberwellen während des Pumpenbetriebs gestört. Die restlichen Taschen 106 oder Pumpkammern 140 zwischen den Zähnen 86 sind unabhängig von Durchgängen 160 oder weisen diese nicht auf, so dass sie fluidtechnisch von benachbarten und nicht benachbarten Pumpkammern 140 durch die Zähne 86 isoliert sind, um die Pumpeffizienz insgesamt aufrechtzuerhalten. Zu bemerken ist, dass ein herkömmlicher Innenrotor keine Passagen 160 aufweist.
Jede Fluidpassage 160 ist durch einen Kanal oder eine Hohlkehle 162, der/die sich über zwei Zähne 86, zum Beispiel Zähne 164, erstreckt, definiert. Jeder Kanal 162 hat ein erstes Ende 166, das die Seitenwand 84 des Innenrotors 80 auf einer stromaufwärtigen Seite 168 oder Fläche des Zahns oder benachbart zu einem Fußhöhenbereich 106 auf einer ersten Seite eines Zahns 164 schneidet. Jeder Kanal 162 hat auch ein zweites Ende 170, das die Seitenwand des Innenrotors auf einer stromabwärtigen Seite 172 oder Fläche eines anderen benachbarten Zahns 164 benachbart zu einem Fußhöhenbereich 106 auf der zweiten Seite dieses Zahns schneidet. Jede Hohlkehle oder jeder Kanal 162 erstreckt sich über die jeweiligen Zähne 164, um nicht benachbarte Kanäle 140, die teilweise von den Zähnen 164 definiert sind, fluidtechnisch zu verbinden.
Eine nicht unterbrochene Tasche 174 oder ein Fußhöhenbereich 106 und eine dazugehörende Pumpkammer 140 sind daher zwischen den Enden 166, 168 des Kanals 162 positioniert und nicht in fluidtechnischer Verbindung mit dem Kanal 162.
Jede Fluidpassage 160 kann eine Hohlkehle 162 haben, die entlang ihrer Länge gleichförmig ist. Bei alternativen Beispielen können Abschnitte der Fluidpassage 160 Abschnitte mit zunehmend und/oder abnehmend verlaufenden Formen entlang ihrer Länge haben. Der Kanal 162 kann diverse Querschnittformen haben, darunter rechteckig, gekrümmt, V-förmig, parabelförmig, andere glatte durchgehende Krümmungen und/oder lineare unterbrochene Formen. Die Querschnittform der Fluidpassagen 160 kann konstant sein oder kann sich entlang ihrer Länge ändern. Die Fluidpassagen 160 können dieselbe Größe wie gezeigt haben oder können unterschiedliche Größen haben. Die Fluidpassagen 160 können ähnlich in Bezug zu den Zähnen 164 positioniert sein, oder können unterschiedlich in Bezug zu den Zähnen 164 und dem Innenrotor 80 positioniert sein. Jedes Ende 166, 168 der Fluidpassage kann an einer vorbestimmten Stelle in dem Fußhöhenbereich 106 oder der Tasche positioniert sein, und diese Stellen können zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Taschen variieren oder ähnlich positioniert sein.
Jede Fluidpassage oder Hohlkehle kann, wie gezeigt, linear oder nicht linear sein. Der Weg oder die Fluidpassage kann durch die Geometrie des Innenrotors 80 eingeschränkt sein. Der Weg oder die Fluidpassage kann auch als ein spezifischer Verlauf geformt sein, um gewünschte Strömungsmerkmale für das Fließen des Fluids in die Passage oder aus ihr heraus bereitzustellen.
Bei einem Beispiel hat jeder Kanal 162 Querschnittmaße von etwa 0,5 bis 2 Millimeter Breite und 0,5 bis 3,0 Millimeter Tiefe. Bei dem gezeigten Beispiel hat jeder Kanal Maße von 1,5 Millimeter Breite und 1,5 Millimeter Tiefe.
