一種可變排量的轉子機油泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種機油泵，特別是涉及一種可變排量的轉子機油泵。該轉子機油泵具有貫穿所述泵殼和所述泵蓋的轉軸，該轉軸具有相互連接的驅(qū)動軸和隨動軸。驅(qū)動軸與泵殼可轉動地連接，在外部動力源的驅(qū)動下繞所述軸線進行轉動；隨動軸與內(nèi)轉子固定連接，且與驅(qū)動軸連接成能夠隨驅(qū)動軸進行同步轉動且允許相對于驅(qū)動軸沿軸線進行軸向移動；慣性致動機構使得內(nèi)轉子沿軸線相對于外轉子移動，從而改變內(nèi)轉子與所述外轉子之間沿軸線的嚙合長度。由于隨動軸能相對于驅(qū)動軸沿軸線進行軸向移動，所以驅(qū)動軸能保持沿軸線方向基本不動。這樣的設置有利于外部的動力輸入齒輪等外部動力源與設置于驅(qū)動軸上的驅(qū)動齒輪穩(wěn)定接合。
【專利說明】一種可變排量的轉子機油泵
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機油泵，特別是涉及一種可變排量的轉子機油泵。
【背景技術】
[0002]汽車內(nèi)燃機普遍采用的機油泵為定排量的機油泵，其機油流量與發(fā)動機轉速成正比關系，該種機油泵的流量隨著發(fā)動機轉速的提高不斷增加，油道中的機油壓力隨著轉速的提高不斷升高。雖然在達到一定壓力后泄壓閥會打開，起到一定的壓力調(diào)節(jié)作用，但是泄壓閥的開度是一定的，并不能實時調(diào)節(jié)，所以高速運轉時油道壓力仍會過高，同時泄壓時高壓機油回流，造成一定的功率損失。但發(fā)動機中的一些零件的潤滑并非是需要隨著發(fā)動機轉速的增加而一直增加機油。定排量的機油泵會使發(fā)動機油道內(nèi)油壓增加，影響潤滑效果，同時損失發(fā)動機的功率。
[0003]為了克服上述缺陷，目前出現(xiàn)了一些可變排量的機油泵。如，配置能產(chǎn)生壓力信號的油壓傳感器和與油壓傳感器連接工作的控制器，通過壓力信號的函數(shù)來調(diào)節(jié)機油泵的流量。但這樣的結構過于復雜而且電子元件過多也造成發(fā)動機負荷過高及成本的增加。
[0004]中國發(fā)明專利申請N0.201210064618.5公開了一種可變排量轉子機油泵，其包括泵蓋、泵殼、排量調(diào)節(jié)結構和中間蓋板。該轉子機油泵由中間蓋板將泵蓋與泵殼之間的空間分成上下兩個油腔，并在每個油腔內(nèi)分別設置一套內(nèi)外轉子結構。排量調(diào)節(jié)結構包括離心調(diào)整機構，該離心調(diào)整機構實際上是一種利用質(zhì)量塊在轉動時產(chǎn)生的離心力的慣性致動機構，并通過該離心力驅(qū)動下油腔內(nèi)的內(nèi)轉子移動。在該中國專利申請中記載了:“發(fā)動機低速運轉時，因為轉速低，調(diào)節(jié)機構并沒有起到調(diào)節(jié)作用”，這樣，轉子機油泵的上下油腔同時進行泵油工作；“發(fā)動機高速運轉時與發(fā)動機低速運轉時不同的是離心調(diào)整機構開始起作用”，“下油腔內(nèi)下高壓油區(qū)域的油液與下低壓油區(qū)域的油液連通，下高壓油區(qū)域與下低壓油區(qū)域無壓差，所以下油腔不泵油，機油泵整體排量減少，從而形成機油泵排量可變”。在該轉子機油泵的實際工作過程中發(fā)現(xiàn)，其實際泵油效率總是低于設計時的期望泵油效率，且運轉噪聲較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對于前述的中國發(fā)明專利申請N0.201210064618.5所公開的機油泵，其出現(xiàn)的泵油效率和運轉噪聲問題是由于其結構設計所引起的。具體地，一方面，對于該轉子機油泵，即使在其轉軸低速運轉的情況下，離心調(diào)整機構實際上也會起作用，從而降低泵油效率，因此，該機油泵實際上始終無法以滿效率的狀態(tài)進行工作。另一方面，盡管在機油泵安裝過程中已經(jīng)將機油泵轉軸上的驅(qū)動齒輪與外部動力源(如發(fā)動機)的動力輸入齒輪調(diào)整到了它們之間的最佳嚙合位置，但是在機油泵工作時，其離心調(diào)整機構會必然導致轉軸沿軸向的位移，這會對使得驅(qū)動齒輪偏離與動力輸入齒輪的最佳嚙合位置，從而造成較大的噪聲；而且，在轉速較大的情況下，轉軸的軸向位移也較大，這在嚴重時還會造成轉軸上的驅(qū)動齒輪與外部動力源的動力輸入齒輪之間的傳動故障。[0006]本發(fā)明的一個目的是要提供一種能克服動力輸入齒輪與驅(qū)動齒輪接合不穩(wěn)定缺陷的機油泵。
