DE112016003646T5

DE112016003646T5 - Ölregelpumpe

Info

Publication number: DE112016003646T5
Application number: DE112016003646.9T
Authority: DE
Inventors: Atsushi NAGANUMA; Hideaki Ohnishi
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2018-05-09
Also published as: CN107923393A; CN107923393B; US10947973B2; JP6622809B2; JPWO2017026224A1; WO2017026224A1; US20180223840A1

Abstract

Eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung umfasst einen pumpenbildenden Abschnitt, der ausgebildet ist, von einem Verbrennungsmotor drehend angetrieben zu werden, um Volumina mehrerer Pumpenkammern 7 zu verändern und von einem Saugbereich angesaugtes Öl abzugeben; einen Nockenring 6, der ausgebildet ist, zur Veränderung von Änderungsbeträgen von Volumina der Pumpenkammern 7 in Bewegung versetzt zu werden; eine Spiralfeder 8, die ausgebildet ist, den Nockenring in eine Richtung zu drücken, in der die Änderungsbeträge der Volumina der Pumpenkammer 7 vergrößert werden; eine Steuerhydraulikkammer 22, die ausgebildet ist, das Öl aufzunehmen und dadurch den Nockenring 6 in eine Richtung zu drücken, in der die Änderungsbeträge der Volumina der Pumpenkammer 7 kleiner werden; ein Ausfallsicherungsventil 50, in das das Öl der Stromaufwärtsseite, das aus dem Abgabebereich abgegeben wird, eingeleitet wird und das ausgebildet ist, das Öl in Bezug auf die Steuerhydraulikkammer 22 zuzuführen und abzugeben, wenn der Hydraulikdruck des eingeleiteten Öls einen Soll-Betätigungsdruck übersteigt, um dadurch den Druck der Steuerhydraulikkammer 22 zu regeln. Dadurch ist es möglich, das übermäßige Ansteigen des Hydraulikdrucks zu reduzieren, während gleichzeitige der erforderliche Hydraulikdruck selbst dann beibehalten wird, wenn die Fehlfunktion bei der Druckregelsteuerung der Steuerhydraulikkammer hervorgerufen wird.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung, die ausgebildet ist, Öl für Schmierzwecke für Gleitbereiche einer Wärmekraftmaschine mit innerer Verbrennung, Öl, das als Antriebsquelle für Nebenaggregate dient, usw. für die Wärmekraftmaschine mit innerer Verbrennung bereitzustellen.
Hintergrund der Technik
Es ist eine konventionelle Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung bekannt, die in einem Patentdokument 1 nachfolgend beschrieben ist. Diese Ölpumpe mit einstellbarer Verdrängung ist ausgebildet, einen Abgabedruck gemäß einer Änderung eines Betrags an Exzentrizität eines Nockenrings in Bezug auf einen Rotor (im Weiteren lediglich als „Exzentrizitätsbetrag“ bezeichnet) zu ändern. Diese Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung umfasst eine erste Steuerhydraulik, die an einer Außenumfangsseite des Nockenrings ausgebildet ist und die den Nockenring in eine Richtung drückt, in der der Exzentrizitätsbetrag kleiner wird, wobei das Öl aufgenommen wird; eine zweite Steuerhydraulikkammer, die auf der Außenumfangsseite ausgebildet ist und die den Nockenring durch das Einführen des Öls stets in eine Richtung drückt, in der der Exzentrizitätsbetrag vergrößert wird; eine Spiralfeder, die ausgebildet ist, den Nockenring stets in die Richtung zu drücken, in der der Exzentrizitätsbetrag zunimmt; und eine dritte Steuerhydraulikkammer, in die das Öl kontinuierlich eingeführt wird.
Ferner umfasst die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung einen elektrisch gesteuerten Mechanismus, der ausgebildet ist, eine Zufuhr- und Abgabesteuerung des Öls an der ersten und zweiten Steuerhydraulikkammer auf der Grundlage eines elektrischen Signals auszuführen. Durch Steuerung des elektrisch gesteuerten Mechanismus kann der Ausgabedruck kontinuierlich gesteuert werden.
Jedoch ist es in der konventionellen Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung bei Auftreten einer Fehlfunktion in der Druckeinstell-(Regelungs) Steuerung der Steuerhydraulikkammer, beispielsweise wenn der elektrisch gesteuerte Mechanismus aufgrund eines Bruches oder dergleichen ausfällt, oder wenn der Einfluss der hohen Viskosität des Öls beim Starten des Motors vorhanden ist, schwierig, die Steuerung des Exzentrizitätsbetrags des Nockenrings auszuführen, so dass es nicht möglich ist, den Ausgabedruck zu steuern, wenn die hydraulische Drucksteuerung für die erste und die zweite Steuerhydraulikkammer nicht in ausreichender Weise ausgeführt werden kann.
Dokument des Stands der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: WO2007/128106A1
Überblick über die Erfindung
Probleme, die von der Erfindung zu lösen sind
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung bereitzustellen, die die zuvor beschriebenen Probleme lösen soll und die einen erforderlich Hydraulikdruck bereitstellen und eine übermäßige Hydraulikdruckzunahme verringern soll, wenn eine Fehlfunktion in der Druckregulierungsteuerung einer Steuerhydraulikkammer auftritt.
Eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung bzw. veränderbarer Fördermenge gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst: einen pumpenbildenden Abschnitt, der ausgebildet ist, von einem Verbrennungsmotor drehend angetrieben zu werden, Volumina mehrerer Pumpenkammern zu verändern und Öl abzugeben, das von einem Saugbereich angesaugt wird; ein bewegliches Element, das ausgebildet ist, zur Veränderung von Änderungsbeträgen der Volumina der mehreren Pumpenkammern bewegt zu werden; einen Antriebsmechanismus, der vorgesehen ist, eine festgesetzte Last bzw. Soll-Last aufzuweisen und ausgebildet ist, das bewegliche Element in eine Richtung zu treiben, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern größer werden; eine Steuerhydraulikkammergruppe, die eine oder mehrere Steuerhydraulikkammern aufweist, der ausgebildet ist, die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern zu verändern bzw. zu variieren und die mindestens eine abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer bzw. eine Steuerhydraulikkammer auf Abnahmeseite aufweist, die ausgebildet ist, das aus dem Abgabebereich abgegebene Öl aufzunehmen und dadurch eine Kraft auf das bewegliche Element in eine Richtung auszuüben, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern kleiner werden; einen Ableitmechanismus, der ausgebildet ist, das Öl aus einer speziellen Kammer der Steuerhydraulikammern der Steuerhydraulikkammergruppe abzuleiten; und ein Steuerventil, in das das Öl aus einer stromaufwärtigen Seite, das von dem Abgabebereich abgeführt wird, oder das Öl aus der Steuerhydraulikkammer als ein Steuerhydraulikdruck eingeleitet wird, und das ausgebildet ist, das Öl aus der stromaufwärtigen Seite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, der speziellen einen Steuerhydraulik zuzuführen, oder das Öl aus der speziellen einen Steuerhydraulikkammer durch den Ableitmechanismus abzuführen, um den Druck der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zu regeln.
Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, die übermäßige Zunahme des Hydraulikdrucks zu reduzieren, während der erforderliche Hydraulikdruck beibehalten wird, selbst wenn die Druckregelungssteuerung mit der Steuerhydraulikkammer ausfällt.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht, die eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Längsschnittansicht der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung.
3 ist eine Vorderansicht, die ein Pumpengehäuse der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung zeigt.
4 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung in einem Zustand mit gleichbleibendem Antreiben durch einen Verbrennungsmotor.
5 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung, wenn ein elektromagnetisches Schaltventil ausfällt.
6 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Abgabedruck der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß der vorliegenden Ausführungsform und einer Motordrehzahl zeigt.
7 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise, wobei eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß einer zweiten Ausführungsform bei niedriger Motordrehzahl gezeigt ist.
8 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise, wenn ein Abgabedruck der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird.
9 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise, wobei eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß einer dritten Ausführungsform bei niedriger Motordrehzahl gezeigt ist.
10 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise, wenn ein Abgabedruck der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung auf einen vorbestimmten Wert gesteuert wird.
11 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung, wenn ein elektromagnetisches Ventil ausfällt.
12 ist eine schematische Ansicht, die eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
13 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise, wenn ein in der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung strömendes Öl eine hohe Viskosität hat.
14 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Abgabedruck der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß der vierten Ausführungsform und einer Motordrehzahl zeigt.
15 ist eine schematische Ansicht, die eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
16 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung, wenn ein elektromagnetisches Schaltventil ausfällt.
17 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß einer sechsten Ausführungsform, wenn ein elektromagnetisches Schaltventil ausfällt.
18 ist eine Ansicht zur Erläuterung der Funktionsweise der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß einer siebten Ausführungsform, wenn ein elektromagnetisches Schaltventil ausfällt.
19 ist eine schematische Ansicht, die eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß einer achten Ausführungsform zeigt.
20 ist ein charakteristisches Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Abgabedruck der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß der achten Ausführungsform und einer Motordrehzahl zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Im Weiteren werden Ausführungsformen einer Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung (Ölregelpumpe) gemäß der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die Zeichnungen erläutert. Ferner wird in nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen die vorliegende Erfindung beispielsweise auf eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung angewendet, die ein Antriebsmittel für eine einstellbare Ventilsteuerung ist, die ausgebildet ist, eine Ventilsteuerung eines Motorventils einer Verbrennungskraftmaschine mit innerer Verbrennung für ein Fahrzeug zu verstellen, und die ausgebildet ist, ein Schmiermittel zu bewegten Bereichen des Motors zuzuführen, insbesondere zu bewegten Bereichen zwischen einem Kolben und einer Zylinderbohrung durch einen Ölstromeinrichtung, und das Schmiermittel den Lagern einer Kurbelwelle zuzuführen.
[Erste Ausführungsform]
Eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß dieser Ausführungsform wird auf einen Typ mit Flügeln bzw. Drehflügel bzw. Schiebern bzw. Drehschiebern angewendet. Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung ist an einem vorderen Endbereich eines Zylinderblocks (nicht gezeigt) eines Verbrennungsmotors vorgesehen. Wie in 1 bis 3 gezeigt ist, umfasst die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung ein Pumpengehäuse 1, das eine Zylinderform mit Boden hat und das eine Öffnung auf einer Endseite aufweist, und eine Pumpenaufnahmekammer 1a, die im Inneren des Pumpengehäuses 1 ausgebildet ist; eine Pumpenabdeckung 2 schließt die eine Endseitenöffnung des Pumpengehäuses 1; eine Antriebswelle 3, die an einem im Wesentlichen zentralen Bereich des Pumpengehäuses 1 angeordnet und darin eingeführt ist und die drehend von einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Motors angetrieben wird; einen Rotor 4, der drehbar in der Pumpenaufnahmekammer 1a aufgenommen ist und der einen zentralen Bereich aufweist, der mit der Antriebswelle 3 verbunden ist; mehrere Flügel bzw. Schieber 5, wovon jeder in einem von mehreren Schlitzen 4a aufgenommen ist, die radial in dem Außenumfangsbereich des Rotors 4 durch Einschnitte ausgebildet sind, und wovon jeder ausgebildet ist, aus einem der Schlitze 4a hervorzuragen und sich in diesen zurückzuziehen; einen Nockenring 6, der ein bewegliches Element ist, das auf Seite des Außenumfangs der Flügel bzw. Schieber bzw. Drehschieber 5 angeordnet ist, und das ausgebildet ist, so geschwenkt (bewegt) zu werden, dass er in Bezug auf eine Mitte der Drehung des Rotors 4 außermittig bzw. exzentrisch ist und dar mehrere Pumpenkammer 7 zusammen mit dem Rotor 4 und benachbarten Schiebern 5 und 5 bildet; und eine Spiralfeder 8, die ein Antriebsmechanismus bzw. Vorspannmechanismus ist, die in dem Pumpengehäuse 1 aufgenommen ist und die ausgebildet ist, den Nockenring 6 stets in eine Richtung zu drücken bzw. mit Druck zu beaufschlagen, in der ein Exzentrizitätsbetrag vergrößert wird. Ferner bilden die Antriebswelle 3, der Rotor 4 und die Schieber 5 einen pumpenbildenden Abschnitt.
Wie in 2 gezeigt, sind das Pumpengehäuse 1 und die Pumpenabdeckung 2 durch vier Schrauben 9 miteinander verbunden, wenn das Pumpengehäuse 1 und die Pumpenabdeckung 2 an einem Zylinderblock (nicht gezeigt) montiert sind. Diese Schrauben 9 werden entsprechend durch Schraubeneinführbohrungen 1b (siehe 1 und 3) usw. eingeführt, die entsprechend in dem Pumpengehäuse 1 und der Pumpenabdeckung 2 ausgebildet sind. Der vordere Endbereich der Schrauben 9 sind im Inneren von Schraubbohrungen (nicht gezeigt), die in dem Zylinderblock ausgebildet sind, entsprechend festgezogen und verschraubt.
Das Pumpengehäuse 1 ist einheitlich aus einem Aluminiumlegierungsmaterial hergestellt. In dem Pumpengehäuse 1 liegt eine Bodenfläche der Pumpenaufnahmekammer 1a gleitend auf einer axialen Seitenfläche des Nockenrings 6. Daher ist die Bodenfläche der Pumpenaufnahmekammer 1a durch mechanische Bearbeitung und dergleichen so ausgebildet, dass sie eine hochgenaue Ebenheit und eine sehr genaue Oberflächenrauigkeit im Bereich des gleitenden Aufeinanderliegens hat.
Wie ferner in 3 gezeigt ist, umfasst das Pumpengehäuse 1 eine Lagerbohrung 1c, die durch die Bodenfläche der Pumpenaufnahmekammer 1a verläuft, die an einer im Wesentlichen zentralen Position der Bodenfläche der Pumpenaufnahmekammer 1a ausgebildet ist und die drehend einen Endbereich der Antriebswelle 3 trägt; und eine Stiftbohrung 1d, die an einer vorbestimmten Position der Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses 1 ausgebildet ist, die eine Form mit Boden hat und in der ein Drehstift 10, der ein Drehpunkt des Nockenrings 6 ist, eingeführt ist.
Ferner beinhaltet das Pumpengehäuse 1 eine Dichtgleitauflagefläche 1e, die an der Innenumfangsfläche ausgebildet ist, die auf einer vertikal oberen Seite einer Linie M (im Weiteren als „Nockenringreferenzlinie“ bezeichnet) angeordnet ist, die eine Achse des Drehstifts 10 und eine Mitte des Pumpengehäuses 1 verbindet (Achse der Antriebswelle 3) wie in 1 gezeigt ist, und auf der ein Dichtungselement 21, das in einer Dichtungsnut 6d (nachfolgend beschrieben) der Nockenwelle 6 montiert ist, wenn sie gleitend anliegt. Wie in 3 gezeigt, hat diese Dichtgleitanlagefläche 1e eine Bodenflächenform mit einem Radius R, der ausgehend von einer Mitte der Stiftbohrung 1d eine vorbestimmte Länge hat. Das Dichtungselement 21 ist ausgebildet, stets gleitend auf der Dichtgleitanlagefläche 1d in einem Bereich anzuliegen, in welchem der Nockenring 6 exzentrisch geschwenkt wird.
Wie ferner in 1 und 3 gezeigt ist, weist die Bodenfläche der Pumpenaufnahmekammer 1a einen Sauganschluss 11 auf, der in einem Außenumfangsgebiet der Lagerbohrung 1c ausgebildet ist und der eine im Wesentlichen bogenförmige zurückgesetzte Form hat, die in einem Gebiet (Ansauggebiet) offen ist, in dem ein Innenvolumen der Pumpenkammer 7 gemäß des Pumpenbetriebs des pumpenbildenden Abschnitts vergrößert ist; und weist einen Abgabeanschluss bzw. Auslassanschluss 12 auf, der in dem Außenumfangsgebiet der Lagerbohrung 1c ausgebildet ist und der eine im Wesentlichen zurückgesetzte Bogenform hat, die in einem Gebiet (Abgabegebiet) offen ist, in welchem das Innenvolumen der Pumpenkammer 7 entsprechend dem Pumpbetrieb des pumpenbildenden Abschnitts verringert ist. Der Sauganschluss 11 und der Abgabeanschluss 12 sind durch einen Schneidevorgang so gebildet, dass sie einander gegenüberliegen, um die Lagerbohrung 1c dazwischen einzuschließen.
Wie in 3 gezeigt, ist der Sauganschluss 11 zusammen mit einem Einführbereich 13 vorgesehen. Der Einführbereich 13 ist an einem im Wesentlichen zentralen Bereich des Sauganschlusses 11 so ausgebildet, dass er auf einer Seite einer Spiralfederaufnahmekammer 20 hervorsteht. Ferner ist der Sauganschluss 11 mit einer Saugbohrung 11a versehen, die einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat, die an einem Verbindungsbereich zwischen dem Sauganschluss 11 und dem Einführbereich 13 ausgebildet ist und die durch die Bodenwand des Pumpengehäuses 1 verläuft und zur Außenseite hin offen ist. Der Sauganschluss 11 ist über die Saugbohrung 11a mit einer Ölwanne (nicht gezeigt) verbunden. Dadurch wird das in der Ölwanne gehaltene Öl durch die Saugbohrung 11a und den Sauganschluss 11 in die Pumpenkammern 7 in dem Sauggebiet auf der Grundlage eines Unterdrucks angesaugt, der entsprechend dem Pumpenbetrieb durch den pumpenbildenden Abschnitt erzeugt wird. Ferner bilden der Sauganschluss 11 und die Saugbohrung 11a einen Saugbereich.
Andererseits ist der Abgabeanschluss 12 mit einer Abgabebohrung 12a versehen, die einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat und an einer oberen Position in 3 ausgebildet ist und die durch die Bodenwand des Pumpengehäuses 1 verläuft, so dass sie nach außen hin offen ist. Der Abgabeanschluss 12 ist über die Abgabebohrung 12a mit einem Abgabedurchgang bzw. Kanal 12b verbunden. Wie in 1 gezeigt, weist dieser Abgabedurchgang 12b ein stromabwärtiges Ende auf, das mit einer Ölhauptbohrung bzw. Ölhauptdurchlass 14 des Motors verbunden ist. Ferner bilden der Abgabeanschluss und die Abgabebohrung 12a einen Abgabebereich bzw. Auslassbereich.
Im folgenden werden die Bedeutungen des Öls der stromaufwärtigen Seite und des Öls der stromabwärtigen Seite, die aus dem Abgabebereich abgegeben werden, und auf die in den Ansprüche Bezug genommen wird, erläutert. Das Öl der stromaufwärtigen Seite bzw. der Stromaufwärtsseite, das aus dem Abgabebereich abgegeben wird, ist Öl, das von der Abgabebohrung 12a abgegeben wird und das in dem Abgabedurchgang 12b ist, bevor es in einem Ölfilter 15 (nachfolgend beschrieben) und einem Abgabedruckeinführdurchgang 56 (nachfolgend beschrieben) gelangt. Das heißt, das Öl der Stromaufwärtsseite, das aus dem Abgabebereich abgegeben wird, ist Öl, das nicht durch den Ölfilter 15 läuft und dieses wird frisch aus der Abgabebohrung 12a abgegeben. Andererseits ist das Öl auf der stromabwärtigen Seite bzw. Stromabwärtsseite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, Öl, das aus der Abgabebohrung 12a abgegeben wird und das durch den Ölfilter 15 (nachfolgend beschrieben) strömt. Das Öl der Stromabwärtsseite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, wird einer Hauptölbohrung bzw. einem Hauptöldurchlass 14 in 1 zugeführt.