Die 4 bis 6 veranschaulichen weitere Beispiele des Innenrotors 80 zum Verwenden mit der Pumpe 50 der 2. Der Innenrotor 80 hat ein erstes Ende 150 und ein zweites, entgegengesetztes Ende 152, das von dem ersten Ende 150 beabstandet ist. Das erste und das zweite Ende sind durch eine Außenwand verbunden, die eine Reihe von Radzähnen 86 definiert.
Der Innenrotor 80 hat mindestens eine Fluidpassage 160. Jede Fluidpassage 160 wird durch den Körper des Innenrotors 80 definiert und ist von den Endflächen 150, 152 des Innenrotors 80 beabstandet. Die Fluidpassage 160 verbindet abwechselnd Fußhöhenbereiche 106 oder Taschen des Innenrotors 80 fluidtechnisch. Die Fluidpassage 160 verbindet zwei Pumpkammern 140 in der Pumpe 50 fluidtechnisch und erstreckt sich über zwei Zähne des Innenrotors derart, dass zwei obere Kontaktflächen 108 und eine Tasche 106 oder Pumpkammer 140, die zwischen Enden der Passage 160 positioniert ist, bestehen. Die Passage 160 verbindet nicht benachbarte Pumpkammern 140 oder nicht benachbarte Fußhöhenbereiche oder Taschen 106.
Die Fluidpassage 160 kann als eine Bohrung oder Öffnung vorgesehen sein, die sich durch einen Zwischenbereich des Innenrotors 80 erstreckt. Bei einem Beispiel ist die Passage 160 eine Öffnung 180. Der Innenrotor 80 kann, wie gezeigt, eine Fluidpassage 160 haben oder mehr als eine Fluidpassage 160, wie in den 5–6 gezeigt. Die Öffnungen 180 schneiden die Außenwand 84 des Innenrotors und bilden im Allgemeinen eine Fluidpassage oder einen Weg zwischen nicht benachbarten Taschen 106.
Im Allgemeinen ist die Öffnung 180, die die Fluidpassage 160 bildet, ausgelegt, um Oberwellen während des Betriebs der Pumpe 50 zu stören, um Druckwelligkeiten und dazugehörenden tonalen Lärm zu verringern. Durch Platzieren einer Passage 160, die einige aber nicht alle der Pumpkammern 140, die zwischen den Zähnen 86 gebildet sind, fluidtechnisch verbindet, werden die Oberwellen während des Pumpenbetriebs gestört. Die restlichen Taschen 106 oder Pumpkammern 140 zwischen den Zähnen 86 sind unabhängig von Durchgängen 160, so dass sie fluidtechnisch von benachbarten und nicht benachbarten Pumpkammern 140 durch die Zähne 86 isoliert sind, um die Pumpeffizienz insgesamt aufrechtzuerhalten. Zu bemerken ist, dass ein herkömmlicher Innenrotor keine Passagen 160 aufweist.
Jede Fluidpassage 160 ist durch eine Öffnung 180 definiert, die sich über zwei Zähne 86, zum Beispiel Zähne 164, erstreckt. Jede Öffnung 180 hat ein erstes Ende 182, das die Seitenwand 84 des Innenrotors 80 auf einer stromaufwärtigen Seite 168 oder Fläche des Zahns oder benachbart zu einem Fußhöhenbereich 106 auf einer ersten Seite eines Zahns 164 schneidet. Jede Öffnung 180 hat auch ein zweites Ende 184, das die Seitenwand des Innenrotors auf einer stromabwärtigen Seite 172 oder Fläche eines anderen benachbarten Zahns 164 benachbart zu einem Fußhöhenbereich 106 auf der zweiten Seite dieses Zahns schneidet. Jede Öffnung 180 erstreckt sich über die jeweiligen Zähne 164, um nicht benachbarte Kanäle 140, die teilweise von den Zähnen 164 definiert sind, fluidtechnisch zu verbinden.
Eine nicht unterbrochene Tasche 174 oder ein Fußhöhenbereich 106 und eine dazugehörende Pumpkammer 140 sind daher zwischen den Enden 182, 184 der Öffnung 180 positioniert und nicht in fluidtechnischer Verbindung mit der Öffnung 180.