[0007]本發(fā)明一個進一步的目的是要簡化機油泵的整體結構。
[0008]本發(fā)明另一個進一步的目的是降低機油泵的功率損失。
[0009]本發(fā)明的又一個目的是提供一種新的可變排量的轉子機油泵。
[0010]為此，本發(fā)明提供一種可變排量的轉子機油泵，包括:
[0011]泵殼以及與所述泵殼相面對的泵蓋，所述泵殼與所述泵蓋一起在它們之間限定了容納腔，所述容納腔具有相互間隔開的低壓油區(qū)和高壓油區(qū)；
[0012]設置在所述容納腔中的外轉子和內(nèi)轉子，用于將機油從所述低壓油區(qū)泵送至所述高壓油區(qū)；
[0013]貫穿所述泵殼和所述泵蓋的轉軸，用于驅(qū)動所述內(nèi)轉子轉動；其中，所述轉軸具有沿所述轉軸的軸線延伸且相互連接的驅(qū)動軸和隨動軸；所述驅(qū)動軸與所述泵殼可轉動地連接，用于在外部動力源的驅(qū)動下繞所述軸線進行轉動；所述隨動軸與所述內(nèi)轉子固定連接，且與所述驅(qū)動軸連接成能夠隨所述驅(qū)動軸進行同步轉動且允許相對于所述驅(qū)動軸沿所述軸線進行軸向移動；
[0014]具有質(zhì)量塊的慣性致動機構，設置在所述泵蓋的外側并能夠由所述隨動軸驅(qū)動進行轉動，用于利用所述質(zhì)量塊在轉動時產(chǎn)生的離心力迫使所述隨動軸沿所述軸線朝著遠離所述驅(qū)動軸的方向移動，以帶動所述內(nèi)轉子沿所述軸線相對于所述外轉子移動，從而改變所述內(nèi)轉子與所述外轉子之間沿所述軸線的嚙合長度。
[0015]進一步地，在所述內(nèi)轉子與所述外轉子之間具有第一嚙合長度時，所述內(nèi)轉子和所述外轉子定位成將所述高壓油區(qū)和所述低壓油區(qū)隔離；
[0016]優(yōu)選地，所述第一嚙合長度為所述內(nèi)轉子與所述外轉子之間的最大嚙合長度。
[0017]進一步地，在所述內(nèi)轉子與所述外轉子之間具有小于所述第一嚙合長度的至少一個第二嚙合長度時，所述內(nèi)轉子和所述外轉子定位成使得所述高壓油區(qū)和所述低壓油區(qū)部分連通，以在所述高壓油區(qū)與所述低壓油區(qū)之間維持使得所述內(nèi)轉子和所述外轉子提供大于零的泵送效率所需的壓差；
[0018]其中，較大的第二嚙合長度對應于較大的所述泵送效率。
[0019]進一步地，所述慣性致動機構構造成使得所述內(nèi)轉子相對于所述外轉子移動的最大致動距離對應于所述第二嚙合長度的最小值。
[0020]進一步地，在所述內(nèi)轉子與所述外轉子之間具有小于所述第二嚙合長度的第三嚙合長度時，所述內(nèi)轉子和所述外轉子定位成使得所述高壓油區(qū)和所述低壓油區(qū)完全連通，使得所述高壓油區(qū)與所述低壓油區(qū)之間無壓差，從而使得所述內(nèi)轉子和所述外轉子的泵送效率為零；
[0021]其中，所述慣性致動機構構造成使得所述內(nèi)轉子相對于所述外轉子移動的最大致動距離對應于所述第三嚙合長度。
[0022]進一步地，所述外轉子和內(nèi)轉子成形為沿所述軸線具有變化的嚙合輪廓，用于對應于所述外轉子和內(nèi)轉子之間的不同嚙合長度提供對應的不同泵送效率；
[0023]可選地，在所述外轉子和內(nèi)轉子之間具有較長的嚙合長度時，所述外轉子和內(nèi)轉子之間的所述嚙合輪廓提供較高的泵送效率。[0024]進一步地，所述轉子機油泵還包括:
[0025]位于所述容納腔內(nèi)并抵靠所述內(nèi)轉子的推板，所述推板與所述泵蓋之間限定了推板腔，所述推板腔與所述高壓油區(qū)連通以接收來自所述高壓油區(qū)的機油，用于在所述推板腔內(nèi)的機油向所述內(nèi)轉子施加與所述離心力的作用相反的推力。
[0026]進一步地，所述慣性致動機構構造成當所述驅(qū)動軸的轉速低于預設值時，所述離心力不足以克服所述推板的所述推力，從而不能迫使所述隨動軸移動；并且，當所述驅(qū)動軸的轉速高于預設值時，所述離心力足以克服所述推板的所述推力而迫使所述隨動軸移動。
[0027]進一步地,所述慣性致動機構包括:
[0028]導向板，其固定在所述隨動軸的在所述泵蓋的外側延伸的伸出部分上并能夠與所述隨動軸一起轉動；
[0029]所述質(zhì)量塊，其活動安裝在所述導向板上，所述導向板能夠帶動所述質(zhì)量塊進行轉動并同時限制所述質(zhì)量塊僅能夠相對于所述導向板在垂直于所述軸線的方向上移動；
[0030]擺臂，其兩端分別與所述質(zhì)量塊及所述隨動軸的所述伸出部分轉動連接，當所述質(zhì)量塊在轉動時因離心力移動時，所述質(zhì)量塊帶動所述擺臂并繼而帶動所述隨動軸沿所述軸線朝著遠離所述驅(qū)動軸的方向移動。