Durch den zuvor beschriebenen Aufbau wird das Öl, das sich in den Pumpenkammern 7 in dem Abgabegebiet befindet und das durch die Pumpwirkung des pumpenbildenden Abschnitts unter Druck gesetzt wird, über den Abgabeanschluss 12, die Abgabebohrung 12a und den Abgabedurchgang 12b an den Hauptöldurchlass 14 abgegeben. Das Öl wird über den Hauptöldurchlass 14 bewegten Bereichen in dem Verbrennungsmotor, beispielsweise einer Ventilsteuereinrichtung, die eine Antriebseinrichtung für ein verstellbares Ventil ist, Lagern der Kurbelwelle, usw. zugeführt.
Ferner sind ein Ölkühler (nicht gezeigt) und der Ölfilter 15 an einem Verbindungsbereich zwischen dem Abgabedurchgang 12b und der Hauptölbohrung 14 vorgesehen. Der Ölkühler ist ausgebildet, das in seinem Inneren strömende Öl zu kühlen. Der Ölfilter 15 ist ausgebildet, Fremdstoffe in dem Öl einzufangen und die Pulsation bzw. Druckschwankungen des Öls, das von dem Abgabeanschluss 12 abgegeben wird, zu dämpfen.
Das Öl läuft durch den Ölfilter 15. Dadurch wird der Hydraulikdruck (im Weitern als ein „Hauptdurchlassdruck“ bezeichnet) des Öls, das in dem Hauptöldurchlass 14 strömt, geringfügig im Vergleich zu dem Hydraulikdruck des Öls (im Weiteren als „Abgabedruck“ bezeichnet) herabgesetzt, das neu (gerade) aus dem Abgabeanschluss 12 abgegeben wird.
Wie in 2 gezeigt, ist die Pumpenabdeckung 2 aus dem Aluminiumlegierungsmaterial im Wesentlichen zu einer Plattenform gebildet. Die Pumpenabdeckung 2 weist eine Lagerbohrung 2a auf, die an einer im Wesentlichen zentralen Position ausgebildet ist und die den anderen Endbereich der Antriebswelle 3 drehbar hält. Diese Pumpenabdeckung 2 wird durch einen Positionierstift 16 (siehe 1) positioniert, der an dem Pumpengehäuse 1 befestigt ist, wobei dies in einer Umfangsrichtung in Bezug auf das Pumpengehäuse 1 erfolgt.
Ferner ist in dieser Ausführungsform eine Innenseitenfläche der Pumpenabdeckung 2 in einer im Wesentlichen flachen Form ausgebildet. Der Sauganschluss, der Abgabeanschluss und eine Schmiermittelnut bzw. ein Schmiermittelkanal können auf der Innenseitenfläche der Pumpenabdeckung 2 ähnlich zu der Bodenfläche der Pumpenaufnahmekammer 1a ausgebildet sein.
Eine Drehkraft wird von der Kurbelwelle über Zahnräder usw. auf den vorderen Endbereich der Antriebswelle 3 übertragen, der aus der Pumpenabdeckung 2 hervorsteht. Die Antriebswelle 3 ist ausgebildet, den Rotor 4 in Pfeilrichtung (im Uhrzeigersinn) der 1 durch diese Drehkraft in Drehung zu versetzen.
Wie in 1 gezeigt, weist der Rotor 4 sieben Schlitze 4a auf, die gebildet sind, indem ein Einschnitt an einer inneren zentralen Seite zu einer radial rechten Seite in radialen Richtungen vorgenommen wird; und weist ferner Gegendruckkammern 17 auf, wovon jede einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt hat und in die der Abgabedruck aus dem Abgabeanschluss 12 eingeleitet wird.
Die Schieber bzw. Flügel 5 sind so angeordnet, dass sie in den nach außen gerichteten Richtungen durch die Zentrifugalkraft entsprechend der Drehung des Rotors 4 und die Drücke der Gegendruckkammern 17 gedrückt werden, und damit gleitend an der Innenumfangsfläche des Nockenrings 6 anliegen. Die Pumpenkammern 7 sind durch die gegenüberliegenden Innenseitenflächen benachbarter Flügel 5 und 5, die Innenumfangsfläche 6a des Nockenrings 6, die Außenumfangsfläche des Rotors 4, die Bodenfläche der Pumpenaufnahmekammer 1a und die Innenseitenfläche der Pumpenabdeckung 2 flüssigkeitsdicht gebildet.
Der Rotor 4 weist ein Paar aus vorderen und hinteren Ringnuten bzw. Ringkanälen 4b und 4c auf, die auf beiden axialen Seitenflächen des Rotors 4 ausgebildet sind. Ein Paar aus ringförmigen Flügelringen 18 und 18 wird entsprechend in den Ringnuten 4b und 4c aufgenommen. Diese Flügelringe 18 weisen äußere Umfangsseiten auf, die gleitend an Basisendkanten der Flügel bzw. Flügel 5 anliegen. Diese Flügelringe 18 sind ausgebildet, die Flügel 5 entsprechen der Drehung radial nach außen gerichtet zu drücken. Dadurch liegen die vorderen Endbereich der Flügel 5 gleitend an der Innenumfangsfläche 6a des Nockenrings 6 an, so dass die Pumpenkammern flüssigkeitsdicht getrennt sind, selbst wenn die Motordrehzahl gering ist, und die Zentrifugalkraft und die Drücke der Gegendruckkammern 17 klein sind.
Der Nockenring 6 ist als Einheit aus einem leicht bearbeitbaren gesinterten Metall in einer im Wesentlichen zylindrischen Form ausgebildet. Der Nockenring 6 weist den vertieften bzw. zurückgesetzten Drehbereich 6b auf, der auf der Außenumfangsfläche des Nockenrings 6 auf der Nockenringreferenzlinie M an einer rechten Außenposition ausgebildet ist. Dieser vertiefte Drehbereich 6b ist auf dem Drehstift 10 montiert, um als Drehpunkt für exzentrische Schwenkung des Nockenrings 6 zu dienen.
Ferner ist ein Arm 19 zusammen mit dem Nockenring 6 vorgesehen. Der Arm 19 ist auf der Außenumfangsfläche des Nockenrings 6 an einer Position gegenüberliegend zu dem vertieften Drehbereich 6b vorgesehen. Der Arm 19 ist mit der Spiralfeder 8 verbunden. Wie in 1 gezeigt, erstreckt sich dieser Arm 19 radial nach außen im Bezug auf den Nockenring 6. Der Arm 19 weist einen erhabenen Bereich 19a auf, der eine im Wesentlichen bogenförmige erhabene Form hat und der auf einer unteren Fläche eines vorderen Endbereichs ausgebildet ist.
Eine Spiralfederaufnahmekammer 20 ist an einer Position gegenüberliegend zu der Stiftbohrung 1d des Pumpengehäuses 1 vorgesehen. Die Spiralfederaufnahmekammer 20 ist über den Einführbereich 13 mit der Pumpenaufnahmekammer 1a verbunden. Der vordere Endbereich des Arms 19 erstreckt sich in der Spiralfederaufnahmekammer 20. Die Spiralfeder 8 ist in der Spiralfederaufnahmekammer 20 aufgenommen.
Die Spiralfeder 8 weist auf: den einen Endbereich, der elastisch an dem erhabenen Bereich 19a des Arms 19 anliegt; und den anderen Endbereich, der elastisch an einer Bodenfläche der Spiralfederaufnahmekammer 20 anliegt. Die Spiralfeder 18 drückt den Nockenring 6 durch den Arm 19 ständig in eine Richtung, in der der Exzentrizitätsbetrag vergrößert wird, (im Weiteren als eine „Exzentrizitätsrichtung“ bezeichnet), d. h., in eine Richtung, in der Volumenänderungsbeträge der mehreren Pumpenkammern 7 vergrößert werden. Dadurch wird im Zustand der Betätigung, wie in 1 gezeigt, die obere Fläche des Arms 19 zu einem Begrenzungsüberstandbereich 20a gedrückt, der an einer unteren Fläche der oberen Wand der Spiralfederaufnahmekammer 20 ausgebildet ist, wobei dies mittels der Federkraft der Spiralfeder 8 erfolgt, so dass der Nockenring 6 an einer Position gehalten wird, an der der Exzentrizitätsbetrag maximal wird.
Ein hervorstehender Bereich 6c ist an einer oberen Position des Nockenrings 6 in Bezug zu der Nockenringreferenzlinie M ausgebildet. Der hervorstehende Bereich 6c weist eine Dichtfläche auf, die so ausgebildet ist, dass sie der Dichtgleitanlagefläche 1e des Pumpengehäuses 1 gegenüberliegt. Der hervorstehende Bereich 6c hat eine im Wesentlichen dreieckige Form. Der hervorstehende Bereich 6c weist eine Dichtungsnut 6d auf, die einen im Wesentlichen bogenförmigen Querschnitt hat, die ausgebildet ist, indem ein Einschnitt in der Dichtfläche entlang der axialen Richtung des Nockenrings 6 vorgenommen wird. Ein Dichtungselement 21 wird in der Dichtungsnut 6d aufgenommen. Das Dichtungselement 21 ist ausgebildet, an der Dichtgleitanlagefläche 1e bei exzentrischer Schwenkbewegung des Nockenrings 6 gleitend anzuliegen.
In diesem Falle ist die Dichtfläche in Form einer Bodenfläche mit einem vorbestimmten Radius ausgebildet, der geringfügig kleiner als der Radius R von der Mitte der Stiftbohrung 1d zu der Dichtgleitanlagefläche 1e ist. Die Dichtfläche liegt gleitend an der Dichtgleitanlagefläche 1e mit sehr kleinem Spiel an.
Das Dichtungselement 21 ist beispielsweise aus Kunstharz mit der Eigenschaft einer geringen Abreibung in länglicher gestreckter Form ausgebildet. Das Dichtungselement 21 wird in der Dichtungsnut 6d entlang der axialen Richtung des Nockenrings 6 aufgenommen. Das Dichtungselement 21 wird durch eine elastische Kraft eines elastischen Elements, das aus Gummi hergestellt ist und auf einem Bodenbereich der Dichtungsnut 6d angeordnet ist, an die Dichtgleitanlagefläche 1e gedrückt. Dadurch wird die hohe Dichtfähigkeit der Dichtgleitanlagefläche 1e stets gewährleistet.
Ferner ist eine Steuerhydraulikkammergruppe, die zur Steuerung des Exzentrizitätsbetrags des Nockenrings 6 dient, in einem Außenumfangsgebiet des Nockenrings 6 auf einer Seite des hervorstehenden Bereichs 6c vorgesehen. In dieser Ausführungsform ist eine Steuerhydraulikkammer 22, die eine Steuerhydraulikkammer auf der Abnahmeseite bzw. eine abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer ist, auf einer oberen Seite der Nockenringreferenzlinie M in 1 ausgebildet.
Diese Steuerhydraulikkammer 22 wird durch die Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses 1, die Außenumfangsfläche des Nockenrings 6, den Drehstift 10, das Dichtungselement 21, die Bodenfläche der Pumpenaufnahmekammer 1a und die Innenseitenfläche der Pumpenabdeckung 2 gebildet bzw. begrenzt. Eine Verbindungsbohrung 23 ist in einem Seitenbereich des Pumpengehäuses 1 ausgebildet und bildet die Steuerhydraulikkammer 22 und verläuft durch den Seitenbereich des Pumpengehäuses 1. Die Verbindungsbohrung 33 verbindet die Innenseite und die Außenseite der Steuerhydraulik 22.
Wie ferner in 1 gezeigt, wird das Öl in dem Ölhauptdurchlass 14 durch einen Steuerdruckeinführdurchgang 24, der von dem Ölhauptdurchlass 14 abzweigt, ein elektromagnetisches Schaltventil 30, das ein elektrisch gesteuerter Mechanismus ist, den Verbindungsdurchgang 25 und die Verbindungsbohrung 23 in die Steuerhydraulikkammer 22 eingeleitet.
Ferner dient in der Steuerhydraulikkammer 22 die Außenumfangsfläche des Nockenrings 6, die Bestandteil der hydraulischen Steuerkammer 22 ist, als eine Druckaufnahmefläche 26. Wenn das Öl der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt wird, wirkt die Steuerhydraulikkammer 22 so, dass der Hydraulikdruck des Öls auf die Druckaufnahmefläche 26 den Nockenring 6 gegen die Federkraft der Spiralfeder 8 in eine Richtung drückt, in der der Exzentrizitätsbetrag kleiner wird (im Weiteren als „konzentrische Richtung“ bezeichnet), d. h., in einer Richtung, in der die Volumenänderungsbeträge der mehreren Pumpenkammern 7 verkleinert werden.
Eine Beziehung für das Kraftgleichgewicht zwischen der Federkraft der Spiralfeder 8 und dem Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 kann in freier Weise durch Verändern einer festgelegten Last bzw. Einstelllast bzw. Soll-Lastder Spiralfeder 8 variiert werden. In dieser Ausführungsform ist die Einstelllast der Spiralfeder 8 so festgelegt, dass der Nockenring 6 betätigt wird, wenn der Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 gleich oder größer als ein vorbestimmter Einstelldruck bzw. Solldruck ist, der kleiner als ein unterer Druck P1 ist, der ein für den Verbrennungsmotor erforderlicher Druck ist (nachfolgend beschrieben).
Das elektromagnetische Schaltventil 30 ist ausgebildet, die Zufuhr zu der Steuerhydraulikkammer 22 und die Abgabe aus der Steuerhydraulikkammer 22 elektrisch zu steuern, und damit den Exzentrizitätsbetrag des Nockenrings 6 zu steuern. Wie in 1 gezeigt, weist das elektromagnetische Schaltventil 30 auf: einen Ventilkörper 31, der eine Zylinderform mit einem Deckel hat, und der in der Ventilaufnahmebohrung befestigt ist, die in dem Zylinderblock (nicht gezeigt) durch Formschluss befestigt ist; ein Schieberventilelement 33, das in einer Gleitbohrung 32, die in dem Ventilkörper 31 ausgebildet ist, gleitend aufgenommen wird; eine Ventilfeder 34, die so ausgebildet ist, dass sie das Schieberventilelement 33 ständig in einer Abwärtsrichtung der Zeichnung drückt; und einen Elektromagnetabschnitt 35, der an einem Öffnungsendbereich des Ventilkörpers 31 vorgesehen und ausgebildet ist, das Schieberventilelement 33 in der Abwärtsrichtung der Zeichnung entsprechend einem angesteuerten Zustand und dergleichen zu drücken.
Der Ventilkörper 31 weist auf: einen Einführanschluss 36, der mit dem Steuerdruckeinführdurchgang 24 verbunden ist; einen Verbindungsanschluss 37, der über den Verbindungsdurchgang 25 und die Verbindungsbohrung 23 mit der Steuerhydraulikkammer 22 verbunden ist; und einen Ableitanschluss 38, der ein Ableitmechanismus ist, der mit dem Atmosphärendruck außerhalb der Pumpe verbunden ist. Der Einführanschluss 36, der Verbindungsanschluss 37 und der Ableitanschluss 38 sind jeweils so ausgebildet, dass sie in radialer Richtung verlaufen. Der Einführanschluss 36, der Verbindungsanschluss 37 und der Ableitanschluss 38 sind in dieser Reihenfolge in der Umfangswand des Ventilkörpers 31 von der Seite der oberen Endwand 31a aus zu der Seite der unteren Endwand 31b ausgebildet. Der Ableitanschluss 38 kann so ausgebildet sein, dass er mit dem Sauganschluss 11 anstatt mit Atmosphärendruck verbunden ist.
Eine Entlüftungsbohrung 39 ist an der oberen Endwand 31a des Ventilkörpers 31 so ausgebildet, dass sie durch die obere Endwand 31a verläuft. Die Entlüftungsbohrung 39 ist so ausgebildet, dass sie mit dem Atmosphärendruck verbunden ist, um die hohe Gleitfähigkeit des Schieberventilelements 33 zu gewährleisten. Die Entlüftungsbohrung 39 ist zum Abbau eines Gegendrucks vorgesehen.
Das Schieberventilelement 33 ist insgesamt in Form eines Vollkörpers vorgesehen. Das Schieberventilelement 33 umfasst einen ersten Anlagebereich 33a, der die Form eines Zylinders mit großem Durchmesser hat und auf einer Seite der oberen Endwand 31a des Ventilkörpers 31 vorgesehen ist; einen zweiten Anlagebereich 33b, der die Form eines Zylinders mit großem Durchmesser hat und auf einer Seite eines unteren Endbereichs 31b des Ventilkörpers 31 vorgesehen ist; und einen Schaftbereich bzw. Wellenbereich mit kleinem Durchmesser 33c, der die Form eines Zylinders mit relativ kleinem Durchmesser hat und die Anlagebereiche 33a und 33b verbindet.
Der erste und der zweite Anlagebereich 33a und 33b haben den gleichen Außendurchmesser. Der erste und der zweite Anlagebereich 33a und 33b sind auf einer Innenumfangsfläche der Gleitbohrung 32 mit kleinem Spalt dazwischen verschiebbar.
Ein ringförmiger Durchgang 40 ist auf der Außenumfangsseite der kleinen Schaftbereiche 33c ausgebildet. Der ringförmige Durchgang 40 ist durch die Außenumfangsfläche des kleinen Schaftbereichs 33c, durch Innenseitenflächen des ersten und des zweiten Anlagebereichs 33a und 33b, die einander gegenüberliegen, und durch die Innenumfangsfläche der Gleitbohrung 32 gebildet. Der ringförmige Durchgang 40 ist ständig mit dem Verbindungsanschluss 37 im maximal geöffneten Zustand unabhängig von der Bewegungsposition des Schieberventilelements 33 verbunden. Andererseits ist der ringförmige Durchgang 40 so ausgebildet, dass er mit dem Einführanschluss 36 und dem Ableitanschluss 38 entsprechend der Gleitposition des Schieberventilelements 33 verbunden ist.
Ferner ist ein Haltevorsprung 33d auf einer oberen Stirnfläche des ersten Anlagebereichs 33a vorgesehen, der der oberen Endwand 31a des Ventilkörpers 31 gegenüberliegt und hervorsteht. Der Haltevorsprung 33d hat eine Form eines Zylinders mit relativ kleinem Durchmesser.