Jede Fluidpassage 160 kann eine Öffnung 180 haben, die entlang ihrer Länge gleichförmig ist. Bei alternativen Beispielen können Abschnitte der Fluidpassage 160 Abschnitte mit zunehmend und/oder abnehmend verlaufenden Formen entlang ihrer Länge haben. Die Öffnung 180 kann diverse Querschnittformen haben, darunter kreisförmig, elliptisch, schlitzförmig, rechteckig, andere glatte durchgehende Krümmungen und/oder lineare unterbrochene Formen. Die Querschnittform der Fluidpassagen 160 kann konstant sein oder kann sich entlang ihrer Länge ändern. Die Fluidpassagen 160 können dieselbe Größe wie gezeigt haben oder können unterschiedliche Größen haben. Die Fluidpassagen 160 können ähnlich in Bezug zu den Zähnen 164 positioniert sein, oder können unterschiedlich in Bezug zu den Zähnen 164 und dem Innenrotor 80 positioniert sein. Jedes Ende 182, 184 der Fluidpassage kann an einer vorbestimmten Stelle in dem Fußhöhenbereich 106 oder der Tasche positioniert sein, und diese Stellen können zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Taschen variieren oder ähnlich positioniert sein. Obwohl nur eine Öffnung 180 gezeigt ist, die fluidtechnisch nicht benachbarte Taschen 106 verbindet, kann auch mehr als eine Öffnung 180 vorgesehen sein, um dieselben nicht benachbarten Taschen fluidtechnisch zu verbinden.
Jede Fluidpassage oder Hohlkehle kann, wie gezeigt, linear oder nicht linear sein. Der Weg oder die Fluidpassage kann durch die Geometrie des Innenrotors 80 eingeschränkt sein. Der Weg oder die Fluidpassage kann auch als ein spezifischer Verlauf geformt sein, wie zum Beispiel, um gewünschte Strömungsmerkmale für das Fließen des Fluids in die Passage oder aus ihr heraus bereitzustellen.
Der Körper des Innenradelements 80 oder Innenrotors definiert eine Reihe von (N) Zähnen 86, die (N) dazugehörende Taschen 106 haben. Das Innenradelement 80 hat weniger als (N) Taschen in fluidtechnischer Verbindung mit einer Passage 160. Die (N) Taschen sind nicht sequenziell in der Reihe von Taschen 106 und Zähnen 86 derart eingerichtet, dass mindestens eine Tasche 174 ohne eine Fluidpassage 160 zwischen zwei Taschen 106, die jeweils eine Passage 160 haben, positioniert ist. Die Taschen 106 mit Fluidpassagen 160 liegen daher nicht nebeneinander, und benachbarte Fluidtaschen sind fluidtechnisch nicht miteinander verbunden. Zu bemerken ist, dass das Außenradelement 90 eine Reihe von (N – 1) Zähnen hat. Alternative Zähne in den Reihen von Zähnen 86 oder weniger Zähne können mit Fluidpassagen versehen sein. Für einen Innenrotor 80 mit mehr als einer Fluidpassage 160 über unterschiedliche Taschen 174, wie in den 5–6 gezeigt, können die Passagen 160 eine Tasche 106 an einem Ende gemeinsam haben, und können an den anderen Enden in fluidtechnischer Verbindung mit unterschiedlichen Taschen 106 stehen. Nebeneinander liegende Taschen 106 und Pumpkammern 140 stehen nicht miteinander in fluidtechnischer Verbindung. Mit anderen Worten sind nicht benachbarte oder nicht sequenzielle Taschen 106 fluidtechnisch durch Passagen 160 in dem Rotor 80 verbunden.
Bei dem in 3 oder 4 gezeigten Beispiel ist N = 5, so dass der Innenrotor 80 mit fünf Zähnen 86 und fünf Taschen 106 versehen ist. Zwei der nicht benachbarten Taschen 106 sind fluidtechnisch durch Fluidpassagen 160 verbunden, und die restlichen drei Taschen 106 sind von Fluidpassagen 160 unabhängig.
