葉片鉸鏈活塞複合式變排量泵的製作方法

2023-05-28 14:31:51

本實用新型涉及一種變排量泵。

背景技術：

機油泵通常有兩種安裝方式，一種是安裝在發動機油底殼內，由曲軸通過鏈條或皮帶驅動，另一種是安裝在發動機端蓋上，由曲軸直接驅動。機油泵工作轉速通常在500～6500rpm範圍內,有的高轉速可達8500rpm～10000rpm，工作油溫在-30～150℃之間, 通常在95℃。

現有葉片式機油泵的結構如圖1所示，其主要是由泵體91、轉子92、葉片93、支撐環94、旋轉銷95、滑塊96、滑塊彈簧97、矩形密封條98、橡膠棒99等組成，該結構存在以下幾個方面的不足：

1、現有葉片泵由於需要保證高溫怠速性能和自吸性能，結構上需要保證葉片與滑塊內壁貼緊，所以需要在轉子兩端放置兩個支撐環，保證葉片頂端與滑塊內壁的間隙。同時轉子兩端需要設計支撐槽，該結構會導致轉子端面密封效果不好和轉子強度降低，並且該結構增大了轉子外徑，導致線速度過大，從而發生空化氣蝕的失效風險，尤其是在曲軸直接驅動的產品缺點更突出；

2、現有葉片泵是葉片在轉子葉片槽中伸縮，葉片與滑塊內圓滑動，當轉速提高到3500rpm以上時，葉片與滑塊內壁的高速滑動會造成兩者之間無法形成油膜，造成不正常的波紋磨損失效，導致葉片泵容積效率的下降，摩擦功的消耗導致總效率低，噪音異常，嚴重的會導致安全性和可靠性的風險，這是現有葉片泵最主要的缺陷，並且6000rpm以上高速工作受到限制；

3、現有葉片式變排量泵，由於葉片需要在葉片槽內伸縮，使得葉片根部的葉片槽佔用空間而不能形成有效容腔，空間利用率低，泵的體積與泵排量的比值低，無法滿足輕量化和小型化的嚴苛要求；同時葉片線速度會很高，隨著轉速提高在離心力作用下，進口腔轉子外徑處無法完全充填油液，會導致產生空穴問題；葉片泵效率不高，同時氣蝕使轉子和葉片振動，葉片撞擊滑塊，導致失效，尤其在曲軸直驅產品上更嚴重。

隨著節能環保和排放法規要求越來越嚴格，以及石油資源的短缺，亟需對市場上現有的葉片式變排量機油泵結構的不足之處進行改進和創新，以滿足未來更加嚴苛的排放法規和市場需求。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種體積小、重量輕、葉片工作時不會出現卡滯、適用範圍廣的葉片鉸鏈活塞複合式變排量泵。

為解決上述技術問題，本實用新型所採取的技術方案是：

一種葉片鉸鏈活塞複合式變排量泵，包括：泵殼體，所述泵殼體具有泵室，所述泵室具有入口和出口；調節環，在所述泵室內可以移動以調節泵的流量；轉子，所述轉子的旋轉軸線偏離所述調節環的中心軸線；多個葉片；其中，每一葉片的兩端分別設有第一鉸接軸部和第二鉸接軸部；葉片鉸鏈活塞複合式變排量泵還包括旋轉缸以及與多個葉片數量相等的多個活塞，旋轉缸可轉動地設置在調節環內，旋轉缸的中心軸線與調節環的中心軸線同軸；轉子可轉動地設置在旋轉缸內；旋轉缸的內周面和轉子的外周面的其中一者設有分別與多個活塞一一配合的多個徑向槽，旋轉缸的內周面和轉子的外周面的其中另一者設有分別與多個葉片的第一鉸接軸部一一配合的多個第一鉸接軸孔，多個活塞靠近葉片一端的端面分別設有與多個葉片的第二鉸接軸部一一配合的多個第二鉸接軸孔；各葉片的第一鉸接軸部伸入相對應的第一鉸接軸孔，葉片可相對於第一鉸接軸孔擺動；各葉片的第二鉸接軸部伸入相對應的第二鉸接軸孔，且葉片可相對於第二鉸接軸孔擺動；每相鄰的兩個葉片及兩個活塞、以及位於每相鄰的兩個葉片及兩個活塞之間的旋轉缸的內表面和轉子的外周面共同圍成密封主腔；各活塞伸入相對應的徑向槽，並可沿徑向槽移動，各活塞與相對應的徑向槽之間形成密封副腔。

採用上述技術方案後，本實用新型至少具有以下優點和特點：

1、根據本實用新型一實施例的葉片鉸鏈活塞複合式變排量泵具有多個密封主腔和多個密封副腔，密封主腔作為主油腔起到等同於葉片泵的功能，密封副腔作為副油腔起到等同於徑向柱塞泵的功能，因此，在幾何排量相同的情況下，根據本實用新型實施例的葉片鉸鏈活塞複合式變排量泵相比其他油泵，具有體積小、重量輕的特點，能滿足發動機輕量化和小型化的要求；