Die Ventilfeder 34 ist zwischen einer unteren Fläche der oberen Endwand 31a des Ventilkörpers 31 und einer äußeren Stirnfläche des ersten Anlagebereichs 33a elastisch montiert. Die Ventilfeder 34 wirkt permanent auf das Schieberventilelement 33 in Richtung zu dem Elektromagnetabschnitt 35 ein. Ferner weist die Ventilfeder 34 einen Endbereich auf, der von einer Außenumfangsfläche des Haltevorsprungs 33d des Schieberventilelements 33 gehalten wird. Folglich kann die Ventilfeder 34 in stabiler Weise das Schieberventilelement 33 vorspannen.
In dem Elektromagnetabschnitt 35 sind in einem Gehäuse 35a eine elektromagnetische Spule (nicht gezeigt), ein fixierter Eisenkern (nicht gezeigt), ein beweglicher Eisenkern (nicht gezeigt) usw. aufgenommen. Eine Schubstange 35b ist mit einem vorderen Endbereich des beweglichen Eisenkerns verbunden. Diese Schubstange 35b ist in Form eines zylindrischen Stabs ausgebildet. Die Schubstange 35b weist einen vorderen Endbereich auf, der an einer Außenseitenfläche des zweiten Anlagebereichs 33b auf Seite des Elektromagnetabschnitts 35 anliegt.
In dem Elektromagnetabschnitt 35 wird, wenn eine Pulsspannung aus einer elektrischen Steuerung (nicht gezeigt) an die elektromagnetische Spule angelegt wird, entsprechend dem Spannungswert der Pulsspannung eine Schubkraft auf den beweglichen Eisenkern ausgeübt. Dadurch ist der Elektromagnetabschnitt 35 ausgebildet, das Schiebeventilelement 33 in Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung auf der Grundlage einer relativen Differenz zwischen der Schubkraft des beweglichen Eisenkerns, die durch die Schubstang 35b übertragen wird, und der Federkraft der Ventilfeder 34 zu bewegen.
Die elektrische Steuerung ist eine Steuerung unter Anwendung von PWM (Pulsbreitenmodulation). Die elektrische Steuerung moduliert eine Pulsbreite der an die elektromagnetische Spule angelegten Spannung. Das heißt, die elektrische Steuerung kann kontinuierlich den Spannungswert der an die elektromagnetische Spule angelegten Spannung durch Änderung des Tastverhältnisses variieren.
Durch diesen Aufbau wird in dem elektromagnetischen Schaltventil 30 die Schiebeposition des Schieberventilelements 33 kontinuierlich entsprechend dem Spannungswert gesteuert, der von der elektrischen Steuerung an die elektromagnetische Spule angelegt wird. Ferner ist das elektromagnetische Schaltventil 30 ausgebildet, das Öffnen und das Schließen des Einführanschlusses 36 und des Ableitanschlusses 38 zu schalten und eine Anschlussöffnungsfläche in dem geöffneten Zustand entsprechen der Schiebeposition bzw. Gleitposition des Schieberventilelements 33 zu verringern.
Insbesondere wenn die von der elektrischen Steuerung an die elektromagnetische Spule des Elektromagnetabschnitts 35 angelegte Spannung gleich Null ist, d. h., wenn keine Energie zugeführt wird, übt die Schubstang 35b keine Druckkraft auf das Schiebeventilelement 33 aus. Folglich wird, wie in 1 gezeigt ist, das Schiebeventilelement 33 durch die Federkraft der Spiralfeder 34 in der Abwärtsrichtung maximal mit Druck beaufschlagt.
In diesem Falle wird der Einführanschluss 36 durch die Außenumfangsfläche des ersten Anlagebereichs 33a geschlossen. Der Ableitanschluss 38 wird mit dem ringförmigen Durchgang 40 in einem Zustand verbunden, in welchem die Öffnungsfläche des Ableitanschlusses 38 maximal ist.
Dadurch wird das Öl in der Steuerhydraulikkammer 22 durch die Verbindungsbohrung 23, den Verbindungsdurchgang 25, den Verbindungsanschluss 37, den ringförmigen Durchgang 40 und den Ableitanschluss 38 nach außen abgegeben.
Wenn andererseits die Spannung von der elektrischen Steuerung an die elektromagnetische Spule angelegt wird, dann wird das Schieberventilelement 33 durch die Schubstange 35b mit Druck beaufschlagt, so dass sie sich in der Aufwärtsrichtung der Zeichnung gegen die Federkraft der Ventilfeder 34 bewegt, wie in 4 gezeigt ist.
Folglich wird das Schließen des Einführanschlusses 36 aufgehoben. Der Einführanschluss 36 wird zu dem ringförmigen Durchgang 40 hin geöffnet. Andererseits wird ein Teil des Ableitanschlusses 38 durch die Außenumfangsfläche des zweiten Anlagebereichs 33b geschlossen.
In diesem Falle wird die Öffnungsfläche des Einführanschlusses 36 vergrößert, wenn die von der elektrischen Steuerung an die elektromagnetische Spule angelegte Spannung erhöht wird. Andererseits wird die Öffnungsfläche des Ableitanschlusses 38 verkleinert, wenn die an die elektromagnetische Spule angelegte Spannung ansteigt. Das heißt, die Menge des Öls, die durch den Einführanschluss 36 in den ringförmigen Durchgang 40 eingeführt wird, wird größer, wenn die an die elektromagnetische Spule angelegt Spannung größer wird. Andererseits wird die Menge des Öls, das durch den Ableitanschluss 38 abgegeben wird, kleiner, wenn die an die elektromagnetische Spule angelegte Spannung erhöht wird.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung ist mit einem Ausfallsicherungsventil 50 versehen, das ein Steuerventil ist, das ausgebildet ist, den Abgabedruck zu regeln, wenn der Hauptdurchlassdruck ein vorbestimmtes Gebiet hohen Drucks erreicht, in welchem der Hauptdurchlassdruck größer als ein maximaler erforderlicher Druck P_max ist, der für den Motor benötigt wird, und ist dadurch ausgebildet, den Hauptdurchlassdruck zu steuern.
Wie in 1 gezeigt, weist dieses Ausfallsicherungsventil 50 auf: ein Ventilgehäuse 51, das an einer Außenseitenfläche des Pumpengehäuses 1 angeordnet und befestigt ist; eine Aufnahmebohrung 52, die einen kreisförmigen Querschnitt hat und die in dem Pumpengehäuse 51 ist; ein druckempfindliches Ventilelement 53, das in der Aufnahmebohrung 52 vorgesehen ist und in der axialen Richtung verschiebbar ausgebildet ist; einen Dichtungspfropfen (Schließpfropfen) 54, der den Öffnungsbereich der Aufnahmebohrung 52 verschließt, der an der einen Endseite angeordnet ist; und eine Steuerfeder 55, die zwischen dem Dichtungspfropfen 54 und dem druckempfindlichen Ventilelement 53 elastisch montiert ist.
Die Aufnahmebohrung 52 ist mit dem Abgabedurchgang 12b über eine Abgabedruckeinführöffnung 52a verbunden, die einen relativ kleinen Durchmesser hat und die in der oberen Stirnwand der Aufnahmebohrung 52 ausgebildet ist. Der Abgabedruck wird von dem Abgabeanschluss 12 in die Aufnahmebohrung 52 eingeleitet.
Ferner ist ein Versorgungsanschluss 58 in einer Umfangswand der Aufnahmebohrung 52 vorgesehen, der auf Seite eines axialen Endes angeordnet ist. Der Versorgungsanschluss 58 ist in der radialen Richtung so ausgebildet, dass er durch die Umfangswand verläuft. Der Versorgungsanschluss 58 ist über den Verbindungsdurchgang 57 mit der Steuerhydraulikkammer 22 verbunden.
Ferner weist die Aufnahmebohrung 52 eine Sitzfläche bzw. Auflagefläche 52b auf, die eine Form eines gestuften Konus hat und die zwischen der Aufnahmebohrung 52 und der Abgabedruckeinführöffnung 52a ausgebildet ist. Wenn ein Druckaufnahmebereich 59 (später beschrieben) des druckempfindlichen Ventilelements 53 auf der Sitzfläche 52b aufliegt, dann sind die Aufnahmebohrung 52 und die Abgabedruckeinführöffnung 52a nicht verbunden.
Das druckempfindliche Ventilelement 53 ist in Zylinderform mit einem Deckel ausgebildet. Das druckempfindliche Ventilelement 53 weist einen Endbereich auf, der auf einer Seite der Druckabgabeeinführöffnung 52a angeordnet ist und der durch eine Stirnwand 53a verschlossen ist. Das druckempfindliche Ventilelement 53 hat einen Außendurchmesser, der geringfügig kleiner als ein Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 52 ist. Das druckempfindliche Ventilelement 53 liegt gleitend an der Aufnahmebohrung 52 mit kleinstem Spalt dazwischen an.
Ferner weist das druckempfindliche Ventilelement 53 einen Druckaufnahmebereich 59 auf, der eine Zylinderform mit einem Durchmesser hat, der geringfügig kleiner als ein Außendurchmesser des druckempfindlichen Ventilelements 53 ist, der auf Seite eines äußeren Endes der Stirnwand 53a ausgebildet ist, und dort hervorsteht. Dieser Druckaufnahmebereich 59 weist eine vordere Stirnfläche auf, die in flacher Form ausgebildet und geeignet ist, den Abgabedruck, der aus der Abgabedruckeinführöffnung 52a in die Aufnahmebohrung 52 eingeleitet wird, aufzunehmen.
Ferner ist eine Steuerfederaufnahmekammer 60 in dem druckempfindlichen Ventilelement 53 ausgebildet. Der eine Endbereich 55a der Steuerfeder 55 wird in der Steuerfederaufnahmekammer 60 aufgenommen und dort gehalten.
Der Dichtpfropfen 54 weist einen Deckelbereich (Abdeckbereich) 54a auf, der die Form einer Scheibe mit großem Durchmesser hat und das offene Ende der Aufnahmebohrung 52 verschließt; und weist eine zylindrischen Bereich 54b auf, der einen relativ kleinen Durchmesser hat und sich in der axialen Richtung von einer Innenstirnfläche des Deckelbereichs 54a aus erstreckt.
Der Deckelbereich 54a weist eine Entlüftungsbohrung 54c auf, die an einer im Wesentlichen zentralen Position des Deckelbereichs 54a so ausgebildet ist, dass sie sich durch den Deckelbereich 54a erstreckt und mit dem Atmosphärendruck verbunden ist, um die gute Verschiebbarkeit des druckempfindlichen Ventilelements 53 zu gewährleisten, die zur Verringerung eines Gegendrucks dient.
Der zylindrische Bereich 54b hat einen Außendurchmesser, der im Wesentlichen identisch zu dem Innendurchmesser der Aufnahmebohrung 52 auf Seite des offenen Bereichs ist. Der zylindrische Bereich 54b ist in der Aufnahmebohrung 52 durch Formschluss befestigt. Der zylindrische Bereich 54b weist eine Steuerfederhaltebohrung 61 auf, die in dem zylindrischen Bereich 54b ausgebildet ist und den anderen Endbereich 55b der Steuerfeder 55 aufnimmt und hält.
Die Steuerfeder 55 weist den einen Endbereich 55a, der elastisch an der Innenstirnfläche der Stirnwand 53a anliegt; und den anderen Endbereich 55b auf, der elastisch an der Innenstirnfläche des Deckelbereichs 54a des Dichtpfropfens 54 anliegt. Auf diese Weise übt die Steuerfeder 55 in konstanter Weise Druck auf das druckempfindliche Ventilelement 53 in Richtung zu der Abgabedruckeinführöffnung 52a aus.
[Funktionsweise der ersten Ausführungsform]
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß der ersten Ausführungsform erläutert.
Zunächst wird die Energieversorgung von der elektrischen Steuerung zu der elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Schaltventils 30 im Gebiet der niedrigen Drehzahl nach dem Start des Verbrennungsmotors abgeschaltet. Folglich wird, wie in 1 gezeigt ist, das Schiebeventilelement 33 nicht durch die Schubstange 35b mit Druck beaufschlagt, so dass das Schieberventilelement 33 durch die Ventilfeder 34 in der Abwärtsrichtung der Zeichnung maximal mit Druck beaufschlagt wird.
Folglich wird der Einführanschluss 36 durch die Außenumfangsfläche des ersten Anlagebereichs 33a des Schieberventilelements 33 geschlossen. Daher sind der Einführanschluss 36 und der Verbindungsanschluss 37 nicht verbunden. Andererseits wird der Ableitanschluss 38 mit dem Verbindungsanschluss 37 in dem maximal geöffneten Zustand verbunden.
Dadurch wird die Steuerhydraulikkammer 22 über die Verbindungsbohrung 23, den Verbindungsdurchgang 25, die Verbindungsöffnung 37 und den ringförmigen Durchgang 40 mit dem Ableitanschluss 38 verbunden, so dass die Steuerhydraulikkammer 22 nach außen offen ist. Der Hydraulikdruck wirkt vollständig auf die Steuerhydraulik 22.
Daher wird der Nockenring 6 im Uhrzeigersinn der 1 durch die Federkraft der Spiralfeder 8 in Drehung versetzt. Der Nockenring 6 wird in einem Zustand gehalten, in welchem die obere Fläche des Arms 19 an dem Begrenzungsvorsprungsbereich 20a anliegt, d. h., in dem maximal exzentrischen Zustand, in welchem der Exzentrizitätsbetrag maximal wird.
Daher wird der Abgabedruck der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung bei Nichtbetätigung des elektromagnetischen Schaltventils 30 erhöht, so dass er proportional zu der Zunahme der Motordrehzahl ist. Folglich wird der Hauptdurchlassdruck erhöht, so dass er proportional zur Zunahme der Motordrehzahl ist, wie in 6 gezeigt ist.
Wenn der Hauptdurchlassdruck so erhöht wird, dass er gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, dann wird das elektromagnetische Schaltventil 30 betätigt, um den Hauptdurchlassdruck bzw. den Hauptöldurchlassdruck entsprechend dem von dem Verbrennungsmotor geforderten Druck zu steuern.
Wenn beispielsweise der Hydraulikdruck von dem Hauptöldurchlass 14 der Ventilsteuereinrichtung zugeleitet wird, dann beginnt die elektrische Steuerung mit der Energiezufuhr zu der elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Schaltventils 30, wenn der Hauptöldurchlassdruck einen vorbestimmten niedrigen Druck P1 erreicht, der geringfügig höher als der erforderliche Druck der Ventilsteuereinrichtung ist. Dadurch wird, wie in 4 gezeigt ist, das Schiebeventilelement 33 durch die Schubstange 35b mit Druck beaufschlagt, so dass sie sich in der Aufwärtsrichtung der Zeichnung gegen die Federkraft der Ventilfeder 34 bewegt.
Folglich wird das Schließen des Einführanschlusses 36 durch den ersten Anlagebereich 33a teilweise aufgehoben. Der Einführanschluss 36 wird mit dem Verbindungsanschluss 37 in einem Zustand verbunden, in welchem die Öffnungsfläche des Einführanschlusses 36 reduziert wird. Andererseits wird der Ableitanschluss 38 mit dem Verbindungsanschluss 37 durch eine Öffnungsfläche, die kleiner als die Öffnungsfläche des Einführanschlusses 36 ist, durch die Außenumfangsfläche des zweiten Anlagebereichs 33b verbunden.
Dadurch wird die Ölmenge, die von dem Einführanschluss 36 in den ringförmigen Durchgang 40 eingeleitet wird, größer als die Ölmenge, die aus dem ringförmigen Durchgang 40 über den Ableitanschluss 38 abgegeben wird. Daher wird ein Teil des aus dem Einführanschluss 36 eingeführten Öls über den Verbindungsanschluss 37, den Verbindungsdurchgang 25 und die Verbindungsbohrung 23 der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt.
Folglich wirkt der Hydraulikdruck des der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführten Öls auf die Druckaufnahmefläche 26 des Nockenrings 26 ein, so dass der Nockenring 6 in der konzentrischen Richtung gegen die Federkraft der Spiralfeder 8 gedrückt wird. Folglich wird verhindert, dass der Ölhauptdurchlassdruck gleich oder größer als der untere Druck P1 wird.
Wenn andererseits der Hauptöldurchlassdruck kleiner als der untere Druck P1 entsprechend der Abnahme des Exzentrizitätsbetrags des Nockenrings 6 wird, wird die von der elektrischen Steuerung an die elektromagnetische Spule angelegte Spannung geringfügig verringert, so dass das Schiebeventilelement 33 aus dem Zustand der 4 leicht nach unten bewegt wird.
Folglich wird die Öffnungsfläche des Einführanschlusses 36 verkleinert. Andererseits wird die Öffnungsfläche des Ableitanschlusses 38 vergrößert. Dadurch wird die Ölmenge, die der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt wird, verringert.
Folglich wird der Hydraulikdruck in der Steuerhydraulikkammer 22 reduziert, so dass der Exzentrizitätsbetrag des Nockenrings 6 vergrößert wird. Daher wird der Hauptöldurchlassdruck erneut erhöht.
Auf diese Weise ist die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung in der Lage, die Öffnungsflächen des Einführanschlusses 36 und des Ableitanschlusses 38 entsprechend der Gleitbewegung des Schieberventilelements 33 zu vergrößern und zu verkleinern, den Innendruck in der Steuerhydraulikkammer 22 zu erhöhen und zu verringern und dadurch den Hauptöldurchlassdruck auf den niedrigen Druck P1 einzuregeln, wie in 6 gezeigt ist.
Wenn ferner der Hauptöldurchlassdruck auf den niedrigen Druck P1 geregelt wird, wird der Hydraulikdruck, der so verringert ist, dass er geringfügig niedriger als der niedrige Druck P1 aufgrund des Druckverlustes an Strömen (Abfall) usw. ist, in die Steuerhydraulikkammer 22 eingeleitet. Jedoch wird die eingestellte Last bzw. Soll-Last der Spiralfeder 8 zuvor so festgelegt, dass sie aktiv wird, wenn der Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 gleich oder größer als der vorbestimmte Solldruck wird, der niedriger als der niedrige Druck P1 ist, wie zuvor beschrieben ist. Daher ist es möglich, die Druckregelung durch den Nockenring 6 vorzunehmen, ohne dass eine Beeinflussung aufgrund der Strömungsdruckverluste usw. erfolgt.
Wenn ferner beispielsweise der Hydraulikdruck von dem Hauptöldurchlass 14 der Öldruckstrahlvorrichtung zugeleitet wird, beginnt die elektrische Steuerung mit der Energiebeaufschlagung der elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Schaltventils 30, wenn der Hauptöldurchlassdruck einen vorbestimmten mittleren Druck P2 erreicht, der geringfügig höher als der erforderliche Druck der Ölstrahlerzeugungseinrichtung ist.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung wird durch das elektromagnetische Schaltventil 30 so gesteuert, dass der Hauptöldurchlassdruck auf dem mittleren Druckwert P2 gehalten wird. Dieses Steuerverfahren und dieser Betrieb sind identisch zu denjenigen, mit denen der Hauptöldurchlassdruck auf den niedrigen Druck P1 gesteuert wird.