Bei dem in 5 gezeigten Beispiel ist N = 5, so dass der Innenrotor 80 mit fünf Zähnen 86 und fünf Taschen 106 versehen ist. Der Rotor 80 hat zwei Fluidpassagen 160, die unterschiedliche Taschen 106 fluidtechnisch verbinden. Die erste Fluidpassage 160 verbindet eine erste und dritte Tasche 106 fluidtechnisch, und die zweite Fluidpassage verbindet die dritte und fünfte Tasche 106 fluidtechnisch. Die erste, dritte und fünfte Fluidtasche 106 sind daher in der Tat miteinander fluidtechnisch verbunden. Die zweite und vierte Tasche sind von Fluidpassagen 160 unabhängig.
Während die Gerotorpumpe 50 arbeitet, können Druckwelligkeiten des Fluids in der Pumpe 50 als eine Erregungsquelle an Antriebsstrangbauteilen wirken, zum Beispiel, wenn die Pumpe 50 an den Antriebsstrangbauteilen installiert ist. Die Grundfrequenz des Spitzendrucks und ihre Oberwellen entsprechen der Anzahl (N) von Innenrotorzähnen. Die Pumpe 50 kann zum Beispiel an einem Maschinenblock, einem Getriebegehäuse, einer Ölwanne oder einem Sumpfgehäuse, einem Getriebe-Glockengehäuse und dergleichen installiert sein, wo die Druckwelligkeiten tonalen Lärm oder Jaulen von der Maschine oder dem Getriebe verursachen können. Das Design des Innenrotors 80 der vorliegenden Offenbarung wirkt, um das Jaulen oder tonalen Lärm, der von der Ölpumpe des Antriebsstrangs induziert wird, zu verringern oder zu eliminieren, indem Druckminderung bereitgestellt wird oder indem er als eine Umleitung wirkt.
Die Pumpe 50 hat einen Innenrotor 80 mit Fluidpassagen 160, die wirken, um die Oberwellen der Pumpe aufzuschlüsseln. Da die Fluidpassagen 160 nur in einigen der Taschen 106 umgesetzt sind, fluidtechnisch nur abwechselnde Taschen verbinden und nicht an allen Taschen 106 und dazugehörenden Pumpkammern 140 vorgesehen sind, werden die Ölpumpenhauptordnung und ihre Oberwellen über einen größeren Frequenzbereich mit verringerten Druckschwankungen und verringerter Oberwellenamplitude aufgeschlüsselt.
Herkömmliche Gerotorpumpen zeigen starke Druckspitzen über ein sehr schmales Frequenzband, das auf die Pumpenordnung beschränkt ist. Die Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung verringert die Druckspitzen und verteilt sie über einen größeren Frequenzbereich. Die Druckspitzen mit niedrigerer Amplitude gemeinsam mit einer erhöhten Frequenz und gleichförmiger Frequenzverteilung sorgen für Verringerung des tonalen Lärms.
Die Fluidpassagen 160 des Innenrotors 80 stellen Druckminderung für die Pumpe 50 bereit und wirken, um tonalen Lärm oder Jaulen zu verringern. Während die Pumpe 50 arbeitet, ist Fluid innerhalb von Kammern 140 mit variablem Volumen benachbart zu dem Auslass 60 fähig, aus den Kammern 140 durch die Passagen 160 und zu dem Auslassbereich 60 zu strömen. Modellieren und Testen des Innenrotors 80 mit den Fluidpassagen 160 zeigen verbesserte Betriebsmerkmale der Pumpe 50 im Vergleich zu einer Pumpe, die einen herkömmlichen Innenrotor und ein herkömmliches Pumpengehäuse hat.