[0031]進一步地，所述質(zhì)量塊具有扁平狀的本體和耳體；所述本體具有長形的導向槽，所述導向板具有與其固定連接的鉚釘，所述鉚釘穿過所述導向槽，用于引導所述質(zhì)量塊沿所述導向板的移動并限制所述質(zhì)量塊在沿所述軸線的方向上遠離所述導向板的移動；所述質(zhì)量塊利用所述耳體與所述擺臂轉動連接，所述質(zhì)量塊在所述導向板上定位成當所述質(zhì)量塊的所述本體遠離所述隨動軸移動時，所述耳體朝著所述隨動軸移動。
[0032]本發(fā)明推板與泵蓋之間限定了推板腔，推板腔與高壓油區(qū)連通以接收來自高壓油區(qū)的機油。推板腔內(nèi)機油向內(nèi)轉子施加與慣性致動機構提供的離心力相反的推力。這樣在轉軸轉速較低致推板腔內(nèi)機油施加于內(nèi)轉子的推力大于慣性致動機構提供的離心力時，低壓油區(qū)和高壓油區(qū)的機油仍被隔離，泵送效率能維持最大。
[0033]本發(fā)明的轉軸包括驅(qū)動軸和隨動軸，驅(qū)動軸用于在外部動力源的動力輸入齒輪的驅(qū)動下轉動，隨動軸與所述驅(qū)動軸連接成能夠隨所述驅(qū)動軸進行同步轉動，并且能相對于所述驅(qū)動軸沿軸線進行軸向移動。由于隨動軸能相對于驅(qū)動軸沿軸線進行軸向移動，所以驅(qū)動軸能保持沿軸線方向基本不動，這樣的設置有利于外部動力源的動力輸入齒輪與設置于驅(qū)動軸上的驅(qū)動齒輪接合穩(wěn)定，使得轉軸上的驅(qū)動齒輪保持與外部動力源(如發(fā)動機)的動力輸入齒輪的最佳嚙合位置，消除驅(qū)動齒輪偏離動力輸入齒輪而造成的噪聲，消除驅(qū)動齒輪與動力輸入齒輪之間的傳動故障。
[0034]本發(fā)明泵殼與泵蓋之間的容納腔具有相互間隔開的低壓油區(qū)和高壓油區(qū)，并且容納腔中只設置一套外轉子和內(nèi)轉子，機油泵整體結構較為簡單。
[0035]本發(fā)明的慣性致動機構由隨動軸驅(qū)動,質(zhì)量塊在轉動時產(chǎn)生的離心力迫使隨動軸沿軸線朝著遠離所述驅(qū)動軸的方向移動，帶動內(nèi)轉子沿軸線相對于外轉子移動，從而改變內(nèi)轉子與外轉子之間的嚙合長度。由于本發(fā)明只有一個由低壓油區(qū)和高壓油區(qū)組成的容納腔，通過慣性致動機構即可使機油泵的泵送效率為零，因此可以省去泄壓閥來簡化機油泵的整體結構，從而提供了一種新的可變排量的轉子機油泵。
[0036]根據(jù)下文結合附圖對本發(fā)明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發(fā)明的上述以及其他目的、優(yōu)點和特征。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發(fā)明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0038]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例可變排量的轉子機油泵的爆炸圖；
[0039]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例驅(qū)動軸的結構示意圖；
[0040]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例泵殼的結構示意圖；
[0041]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例推板的結構示意圖；
[0042]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例泵蓋的結構示意圖；
[0043]圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例隨動軸的結構示意圖；
[0044]圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例導向板的結構示意圖；
[0045]圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例質(zhì)量塊的結構示意圖；
[0046]圖9是根據(jù)本發(fā)明一個實施例擺臂的結構示意圖；
[0047]圖10為轉軸低速運轉時機油泵的結構示意圖；
[0048]圖11為圖10沿轉軸的軸線的剖視圖；
[0049]圖12為轉軸低速運轉時機油泵的油路示意圖，圖中箭頭表示機油的流動方向；
[0050]圖13為轉軸高速運轉時機油泵的結構示意圖；
[0051]圖14為圖13沿轉軸的軸線的剖視圖，圖中箭頭分別表示隨動軸的運動方向和質(zhì)量塊的運動方向；