Wenn beispielsweise ferner der Hydraulikdruck aus dem Hauptöldurchlass 14 den Lagerbereich der Kurbelwelle zugeführt wird, der den höchsten Hydraulikdruck in dem Verbrennungsmotor benötigt, dann beginnt die elektrische Steuerung mit der Energieversorgung der elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Schaltventils 30, wenn der Hauptöldurchlassdruck einen vorbestimmten hohen Druck P3 erreicht, der geringfügig höher las der maximale erforderliche Druck P_max ist, der der erforderliche Druck des Lagerbereichs ist.
Sodann wird die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung durch das elektromagnetische Schaltventil 30 so gesteuert, dass der Hauptöldurchlassdruck auf dem hohen Druck P3 gehalten wird. Dieses Steuerverfahren und dieser Betrieb sind identisch zu denjenigen, mit denen der Hauptöldurchlassdruck auf den niedrigen Druck P1 gesteuert wird.
Wie zuvor beschrieben ist, steuert in dieser Ausführungsform die elektrische Steuerung die der elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Schaltventils 30 zugeführten Spannung. Dadurch ist es möglich, den Hauptöldurchlassdruck auf den entsprechenden Druck, etwa den niedrigen Druck P1 und den hohen Druck P3, zu steuern.
Wenn ferner in dieser Ausführungsform die Energieversorgung von der elektrischen Steuerung zu der elektromagnetischen Spule aufgrund des Ausfalls des elektromagnetischen Schaltventils 30 aufgrund eines Bruchs und dergleichen unterbrochen wird, wird das Schieberventilelement 33 durch die Schubstange 35b nicht mit Druck beaufschlagt und das Schieberventilelement 33 wird ständig maximal in der Abwärtsrichtung der Zeichnung mit Druck beaufschlagt, wie in 1 gezeigt ist.
Dadurch sind der Einführanschluss 36 und der Verbindungsanschluss 37 nicht durch den ersten Anlagebereich 33a des Schieberventilelements 33 verbunden. Andererseits werden der Verbindungsanschluss 37 und der Ableitanschluss 38 verbunden. Folglich wird das Öl nicht der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt, so dass der Nockenring 6 stets an der Position mit maximaler Exzentrizität positioniert ist.
Wie durch die gestrichelte Linie in 6 gezeigt ist, hat folglich die Pumpe eine Hydraulikdruckcharakteristik, wonach der Hauptöldurchlassdruck graduell entsprechend der Zunahme der Motordrehzahl ansteigt. Wenn in dieser Ausführungsform der Hauptöldurchlassdruck einen hohen Druck P4 erreicht, der höher als der maximal erforderliche Druck P_max ist, wird das Ausfallsicherungsventil 50 betätigt, um den Hauptöldurchlassdruck einzustellen.
Das heißt, in dem Ausfallsicherungsventil 50 wird, wenn die Motordrehzahl gering ist und der Abgabedruck, der auf den Druckaufnahmebereich 59 einwirkt, klein ist, die vordere Endkante des Druckaufnahmebereichs 59 so gehalten, dass sie auf der Sitzfläche 52b aufliegt, wobei dies durch die Federkraft der Steuerfeder 55 bewerkstelligt wird, wie in 1 und 4 gezeigt ist. Wenn jedoch der Abgabedruck den hohen Druck P4x (siehe die einfach strichgepunktete Linie in 6) erreicht, der geringfügig höher als der hohe Druck P4 ist, wobei dies entsprechend der Zunahme der Motordrehzahl erfolgt, dann wirkt der hohe Druck P4x auf den Druckaufnahmebereich 59 ein, so dass das druckempfindliche Ventilelement 53 in Richtung zu dem Dichtpfropfen 54 gegen die Federkraft der Steuerfeder 55 bewegt wird, wie in 5 gezeigt ist.
Dadurch werden die Abgabedruckeinführöffnung 52a und der Versorgungsanschluss 58 miteinander verbunden. Folglich wird das aus dem Abgabeanschluss 12 abgegebene Öl der Steuerhydraulikkammer 22 über die Abgabedruckeinführöffnung 52a, die Aufnahmebohrung 52, den Versorgungsanschluss 58 und den Verbindungsdurchgang 57 zugeführt.
In diesem Falle wird ein Teil des der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführten Öls von dem Ableitanschluss 38 über die Verbindungsbohrung 23, den Verbindungsdurchgang 25 usw. nach außen abgegeben. Jedoch bleibt der größte Teil des der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführten Öls in der Steuerhydraulikkammer 22. Daher wird der Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 erhöht. Folglich wird der Nockenring 6 in die konzentrische Richtung gegen die Federkraft der Spiralfeder 8 bewegt, wie in 5 gezeigt ist. Daher wird unterdrückt bzw. verhindert, dass der Abgabedruck gleich oder größer als der hohe Druck P4x wird.
Wenn andererseits der Abgabedruck kleiner als der hohe Druck P4x entsprechend der Abnahme des Exzentrizitätsbetrags des Nockenrings 6 wird, wird die auf den Druckaufnahmebereich 59 einwirkende Kraft kleiner. Folglich wird das druckempfindliche Ventilelement 53 durch die Steuerfeder 55 so mit Druck beaufschlagt, dass es sich von dem Zustand der 4 aus geringfügig nach oben bewegt.
Folglich wird die Öffnungsfläche des Versorgungsanschlusses 58 verringert, so dass das der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführte Öl in der Menge reduziert wird. Daher nimmt der Hydraulikdruck in der Hydrauliksteuerkammer 22 ab, so dass der Exzentrizitätsbetrag des Nockenrings 6 größer wird. Folglich wird der Abgabedruck erneut größer.
Wie zuvor beschrieben ist, ist die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung ausgebildet, die Öffnungsfläche des Versorgungsanschlusses 58 durch eine leichte Gleitbewegung des druckempfindlichen Ventilelements 53 entsprechend der Änderung des Abgabedrucks zu vergrößern oder verkleinern, den Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 zu erhöhen und zu verkleinern, um dadurch den Abgabedruck auf den hohen Druck P4x zu regulieren, und den Hauptöldurchlassdruck auf den hohen Druck P4 zu regeln, wie in 6 gezeigt ist.
Daher ist es in dieser Ausführungsform möglich, das übermäßige Ansteigen des Abgabedrucks und des Hauptöldurchlassdrucks zu reduzieren, selbst wenn das elektromagnetische Schaltventil 30 ausfällt, und dergleichen. Daher ist es möglich, das Gefahrenpotential zu reduzieren, etwa Bruch des Ölfilters 15 und Ausfall der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung aufgrund eines zu hohen Hydraulikdrucks.
Ferner wird der Hauptöldurchlassdruck nicht so verkleinert, dass er niedriger als der maximal erforderliche Druck P_max bei der vorbestimmten hohen Drehzahl ist, obwohl der übermäßige Anstieg des Abgabedrucks und des Hauptöldurchlassdrucks reduziert oder unterdrückt werden. Selbst wenn das elektromagnetische Schaltventil 30 ausfällt, ist es daher möglich, die Schmierung des Lagerbereichs der Kurbelwelle kontinuierlich auszuführen.
[Zweite Ausführungsform]
7 und 8 zeigen eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform hat den grundlegenden Aufbau, der identisch zu demjenigen der ersten Ausführungsform ist. Folglich werden gleiche Bauweisen mit gleichen Bezugszeichen belegt. Spezielle Erläuterungen sind weggelassen.
Wie in 7 gezeigt, ist in dem elektromagnetischen Schaltventil 30 gemäß dieser Ausführungsform der Ableitanschluss 38 des Ventilkörpers 31 weggelassen. Es gibt nur zwei Anschlüsse, d. h., den Einführanschluss 36 und den Verbindunganschluss 37.
In dieser Ausführungsform weist das Gehäuse 2 einen Ableitanschluss 62 auf, der ein Ableitmechanismus ist, der zur Abgabe des Öls innerhalb der Steuerhydraulikkammer 22 ausgebildet ist und anstelle des weggelassenen Ableitanschlusses 38 vorgesehen ist. Dieser Ableitanschluss 62 ist so ausgebildet, dass er durch die Umfangswand des Pumpengehäuses 1, die Bestandteil der Steuerhydraulikkammer 22 ist, verläuft. Dieser Ableitanschluss 62 verbindet die Steuerhydraulikkammer 22 mit dem Atmosphärendruck außerhalb der Pumpe. Ferner kann der Ableitanschluss 62 die Steuerhydraulikkammer 22 mit dem Sauganschluss 11 anstelle des Atmosphärendrucks verbinden.
[Funktionsweise der zweiten Ausführungsform]
Daher wird in der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung das Öl in der Steuerhydraulikkammer 22 stets aus dem Ableitanschluss 62 abgegeben. Jedoch kann die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung die Hydraulikdruckcharakteristik haben, die identisch zu der Hydraulikdruckcharakteristik des Hauptöldurchlassdrucks in der in 6 gezeigten ersten Ausführungsform ist, indem die Positionssteuerung des Schieberventilelements 33 des elektromagnetischen Schaltventils 30 entsprechend eingestellt wird.
Das heißt, die Energieversorgung aus der elektrischen Steuerung zu der elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Schaltventils 30 wird in dem Gebiet mit geringer Drehzahl nach dem Starten des Verbrennungsmotors abgeschaltet. Folglich wird das Schieberventilelement 33 durch die Schubstange 35b nicht mit Druck beaufschlagt, wie in 7 gezeigt ist. Das Schieberventilelement 33 wird durch die Ventilfeder 33 maximal in die Abwärtsrichtung der Zeichnung gedrückt. Folglich wird der Einführanschluss 36 durch die Außenumfangsfläche des ersten Anlagebereichs 33a des Schieberventilelements 33 geschlossen, so dass der Einführanschluss 36 und der Verbindungsanschluss 37 nicht verbunden sind.
Dadurch wird das Öl nicht der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt, so dass der Hydraulikdruck nicht vollständig auf die Druckaufnahmefläche 26 wirkt.
Daher wird der Nockenring 6 in 7 im Uhrzeigersinn durch die Federkraft der Spiralfeder 8 in Drehung versetzt. Der Nockenring 6 wird in einem Zustand gehalten, in welchem die obere Fläche des Arms 19 an dem Begrenzungsvorsprungsbereich 20a anliegt, d. h., dem Zustand der maximalen Exzentrizität, in welchen der Exzentrizitätsbetrag maximal ist.
Daher wird der Abgabedruck der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung bei Nichtbetätigung des elektromagnetischen Schaltventils 30 so erhöht, dass er proportional zu der Zunahme der Motordrehzahl ist. Folglich wird der Hauptöldurchlassdruck so erhöht, dass er proportional zur Zunahme der Motordrehzahl ist, wie in 6 gezeigt ist.
Wenn der Hauptöldurchlassdruck so erhöht wird, dass er gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird das elektromagnetische Schaltventil 30 betätigt, um den Hauptöldurchlassdruck auf den entsprechenden Druck, etwa den niedrigen Druck P1, den mittleren Druck P2 oder den hohen Druck P3, entsprechend dem erforderlichen Druck des Verbrennungsmotors zu steuern.
Im Weiteren unterscheidet sich die Druckregelsteuerung des Hauptöldurchlassdruckes nur im Hinblick auf den Spannungswert der von der elektrischen Steuerung an die elektromagnetische Spule angelegten Spannung und im Hinblick auf den Zeitpunkt des Anlegens. Folglich wird nur der Fall beschrieben, in welchem der Hauptöldurchlassdruck auf den niedrigen Druck P1 geregelt wird. Die anderen Fälle sind weggelassen.
In einem Falle, in welchem der Hauptöldurchlassdruck auf den niedrigen Druck P1 geregelt wird, beginnt die elektrische Steuerung mit der Energieversorgung für die elektromagnetische Spule des elektromagnetischen Schaltventils 30, wenn der Hauptöldurchlassdruck den niedrigen Druck P1 erreicht. Dadurch wird, wie in 8 gezeigt ist, das Schiebeventilelement 33 durch die Schubstange 35b so mit Druck beaufschlagt, dass sie sich in der Aufwärtsrichtung der Zeichnung gegen die Federkraft der Ventilfeder 34 bewegt, so dass der Einführanschluss 36 mit dem Verbindungsanschluss 37 verbunden wird.
Wenn in diesem Falle die Öffnungsfläche des Einführanschlusses 36 gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert entsprechend der Gleitbewegung des Schiebeventilelements 33 wird, dann wird die Menge des Öls, die durch den Einführanschluss 36 der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt wird, größer als die Ölmenge, die von der Steuerhydraulikkammer 22 an den Ableitanschluss 62 abgegeben wird. Dadurch bleibt ein Teil des Öls, das von dem Einführanschluss 36 über den Verbindungsanschluss 37, den Verbindungsdurchgang 25 und die Verbindungsbohrung 23 der Steuerhydraulikammer 22 zugeführt wird, in der Steuerhydraulikkammer 22.
Folglich drückt der Hydraulikdruck des in der Steuerhydraulikkammer 22 verbliebenen Öls auf die Druckaufnahmefläche 26 des Nockenrings 26, so dass der Nockenring 6 in der konzentrischen Richtung gegen die Federkraft der Spiralfeder 8 gedrückt wird. Daher wird vermieden, dass der Hauptöldurchlassdruck gleich oder größer als der niedrige Druck P1 wird.
Wenn andererseits der Hauptöldurchlassdruck kleiner als der niedrige Druck P1 entsprechend der Abnahme des Exzentrizitätsbetrags des Nockenrings 6 wird, wird die von der elektrischen Steuerung an die elektromagnetische Spule angelegte Spannung geringfügig herabgesetzt, so dass das Schieberventilelement 33 geringfügig von dem Zustand der 8 in der Abwärtsrichtung bewegt wird.
Folglich wird die Öffnungsfläche des Einführanschlusses 36 verkleinert. Dadurch wird auch die in der Steuerhydraulikkammer 22 verbliebene Ölmenge verringert. Daher wird der Hydraulikdruck in der Steuerhydraulikkammer 22 reduziert, so dass der Exzentrizitätsbetrag des Nockenrings 6 zunimmt. Folglich wird der Hauptöldurchlassdruck erneut erhöht.
Auf diese Weise ist die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung ausgebildet, die Öffnungsflächen des Einführanschlusses 36 entsprechend der Gleitbewegung des Schiebeventilelements 33 zu vergrößern und zu verkleinern, den Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 zu erhöhen und zu erniedrigen und dadurch den Hauptöldurchlassdruck auf der niedrigen Druck P1 zu regeln, wie in 6 gezeigt ist.
Ferner ist es in dieser Ausführungsform auch möglich, die Ausfallssicherheit durch das Ausfallssicherungsventil 50 beizubehalten, wenn das elektromagnetische Schaltventil 30 ausfällt, und dergleichen. Der Aufbau und die Funktionsweise des Ausfallssicherungsventils 50 sind die gleichen wie in der ersten Ausführungsform. Folglich werden spezielle Erläuterungen weggelassen.
Selbst wenn daher in dieser Ausführungsform der Ableitanschluss 62, der zum Ableiten des Öls innerhalb der Steuerhydraulikkammer 22 ausgebildet ist, in dem Pumpengehäuse 1 ausgebildet ist, ist es dennoch möglich, die Hydraulikeigenschaften und die Wirkungen zu erreichen, die derjenigen der ersten Ausführungsform entsprechen. Dadurch ist es möglich, die Gestaltungsfreiheit zu verbessern, wenn die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung an dem Fahrzeug montiert wird, und dergleichen
[Dritte Ausführungsform]
9 und 10 zeigen eine dritte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Die dritte Ausführungsform hat einen Grundaufbau, der identisch zu demjenigen der ersten Ausführungsform ist. Jedoch ist das Ausfallssicherungsventil 50 der ersten Ausführungsform modifiziert zu einem Ausfallssicherungsventil 63, das ein Steuerventil des Steuerdrucktyps ist. Ferner ist der Ableitanschluss 38 des elektromagnetischen Schaltventils 30 weggelassen. Das Ausfallssicherungsventil 63 weist einen Ableitanschluss 70 auf, der ein Ableitmechanismus ist, der zum Abgeben des Öls innerhalb der Steuerhydraulikkammer 22 ausgebildet ist.
Das heißt, wie in 9 gezeigt, das Ausfallssicherungsventil 63 weist auf: ein Ventilgehäuse 64, das auf einer Außenseitenfläche des Pumpengehäuses 1 angeordnet und befestigt ist; eine Aufnahmebohrung 65, die einen kreisförmigen Querschnitt hat und die in dem Ventilgehäuse 64 ausgebildet ist; ein Schieberventilelement 66, das in der Aufnahmebohrung 65 so vorgesehen ist, dass es in axialer Richtung verschiebbar ist; einen Pfropfen 67, der eine Schalenform hat und der in einem Endseitenöffnungsbereich der Aufnahmebohrung 65 durch Formschluss befestigt ist; und eine Steuerfeder 68, die zwischen dem Pfropfen 67 und dem Schieberventilelement 66 elastisch montiert ist.
Die Aufnahmebohrung 65 ist mit dem Abgabedurchgang 12b über den Abgabedruckeinführdurchgang 56 und eine Steuerdruckeinführöffnung 69 verbunden, die in einer Stirnwand einer linken Seite in 9 ausgebildet ist und einen relativ kleinen Durchmesser hat. Der Abgabedruck, der als der Steuerdruck dient, wird aus dem Abgabedurchgang 12b in die Aufnahmebohrung 65 eingeleitet.
Ferner weist eine Umfangswand der Aufnahmebohrung 65 auf: einen Ableitanschluss 70, der mit Atmosphärendruck auf der Außenseite verbunden ist; einen Verbindungsanschluss 71, der über den Verbindungsdurchgang 57 mit der Steuerhydraulikkammer 22 verbunden ist; einen Abgabedruckeinführanschluss 72, der über den Abgabedruckeinführdurchgang 56 mit dem Abgabedurchgang 12b verbunden ist; und eine Entlüftungsbohrung 73, die ausgebildet ist, eine gute Gleitfähigkeit des Schiebeventilelements 66 zu gewährleisten. Der Ableitanschluss 70, der Verbindungsanschluss 71, der Abgabedruckeinführanschluss 72 und die Entlüftungsbohrung 73 sind jeweils so ausgebildet, dass sie in der radialen Richtung verlaufen. Der Ableitanschluss 70, der Verbindungsanschluss 71, Abgabedruckeinführanschluss 72 und die Entlüftungsbohrung 73 sind in dieser Reihenfolge von der Seite der Druckeinführöffnung 69 aus zur Seite des Pfropfens 67 hin ausgebildet. Ferner kann der Ableitanschluss 70 so ausgebildet sein, dass er mit dem Sauganschluss 11 anstelle mit dem Atmosphärendruck verbunden ist.
Des Weiteren weist die Aufnahmebohrung 65 eine Sitzfläche 65a auf, die eine gestufte Form hat und zwischen der Steuerdruckeinführungsbohrung 69 und der Aufnahmebohrung 65 ausgebildet ist. Wenn ein Druckaufnahmebereich 66d (nachfolgend beschrieben) des Schieberventilelements 66 auf der Sitzfläche 65a aufliegt, sind der Abgabedruckeinführanschluss 72 und der Verbindungsanschluss 71 nicht verbunden.