Die Modellierungsresultate sind in den 7–8 bereitgestellt und basieren auf einer Gerotorpumpe mit einem Innenrotor 80, der fünf Zähne 86 mit Fluidpassagen 160 hat, die durch Hohlkehlen 162, wie in 3 gezeigt, bereitgestellt sind, und mit 4000 U/Min. arbeitet, wie unter Verwenden durch rechnerische Fluiddynamikanalyse (CFD) bestimmt. Der Innenrotor 80 hat zwei Hohlkehlen 162, wie in 3 gezeigt, wobei jede Hohlkehle eine Breite von 0,5 mm und eine Tiefe von 0,5 mm hat. Eine Gerotorpumpe 50, die den Innenrotor 80 wie hier beschrieben hat, zeigte eine Verringerung der Druckwelligkeiten oder Spitzen während des Betriebs. Die Passagen 160 wirken, um die Oberwellen, die durch die Drehung des Innenrotors 80 verursacht werden, aufzuschlüsseln, und wirken, um die Druckwelligkeiten zu verringern und den tonalen Lärm oder das Jaulen zu verringern, indem Druckminderung und begrenzter Fluidfluss von benachbarten Pumpkammern zu dem Pumpenauslass bereitgestellt werden.
Modellierungsresultate der mittleren Strömungsrate (Gallonen pro Minute) einer herkömmlichen Pumpe verglichen mit der Pumpe 50 zeigen vergleichbare Strömungsraten. Zum Beispiel wird bei in Betracht gezogenen geometrischen Maßen bei 4000 U/Min. eine etwa 2 %-ige Verringerung der Strömungsrate der Pumpe 50 im Vergleich zu einer herkömmlichen Pumpe vorhergesagt. Falls erforderlich, kann diese geringfügige Menge an Strömungsverringerung durch eine leichte Vergrößerung der Pumpe ausgeglichen werden.
Wie in 7 gezeigt, kann eine herkömmliche Pumpe zum Beispiel beim Betrieb Fluid an dem Auslass der Pumpe mit Druckschwankungen oder Druckwellen, wie durch die Linie 200 gezeigt, während eines eingefahrenen Betriebszustands bereitstellen. Diese Druckschwankungen sind ein Unterschied zwischen einem maximalen Fluiddruck oder einer Spitze und einem minimalen Fluiddruck an dem Auslass. Die Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung hat eine Druckschwankung, wie von der Linie 202 gezeigt, für denselben eingefahrenen Betriebszustand. Die Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung sorgt für eine weitere Druckspitze mit einer niedrigeren Amplitude an dem Pumpenauslass im Vergleich zu der herkömmlichen Pumpe über einen Bereich von Pumpendrehzahlen. Die Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung erfährt daher keine signifikanten Verluste basierend auf Unterschieden in Effizienzen usw.
8 zeigt die Druckwelligkeitsprofile in dem Frequenzbereich an dem Auslass der Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zu einer herkömmlichen Pumpe. Eine Analyse über einen Frequenzbereich zeigte eine signifikante Verringerung der Druckspitzen von den verschiedenen Ordnungen der Pumpe 50, wobei die Druckspitzen im Wesentlichen für die höheren Ordnungen, wie in 8 gezeigt, verschwinden, mit einer herkömmlichen Pumpe, die durch die Linie 210 veranschaulicht ist, und einer Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung, die durch die Linie 212 veranschaulicht ist. Die grundlegende Frequenz der Pumpe, das heißt der ersten Ordnung, und die Oberwellen höherer Ordnung werden durch die Anzahl von Zähnen 86 auf dem Innenrotor 80 bestimmt. Der Innenrotor 80 der Pumpe hat fünf Zähne, weshalb die Oberwellenordnungen der Pumpe, wenn die Pumpe mit 4000 U/Min. läuft, aufgrund der Druckimpulse Vielfache von fünf mit der ersten Ordnung bei 333 Hertz sind, während die zweite Ordnung bei 666 Hertz auftritt.
Aus 8 in dem Frequenzbereich sind die niedrigeren Druckamplituden für Ordnungen über die grundlegenden Ordnungen hinaus sichtbar, und sind ein typisches Merkmal der Gerotorpumpen. Der tonale Lärm, der gewöhnlich auf die höheren Ordnungen der Pumpe und Verringerung der Amplitude für die erste Ordnung, die den Pumpendruckwelligkeiten entspricht, zurückzuführen ist, reicht nicht, um das Problem des Jaulens zu lösen. Für eine Fahrzeugbauteil-Ölpumpen-NVH-Beurteilung werden daher Pumpendruckschwankungen bei höheren Frequenzordnungen berücksichtigt, und können verringert werden, um tonalen Lärm zu reduzieren.