[0052]圖15為轉軸高速運轉時機油泵的油路示意圖，圖中箭頭表示機油的流動方向?！揪唧w實施方式】
[0053]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例可變排量的轉子機油泵的爆炸圖。如圖1所示，該可變排量的轉子機油泵包括泵殼3以及與所述泵殼3相面對的泵蓋7，螺栓16用于將所述泵殼3與所述泵蓋7固定連接。在組裝狀態(tài)下，所述泵殼3與所述泵蓋7將會一起在它們之間限定了一個容納腔，用于容納外轉子4、內(nèi)轉子5以及推板6。
[0054]參考圖3，泵殼3具有間隔開的泵殼低壓油區(qū)3.4和泵殼高壓油區(qū)3.2。參考圖5，類似地，泵蓋7也具有間隔開的泵蓋低壓油區(qū)7.1和泵蓋高壓油區(qū)7.5。這樣，當如圖12和圖15所示將泵殼3和泵蓋7相互面對地組裝好后，在它們之間形成的容納腔中，由泵殼低壓油區(qū)3.4與泵蓋低壓油區(qū)7.1共同限定了一個低壓油區(qū)20，由泵殼高壓油區(qū)3.2與泵蓋高壓油區(qū)7.5共同限定了一個高壓油區(qū)21。泵殼3還具有位于泵殼低壓油區(qū)3.4和泵殼高壓油區(qū)3.2之間的轉子腔3.1，用于容納外轉子4。并且，如圖11所示，在組裝狀態(tài)下，泵蓋7的一部分將會壓靠在轉子4的周邊上，以保證外轉子4不沿轉軸28的軸向進行運動。內(nèi)轉子5設置在外轉子4內(nèi)，轉軸28貫穿泵殼3和泵蓋7，并與內(nèi)轉子5固定連接以驅(qū)動其轉動。這樣，在轉軸28的帶動下，內(nèi)轉子5相對于外轉子4轉動，就可以將機油從所述低壓油區(qū)20泵送至所述高壓油區(qū)21。
[0055]參考圖4，推板6具有油腔界線6.2，油腔界線6.2在推板6中間凸起，用于將高壓油區(qū)21和低壓油區(qū)20隔離。推板6上的安裝孔6.3用于供轉軸18穿過。如圖5所示，泵蓋7具有推板腔7.7。推板6布置該推板腔7.7處，換句話說，推板腔7.7由推板6與泵蓋7之間的空間限定。所述推板腔7.7通過在泵蓋7處形成的油道7.4 (參見圖5)與泵蓋7的泵蓋高壓油區(qū)7.5連通，也就與整個高壓油區(qū)21連通，以接收來自高壓油區(qū)21的機油。這樣，在所述推板腔7.7內(nèi)的高壓機油將會向推板6施加遠離推板腔7.7方向上的推力。參見圖4和圖5，泵蓋7上設置有推板限位槽7.3，所述推板6具有推板限位塊6.1。在組裝狀態(tài)下，推板6的推板限位塊6.1插入到泵蓋7的推板限位槽7.3內(nèi)，來保證推板6只能沿所述轉軸28的軸向進行運動，而不能轉動。在如圖11所示的組裝狀態(tài)下，由于推板腔7.7內(nèi)的機油對推板6的推力，推板6會抵靠內(nèi)轉子5并向其施加向左的推力。
[0056]參考圖1、圖2和圖6，轉軸28可以由驅(qū)動軸2和隨動軸8兩段組成，驅(qū)動軸2和隨動軸8可分離地相互連接并沿所述轉軸28的軸線延伸。所述驅(qū)動軸2穿過泵殼3并與所述泵殼3可轉動地連接，并能夠在外部動力源的驅(qū)動下繞軸線進行轉動。參考圖1和圖2，驅(qū)動齒輪I可以與驅(qū)動軸2的軸頸2.2固定連接，這樣，當外部的動力輸入齒輪(未示出)與驅(qū)動齒輪I嚙合時，則能帶動驅(qū)動齒輪I并繼而帶動驅(qū)動軸2轉動。隨動軸8穿過內(nèi)轉子5并可以與內(nèi)轉子5固定連接，使得內(nèi)轉子5與隨動軸8同步轉動。并且，隨動軸8與驅(qū)動軸2連接成能夠隨所述驅(qū)動軸2進行同步轉動且允許相對于所述驅(qū)動軸2沿所述軸線進行軸向移動。示例性地，如圖2和圖6所示，驅(qū)動軸2的一端設置有內(nèi)花鍵2.1，隨動軸8的一端具有外花鍵8.3。隨動軸8插入驅(qū)動軸2中，使得外花鍵8.3和內(nèi)花鍵2.1相配合。這樣，隨動軸8既能隨所述驅(qū)動軸2進行同步轉動，而且能相對于驅(qū)動軸2沿軸線進行軸向移動。當隨動軸8相對于所述驅(qū)動軸2沿軸線進行軸向移動時，可以在驅(qū)動軸2沿軸線基本不動的情況下依然實現(xiàn)它們之間的動力傳遞。這樣的設置有利于外部的動力輸入齒輪等外部動力源與設置于驅(qū)動軸2上的驅(qū)動齒輪I接合穩(wěn)定。應當理解，外花鍵8.3和內(nèi)花鍵2.1應具有一定的軸向長度，這樣，在出現(xiàn)下文中將要描述的隨動軸8朝著遠離驅(qū)動軸2的方向移動的情況時，可以確保外花鍵8.3和內(nèi)花鍵2.1之間依然有足夠的嚙合長度來維持它們之間穩(wěn)定的動力傳遞；具體的軸向長度是本領域技術人員在實踐中很容易確定的。