Das Schieberventilelement 66 weist auf: einen ersten Anlagebereich 66a, der auf Seite der Steuerdruckeinführöffnung 69 ausgebildet ist und eine Zylinderform mit großem Durchmesser hat; einen zweiten Anlagebereich 66b, der auf Seite des Pfropfens 67 ausgebildet ist und eine Zylinderform mit großem Durchmesser hat; und einen Wellenbereich bzw. Schaftbereich mit kleinem Durchmesser 66c, der die beiden Anlagenbereiche 66a und 66b verbindet und eine Zylinderform mit relativ kleinem Durchmesser hat.
Der erste und der zweite Anlagebereich 66a und 66b haben den gleichen Außendurchmesser. Der erste und der zweite Anlagebereich 66a und 66b sind auf einer Innenumfangsfläche der Aufnahmebohrung 65 mit kleinem Spalt dazu verschiebbar vorgesehen.
Ein ringförmiger Durchgang 74 ist von der Seite des Außenumfangs des Schaftbereichs mit einem Durchmesser 66c durch die Außenumfangsfläche des Schaftbereichs mit einem Durchmesser 66c, der Innenumfangsfläche der Aufnahmebohrung 65 und den Innenseitenflächen des ersten und des zweiten Anlagebereichs 66a und 66b, die einander gegenüberliegen, getrennt. Das Öl strömt in den ringförmigen Durchgang 74. Der Verbindungsanschluss 71 ist ständig mit dem ringförmigen Durchgang 74 im Zustand maximaler Öffnung unabhängig von der Gleitposition des Schieberventilelements 66 verbunden. Andererseits sind der Ableitanschluss 70 und der Abgabedruckeinführanschluss 72 entsprechend der Schiebeposition des Schieberventilelements 66 mit dem ringförmigen Durchgang 74 verbunden.
Des Weiteren ist ein Druckaufnahmebereich 66d an einer Stirnfläche des ersten Anlagebereichs 66a auf Seite der Steuerdruckeinführöffnung 69 so vorgesehen, dass er dort hervorsteht. Der Druckaufnahmebereich 66d hat die Form eines relativ kleinen Zylinders. Dieser Druckaufnahmebereich 66d weist eine vordere Stirnfläche auf, die eine flache Form hat und als eine Druckaufnahmefläche dient. Diese Druckaufnahmefläche des Druckaufnahmebereichs 66d nimmt den Steuerdruck auf, der von dem Abgabedurchgang 12b über den Abgabedruckeinführdurchgang 56 der Steuerdruckeinführöffnung 69 zugeleitet wird.
Ferner ist ein Vorsprung 66e auf einer Stirnfläche des zweiten Anlagebereichs 66b auf Seite des Pfropfens 67 vorgesehen. Der Vorsprung 66e hat die Form eines Zylinders mit kleinem Durchmesser. Der Vorsprung 66e hält einen Endbereich 68a der Steuerfeder 68 in elastischer Weise.
Das elektromagnetische Schaltventil 30 hat den Aufbau und Verbindungen, die gleich sind zu jenen der zweiten Ausführungsform. Folglich werden die entsprechenden Erläuterungen weggelassen.
[Funktionsweise der dritten Ausführungsform]
Nachfolgend werden die Funktionen der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß der dritten Ausführungsform erläutert.
Zunächst wird die Energieversorgung von der elektrischen Steuerung zu der elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Schaltventils 30 im Gebiet der niedrigen Drehzahl nach dem Starten des Motors abgeschaltet. Folglich wird das Schieberventilelement 33 von der Schubstange 35b nicht mit Druck beaufschlagt, wie in 9 gezeigt. Das Schieberventilelement 33 wird durch die Ventilfeder 33 maximal in der Abwärtsrichtung der Zeichnung gedrückt. Folglich wird der Einführanschluss 36 durch die Außenumfangsfläche des ersten Anlagebereichs 33a des Schieberventilelements 33 geschlossen, so dass der Einführanschluss 36 und der Verbindungsanschluss 37 nicht verbunden sind. Folglich wird das Öl nicht der Steuerhydraulikkammer 22 zugeleitet.
In diesem Falle ist die Steuerhydraulikkammer 22 über den Verbindungsdurchgang 57, den Verbindungsanschluss 71, den ringförmigen Durchgang 74 und den Ableitanschluss 70 mit dem Außenbereich der Pumpe verbunden. Daher wirkt der Hydraulikdruck nicht vollständig auf die Druckaufnahmefläche 26.
Daher wird der Nockenring 6 im Uhrzeigersinn der 9 durch die Federkraft der Spiralfeder 8 in Drehung versetzt. Der Nockenring 6 wird in einem Zustand gehalten, in welchem die obere Fläche des Arms 19 an dem Begrenzungsvorsprungsbereich 20a anliegt, d.h. er ist in dem Zustand maximaler Exzentrizität, in welchem der Exzentrizitätsbetrag maximal wird.
Folglich wird der Abgabedruck der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung bei Nichtbetätigung des elektromagnetischen Schaltventils 30 so erhöht, dass er proportional zur Zunahme der Motordrehzahl ist. Daher wird der Hauptöldurchlassdruck so erhöht, dass er proportional zu der Zunahme der Motordrehzahl ist, wie in 6 gezeigt ist.
Wenn der Hauptöldurchlassdruck so erhöht wird, dass er gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird das elektromagnetische Schaltventil 30 betätigt, um den Hauptöldurchlassdruck auf den entsprechenden Druck, etwa den niedrigen Druck P1, den mittleren P2 oder den hohen Druck P3, entsprechend zu dem von dem Verbrennungsmotor erforderlichen Druck gesteuert.
Im Weiteren unterscheidet sich die Druckregelungssteuerung des Hauptöldurchlassdruckes nur in dem Spannungswert der Spannung, die von der elektrischen Steuerung der elektromagnetischen Spule angelegt wird, und im Hinblick auf den Zeitpunkt des Anlegens. Daher wird nur der Fall erläutert, in welchem der Hauptöldurchlassdruck auf den niedrigen Druck P1 geregelt wird. Die anderen Fälle sind weggelassen.
Wenn der Hauptöldurchlassdruck auf den niedrigen Druck P1 geregelt wird, beginnt die elektrische Steuerung mit der Energieversorgung der elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Schaltventils 30, wenn der Hauptöldurchlassdruck den niedrigen Druck P1 erreicht. Dadurch wird, wie in 10 gezeigt ist, das Schieberventilelement 33 durch die Schubstange 35b so mit Druck beaufschlagt, dass es sich in die Aufwärtsrichtung der Figur gegen die Federkraft der Ventilfeder 34 bewegt, so dass der Einführanschluss 36 mit dem Verbindungsanschluss 37 verbunden wird.
Wenn in diesem Falle die Öffnungsfläche des Einführanschlusses 36 gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert entsprechend der Gleitbewegung des Schieberventilelements 33 wird, dann wird die Ölmenge, die über den Einführanschluss 36 zu der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt wird, größer als die Ölmenge, die von der Steuerhydraulikkammer 22 über den Verbindungsdurchgang 57, den Verbindungsanschluss 71, den ringförmigen Durchgang 74 und den Ableitanschluss 70 nach außen abgegeben wird. Dadurch bleibt ein Teil des Öls, das von dem Einführanschluss 36 über den Verbindungsanschluss 37, den Verbindungsdurchgang 25 und die Verbindungsbohrung 23 zu der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt wird, innerhalb der Steuerhydraulikkammer 22.
Folglich wirkt der Hydraulikdruck des in der Steuerhydraulikkammer 22 verbliebenen Öls auf die Druckaufnahmefläche 26 des Nockenrings 26 ein, so dass der Nockenring 6 in der konzentrischen Richtung gegen die Federkraft der Spiralfeder 8 gedrückt wird. Daher wird verhindert, dass der Hauptöldurchlassdruck gleich oder größer als der niedrige Druck P1 wird.
Wenn andererseits der Hauptöldurchlassdruck kleiner als der niedrige Druck P1 entsprechend der Abnahme des Exzentrizitätsbetrags des Nockenrings 6 wird, dann wird die von der elektrischen Steuerung an die elektromagnetische Spule angelegte Spannung geringfügig herabgesetzt, so dass das Schieberventilelement 33 geringfügig vom Zustand der 10 in die Abwärtsrichtung bewegt wird.
Daher wird die Öffnungsfläche des Einführanschlusses 36 verkleinert. Dadurch wird auch die in der Steuerhydraulikkammer 22 verbliebene Ölmenge verringert. Folglich wird der Hydraulikdruck in der Steuerhydraulikkammer 22 verkleinert, so dass der Exzentrizitätsbetrag des Nockenrings 6 erhöht wird. Deshalb werden der Pumpenabgabedruck und der Hauptöldurchlassdruck wiederum erhöht.
Auf diese Weise ist die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung ausgebildet, die Öffnungsflächen des Einführanschlusses 36 entsprechend der Gleitbewegung des Schieberventilelements 33 zu vergrößern und zu verkleinern, den Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 zu erhöhen und zu erniedrigen, und damit den Hauptöldurchlassdruck auf den niedrigen Druck P1 zu regeln, wie in 6 gezeigt ist.
Wenn ferner das elektromagnetische Schaltventil 30 aufgrund eines Bruches od. dgl. ausfällt, wird die Energieversorgung von der elektrischen Steuerung zu der elektromagnetischen Spule unterbrochen. Daher wird das Schieberventilelement 33 von der Schubstange 35b nicht mit Druck beaufschlagt und das Schieberventilelement 33 wird ständig maximal in die Abwärtsrichtung der Zeichnung gedrückt, wie in 11 gezeigt ist.
Dadurch sind der Einführanschluss 36 und der Verbindungsanschluss 37 durch den ersten Anlagebereich 33a des Schieberventilelements 33 nicht verbunden. Folglich wird das Öl nicht zu der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt, so dass der Nockenring 6 ständig an der Position mit maximaler Exzentrizität positioniert ist.
Wie durch eine gestrichelte Linie der 6 gezeigt ist, hat daher die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung eine Hydraulikdruckcharakteristik, wonach der Hauptöldurchlassdruck entsprechend der Zunahme der Motordrehzahl graduell erhöht wird. Wenn der Hauptöldurchlassdruck einen hohen Druck P4, der höher als der maximal erforderliche Druck P_max ist, erreicht, dann wird das Ausfallsicherungsventil 63 aktiviert, um den Hauptöldurchlassdruck einzustellen.
Insbesondere wenn die Motordrehzahl gering ist und der Abgabedruck (der Steuerdruck), der auf den Druckaufnahmebereich 66d einwirkt, klein ist, dann wird insbesondere in dem Ausfallsicherungsventil 63 die vordere Endkante des Druckaufnahmebereichs 66d so gehalten, dass sie auf der Sitzfläche 65a aufliegt, wobei dies durch die Federkraft der Steuerfeder 68 bewirkt wird, wie in 9 gezeigt ist. Wenn jedoch der Abgabedruck den hohen Druck P4x erreicht, der geringfügig höher als der hohe Druck P4 ist, und wobei dies entsprechend der Zunahme der Motordrehzahl erfolgt, dann wirkt der hohe Druck P4x auf den Druckaufnahmebereich 66d, so dass das Schieberventilelement 66 in Richtung zu dem Pfropfen 67 gegen die Federkraft der Steuerfeder 68 bewegt wird, wie in 11 gezeigt ist.
Dadurch werden der Abgabedruckeinführanschluss 72 und der Verbindungsanschluss 71 miteinander verbunden. Folglich wird das aus dem Abgabeanschluss 12 abgegebene Öl der Steuerhydraulikkammer 22 über den Abgabedruckeinführdurchgang 56, den Abgabedruckeinführanschluss 72, den ringförmigen Durchgang 74, den Verbindungsanschluss 71 und den Verbindungsdurchgang 57 zugeführt.
In diesem Falle wird der verbundene Zustand zwischen dem ringförmigen Durchgang 74 und dem Ableitanschluss 70 beibehalten. Jedoch wird der Hauptanteil des Ableitanschlusses 70 durch die Außenumfangsfläche des ersten Anlagebereichs 66a des Schieberventilelements 66 geschlossen. Der Hauptanteil des in den ringförmigen Durchgang 74 eingeführten Öls wird nicht nach außen abgegeben. Der Hauptanteil des in den ringförmigen Durchgang 74 eingeführten Öls wird der Steuerhydraulikkanal 22 zugeführt, so dass der Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 ansteigt. Folglich wird der Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 erhöht. Daher wird der Nockenring 6 in der konzentrischen Richtung gegen die Federkraft der Spiralfeder 8 bewegt, wie in 11 gezeigt ist. Daher wird verhindert, dass der Abgabedruck gleich oder größer als der hohe Druck P4x wird.
Wenn andererseits der Abgabedruck kleiner als der Hohe Druck P4x entsprechend der Abnahme des Exzentrizitätsbetrags des Nockenrings 6 wird, dann wird die auf den Druckaufnahmebereich 66d einwirkende Kraft verringert. Daher wird das Schieberelelement 66 durch die Steuerfeder 68 so mit Druck beaufschlagt, dass es geringfügig von dem Zustand der 11 aus in der linken Richtung der Zeichnung bewegt wird.
Folglich wird die Öffnungsfläche des Abgabedruckeinführanschlusses 72 in Bezug auf den ringförmigen Durchgang 74 verringert. Andererseits wird die Öffnungsfläche des Ableitanschlusses 70 in Bezug auf den ringförmigen Durchgang 74 vergrößert. Daher wird die der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführte Ölmenge verringert. Demzufolge nimmt der Hydraulikdruck in der Steuerhydraulikkammer 22 ab, so dass der Exzentrizitätsbetrag des Nockenrings 6 anwächst. Folglich wird der Abgabedruck wiederum erhöht.
Wie zuvor beschrieben ist, ist die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung ausgebildet, die Öffnungsflächen des Ableitanschlusses 70 und des Abgabedruckeinführanschlusses 72 durch geringfügige Gleitbewegung des Schieberventilelements 66 entsprechend der Änderung des Abgabedrucks zu vergrößern und zu verkleinern, den Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 zu erhöhen und abzusenken, wodurch der Abgabedruck auf den hohen Druck P4x geregelt wird, und den Hauptöldurchlassdruck auf den hohen Druck P4 zu regeln, wie in 6 gezeigt ist.
Daher ist es in dieser Ausführungsform auch möglich, die Hydraulikeigenschaften und die Wirkungen zu erreichen, die gleich sind zu denjenigen der ersten Ausführungsform.
[Vierte Ausführungsform]
Eine vierte Ausführungsform, die in 12 und 13 gezeigt ist, entspricht einem Fall, in welchem die vorliegende Erfindung auf eine mechanische Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung angewendet wird.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß dieser Ausführungsform hat einen Aufbau, der im Wesentlichen identisch zu demjenigen der ersten Ausführungsform ist. Jedoch sind das elektromagnetische Schaltventil 30 und der Verbindungsdurchgang 25 weggelassen. Des Weiteren ist der Steuerdruckeinführdurchgang 24 über die Verbindungsbohrung 23 direkt mit der Steuerhydraulikkammer 22 verbunden. Ferner weist das Pumpengehäuse 1 den Ableitanschluss 62 auf, der ausgebildet ist, das Öl in der Steuerhydraulikkammer 2 abzugeben, wobei dies dem Weglassen des elektromagnetischen Schaltventils 30, wie in der zweiten Ausführungsform, entspricht.
Durch diesen Aufbau setzt die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung das Öl entsprechend zu der Drehzahl des Verbrennungsmotors unter Druck und führt das unter Druck stehende Öl aus dem Abgabeanschluss 12 dem Hauptöldurchlass 14 zu. Ein Teil des Öls wird gleichbleibend durch den Steuerdruckeinführdurchgang 24 und die Verbindungsbohrung 23 zu der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt.
In diesem Fall ist die Steuerhydraulikkammer 22 durch den Ableitanschluss 62 zum Außenbereich der Pumpe hin geöffnet. Folglich wirkt der Hydraulikdruck, der durch Subtraktion des Abgabehydraulikdrucks von dem Zuführhydraulikdruck gewonnen wird, auf die Steuerhydraulikkammer 22 ein.
Das heißt, im Gebiet der niedrigen Drehzahl (a) der 14, in welchem die Motordrehzahl relativ gering ist, ist die Ölmenge, die von dem Steuerdruckeinführdurchgang 24 zu der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt wird, relativ gering. Der Hauptanteil des Öls wird über den Ableitanschluss 62 in den Außenbereich der Pumpe abgegeben. Daher wird der Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 kaum erhöht.
Dadurch wirkt der Hydraulikdruck dicht auf die Druckaufnahmefläche 26 ein. Der Nockenring bleibt weiterhin unter Druckbeaufschlagung entlang der Exzentrizitätsrichtung aufgrund der Federkraft der Spiralfeder 8. Der Abgabedruck wird erhöht, so dass er im Wesentlichen proportional zu der Zunahme der Motordrehzahl ist, so dass der Hauptöldurchlassdruck ansteigt, so dass er im wesentlichen proportional zu der Motordrehzahl ist, wie in 14 (a) gezeigt ist.
Wenn die Motordrehzahl das Gebiet einer mittelhohen Drehzahl (b) in 14 erreicht, wird der Hauptöldurchlassdruck erhöht, so dass die durch den Hauptöldurchlass strömende Ölmenge erhöht wird. Daher wird die Ölmenge, die der Steuerhydraulikkammer zugeführt wird, erhöht. Folglich wird die Ölmenge, die der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt wird, erhöht, so dass die durch den Hauptöldurchlass strömende Ölmenge erhöht wird. Daher wird die Ölmenge, die der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt wird, erhöht. Folglich wird die Ölmenge, die der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt wird, größer als die Ölmenge, die von dem Abgleitanschluss 62 abgegeben wird, so dass das Öl in der Steuerhydraulikkammer 22 bleibt. Daher wird der Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 erhöht.
Dadurch nimmt die Druckaufnahmefläche 26 den Hydraulikdruck in der Steuerhydraulikkammer 22 auf. Folglich wird der Nockenring 6 in der konzentrischen Richtung gegen die Federkraft der Spiralfeder 8 bewegt, so dass die Zunahme des Hydraulikdrucks verringert, bzw. unterdrückt wird.
In diesem Falle wird die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung so gesteuert, dass der Hauptöldurchlassdruck ein vorbestimmter hoher Druck wird, der geringfügig höher als der maximal erforderliche Druck P_max in einem vorbestimmten Gebiet mit hoher Drehzahl ist, in welchem die Schmierung des Lagerbereichs der Kurbelwelle benötigt wird, wie in 14 gezeigt ist. Dadurch ist es möglich, in wirksamer Weise den Lagerbereich zu schmieren, ohne dass der übermäßige Hydraulikdruck auf den Lagerbereich der Kurbelwelle einwirkt.
In der Ölpumpe mit veränderbarerer Verdrängung gemäß dieser Ausführungsform wird das Öl mit der hohen Viskosität aufgrund des Abkühlens während des Abschaltens des Verbrennungsmotors aus dem Abgabeanschluss 12 abgegeben, wenn eine Last beim Starten des Motors plötzlich auftritt, um die hohe Drehzahl zu erreichen.