Die Modellierungsresultate sind in den 9–10 bereitgestellt und basieren auf einer Gerotorpumpe mit einem Innenrotor 80, der fünf Zähne 86 hat, mit Fluidpassagen 160, die durch die Öffnung 180, wie in 4 gezeigt, bereitgestellt sind, und mit 4000 U/Min. arbeitet, wie unter Verwenden rechnerischer Fluiddynamikanalyse (CFD) bestimmt. Der Innenrotor 80 hat eine Öffnung 180, wie in 4 gezeigt, und hat eine kreisförmige Querschnittform mit einem Durchmesser von 3,5 mm. Eine Gerotorpumpe 50, die den Innenrotor 80 wie hier beschrieben hat, zeigte eine Verringerung der Druckwelligkeiten oder Spitzen während des Betriebs. Die Passage 160 wirkt, um die Oberwellen, die durch die Drehung des Innenrotors 80 verursacht werden, aufzuschlüsseln, und wirkt, um die Druckwelligkeiten zu verringern und den tonalen Lärm oder das Jaulen zu verringern, indem Druckminderung und begrenzter Fluidfluss von benachbarten Pumpkammern zu dem Pumpenauslass bereitgestellt werden.
Modellierungsresultate der mittleren Strömungsrate (Gallonen pro Minute) einer herkömmlichen Pumpe verglichen mit der Pumpe 50 zeigen vergleichbare Strömungsraten. Zum Beispiel wird bei in Betracht gezogenen geometrischen Maßen bei 4000 U/Min. eine etwa 2 %-ige Verringerung der Strömungsrate der Pumpe 50 im Vergleich mit einer herkömmlichen Pumpe vorhergesagt.
Wie in 9 gezeigt, kann eine herkömmliche Pumpe zum Beispiel beim Betrieb Fluid an dem Auslass der Pumpe mit Druckschwankungen oder Druckwellen, wie durch die Linie 220 gezeigt, während eines eingefahrenen Betriebszustands bereitstellen. Diese Druckschwankungen sind ein Unterschied zwischen einem maximalen Fluiddruck oder einer Spitze und einem minimalen Fluiddruck an dem Auslass. Die Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung hat eine Druckschwankung, wie von der Linie 222 gezeigt, für denselben eingefahrenen Betriebszustand. Die Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung stellt eine weitere Druckspitze mit einer niedrigeren Amplitude an dem Pumpenauslass im Vergleich zu der herkömmlichen Pumpe über einen Bereich von Pumpendrehzahlen bereit. Die Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung erfährt daher keine signifikanten Verluste basierend auf Unterschieden in Effizienzen usw.
10 zeigt die Druckwelligkeitsprofile in dem Frequenzbereich an dem Auslass der Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung im Vergleich zu einer herkömmlichen Pumpe. Eine Analyse über einen Frequenzbereich zeigte eine signifikante Verringerung der Druckspitzen für die diversen Ordnungen der Pumpe 50, wobei die Druckspitzen im Wesentlichen für die höheren Ordnungen, wie in 8 gezeigt, verschwinden, mit einer herkömmlichen Pumpe, die durch die Linie 230 veranschaulicht ist, und einer Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung, die durch die Linie 232 veranschaulicht ist. Die grundlegende Frequenz der Pumpe, das heißt der ersten Ordnung, und die Oberwellen höherer Ordnung werden durch die Anzahl von Zähnen 86 auf dem Innenrotor 80 bestimmt. Der Innenrotor 80 der Pumpe hat fünf Zähne, weshalb die Oberwellenordnungen der Pumpe, wenn die Pumpe mit 4000 U/Min. läuft, aufgrund der Druckimpulse Vielfache von fünf mit der ersten Ordnung bei 333 Hertz sind, während die zweite Ordnung bei 666 Hertz auftritt.