[0057]該轉子機油泵還包括慣性致動機構。參見圖1、圖10和圖13，該慣性致動機構可以包括質(zhì)量塊11、導向板10和擺臂13。該慣性致動機構整體上設置在泵蓋7的外側并能夠由所述隨動軸8驅(qū)動進行轉動。
[0058]在圖8所示的實施例中，所述質(zhì)量塊11具有扁平狀的本體11.3和耳體11.1，所述本體11.3與所述耳體11.1基本垂直。該質(zhì)量塊11還具有導向槽11.2，下文將會看到，質(zhì)量塊11利用其導向槽11.2活動安裝在所述導向板10上。如圖7所示，所述導向板10具有鉚釘孔10.1、導向孔10.2和板體10.3。導向板10的導向孔10.2延伸出所述板體10.3，用于套裝在隨動軸8在所述泵蓋7的外側延伸的伸出部分上(在圖6中看得更清楚，隨動軸8的該伸出部分為其導向傳動桿8.2。導向孔10.2和導向傳動桿8.2具有相配合的形狀，例如圖示的扁平結構，從而使得隨動軸8能夠驅(qū)動導向板10同步轉動。如圖9所示，擺臂13為一長形構件，在其兩端部分別具有銷軸孔13.1和銷釘孔13.2。
[0059]在如圖10所示的組裝狀態(tài)下，導向板10鄰近泵蓋7的外側設置。導向板10與泵蓋7之間可以設置墊片9，墊片9能夠有效的降低導向板10和泵蓋7之間因轉動引起的磨損。鉚釘14穿過質(zhì)量塊11的導向槽11.2與導向板10上的鉚釘孔10.1固定連接，從而使得質(zhì)量塊11貼近導向板10布置，限制所述質(zhì)量塊11在沿轉軸20或者說隨動軸8的軸線的方向上遠離所述導向板10移動。同時，在鉚釘14與質(zhì)量塊11的導向槽11.2配合作用下，僅允許或者說引導所述質(zhì)量塊11沿所述導向板10的表面在導向槽11.2的延伸方向上移動，也就是在垂直于轉軸28的軸線的方向上的移動。擺臂13兩端通過銷軸孔13.1和銷釘孔13.2分別與所述隨動軸8及所述質(zhì)量塊11轉動連接。具體地，銷釘12將質(zhì)量塊11的耳體11.1與擺臂13連接，銷軸15通過銷軸孔8.1將隨動軸8與擺臂13連接。而且，所述質(zhì)量塊11在所述導向板10上定位成當所述質(zhì)量塊11的所述本體11.3遠離所述隨動軸8移動時,所述耳體11.1朝著所述隨動軸8移動。
[0060]這樣，當隨動軸8通過導向傳動桿8.2驅(qū)動導向板10轉動時,所述導向板10將通過鉚釘14帶動所述質(zhì)量塊11進行轉動。利用所述質(zhì)量塊11在轉動時產(chǎn)生的離心力，并且在該離心力大于前文所述的推板腔7.7對推板6的推力的情況下，質(zhì)量塊11將會朝著遠離隨動軸8的方向移動，從而帶動擺臂13樞轉。由于此時質(zhì)量塊11的耳體11.1是朝向隨動軸8移動，因此擺臂13的樞轉將會增大其沿隨動軸8的軸向分量的長度，從而迫使所述隨動軸8沿其軸線朝著遠離泵蓋7或者說遠離所述驅(qū)動軸2的方向移動。這樣會繼而帶動所述內(nèi)轉子5沿所述軸線相對于所述外轉子4移動，從而改變所述內(nèi)轉子5與所述外轉子4之間沿所述軸線的嚙合長度L (參見圖11和圖14)。
[0061]參考圖5和圖12，泵蓋7具有進油口 7.2、出油口 7.6及油道7.4，其中進油口 7.2鄰近低壓油區(qū)20，出油口 7.6鄰近高壓油區(qū)21。齒輪I驅(qū)動該驅(qū)動軸2并繼而驅(qū)動隨動軸8轉動，隨動軸8帶動內(nèi)轉子5相對于外轉子4轉動，使機油由低壓油區(qū)20進入到高壓油區(qū)21。同時，通過油道7.4使高壓油區(qū)21內(nèi)的機油進入到推板6右側的推板腔7.7，形成對推板6向左的推力。在該推力作用下，推板6貼合內(nèi)轉子5并向內(nèi)轉子5傳遞或者說施加該向左的推力。同時，前文所述的慣性致動機構在此時也會產(chǎn)生離心力，并通過擺臂13將該離心力轉化對隨動軸8的向右的推力。由于內(nèi)轉子5與隨動軸8固定連接，因此，本發(fā)明的轉子機構泵在工作時，內(nèi)轉子5和隨動軸8整體上將會受到來自推板6的向左推力以及來自慣性致動機構的向右推力。
[0062]在轉子機構泵開始工作時，轉軸28或者說驅(qū)動軸2的轉速從零開始逐漸增大。在低速階段，轉子機油泵的工作狀態(tài)如圖10-圖12所示。由于轉速較低，因此質(zhì)量塊11產(chǎn)生的離心力不足以克服所述推板6提供的推力，也就是說，對內(nèi)轉子5和隨動軸8的來自推板6的向左推力大于來自慣性致動機構的向右推力。此時，推板6推動內(nèi)轉子5貼在轉子腔
3.1的底壁上。此時內(nèi)轉子5和外轉子4嚙合長度最長，且內(nèi)轉子5、外轉子4以及推板6將低壓油區(qū)20與高壓油區(qū)21之間隔離，低壓油區(qū)20與高壓油區(qū)21之間無連通。需要注意的是，這里的“無連通”意味著機油僅能通過內(nèi)轉子5和外轉子4構成的泵油機構從低壓油區(qū)20泵送至高壓油區(qū)21。此時，整個機油泵的泵送效率最高，保證低速運轉時各零部件對機油的需求。