In diesem Falle wird normalerweise das aus dem Abgabeanschluss 12 abgegebene Öl rasch der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt, um den Abgabedruck zu reduzieren. Wenn jedoch das Öl die hohe Viskosität besitzt, ist eine lange Zeitdauer erforderlich, damit das Öl die Steuerhydraulikkammer 22 erreichen kann, so dass die Verminderung der Steuerung des Abgabedrucks verzögert wird.
Daher wird das Öl unter hohem Druck aus dem Abgabeanschluss 12 übermäßig abgegeben, während der Abgabedruck reduziert wird, und der Abgabedruck und der Hauptöldurchlassdruck nehmen zeitweilig die Charakteristik eines hohen Drucks an, wie dies durch eine gestrichelte Linie der 14 gezeigt ist. Dieser hohe Abgabedruck und der hohe Hauptöldurchlassdruck wirken so, dass ein Bruch des Ölfilters 15, eine Fehlfunktion, etwa Ausfall der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung, hervorgerufen werden können.
Zur Vermeidung dieser Situation ist in dieser Ausführungsform das Ausfallsicherungsventil 50 vorgesehen. Dadurch ist es möglich, die Erzeugung der zuvor beschriebenen Fehlfunktion zu vermeiden, oder zu reduzieren.
Das heißt, wenn der Abgabedruck, der auf den Druckaufnahmebereich 59 einwirkt, gering ist, wird in dem Ausfallsicherungsventil 50 die vordere Endkante des Druckaufnahmebereichs 59 auf der Sitzfläche 52b durch die Federkraft der Steuerfeder 55 aufliegend gehalten, wie in 12 gezeigt ist. Wenn jedoch der Abgabedruck dem hohen Druck P4x, der geringfügig höher als der hohe Druck P4 ist, erreicht, dann wirkt der hohe Druck P4x auf den Druckaufnahmebereich 59 ein, so dass das druckempfindliche Ventilelement 53 in Richtung zu dem Dichtpfropfen 54 gegen die Federkraft der Steuerfeder 55 bewegt wird, wie in 13 gezeigt ist.
Dadurch werden die Abgabedruckeinführöffnung 52a und der Versorgungsanschluss 58 miteinander verbunden. Folglich wird das von dem Abgabeanschluss 12 abgegebene Öl zu der Steuerhydraulikkammer 22 über die Abgabedruckeinführöffnung 52a, die Aufnahmebohrung 52, den Versorgungsanschluss 58 und den Verbindungsdurchgang 57 zugeführt.
In diesem Falle wird ein Teil des der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführten Öls aus dem Ableitanschluss 62 nach außen abgegeben. Jedoch bleibt der Hauptteil des der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführten Öls in der Steuerhydraulikkammer 22. Daher wird der Innendruck der Steuerhydraulikkammer 22 erhöht. Folglich wird der Nockenring 6 in der konzentrischen Richtung gegen die Federkraft der Spiralfeder 8 bewegt, wie in 13 gezeigt ist. Daher wird vermieden, dass der Abgabedruck gleich oder größer als der hohe Druck P4x wird.
Wenn andererseits der Abgabedruck kleiner als der hohe Druck P4x entsprechend der Abnahme des Exzentrizitätsbetrags des Nockenrings 6 wird, dann wird die auf den Druckaufnahmebereich 59 einwirkende Kraft verringert. Folglich wird das druckempfindliche Ventilelement 53 durch die Steuerfeder 55 so mit Druck beaufschlagt, dass es sich von dem Zustand der 13 in der Richtung nach oben geringfügig bewegt.
Folglich wird die Öffnungsfläche des Versorgungsanschlusses 58 verkleinert, so dass das der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführte Öl in der Menge verringert wird. Daher wird der Hydraulikdruck in der Steuerhydraulikkammer 22 reduziert, so dass der Exzentrizitätsbetrag des Nockenrings 6 vergrößert wird. Daher wird der Abgabedruck wiederum erhöht.
Wie zuvor beschrieben ist, ist die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung ausgebildet, die Öffnungsfläche des Versorgungsanschlusses 58 durch eine geringfügige Gleitbewegung des druckempfindlichen Ventilelements 53 entsprechend der Änderung des Abgabedrucks zu vergrößern und zu verkleinern, den Innendruck der Steuerhydraulik 22 zu erhöhen und abzusenken, um dadurch den Abgabedruck auf den hohen Druck P4x zu regeln, und den Hauptöldurchlassdruck auf den hohen Druck P4 zu regeln, wie in 14 gezeigt ist.
Daher ist es in dieser Ausführungsform möglich, den übermäßigen Anstieg des Abgabedrucks und des Hauptöldurchlassdrucks zu vermeiden bzw. zu reduzieren, selbst wenn das Öl eine hohe Viskosität hat. Daher ist es möglich, die Gefahren zu verringern, etwa das Brechen des Ölfilters 15 und den Ausfall der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung aufgrund des übermäßigen Hydraulikdrucks.
Des Weiteren wird der Hauptöldurchlassdruck nicht so verringert, dass er niedriger als der maximale erforderliche Druck P_max bei der vorbestimmten hohen Drehzahl ist, obwohl die übermäßigen Anstiege des Abgabedrucks und des Hauptöldurchlassdrucks reduziert werden. Daher ist es möglich, die Schmierung des Lagerbereichs der Kurbelwelle ununterbrochen auszuführen.
[Fünfte Ausführungsform]
15 und 16 zeigen eine fünfte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform hat einen Grundaufbau, der identisch zu der ersten Ausführungsform ist. Folglich haben gleiche Bauweisen gleiche Bezugszeichen. Konkrete Erläuterungen sind weggelassen.
In dieser Ausführungsform ist eine zweite Steuerhydraulikkammer 75, die eine Steuerhydraulikkammer auf der Anstiegsseite ist, in dem Pumpengehäuse 1 auf einer unteren Seite des Drehstifts 10 ausgebildet. Das heißt, die erste Steuerhydraulikkammer 22 und die zweite Steuerhydraulikkammer 75, die eine Steuerhydraulikkammergruppe bilden, sind in dem Pumpengehäuse 1 auf einer oberen bzw. einer unteren Position so angeordnet, dass sie die Nockenringreferenzlinie M (den Drehstift 10) einschließen.
Der Hauptöldurchlassdruck wird der ersten Steuerhydraulikkammer 22 über einen ersten Steuerdruckeinführdurchgang 76, der von dem Hauptsteuerdurchlass 14 abzweigt, zugeführt.
Beim Aufbau der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 ist eine zweite Dichtgleitanlagefläche 1f, die eine Bogenform hat, an einer Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses 1 an einer Position ausgebildet, die im Wesentlichen der Dichtgleitanlagefläche 1e gegenüber liegt, um die Nockenringreferenzlinie M einzuschließen.
Ein zweiter hervorstehender Bereich 6e ist auf dem Nockenring 6 an einer Position ausgebildet, die der zweiten Gleitanlagefläche 1f zugeordnet ist. Eine zweite Dichtungsnut 6f ist durch einen Einschnitt auf einer Außenfläche des zweiten hervorstehenden Bereichs 6e ausgebildet. Die zweite Dichtungsnut 6f hat im Wesentlichen einen bogenförmigen Querschnitt. Die zweite Dichtungsnut 6f erstreckt sich entlang der axialen Richtung des Nockenrings 6. Ein zweites Dichtungselement 77 ist in der zweiten Dichtungsnut 6f aufgenommen.
Das zweite Dichtungselement 77 ist beispielsweise aus Kunstharz mit der Eigenschaft eines geringen Abriebs in einer gestreckten geraden Form ausgebildet. Das zweite Dichtungselement 77 liegt gleitend an der zweiten Gleitanlagefläche 1f bei der exzentrischen Schwenkbewegung des Nockenrings 6 an.
Die zweite Steuerhydraulikkammer 75 ist durch die Innenumfangsfläche des Pumpengehäuses 1, die Außenumfangsfläche des Nockenrings 6, den Drehstift 10, das zweite Dichtungselement 77, die Bodenfläche der Pumpenaufnahmekammer 1a und die Innenseitenfläche der Pumpenabdeckung 2 gebildet. Die zweite Steuerhydraulikkammer 75 ist über einen zweiten Steuerdruckeinführdurchgang 78 mit einer Öffnung (Drossel) 78a mit der ersten Steuerhydraulikkammer 22 verbunden. Dadurch wird der Hydraulikdruck, der geringfügig im Vergleich zu dem Innendruck der ersten Steuerhydraulikkammer 22 abgesenkt ist, aus der ersten Steuerhydraulikkammer 22 über die Öffnung bzw. Düse 78a in die zweite Steuerhydraulikkammer 75 eingeleitet.
Des Weiteren ist die zweite Steuerhydraulikkammer 75 über den Ableitdurchgang 79 mit dem Verbindungsanschluss 37 des elektromagnetischen Schaltventils 30 verbunden.
Des Weiteren dient in der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 die Außenumfangsfläche des Nockenrings 6, die Bestandteil der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 ist, als eine zweite Druckaufnahmefläche 80. Wenn das Öl der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 zugeführt wird, wirkt der Hydraulikdruck des Öls auf die zweite Druckaufnahmefläche 80 ein, so dass der Nockenring 6 in der exzentrischen Richtung mit Drucks beaufschlagt wird, d.h. in der Richtung, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern 7 erhöht werden.
In dieser Ausführungsform hat das elektromagnetische Schaltventil 30 einen Grundaufbau, der identisch zu jenem der zweiten Ausführungsform ist. Jedoch ist im linken und im rechten Anschluss der 15, die in dem Ventilkörper 31 ausgebildet sind, der Anschluss auf der Seite der Entlüftungsbohrung 39 unterschiedlich dahingehend, dass er die Funktion des Ableitanschlusses 38 hat. Andererseits unterscheidet sich der Anschluss auf der Seite des Elektromagnetabschnitts 35 derart, dass er die Funktion des Verbindungsanschlusses 37 hat.
Wenn die elektrische Steuerung die elektromagnetische Spule nicht einschaltet, übt bei diesem Aufbau die Schubstange 35b keinen Druck auf das Schieberventilelement 33 aus, so dass das Schieberventilelement 33 in der Richtung nach rechts der 15 der Ventilfeder 34 maximal mit Druck beaufschlagt wird. Dadurch wird Ableitanschluss 38 durch die Außenumfangsfläche des ersten Anlagebereichs 33a geschlossen. Daher wird das Öl in der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 nicht aus dem Ableitanschluss 38 über den Ableitdurchgang 79, den Verbindungsanschluss 37 usw. abgegeben. Das Öl wird in der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 gehalten.
Andererseits legt die elektronische Steuerung die Spannung an die elektromagnetische Spule an und somit wird das Schieberventilelement 33 durch die Schubstange 35b angeschoben, wie dies durch eine bunt gestrichelte Linie der 15 gezeigt ist. Das Schieberventilelement 33 wird in die Richtung nach links in der Zeichnung gegen die Federkraft der Ventilfeder 34 in Bewegung versetzt, so dass der geschlossene Ableitanschluss 38 teilweise geöffnet wird.
In diesem Falle wird die Öffnungsfläche des Ableitanschlusses 38 vergrößert, wenn die von der elektrischen Steuerung an die elektromagnetische Spule angelegte Spannung erhöht wird. Das heißt, die Ölmenge, die aus der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 über den Verbindungsanschluss 37 in den Außenbereich der Pumpe abgegeben wird, wird erhöht, wenn die elektromagnetische Spule eine Spannung erhält.
In dieser Ausführungsform hat das Ausfallsicherungsventil 63 einen Grundaufbau, der identischen zu demjenigen der dritten Ausführungsform ist. Jedoch ist der Abgabedruckeinführanschluss 72 weggelassen. Ferner ist die Position der Ausbildung des Ableitanschlusses 70 unterschiedlich.
Das heißt, der Ableitanschluss 70 ist an einer vorbestimmten Position der Aufnahmebohrung 65 ausgebildet, die auf einer Seite des Pfropfens 67 des Verbindungsanschlusses 71 in der axialen Richtung liegt. Der Ableitanschluss 70 ist so ausgebildet, dass er entsprechend der Gleitposition des Schieberventilelements 66 mit dem ringförmigen Durchgang 74 verbunden wird.
Ferner ist in dieser Ausführungsform der Verbindungsanschluss 71 über den Verbindungsdurchgang 57 mit der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 verbunden.
[Funktionsweise der fünften Ausführungsform]
Nachfolgend werden die Funktionen der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß der fünften Ausführungsform erläutert.
Wenn das Öl aus dem Abgabeanschluss 12 entsprechend der Drehung der Antriebswelle 3 abgegeben wird, wird ein Teil des abgegebenen Öls aus dem Hauptöldurchlass 14 über den ersten Steuerdruckeinführdurchgang 76 an die erste Steuerhydraulikkammer 22 abgegeben und wird von der ersten Steuerhydraulikkammer 22 über den zweiten Steuerdruckeinführdurchgang 78 und die Düse 78a zu der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 zugeführt.
In diesem Falle wird die Energieversorgung von der elektrischen Steuerung zu der elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Schaltventils 30 im Gebiet der niedrigen Drehzahl nach dem Start des Verbrennungsmotors unterbrochen. Wie in 15 gezeigt, wird folglich das Schieberventilelement 33 nicht durch die Schubstange 35b angeschoben, so dass das Schieberventilelement 33 durch die Ventilfeder 34 in der Richtung nach rechts der Zeichnung maximal betätigt wird. Der Ableitanschluss 38 wird durch die Außenumfangsfläche des ersten Anlagebereichs 33a des Schieberventilelements 33 geschlossen.
Daher wird der Innendruck der ersten Steuerhydraulikkammer 22 durch die Zuführung des Öls erhöht. Andererseits wird in der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 Öl nicht aus dem Ableitanschluss 70 abgegeben, und das zugeführte Öl bleibt in der zweiten Steuerhydraulikkammer 75. Folglich erhöht sich der Innendruck der zweiten Steuerhydraulikkammer 75.
Daher kann der Nockenring 6 nicht gegen die Federkraft der Spiralfeder 8 in Drehung versetzt werden. Der Nockenring 6 wird in einem Zustand gehalten, in welchem die obere Fläche des Arms 19 an dem Begrenzungsvorsprungsbereich 20a anliegt, d.h., er wird in dem Zustand maximaler Exzentrizität gehalten, in welchem der Exzentrizitätsbetrag maximal wird.
Folglich wird der Abgabedruck der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung bei Nichtbetätigung des elektromagnetischen Schaltventils 30 erhöht, so dass er proportional zu der Zunahme der Motordrehzahl ist. Daher wird der Hauptöldurchlassdruck so erhöht, dass er proportional zu der Zunahme zu der Motordrehzahl ist, wie in 6 gezeigt ist.
Wenn der Hauptöldurchlassdruck so erhöht wird, dass er gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird das elektromagnetische Schaltventil 30 betätigt, um den Hauptöldurchlassdruck auf den entsprechenden Druck, etwa den niedrigen Druck P1, den mittleren Druck P2, oder den hohen Druck P3, gemäß dem erforderlichen Druck des Verbrennungsmotors zu steuern.
Im Folgenden unterscheidet sich die Steuerung der Druckregulierung des Hauptöldurchlassdruckes nur im Spannungswert, der von der elektrischen Steuerung an die elektromagnetische Spule angelegte Spannung wird und nur im Hinblick auf den Zeitpunkt des Anlegens. Folglich wird nur der Fall erläutert, in welchem der Hauptöldurchlassdruck auf den niedrigen Druck P1 eingeregelt wird. Die anderen Fälle werden weggelassen.
Wenn der Hauptöldurchlassdruck auf den niedrigen Druck P1 eingeregelt wird, beginnt die elektrische Steuerung mit der Energieversorgung der elektromagnetischen Spule des elektromagnetischen Schaltventils 30, wenn der Hauptöldurchlassdruck den niedrigen Druck P1 erreicht. Dadurch wird, wie durch eine strichgepunktete Linie in 15 gezeigt ist, das Schieberventilelement 33 durch die Schubstange 35b so mit Druck beaufschlagt, dass es sich in der Richtung nach links der Zeichnung gegen die Federkraft der Ventilfeder 34 bewegt, so dass der Ableitanschluss 38 mit dem Verbindungsanschluss 37 verbunden wird.
Folglich wird ein Teil des Öls in der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 über den Ableitdurchgang 79, den Verbindungsanschluss 37, den ringförmigen Durchgang 40 und den Ableitanschluss 38 nach außen abgegeben, so dass der Innendruck der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 abnimmt.
Daher wird der Hydraulikdruck des Öls, der auf die Druckaufnahmefläche 26 der ersten Steuerhydraulikkammer 22 einwirkt, höher als der Hydraulikdruck, der auf die Druckaufnahmefläche 80 der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 einwirkt. Der Nockenring 6 wird in der konzentrischen Richtung gegen die Federkraft der Spiralfeder 8 in Drehung versetzt. Folglich wird vermieden bzw. reduziert, dass der Hauptöldurchlassdruck gleich oder größer als der niedrige Druck P1 wird.
Wenn andererseits der Hauptöldurchlassdruck kleiner als der niedrige Druck P1 entsprechend der Abnahme des Exzentrizitätsbetrags des Nockenrings 6 wird, dann wird die von der elektrischen Steuerung an die elektromagnetische Spule angelegte Spannung geringfügig herabgesetzt, so dass das Schieberventilelement 33 geringfügig in der Richtung nach rechts bewegt wird.
Folglich wird die Öffnungsfläche des Ableitanschlusses 38 verkleinert. Dadurch wird die aus der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 nach außen abgegebene Ölmenge verringert. Folglich erhöht sich der Hydraulikdruck in der Steuerhydraulikkammer 75, so dass der Exzentrizitätsbetrag des Nockenrings 6 größer wird. Daher erhöhen sich wiederum der Pumpenabgabedruck und der Hauptöldurchlassdruck.
Auf diese Weise ist die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung ausgebildet, die Öffnungsflächen des Ableitanschlusses 38 entsprechend der Gleitbewegung des Schieberventilelements 33 zu vergrößern und zu verkleinern, den Innendruck der zweiten Steuerhydraulik 75 zu erhöhen und zu erniedrigen, und damit den Hauptöldurchlassdruck auf den niedrigen Druck P1 zu regeln, wie in 6 gezeigt ist.
Ferner kann in dieser Ausführungsform das Ausfallsicherungsventil 63 die Ausfallsicherheit erreichen, wenn die Fehlfunktion in dem elektromagnetischen Schaltventil 30 u. dgl. hervorgerufen wird in der gleichen Art, wie bei dem Ausfallsicherungsventil der ersten Ausführungsform.
Wenn das elektromagnetische Schaltventil 30 aufgrund eines Bruches u. dgl. ausfällt, wird die Energieversorgung von der elektrischen Steuerung zu der elektromagnetischen Spule unterbrochen. Daher wird das Schieberventilelement 33 durch die Schubstange 35b nicht mit Druck beaufschlagt und das Schieberventilelement 33 wird gleichbleibend maximal in der Richtung nach rechts der Zeichnung gedrückt, wie in 16 gezeigt ist.