Aus 8 in den Frequenzbereich sind die niedrigeren Druckamplituden für Ordnungen über die grundlegenden Ordnungen hinaus sichtbar, und sind ein typisches Merkmal der Gerotorpumpen. Der tonale Lärm, der gewöhnlich auf die höheren Ordnungen der Pumpe und Verringerung der Amplitude für die erste Ordnung, die den Pumpendruckwelligkeiten entspricht, zurückzuführen ist, reicht nicht, um das Problem des Jaulens zu lösen. Für eine Fahrzeugbauteil-Ölpumpen-NVH-Beurteilung werden daher Pumpendruckschwankungen bei höheren Frequenzordnungen berücksichtigt, und können verringert werden, um tonalen Lärm zu reduzieren.
Die Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung sorgt für verringerten Lärm. Wenn die Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung zum Beispiel mit einem Antriebsstrang für ein Fahrzeug verwendet wird, wird der tonale Lärm von dem Antriebsstrang verringert. Die Verringerung des tonalen Lärms unter Verwenden der Pumpe 50 kann verringerten Lärm, verringerte Vibration und Nebengeräusche (NVH) von dem Antriebsstrang bereitstellen. Zusätzlich können der Antriebsstrang oder das Schmiersystem unter Verwenden einer Pumpe 50 gemäß der vorliegenden Offenbarung vereinfacht werden. Der Antriebsstrang oder das Schmiersystem mit einer herkömmlichen Pumpe kann zum Beispiel Vorrichtungen oder Features zur Lärmverringerung aufweisen, und diese Features können durch Umstellen auf eine Pumpe gemäß der vorliegenden Offenbarung eliminiert werden. Bei einem Beispiel weist das herkömmliche Schmiersystem ein Dämpfungsmaterial auf, wie zum Beispiel einen Kitt, der sich auf dem Ölsumpf befindet, und dieses Dämpfungsmaterial kann durch Umstellen auf eine Pumpe 50, wie sie hier beschrieben ist, ohne eine Erhöhung des tonalen Lärms von dem Antriebsstrang entfernt werden.
Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Stattdessen dienen die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke eher der Beschreibung als der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom Gedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale der verschiedenen Implementierungsausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Offenbarung zu bilden.

Claims

Gerotorpumpe, die Folgendes umfasst: ein Pumpengehäuse, das eine Kammer definiert und einen Fluideinlass und einen Fluidauslass hat, ein äußeres Zahnradelement, das zum Drehen innerhalb der Kammer um eine erste Achse gestützt wird, wobei das äußere Zahnradelement eine Reihe interner Zähne hat, und ein inneres Zahnradelement, das drehbar innerhalb des äußeren Zahnradelements um eine zweite Achse gestützt wird, die von der ersten Achse beabstandet ist, wobei das innere Zahnradelement eine Reihe externer Zähne definiert, zwischen die eine Reihe externer Taschen eingefügt ist, wobei das innere Zahnradelement eine durchgehende Fluidpassage bildet, um zwei nicht benachbarte Taschen, eine andere Tasche unabhängig von den Fluidpassagen, fluidtechnisch zu verbinden, wobei die Fluidpassage ausgelegt ist, um Oberwellen während des Betriebs zu stören, um Druckwelligkeiten und dazugehörenden tonalen Lärm zu verringern.
Pumpe nach Anspruch 1, wobei die andere Tasche zwischen den zwei nicht benachbarten Taschen positioniert ist und sie trennt.
Pumpe nach Anspruch 1, wobei das innere Zahnradelement und das äußere Zahnradelement zusammenwirken, um eine Vielzahl von Pumpkammern mit variablem Volumen zu bilden, um Fluid von dem Fluideinlass zu dem Fluidauslass zu pumpen.
Pumpe nach Anspruch 1, wobei die Fluidpassage durch eine Hohlkehle in einer Endfläche des inneren Zahnradelements definiert ist.
Pumpe nach Anspruch 4, wobei die Fluidpassage ferner durch eine zweite Hohlkehle in einer anderen Endfläche des inneren Zahnradelements definiert ist.
Pumpe nach Anspruch 4, wobei die Fluidpassage durch eine Öffnung definiert ist, die sich durch einen Körper des inneren Zahnradelements erstreckt, und zwischen der ersten und zweiten Endfläche des inneren Zahnradelements positioniert ist.