[0063]此時，所述內(nèi)轉子5與所述外轉子4之間具有第一嚙合長度。在第一嚙合長度時，所述內(nèi)轉子5和所述外轉子4定位成將所述高壓油區(qū)21和所述低壓油區(qū)20隔離。此時泵送效率最大。作為一種優(yōu)選實施例，所述第一嚙合長度為所述內(nèi)轉子5與所述外轉子4之間的最大嚙合長度。
[0064]隨著驅(qū)動軸2的轉速進一步增大,慣性致動機構產(chǎn)生的離心力也會隨之增大,直至對內(nèi)轉子5和隨動軸8的來自推板6的向左推力與來自慣性致動機構的向右推力基本相等。驅(qū)動軸2此時的轉速可以稱為該轉速的“預設值”，一方面，本領域技術人員可以根據(jù)該預設值來設計推板腔的大小和形狀、慣性致動機構中質(zhì)量塊的大小和擺臂的長度以及其它參數(shù)中的一項或多項，使得當驅(qū)動軸2的轉速達到該預設值時，慣性致動機構產(chǎn)生的離心力導致的對內(nèi)轉子5和隨動軸8的向右推力與推板6的向左推力基本相等；另一方面，本領域技術人員也可以通過改變上述參數(shù)中的一項或多項來調(diào)節(jié)或設定該“預設值”。這樣，只要所述驅(qū)動軸2的轉速低于該預設值，慣性致動機構中的質(zhì)量塊11產(chǎn)生的離心力則不足以克服所述推板6提供的推力，也就不能迫使所述隨動軸8和內(nèi)轉子5移動，該轉子機油泵則會按照如圖10-圖12所示的狀態(tài)工作。
[0065]當驅(qū)動軸2的轉速進一步增大且超過該預設值時，上述離心力則足以克服所述推板6的所述推力，也就是說，此時，對于內(nèi)轉子5和隨動軸8來說，來自慣性致動機構的向右推力大于來自推板6的向左推力。這樣就會迫使所述隨動軸8和內(nèi)轉子5向右移動。圖13-圖15示出了驅(qū)動軸2在大于預設值的高速運轉狀態(tài)時，該轉子機油泵的工作狀態(tài)。此時，內(nèi)轉子5與外轉子4之間具有小于所述第一哨合長度的第二哨合長度。在第二哨合長度時，所述內(nèi)轉子5和所述外轉子4定位成使得所述高壓油區(qū)21和所述低壓油區(qū)20部分連通，這里的“部分連通”意味著在所述高壓油區(qū)21與所述低壓油區(qū)20之間還維持著使得所述內(nèi)轉子5和所述外轉子4提供大于零的泵送效率所需的壓差。如圖15所示，齒輪I驅(qū)動該驅(qū)動軸2和隨動軸8轉動，隨動軸8帶動內(nèi)轉子5相對于外轉子4進行轉動，使機油由低壓油區(qū)20進入到高壓油區(qū)21，同時通過油道7.4使高壓的機油進入到推板6右側的推板腔7.7，形成對推板6向左側推力。同時由于轉速的增加質(zhì)量塊11的離心力增加，使質(zhì)量塊11沿導向槽11.2朝著遠離隨動軸8的方向移動，從而帶動擺臂13樞轉。擺臂13的樞轉將會增大其沿隨動軸8的軸向分量的長度，從而迫使所述隨動軸8帶動內(nèi)轉子5向右側運動，使內(nèi)轉子5與外轉子4的嚙合長度減少，且高壓油區(qū)21和所述低壓油區(qū)20部分連通。這使得所述內(nèi)轉子5和所述外轉子4的泵送效率降低，泵油增加量減少，保證適合的泵油量。
[0066]高壓油區(qū)21和所述低壓油區(qū)20部分連通會使得它們之間的壓差下降，從而必然使得所述內(nèi)轉子5和所述外轉子4的泵送效率降低。另一方面，通過設計內(nèi)轉子5和外轉子4之間相互面對的配合面的嚙合輪廓，也可以使得內(nèi)轉子5和外轉子4在不同的嚙合長度下，它們整體上會呈現(xiàn)出不同的泵送效率。也就是說，隨著內(nèi)轉子5相對于外轉子4向右移動，內(nèi)轉子5和外轉子4之間可以具有不同大小的多個第二嚙合長度為多個，并且較大的第二嚙合長度對應于較大的所述泵送效率。為了不至于使得內(nèi)轉子5相對于外轉子4移動過大的距離，可以調(diào)節(jié)慣性致動機構，例如擺臂的長度以及初始角度等，使得慣性致動機構所造成的所述內(nèi)轉子5相對于所述外轉子4移動的最大致動距離對應于所述第二嚙合長度的最小值。作為一種可選實施例，所述外轉子4和內(nèi)轉子5成形為沿轉軸28的軸線具有變化的嚙合輪廓，用于對應于所述外轉子4和內(nèi)轉子5之間的不同嚙合長度提供對應的不同泵送效率。例如，通過設置外轉子4和內(nèi)轉子5的圓周面向軸線方向傾斜，來使得所述嚙合輪廓隨著嚙合長度來變化。在所述外轉子4和內(nèi)轉子5之間具有較長的嚙合長度時，所述外轉子4和內(nèi)轉子5之間的所述嚙合輪廓提供較高的泵送效率。