Dadurch werden der Verbindungsanschluss 37 und der Ableitanschluss 38 durch den ersten Anlagebereich 33a des Schieberventilelements 33 verbunden. Daher wird das Öl in der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 nicht abgegeben, so dass der Nockenring 6 gleichbleibend an der Stelle maximaler Exzentrizität positioniert ist.
Wie durch die gestrichelte Linie der 6 gezeigt ist, hat folglich die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung eine Hydraulikdruckcharakteristik, wonach der Hauptöldurchlassdruck entsprechend der Zunahme der Motordrehzahl graduell ansteigt. Wenn der Hauptöldurchlassdruck einen hohen Druck P4 erreicht, der höher als der maximale erforderliche Druck P_max ist, wird das Ausfallsicherungsventil 63 aktiviert, um den Hauptöldurchlassdruck zu steuern.
Wenn insbesondere die Motordrehzahl gering ist und der Abgabedruck (der Steuerdruck), der auf den Druckaufnahmebereich 66d einwirkt, klein ist, dann wird in dem Ausfallsicherungsventil 63 die vordere Endkante des Druckaufnahmebereichs 66d so gehalten, dass sie durch die Federkraft der Steuerfeder 68 auf der Sitzfläche 65a aufliegt, wie in 15 gezeigt ist. Wenn jedoch der Abgabedruck den hohen Druck P4x erreicht, der geringfügig höher als der hohe Druck P4 ist, wobei dies entsprechend der Zunahme der Motordrehzahl erfolgt, dann wirkt der hohe Druck P4x auf den Druckaufnahmebereich 66d ein, so dass das Schieberventilelement 66 in Richtung zu dem Pfropfen 67 gegen die Federkraft der Steuerfeder 68 bewegt wird, wie in 16 gezeigt ist.
Dadurch werden der Verbindungsanschluss 71 und der Ableitanschluss 70 miteinander verbunden. Folglich wird das Öl in der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 über den Verbindungsdurchgang 57, den Verbindungsanschluss 71, den ringförmigen Durchgang 74 und den Ableitanschluss 70 in den Außenbereich der Pumpe abgegeben.
Folglich wird der Nockenring 6 in die konzentrische Richtung gegen die Federkraft der Spiralfeder 8 bewegt, wie in 19 gezeigt ist. Daher wird verhindert oder reduziert, dass der Abgabedruck gleich oder größer als der hohe Druck P4x wird.
Wenn andererseits der Abgabedruck kleiner als der hohe Druck P4x entsprechend der Abnahme des Exzentrizitätsbetrags des Nockenrings 6 wird, dann wird die auf den Druckaufnahmebereich 66d einwirkende Kraft kleiner. Daher wird das Schieberelement 66 durch die Steuerfeder 68 so mit Druck beaufschlagt, dass es sich geringfügig aus dem Zustand der 16 in die Aufwärtsrichtung der Figur bewegt.
Folglich wird die Öffnungsfläche des Ableitanschlusses 70 in Bezug auf den ringförmigen Durchgang 74 verringert. Daher wird die der Steuerhydraulikkammer 22 zugeführte Ölmenge reduziert. Daher wird der Hydraulikdruck, der von der zweiten Hydraulikkammer 75 nach außen abgegeben wird, reduziert, so dass der Exzentrizitätsbetrag des Nockenrings 6 größer wird. Daher wird wiederum der Abgabedruck erhöht.
Wie zuvor beschrieben ist, ist die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung ausgebildet, die Öffnungsflächen des Ableitanschlusses 70 durch eine geringfügige Gleitbewegung des Schieberventilelements entsprechend der Änderung des Abgabedrucks zu vergrößern und zu verkleinern, den Innendruck der zweiten Steuerhydraulik 75 zu vergrößern und zu verkleinern, um dadurch den Abgabedruck auf den hohen Druck P4x einzuregeln, und den Hauptöldurchlassdruck auf den hohen Druck P4 zu steuern, wie in 6 gezeigt ist.
Ferner sind in dieser Ausführungsform die erste und die zweite Steuerhydraulikkammer 22 und 75 auf dem Außenumfangsgebiet ausgebildet, so dass die Nockenringreferenzlinie M (den Drehstift 10) einschließen. Daher ist es möglich, die unbeabsichtigte Schwenkbewegung des Nockenrings zu unterdrücken bzw. zu reduzieren, wenn der Hydraulikdruck in dem Nockenring 6 (den Pumpenkammern 7) aufgrund der Erzeugung von Bläschen (Begasung) in dem Öl abnimmt.
[Sechste Ausführungsform]
Eine in 17 gezeigte sechste Ausführungsform hat einen Grundaufbau, der identisch zu demjenigen der fünften Ausführungsform ist. Jedoch ist die Steuerdruckeinführöffnung 69 des Ausfallsicherungsventils 63 über den Steuerdruckeinführdurchgang 81 mit der ersten Steuerhydraulikkammer 22 verbunden. Dadurch wirkt der Hydraulikdruck in der ersten Steuerhydraulikkammer 22 als Steuerdruck auf die vordere Stirnfläche des Druckaufnahmebereichs 66d des Schieberventilelements 66 ein.
Wenn ferner der Hydraulikdruck, der auf den Druckaufnahmebereich 66d einwirkt, niedriger als der hohe Druck P4 aufgrund einer Änderung der Fläche der vorderen Stirnfläche des Druckaufnahmebereichs 66d, eine Änderung der Steuerfeder 68 usw. wird, dann wird in dem Ausfallsicherungsventil 63 der Ableitanschluss 70 durch die Außenumfangsfläche des zweiten Anlagebereichs 66b geschlossen. Wenn andererseits der Hydraulikdruck gleich oder größer als der hohe Druck P4 wird, dann werden der Ableitanschluss 70 und der Verbindungsanschluss 71 über den ringförmigen Durchgang 74 verbunden.
In diesem Falle wird der Hydraulikdruck aus dem Hauptöldurchlass 14 über den ersten Steuerdruckeinführdurchgang 76 in die erste Hydraulikkammer 22 eingeleitet. Daher ist der Hydraulikdruck der ersten Hydraulikkammer 22 im Wesentlichen gleich dem Hauptöldurchlassdruck. Dieser Hauptöldurchlassdruck ist geringfügig geringer in Bezug auf den Abgabedruck aufgrund von Druckverlusten im Durchgang und aufgrund des Durchströmens des Ölfilters 15. Jedoch variiert der Hauptöldurchlassdruck im Wesentlichen auf der Grundlage der Änderung des Abgabedrucks.
Selbst wenn das Ausfallsicherungsventil 63 auf der Grundlage des Innendrucks (des Hauptöldurchlassdrucks) der ersten Steuerhydraulikkammer 22 gesteuert wird, ist es daher in dieser Ausführungsform möglich, den Hauptöldurchlassdruck in ähnlicher Weise, wie in dem Fall zu steuern, in welchem das Ausfallsicherungsventil 63 auf der Grundlage des Abgabedrucks wie bei der fünften Ausführungsform gesteuert wird.
Folglich wird in dieser Ausführungsform der Einführkanal des Steuerdrucks in Bezug auf die Steuerdruckeinführöffnung 69 verändert und es ist möglich, die Funktionsweise und die Wirkungen zu erreichen, die identisch zu jenen der fünften Ausführungsform sind.
Ferner ist in dieser Ausführungsform ein Rückschlagkugelventil 82 in dem Abgabedurchgang 12b vorgesehen, der ausgebildet ist, das Ventil zu öffnen, um das Öl nach außen abzugeben, um damit den Abgabedruck zu senken, wenn der Abgabedruck zu stark ansteigt. Dieses Rückschlagkugelventil 82 ist ein Hilfselement, das nur betätigt wird, wenn die Druckregelungssteuerung durch das Ausfallsicherungsventil 63 nicht ausreichend ist.
[Siebente Ausführungsform]
Eine in 18 gezeigte siebte Ausführungsform hat einen Grundaufbau, der identisch zu jenem der sechsten Ausführungsform ist. Jedoch ist die Steuerdruckeinführöffnung 69 des Ausfallsicherungsventils 63 über den Steuerdruckeinführdurchgang 81 mit der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 verbunden. Dadurch wirkt der Hydraulikdruck der zweiten Hydrauliksteuerkammer 75 auf die vordere Stirnfläche des Druckaufnahmebereichs 66d des Schieberventilelements 66 ein.
In diesem Falle wird der Hydraulikdruck in der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 aufgrund des Durchströmens der Düse 78a des zweiten Steuerdruckeinführdurchgangs 78 verringert. Jedoch ändert sich der Hydraulikdruck in der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 grundsätzlich auf der Grundlage der Schwankung des Hydraulikdrucks in der ersten Steuerhydraulikkammer 22.
Folglich wird die eingestellte Last bzw. Soll-Last der Steuerfeder 68 des Ausfallsicherungsventils 63 u. dgl. im Voraus im Hinblick auf den Abnahmebetrag festgelegt, wenn das Öl die Düse 78a durchströmt. Selbst wenn der Innendruck der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 in das Ausfallsicherungsventil 63 eingeleitet wird, ist es dadurch möglich, den Hauptöldurchlassdruck wie in der sechsten Ausführungsform zu regeln.
Daher ist es in dieser Ausführungsform möglich, die Funktion und die Wirkungsweise zu erreichen, die identisch zu jenen der sechsten Ausführungsform sind, selbst wenn die Versorgungsquelle des Steuerdrucks hin zu der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 geändert wird.
[Achte Ausführungsform]
Eine in 19 gezeigte achte Ausführungsform wird auf eine zweistufige Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung angewendet, die beispielsweise in der Japanischen Patentanmeldung mit der Nummer 2014-105623 offenbart ist, und die einen zweistufigen Hydraulikdruck mit einem niedrigen Druck und einem hohen Druck hat.
Das heißt, in dieser Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung gemäß dieser Ausführungsform sind die erste und die zweite Steuerhydraulikkammer 22 und 75 auf beiden Seiten des Nockenrings 6 ausgebildet, so dass sie die Nockenringreferenzlinie M einschließen.
Ein zweiter Ölfilter 83 ist in der Mitte des Strömungskanals des Steuerdruckeinführdurchgangs 24, der aus dem Hauptöldurchlass 14 abzweigt, vorgesehen. Der Steuerdruckeinführdurchgang 24 ist in zwei Durchgänge an einer Position stromabwärts von dem zweiten Ölfilter 83 verzweigt. Ein druckempfindliches Ventil 84 und ein elektromagnetisches Ventil 85 sind entsprechend an stromabwärtigen Enden des verzweigten Steuerdruckeinführdurchgangs 24 vorgesehen.
Das druckempfindliche Ventil umfasst: eine Aufnahmebohrung 87, die in einem Ventilgehäuse 86 ausgebildet ist; ein Schieberventilelement 88, das verschiebbar in der Gleitbohrung 87 aufgenommen ist; einen Pfropfen 89, der einen Öffnungsbereich der Aufnahmebohrung 87 verschließt, und ein Federelement 90, das zwischen dem Pfropfen 89 und dem Schieberventilelement 88 elastisch montiert und ausgebildet ist, das Schieberventilelement 88 in einer Aufwärtsrichtung der Zeichnung konstant vorzuspannen. Wenn der Hydraulikdruck des in den Steuerdruckeinführdurchgang 24 eingeführten Öls gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Druck ist, dann wird Öl in der ersten Steuerhydraulikkammer 22 über de Verbindungsbohrung 23, den Verbindungsdurchgang 25, einen Verbindungsanschluss 86a, der in dem Ventilgehäuse 86 an einer oberen Position der Zeichnungen ausgebildet ist und durch das Ventilgehäuse 86, die Aufnahmebohrung 87 und einen Ableitanschluss 86b verläuft, der in dem Ventilgehäuse 86 an einer unteren Position der Zeichnung ausgebildet ist, nach außen abgegeben. Wenn andererseits der Hydraulikdruck des aus dem Steuerdruckeinführdurchgang 24 eingeführten Öls gleich oder größer als der vorbestimmte Druck ist, dann wird dieses Ö1 über den Verbindungsanschluss 86a, den Verbindungsdurchgang 25 und die Verbindungsbohrung 23 zu der ersten Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt.
Das elektromagnetische Ventil 85 beinhaltet: einen Ventilkörper 91, der eine Betätigungsbohrung 82 enthält, die sich in dem Ventilkörper 91 in axialer Richtung erstreckt; einen Ventilsitz 93, der auf einem oberen Endbereich (einem Endbereich) der Betätigungsbohrung 92 der Zeichnung montiert und befestigt ist und der einen Öffnungsanschluss 93a aufweist, der an einer zentralen Position des Ventilsitzes 93 ausgebildet ist; ein Kugelventilelement 94, das aus Metall hergestellt und ausgebildet ist, den Öffnungsanschluss 93a zu öffnen und zu schließen; und eine Elektromagneteinheit 95, die mit einem Basisendbereich (dem anderen Endbereich) des Ventilkörpers 91 verbunden und ausgebildet ist, das Kugelventilelement 94 in Richtung zu dem Ventilsitz 93 auf der Grundlage eines EIN-Signals, das von der elektrischen Steuerung ausgegeben wird, zu drücken.
Der Ventilkörper 91 weist auf: einen Versorgungs- und Abgabeanschluss 91b, der an einer vorbestimmten axialen Position ausgebildet und mit der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 über eine zweite Verbindungsbohrung 96, die in einer Umfangswand der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 ausgebildet ist, das druckempfindliche Ventil 84 usw. verbunden ist; einen Ableitanschluss 91b, der mit dem Atmosphärendruck außerhalb der Pumpe verbunden ist. Der Versorgungs- und Abgabeanschluss 91b und der Ableitanschluss sind so ausgebildet, dass sie in der radialen Richtung verlaufen.
Wenn die elektrische Steuerung ein AUS-Signal an die Elektromagneteinheit 95 ausgibt, dann wird der Versorgungs- und Abgabeanschluss 91a über den Öffnungsanschluss 93a mit dem Steuerdruckeinführdurchgang 24 verbunden. Wenn andererseits die elektrische Steuerung ein EIN-Signal an die Elektromagneteinheit 95 ausgibt, dann wird der Öffnungsanschluss 93a durch das Kugelventilelement 94, das von der Schubstange 95a mit Druck beaufschlagt wird, geschlossen, so dass der Versorgungs- und Abgabeanschluss 91a und der Steuerdruckeinführdurchgang 24 nicht miteinander verbunden sind. Ferner wird der Versorgungs- und Abgabeanschluss 91a über die Betätigungsbohrung 92 mit dem Ableitanschluss 91b verbunden.
In dieser Ausführungsform erfasst die elektrische Steuerung einen aktuellen Motorantriebszustand aus einer Öltemperatur und einer Wassertemperatur des Verbrennungsmotors, aus der Motordrehzahl, der Last usw. Insbesondere wenn die Motordrehzahl gleich oder niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl ist, gibt die elektrische Steuerung das EIN-Signal an das elektromagnetische Ventil 85 aus (die Energiezufuhr). Wenn die Motordrehzahl größer als die vorbestimmte Drehzahl ist, dann gibt die elektrische Steuerung das AUS-Signal (die Energiezufuhr) aus. Jedoch gibt die elektrische Steuerung das AUS-Signal an die elektromagnetische Spule im Gebiet der hohen Last des Verbrennungsmotors usw. aus, selbst wenn die Motordrehzahl gleich oder kleiner als die vorbestimmte Drehzahl ist.
Durch diesen Aufbau ist das elektromagnetische Ventil 85 grundsätzlich in der Lage, den Versorgungs- und Abgabeanschluss 91a und den Ableitanschluss 91b zu verbinden, wenn die Motordrehzahl gleich oder kleiner als die vorbestimmte Drehzahl ist, und dadurch kann das Öl in der zweiten Steuerhydraulikkammer 75 in den Außenbereich der Pumpe abgegeben werden. Andererseits ist das elektromagnetische Ventil 85 ausgebildet, das Öl in dem Steuerdruckeinführdurchgang 24 in die zweite Steuerhydraulikkammer 75 einzuleiten, wenn die Motordrehzahl höher als die vorbestimmte Drehzahl ist.
Ferner ist in dieser Ausführungsform das Ausfallsicherungsventil 63 vorgesehen. Das Ausfallsicherungsventil 63 hat einen Aufbau und eine Verbindungsstruktur, die identisch zu jenen der dritten Ausführungsform sind. Daher wird die detaillierte Erläuterung weggelassen.
Folglich ist in dieser Ausführungsform das elektromagnetische Ventil 85 dafür ausgebildet, in einer EIN-AUS-Art entsprechend der Motordrehzahl gesteuert zu werden und dadurch einen Zustand zu aktivieren, in welchem das Öl nur der ersten Steuerhydraulikkammer 22 zugeführt wird, und einen Zustand zu aktivieren, in welchem das Öl sowohl der ersten als auch der zweiten Steuerhydraulikkammer 22 und 75 zugeführt wird. Dadurch kann der Hauptöldurchlassdruck beispielsweise einen zweistufigen Hydraulikdruckverlauf- bzw. eine Charakteristik mit dem niedrigen Druck P1 und dem hohen Druck P3 haben, wie in 20 gezeigt ist.
Ferner ist in dieser Ausführungsform das Ausfallsicherungsventil 63 vorgesehen. Selbst wenn das abgekühlte Öl, das die hohe Viskosität hat, übermäßig aus dem Abgabeanschluss 12 abgegeben wird, wenn die Last plötzlich beim Starten des Motors auftritt, um die hohe Drehzahl zu erhalten, kann folglich der Hauptöldurchlassdruck auf dem hohen Druck P4 gehalten werden, ohne dass die Charakteristik für den hohen Druck angenommen wird, die durch eine gestrichelte Linie der 20 gezeigt ist. Dadurch ist es möglich, das Hervorrufen einer Fehlfunktion, etwa des Brechens des Ölfilters 15, und das Ausfallen der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung zu unterdrücken, bzw. zu reduzieren.
Beispielsweise sind die folgenden Aspekte auf der Grundlage der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in Bezug auf die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung beachtenswert.
Gemäß einem Aspekt umfasst eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung: einen pumpenbildenden Abschnitt, der ausgebildet ist, von einem Verbrennungsmotor drehend angetrieben zu werden, Volumina mehrerer Pumpenkammern zu verändern und von einem Saugbereich angesaugtes Öl abzugeben; ein bewegliches Element, das ausgebildet ist, zum Verändern von Änderungsbeträgen der Volumina der mehreren Pumpenkammern bewegt zu werden; einen Antriebsmechanismus bzw. Vorspannmechanismus, der so vorgesehen ist, dass er eine Soll-Last bzw. eingestellte Last hat und ausgebildet ist, das bewegliche Element in einer Richtung zu drücken, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern erhöht werden; eine Steuerhydraulikkammergruppe mit einer oder mehreren Steuerhydraulikkammern, die ausgebildet sind, die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern zu verändern, und die mindestens eine Steuerhydraulikkammer auf Abnahmeseite bzw. die abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer aufweist, die zur Aufnahme des aus dem Abgabebereich abgegebenen Öls ausgebildet ist, und dadurch eine Kraft auf das bewegliche Element in einer Richtung ausübt, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern verringert werden; einen Ableitmechanismus, der ausgebildet ist, das Öl aus einer speziellen Steuerhydraulikkammer der Steuerhydraulikkammergruppe abzugeben; und ein Steuerventil, in das das Öl auf einer Stromaufwärtsseite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, oder das Öl aus der Steuerhydraulikkammer als ein Steuerhydraulikdruck eingeleitet wird, und das ausgebildet ist, das Öl aus der Stromaufwärtsseite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zuzuführen, oder das Öl aus der speziellen einen Steuerhydraulikkammer durch den Abgleitmechanismus abzugeben, um den Druck der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zu regeln.