Pumpe nach Anspruch 1, wobei das innere Zahnradelement eine andere durchgehende Fluidpassage definiert, um zwei andere nicht benachbarte Taschen fluidtechnisch zu verbinden, wobei die andere Fluidpassage ausgelegt ist, um Oberwellen während des Betriebs zu stören, um Druckwelligkeiten und dazugehörenden tonalen Lärm zu verringern.
Pumpe nach Anspruch 1, wobei die Fluidpassage eine Fluidverbindung zwischen einer ersten Pumpkammer, die mit einem ersten Ende der Fluidpassage assoziiert ist, und einer zweiten Pumpkammer, die mit einem zweiten Ende der Fluidpassage assoziiert ist, bereitstellt.
Pumpe nach Anspruch 1, wobei die Fluidpassage die einzige Fluidpassage ist, die innerhalb des inneren Zahnradelements definiert ist.
Pumpe nach Anspruch 1, wobei die Fluidpassage ein erstes Ende, benachbart zu einem Fußhöhenbereich auf einer stromaufwärtigen Seite eines ersten Zahns hat, und ein zweites Ende, benachbart zu einem Fußhöhenbereich auf einer stromabwärtigen Seite eines zweiten Zahns, wobei der erste Zahn neben dem zweiten Zahn liegt.
Pumpe nach Anspruch 1, wobei das innere Zahnradelement (N) Zähne hat und das äußere Zahnradelement (N – 1) Zähne hat.
Gerotorpumpe, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse, das einen Einlass und einen Auslass in eine/aus einer Kammer bildet, und einen Innenrotor, der innerhalb eines mitlaufenden Rotors positioniert ist und einen ersten, zweiten und dritten Fußhöhenbereich hat, die sequenziell eingerichtet sind, wobei der Innenrotor eine Fluidpassage definiert, die sich zwischen dem ersten und dem dritten Fußhöhenbereich erstreckt, wobei der zweite Fußhöhenbereich keine Fluidpassagen aufweist.
Pumpe nach Anspruch 12, wobei jeder Fußhöhenbereich des Innenrotors mit dem mitlaufenden Rotor zusammenwirkt, um eine Pumpkammer mit variablem Volumen zu bilden.
Pumpe nach Anspruch 12, wobei der Innenrotor ein erstes Ende und ein zweites, entgegengesetztes Ende hat, wobei die Passage durch eine Hohlkehle in dem ersten Ende definiert ist.
Pumpe nach Anspruch 14, wobei die Passage ferner durch eine andere Hohlkehle in dem zweiten Ende definiert ist.
Pumpe nach Anspruch 12, wobei der Innenrotor ein erstes Ende und ein zweites, entgegengesetztes Ende hat, wobei die Passage durch eine Öffnung definiert ist, die von dem ersten und dem zweiten Ende beabstandet ist.
Innenrotor für eine Gerotorpumpe, der Folgendes umfasst: einen Körper, der eine erste und eine zweite Endwand hat, die durch eine Außenwand getrennt sind, die eine Reihe von Zähnen definiert, wobei der Körper eine Fluidpassage definiert, die ein erstes Ende hat, das eine erste Fläche eines ersten Zahns schneidet, und ein zweites Ende, das eine zweite entgegengesetzte Fläche eines zweiten Zahns schneidet, wobei der erste und der zweite Zahn nebeneinander liegen.
Innenrotor nach Anspruch 17, wobei eine zweite Fläche des ersten Zahns und eine erste Fläche des zweiten Zahns in einem Fußhöhenbereich, der zwischen dem ersten und dem zweiten Zahn gebildet ist, zusammentreffen.
Innenrotor nach Anspruch 18, wobei der Fußhöhenbereich keine Fluidpassagen aufweist.
Innenrotor nach Anspruch 17, wobei die Fluidpassage nicht benachbarte Fußhöhenbereiche des Innenrotors verbindet, und wobei die Fluidpassage die einzige Fluidpassage ist, die innerhalb des Innenrotors definiert ist.