[0067]本發(fā)明在轉軸低速運轉狀態(tài)時泵送效率較高，能提供足夠的機油量供零部件潤滑。在轉軸高速運轉狀態(tài)時，泵送效率變低，但是機油的流量與壓力沒有變低。這達到了轉軸低速運轉時高泵送效率，高速運轉時無需泄壓，滿足發(fā)動機潤滑需求的目的。
[0068]在一個未示出的實施例中，慣性致動機構對內(nèi)轉子5的最大致動距離也可以使得內(nèi)轉子5與外轉子4之間具有比第二嚙合長度更小的第三嚙合長度。此時，所述內(nèi)轉子5和所述外轉子4定位成使得所述高壓油區(qū)21和所述低壓油區(qū)20完全連通。這里的“完全連通”意指所述高壓油區(qū)21與所述低壓油區(qū)20之間無壓差，從而使得所述內(nèi)轉子5和所述外轉子4的泵送效率為零。這可以用于解決轉子機構泵超速運行的情況。具體地，當轉子機油泵超速運行時，慣性致動機構產(chǎn)生的離心力更大，其使得內(nèi)轉子5相對于外轉子4向右側移動更遠的距離，直至使得高壓油區(qū)21和所述低壓油區(qū)20完全連通。此時，油泵的泵送效率為零，這樣可以省去現(xiàn)有的用于在超速時泄壓的泄壓閥，以簡化機油泵的整體結構。當然，即使在超速的情況下，也不希望慣性致動機構繼續(xù)使得內(nèi)轉子5相對于外轉子4向右移動而出現(xiàn)機械故障。因此，如前所述，可以調(diào)節(jié)慣性致動機構，例如擺臂的長度以及初始角度等，使得所述慣性致動機構過造成的所述內(nèi)轉子5相對于所述外轉子4移動的最大致動距離對應于所述第三嚙合長度。
[0069]當然，在本發(fā)明的機油泵中也可以設置常規(guī)的泄壓閥。該泄壓閥布置于泵殼3的泄壓孔3.3內(nèi)，所述泄壓閥包括泄壓閥柱塞17、泄壓閥彈簧18和泄壓閥螺塞19。正常情況下，不管轉軸處于高速運轉還是低速運轉，泄壓閥始終保持關閉狀態(tài)，只有當轉軸超速或慣性致動機構意外失效時泄壓閥才會開啟，來減小或消除所述高壓油區(qū)21與所述低壓油區(qū)20之間的壓差，從而使得所述內(nèi)轉子5和所述外轉子4的泵送效率降低或為零。
[0070]至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發(fā)明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容直接確定或推導出符合本發(fā)明原理的許多其他變型或修改。因此，本發(fā)明的范圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【權利要求】
1.一種可變排量的轉子機油泵，包括: 泵殼(3)以及與所述泵殼(3)相面對的泵蓋(7)，所述泵殼(3)與所述泵蓋(7) —起在它們之間限定了容納腔，所述容納腔具有相互間隔開的低壓油區(qū)(20)和高壓油區(qū)(21)； 設置在所述容納腔中的外轉子(4)和內(nèi)轉子(5)，用于將機油從所述低壓油區(qū)(20)泵送至所述高壓油區(qū)(21); 貫穿所述泵殼(3)和所述泵蓋(7)的轉軸(28)，用于驅(qū)動所述內(nèi)轉子(5)轉動；其中，所述轉軸(28)具有沿所述轉軸(28)的軸線延伸且相互連接的驅(qū)動軸(2)和隨動軸(8);所述驅(qū)動軸(2)與所述泵殼(3)可轉動地連接，用于在外部動力源的驅(qū)動下繞所述軸線進行轉動；所述隨動軸(8)與所述內(nèi)轉子(5)固定連接，且與所述驅(qū)動軸(2)連接成能夠隨所述驅(qū)動軸(2)進行同步轉動且允許相對于所述驅(qū)動軸(2)沿所述軸線進行軸向移動； 具有質(zhì)量塊(11)的慣性致動機構，設置在所述泵蓋(7)的外側并能夠由所述隨動軸(8)驅(qū)動進行轉動，用于利用所述質(zhì)量塊(11)在轉動時產(chǎn)生的離心力迫使所述隨動軸(8)沿所述軸線朝著遠離所述驅(qū)動軸(2)的方向移動，以帶動所述內(nèi)轉子(5)沿所述軸線相對于所述外轉子(4)移動，從而改變所述內(nèi)轉子(5)與所述外轉子(4)之間沿所述軸線的嚙合長度。
2.根據(jù)權利要求1所述的轉子機油泵，其特征在于， 在所述內(nèi)轉子(5)與所述外 轉子(4)之間具有第一嚙合長度時，所述內(nèi)轉子(5)和所述外轉子(4)定位成將所述高壓油區(qū)(21)和所述低壓油區(qū)(20)隔離； 優(yōu)選地，所述第一嚙合長度為所述內(nèi)轉子(5)與所述外轉子(4)之間的最大嚙合長度。