In einem bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung weist die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung einen elektrisch gesteuerten Mechanismus auf, der ausgebildet ist, das aus dem Abgabebereich in Bezug auf die spezielle eine Steuerhydraulikkammer abgegebene Öl auf der Grundlage eines elektrischen Signals zuzuführen oder abzugeben.
In einem bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung ist in einem der Aspekte der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung der elektrisch gesteuerte Mechanismus ausgebildet, die Zufuhr oder die Abgabe des Öls, das aus dem Abgabebereich zum Regeln des Drucks in der speziellen einen Steuerhydraulikkammer abgegeben wird, zu regeln und damit den Hydraulikdruck auf einer stromabwärtigen Seite, der aus dem Abgabebereich abgegeben wird, auf mehrere eingestellte Druckwerte bzw. Solldruckwerte zu regeln.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung ist in einem der Aspekte der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung die spezielle eine Steuerhydraulikkammer eine Steuerhydraulikkammer auf der Abnahmeseite bzw. eine abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung ist in einem der Aspekte der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung der Ableitmechanismus an dem elektrisch gesteuerten Mechanismus vorgesehen.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung ist in einem der Aspekte der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung der Ableitmechanismus an einem Pumpengehäuse, das den pumpenbildenden Abschnitt aufnimmt, vorgesehen.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung ist in einem der Aspekte der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung der Ableitmechanismus an dem Steuerventil vorgesehen.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung ist in einem der Aspekte der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung die spezielle eine Steuerkammer ausgebildet, das von dem Abgabebereich abgegebene Öl aufzunehmen und damit eine Kraft auf das bewegliche Element in einer Richtung auszuüben, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern größer werden.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung wird das Öl der stromabwärtigen Seite, das aus dem Abgabebereich abgegeben wird, der Steuerhydraulikkammer auf der Abnahmeseite zugeführt; das Öl der stromabwärtigen Seite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, wird über die Steuerhydraulikkammer der Abnahmeseite zu der Steuerhydraulikkammer auf der Zunahmeseite bzw. der zunahmeseitigen Steuerhydraulikkammer zugeführt; und der elektrisch gesteuerte Mechanismus ist ausgebildet, die Abgabe des Öls zu der Steuerhydraulikkammer auf der Zunahmeseite zu regeln.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung ist in einem der Aspekte der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung das Öl, das als der Steuerhydraulikdruck in das Steuerventil eingeleitet wird, das Öl der Stromaufwärtsseite, das vom Abgabebereich abgegeben wird.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung ist in einem der Aspekte der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung das als der Steuerhydraulikdruck in das Steuerventil eingeleitete Öl das Öl der Steuerhydraulik, der Abnahmeseite.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung ist in einem der Aspekte der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung das als der Steuerhydraulikdruck in das Steuerventil eingeleitete Öl das Öl der Steuerhydraulikkammer auf der Zunahmeseite.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung ist in einem der Aspekte der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung die spezielle eine Steuerhydraulikkammer die Steuerhydraulikkamer auf der Zunahmeseite bzw. die zunahmeseitige Steuerhydraulikkammer, die ausgebildet ist, das von dem Abgabebereich abgegebene Öl aufzunehmen, um damit eine Kraft auf das bewegliche Elemente in einer Richtung auszuüben, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammer vergrößert werden; und der elektrisch gesteuerte Mechanismus ist ausgebildet, das Zuführen oder das Abgeben des Öls, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, in Bezug auf die Steuerhydraulikkammer der Zunahmeseite zu schalten bzw. zu steuern.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung ist in einem der Aspekte der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung die spezielle eine Steuerhydraulikkammer, die Steuerhydraulikkammer auf der Abnahmeseite bzw. die abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer; und das Öl der Stromabwärtsseite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, wird der Steuerhydraulikkammer der Abnahmeseite zugeführt.
In einem weiteren bevorzugten Aspekt der Pumpe mit veränderbarer Verdrängung ist in einem der Aspekte der Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung ein Soll-Betätigungsdruck des Steuerventils auf ein Gebiet hohen Druckes festgelegt, der höher als ein maximaler erforderlicher Druck des Verbrennungsmotors ist.
Gemäß einer anderen Betrachtungsweise umfasst eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung: mehrere Flügel, beziehungsweise Drehflügel, die in einem Außenumfangsbereich des Rotors so aufgenommen sind, dass sie aus dem Außenumfangsbereich hervorstehen und sich darin zurückziehen können; einen Nockenring, der den Rotor und die Flügel radial innerhalb des Nockenrings so aufnimmt, dass mehrere Pumpenkammern unterteilt werden, und der ausgebildet ist, im Bezug auf den Rotor exzentrisch verschoben zu werden und dadurch Änderungsbeträge von Volumina der mehreren Pumpenkammern zu vergrößern und zu verkleinern; einen Saugbereich, der in einem Sauggebiet, in welchem die Innenvolumina der Pumpenkammern vergrößert werden, ausgebildet und offen ist; einen Abgabebereich, der in einem Abgabegebiet ausgebildet und offen ist, in welchem die Innenvolumina der Pumpenkammern verkleinert werden; und ein Betätigungselement bzw. Vorspannelement, das in einem Zustand vorgesehen ist, in welchem eine Vorkomprimierung auf das Betätigungselement ausgeübt wird und das ausgebildet ist, den Nockenring in eine Richtung vorzuspannen bzw. zu drücken, in der ein Exzentrizitätsbetrag zunimmt; eine Steuerhydraulikkammergruppe mit einer oder mehreren Steuerhydraulikkammern, die ausgebildet ist, die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern zu verändern und die mindestens eine Steuerhydraulikkammer auf der Abnahmeseite bzw. eine abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer aufweist, die ausgebildet ist, das aus dem Abgabebereich abgegebene Öl aufzunehmen und dadurch eine Kraft auf den Nockenring in einer Richtung auszuüben, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern verkleinert werden; einen Ableitmechanismus, der ausgebildet ist, das Öl aus einer speziellen einen Steuerhydraulikkammer der Steuerhydraulikkammergruppe abzugeben; und ein Steuerventil, in das das Öl der stromaufwärtigen Seite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, oder das Öl aus der Steuerhydraulikkammer als ein Steuerhydraulikdruck eingeleitet wird, und das ausgebildet ist, das Öl der Stromaufwärtsseite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zuzuführen, oder das Öl aus der speziellen einen Steuerhydraulikkammer durch den Ableitmechanismus abzugeben, um den Druck der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zu regeln.
Aus einer anderen Betrachtungsweise umfasst eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung: einen pumpenbildenden Abschnitt, der ausgebildet ist, von einem Verbrennungsmotor drehend angetrieben zu werden, Volumina mehrerer Pumpenkammern zu verändern und von einem Saugbereich angesaugtes Öl abzugeben;
ein bewegliches Element, das ausgebildet ist, zur Veränderung von Änderungsbeträgen der Volumina der mehreren Pumpenkammern bewegt zu werden;
einen Betätigungsmechanismus bzw. Vorspannmechanismus, der so vorgesehen ist, dass er eine voreingestellte Last bzw. Soll-Last hat und der ausgebildet ist, das bewegliche Element in einer Richtung vorzuspannen bzw. zu drücken, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern vergrößert werden;
eine Steuerhydraulikkammergruppe mit einer oder mehreren Steuerhydraulikkammern, die ausgebildet ist, die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern zu verändern und die mindestens eine Steuerhydraulikkammer auf der Abnahmeseite bzw. eine abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer aufweist, die ausgebildet ist, das von dem Abgabebereich abgegebene Öl aufzunehmen und damit eine Kraft auf das bewegliche Element in einer Richtung auszuüben, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern abnehmen;
einen Ableitmechanismus, der ausgebildet ist, das Öl aus einer speziellen einen Steuerhydraulikkammer der Steuerhydraulikkammergruppe abzugeben;
einen elektrisch gesteuerten Mechanismus, der ausgebildet ist, das Zuführen oder Abgeben des von dem Abgabebereich abgegebenen Öls im Bezug auf die spezielle eine Steuerhydraulikkammer auf der Grundlage eines elektrischen Signals zu regeln, um den Druck in der speziellen einen Steuerhydraulikkammer und damit den Hydraulikdruck des von dem Abgabebereich abgegebenen Öls auf mehrere Solldruckwerte zu regeln;
und ein Steuerventil, in das das Öl einer Stromaufwärtsseite, das aus dem Abgabebereich abgegeben wird, oder das Öl aus der Steuerhydraulikkammer als ein Steuerhydraulikdruck eingeleitet wird, und das ausgebildet ist, das Öl der Stromaufwärtsseite, das aus dem Abgabebereich abgegeben wird, zu der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zuzuführen oder das Öl aus der speziellen einen Steuerhydraulikkammer durch den Ableitmechanismus abzugeben, um den Druck der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zu regeln.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2007/128106 A1 [0005]

Claims

Eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung, mit: einem pumpenbildenden Abschnitt, der ausgebildet ist, von einem Verbrennungsmotor angetrieben zu werden, Volumina mehrerer Pumpenkammern zu verändern und von einem Saugbereich angesaugtes Öl abzugeben; einem beweglichen Element, das ausgebildet ist, zur Änderung von Änderungsbeträgen der Volumina der mehreren Pumpenkammern in Bewegung versetzt zu werden; einem Betätigungsmechanismus, der so vorgesehen ist, dass er eine festgelegte Last hat und der ausgebildet ist, das bewegliche Element in einer Richtung zu drücken, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern größer werden; einer Steuerhydraulikkammergruppe mit einer oder mehreren Steuerhydraulikkammern, die ausgebildet ist, die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern zu verändern und die mindestens eine abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer aufweist, die ausgebildet ist, das von dem Abgabebereich abgegebene Öl aufzunehmen und dadurch eine Kraft auf das bewegliche Element in einer Richtung auszuüben, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern kleiner werden; einem Ableitmechanismus, der ausgebildet ist, das Öl aus einer speziellen Steuerhydraulikkammer der Steuerhydraulikkammergruppe abzugeben; und einem Steuerventil, in das das Öl einer Stromaufwärtsseite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, oder das Öl aus der Steuerhydraulikkammer als ein Steuerhydraulikdruck eingeleitet wird, und das ausgebildet ist, das Öl der Stromaufwärtsseite, das aus dem Abgabebereich abgegeben wird, zu der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zuzuführen, oder das Öl aus der speziellen einen Steuerhydraulikkammer durch den Ableitmechanismus abzugeben, um den Druck der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zu regeln.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch1, wobei die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung einen elektrisch gesteuerten Mechanismus aufweist, der ausgebildet ist, das von dem Abgabebereich abgegebene Öl im Bezug auf die spezielle eine Steuerhydraulikkammer auf der Grundlage eines elektrischen Signals zuzuführen oder abzugeben.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 2, wobei der elektrisch gesteuerte Mechanismus ausgebildet ist, die Zufuhr oder die Abgabe des Öls, das aus dem Abgabebereich abgegeben wird, zur Regelung des Drucks in der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zu regeln und damit den Hydraulikdruck einer Stromabwärtsseite, der vom Abgabebereich abgegeben wird, auf mehrere Solldruckwerte zu regeln.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 3, wobei die spezielle eine Steuerhydraulikkammer eine abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer ist.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 4, wobei der Ableitmechanismus an dem elektrisch gesteuerten Mechanismus vorgesehen ist.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 4, wobei der Ableitmechanismus an einem Pumpengehäuse, das den pumpenbildenden Abschnitt aufnimmt, vorgesehen ist.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 4, wobei der Ableitmechanismus an dem Steuerventil vorgesehen ist.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 3, wobei die spezielle eine Steuerkammer ausgebildet ist, das von dem Abgabebereich abgegebene Öl aufzunehmen und dadurch eine Kraft auf das bewegliche Element in einer Richtung auszuüben, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern größer werden.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 8, wobei das Öl der Stromabwärtsseite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, der abnahmeseitigen Steuerhydraulikkammer zugeführt wird; das Öl der Stromabwärtsseite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, durch die abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer zu der zunahmeseitigen Steuerhydraulikkammer zugeführt wird; und der elektrisch gesteuerte Mechanismus ausgebildet ist, die Abgabe des Öls zu der zunahmeseitigen Steuerhydraulikkammer zu regeln.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 9, wobei das als der Steuerhydraulik in das Steuerventil eingeleitete Öl das Öl der Stromaufwärtsseite ist, das von dem Abgabebereich abgegeben wird.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 9, wobei das als der Steuerhydraulikdruck in das Steuerventil eingeleitete Öl das Öl der abnahmeseitigen Steuerhydraulikkammer ist.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 1, wobei das als der Steuerhydraulikdruck in das Steuerventil eingeleitete Öl das Öl der zunahmeseitigen Steuerhydraulikkammer ist.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 2, wobei die spezielle eine Steuerhydraulikkammer die zunahmeseitige Steuerhydraulikkammer ist und ausgebildet ist, das von dem Abgabebereich abgegebene Öl aufzunehmen, und dadurch eine Kraft auf das bewegliche Element in einer Richtung auszuüben, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern größer werden; und der elektrisch gesteuerte Mechanismus ausgebildet ist, die Zufuhr oder die Abgabe des Öls, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, im Bezug auf die zunahmeseitige Steuerhydraulikkammer zu schalten.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 1, wobei die spezielle eine Steuerhydraulikkammer die abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer ist; und das Öl der Stromabwärtsseite, das von dem Abgabebereich abgegeben wird, der abnahmeseitigen Steuerhydraulikkammer zugeführt wird.
Die Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung nach Anspruch 1, wobei ein Soll-Betätigungsdruck des Steuerventils in einem Gebiet hohen Druckes eingestellt ist, der größer als ein maximaler erforderlicher Druck des Verbrennungsmotors ist.
Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung, mit: mehreren Flügeln, die in einem Außenumfangsbereich des Rotors so aufgenommen sind, dass sie aus dem Außenumfangsbereich hervorstehen können und sich in diesen zurückziehen können; einem Nockenring, der den Rotor und die Flügel radial innerhalb des Nockenrings aufnimmt, um mehrere Pumpenkammern voneinander zu trennen, und der ausgebildet ist, im Bezug auf den Rotor exzentrisch bewegt zu werden und dadurch Änderungsbeträge von Volumina der mehreren Pumpenkammern zu vergrößern und zu verkleinern; einem Saugbereich, der in einem Sauggebiet, in welchen Innenvolumina der Pumpenkammern größer sind, ausgebildet und geöffnet ist; einem Abgabebereich, der in einem Abgabegebiet, in welchem die Innenvolumina der Pumpenkammern kleiner sind, ausgebildet und geöffnet ist; einem Betätigungselement, das in einem Zustand vorgesehen ist, in welchem eine Vorkomprimierung auf das Betätigungselement ausgeübt ist und das ausgebildet ist, den Nockenring in einer Richtung vorzuspannen, in der ein Exzentrizitätsbetrag zunimmt; einer Steuerhydraulikkammergruppe mit einer oder mehreren Steuerhydraulikkammern, die ausgebildet ist, die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern zu verändern und die mindestens eine abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer aufweist, die ausgebildet ist, das aus dem Abgabebereich abgegebene Öl aufzunehmen und dadurch eine Kraft auf den Nockenring in einer Richtung auszuüben, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern kleiner werden; einem Ableitmechanismus, der ausgebildet ist, das Öl aus einer speziellen Steuerhydraulikkammer der Steuerhydraulikkammergruppe abzugeben; und einem Steuerventil, in das Öl einer Stromaufwärtsseite, das aus dem Abgabebereich abgegeben wird, oder das Öl aus der Steuerhydraulikkammer als ein Steuerhydraulikdruck eingeleitet wird, und das ausgebildet ist, das Öl der Stromaufwärtsseite, das aus dem Abgabebereich abgegeben wird, zu der speziellen einen Steuerhydraulik zuzuführen oder das Öl aus der speziellen einen Steuerhydraulikkammer durch den Ableitmechanismus abzugeben, um den Druck der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zu regeln.
Eine Ölpumpe mit veränderbarer Verdrängung, mit: einem pumpenbildenden Abschnitt, der ausgebildet ist, von einem Verbrennungsmotor drehend angetrieben zu werden, Volumina mehrerer Pumpenkammern zu verändern und von einem Saugbereich angesaugtes Öl abzugeben; einem beweglichen Element, das ausgebildet ist, zum Verändern von Änderungsbeträgen der Volumina der mehreren Pumpenkammern in Bewegung versetzt zu werden; einem Betätigungsmechanismus, der so vorgesehen ist, dass er eine Soll-Last hat und der ausgebildet ist, das bewegliche Element in einer Richtung vorzuspannen, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern größer werden; einer Steuerhydraulikkammergruppe mit einer oder mehreren Steuerhydraulikkammern, die ausgebildet ist, die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern zu verändern und die mindestens eine abnahmeseitige Steuerhydraulikkammer aufweist, die ausgebildet ist, das aus dem Abgabebereich abgegebene Öl aufzunehmen und dadurch eine Kraft auf das bewegliche Element in einer Richtung auszuüben, in der die Änderungsbeträge der Volumina der mehreren Pumpenkammern kleiner werden; einem Ableitmechanismus, der ausgebildet ist, das Öl aus einer speziellen Steuerhydraulikkammer der Steuerhydraulikkammergruppe abzugeben; einem elektrisch gesteuerten Mechanismus, der ausgebildet ist, eine Zufuhr oder eine Abgabe des aus dem Abgabebereich abgegebenen Öls im Bezug auf die spezielle eine Steuerhydraulikkammer auf der Grundlage eines elektrischen Signals zu regeln, um den Druck innerhalb der speziellen einen Steuerhydraulikkammer und damit den Hydraulikdruck des aus dem Abgabebereich abgegebenen Öls auf mehrere Soll-Druckwerte einzuregeln; und einem Steuerventil, in das das Öl einer Stromaufwärtsseite, das aus dem Abgabebereich abgegeben wird, oder das Öl aus der Steuerhydraulikkammer als ein Steuerhydraulikdruck eingeleitet wird, und das ausgebildet ist, das Öl der Stromaufwärtsseite, das aus dem Abgabebereich abgegeben wird, zu der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zuzuführen oder das Öl aus der speziellen einen Steuerhydraulikkammer durch den Ableitmechanismus abzugeben, um den Druck der speziellen einen Steuerhydraulikkammer zu regeln.