3.根據(jù)權利要求2所述的轉子機油泵，其特征在于， 在所述內(nèi)轉子(5)與所述外轉子(4)之間具有小于所述第一嚙合長度的至少一個第二嚙合長度時，所述內(nèi)轉子(5)和所述外轉子(4)定位成使得所述高壓油區(qū)(21)和所述低壓油區(qū)(20)部分連通，以在所述高壓油區(qū)(21)與所述低壓油區(qū)(20)之間維持使得所述內(nèi)轉子(5)和所述外轉子(4)提供大于零的泵送效率所需的壓差； 其中，較大的第二嚙合長度對應于較大的所述泵送效率。
4.根據(jù)權利要求3所述的轉子機油泵，其特征在于， 所述慣性致動機構構造成使得所述內(nèi)轉子(5)相對于所述外轉子(4)移動的最大致動距離對應于所述第二嚙合長度的最小值。
5.根據(jù)權利要求3所述的轉子機油泵，其特征在于， 在所述內(nèi)轉子(5)與所述外轉子(4)之間具有小于所述第二嚙合長度的第三嚙合長度時，所述內(nèi)轉子(5 )和所述外轉子(4 )定位成使得所述高壓油區(qū)(21)和所述低壓油區(qū)(20 )完全連通，使得所述高壓油區(qū)(21)與所述低壓油區(qū)(20)之間無壓差，從而使得所述內(nèi)轉子(5)和所述外轉子(4)的泵送效率為零； 其中，所述慣性致動機構構造成使得所述內(nèi)轉子(5)相對于所述外轉子(4)移動的最大致動距離對應于所述第三嚙合長度。
6.根據(jù)權利要求1-5中任一項所述的轉子機油泵，其特征在于， 所述外轉子(4)和內(nèi)轉子(5)成形為沿所述軸線具有變化的嚙合輪廓，用于對應于所述外轉子(4)和內(nèi)轉子(5)之間的不同嚙合長度提供對應的不同泵送效率； 可選地，在所述外轉子(4)和內(nèi)轉子(5)之間具有較長的嚙合長度時，所述外轉子(4)和內(nèi)轉子(5)之間的所述嚙合輪廓提供較高的泵送效率。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的轉子機油泵，其特征在于，所述轉子機油泵還包括:位于所述容納腔內(nèi)并抵靠所述內(nèi)轉子的推板(6)，所述推板(6)與所述泵蓋(7)之間限定了推板腔(7.7)，所述推板腔(7.7)與所述高壓油區(qū)(21)連通以接收來自所述高壓油區(qū)(21)的機油，用于在所述推板腔(7.7)內(nèi)的機油向所述內(nèi)轉子(5)施加與所述離心力的作用相反的推力。
8.根據(jù)權利要求7所述的轉子機油泵，其特征在于， 所述慣性致動機構構造成當所述驅(qū)動軸(2)的轉速低于一預設值時，所述離心力不足以克服所述推板(6)的所述推力，從而不能迫使所述隨動軸(8)移動；并且，當所述驅(qū)動軸(2 )的轉速高于所述預設值時，所述離心力足以克服所述推板(6 )的所述推力而迫使所述隨動軸(8)移動。
9.根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的轉子機油泵，其特征在于， 所述慣性致動機構包括: 導向板(10)，其固定在所述隨動軸(8)的在所述泵蓋(7)的外側延伸的伸出部分上并能夠與所述隨動軸(8) —起轉動； 所述質(zhì)量塊(11 )，其活動安裝在所述導向板(10)上，所述導向板(10)能夠帶動所述質(zhì)量塊(11)進行轉動并同時限制所述質(zhì)量塊(11)僅能夠相對于所述導向板(10 )在垂直于所述軸線的方向上移動； 擺臂(13)，其兩端分別與所述質(zhì)量塊(11)及所述隨動軸(8)的所述伸出部分轉動連接，當所述質(zhì)量塊(11)在轉動時因離心力移動時，所述質(zhì)量塊帶動所述擺臂(13)并繼而帶動所述隨動軸(8)沿所述軸線朝著遠離所述驅(qū)動軸(2)的方向移動。
10.根據(jù)權利要求9所述的轉子機油泵，其特征在于， 所述質(zhì)量塊(11)具有扁平狀的本體(11.3)和耳體(11.1)；所述本體(11.3)具有長形的導向槽(11.2)，所述導向板(10)具有與其固定連接的鉚釘(14)，所述鉚釘(14)穿過所述導向槽(11.2)，用于引導所述質(zhì)量塊(11)沿所述導向板(10)的移動并限制所述質(zhì)量塊(11)在沿所述軸線的方向上遠離所述導向板(10)的移動； 所述質(zhì)量塊(11)利用所述耳體(11.1)與所述擺臂(13 )轉動連接，所述質(zhì)量塊(11)在所述導向板(10)上定位成當所述質(zhì)量塊(11)的所述本體(11.3)遠離所述隨動軸(8)移動時，所述耳體(11.1)朝著所述隨動軸(8 )移動。
【文檔編號】F16N13/20GK103775812SQ201410037320
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權日:2014年1月26日
【發(fā)明者】白廣松, 由毅, 沈源, 袁爽, 吳成明, 馮擎峰 申請人:浙江吉利控股集團有限公司, 浙江吉利汽車研究院有限公司