2、根據本實用新型實施例的葉片鉸鏈活塞複合式變排量泵可應用在曲軸直驅和鏈條鏈輪驅動結構上，可布置在油底殼和發動機端蓋，應用範圍廣泛，適應性強；

3、相對於傳統葉片泵的葉片依靠離心力甩出與定子內壁貼緊不同，根據本實用新型實施例的葉片鉸鏈活塞複合式變排量泵的旋轉缸的鉸接軸孔與葉片的鉸接軸為鉸接配合，能保證葉片工作時不會出現卡滯，並且耐異物性能更佳，可適應汙染的油品工作環境，應用範圍更廣。

附圖說明

圖1示出了現有葉片式機油泵的主視結構示意圖。

圖2示出了根據本實用新型一實施例的葉片鉸鏈活塞複合式變排量油泵的局部結構示意圖。

圖3示出了根據本實用新型一實施例的泵體的結構示意圖。

圖4示出了圖3的B方向的示意圖。

圖5示出了根據本實用新型一實施例的葉片的示意圖。

圖6示出了根據本實用新型一實施例的活塞的示意圖。

圖7示出了根據本實用新型一實施例的調節環的示意圖。

圖8示出了根據本實用新型一實施例的旋轉缸的示意圖。

圖9示出了根據本實用新型一實施例的轉子的示意圖。

圖10示出了根據本實用新型一實施例的葉片鉸鏈活塞複合式變排量油泵吸排油原理示意圖。

圖11示出了根據本實用新型另一實施例的轉子、旋轉缸、活塞和葉片的布置結構。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

請參閱圖2至圖4。根據本實用新型一實施例的一種葉片鉸鏈活塞複合式變排量泵，包括泵殼體1、調節環3、旋轉缸4、轉子5、多個葉片7、與多個葉片7數量相等的多個活塞8。

泵殼體1具有泵室10，泵室10具有入口11、出口12、調節環定位孔13、反饋流道15和變量反饋控制腔16。在實際應用中，反饋流道15的一端與發動機主油道連通，另一端與變量反饋控制腔16連通，如此，將泵輸出的流體反饋給與變量反饋控制腔16相鄰的調節環3，變量反饋控制腔16內的壓力用來抵抗來自復位彈簧9的偏壓力而移動調節環3，從而改變泵流量。

請結合圖5所示。每一葉片7的兩端分別設有第一鉸接軸部71和第二鉸接軸部72。在本實施例中，葉片7包括直的片身部70，片身部70的兩端均向外擴大，分別形成側面呈凸圓柱面的第一鉸接軸部71和第二鉸接軸部72。葉片本身的結構可以多種多樣，但葉片與其它部件配合的原理本質還是鉸鏈活塞複合結構。

請結合圖7所示。調節環3安裝在調節環定位孔13中，在泵室10內可以做圍繞旋轉圓柱定位軸33轉動的旋轉移動或往復直線移動，進而改變轉子的偏心距，以調節泵的流量。

請結合圖8所示，旋轉缸4的外周面41與調節環3的中心孔31間隙配合，旋轉缸4可轉動地設置在調節環3內，旋轉缸4的中心軸線與調節環3的中心軸線同軸。在本實施例中，旋轉缸的內周面43上設有分別與多個葉片的第一鉸接軸部71一一配合的多個第一鉸接軸孔42。多個第一鉸接軸孔42等間隔地設置在旋轉缸的內周面43上。

請結合圖9所示。轉子5可轉動地設置在旋轉缸4內。轉子5的中心設有驅動軸孔50。驅動軸6安裝在驅動軸孔50中，並與驅動軸孔50過盈配合，從而可帶動轉子5一起轉動。轉子5的旋轉軸線偏離調節環3的中心軸線。在本實施例中，轉子5的外周面53設有分別與多個活塞8一一配合的多個徑向槽51。多個徑向槽51等間隔地設置在轉子5的外周面53上。

請參閱圖10，並請結合圖6所示。各活塞8伸入相對應的徑向槽51，並可沿徑向槽51移動，各活塞8與相對應的徑向槽51之間形成密封副腔103。多個活塞8靠近葉片一端的端面分別設有與多個葉片7的第二鉸接軸部72一一配合的多個第二鉸接軸孔82。

各葉片7的第一鉸接軸部71伸入相對應的第一鉸接軸孔42，葉片7可相對於第一鉸接軸孔42自由擺動；各葉片7的第二鉸接軸部72伸入相對應的第二鉸接軸孔82，且葉片7可相對於第二鉸接軸孔82擺動；每相鄰的兩個葉片及兩個活塞、以及位於每相鄰的兩個葉片及兩個活塞之間的旋轉缸的內周面和轉子的外周面共同圍成密封主腔101。

在本實施例中，葉片7的數量為6個。葉片7、活塞8、轉子5、旋轉缸4、泵體1一起把泵室10分隔為6個相互獨立的密封主腔101，同時形成6個獨立的密封副腔103。密封主腔101、密封副腔103的數量可根據設計需要而確定，例如，也可以是5個、8個等。

根據本實用新型一實施例的葉片鉸鏈活塞複合式變排量泵的吸排油的工作原理如下：

當驅動軸6帶動轉子5旋轉時，轉子5通過徑向槽51帶動活塞8、活塞8通過第二鉸接軸孔82帶動葉片7、葉片7帶動旋轉缸4一起做旋轉運動，由於轉子5和調節環3成偏心布置，當轉子5從入口11低壓側旋轉到出口12高壓側一周，由進油入口11的始端到末端，密封主腔101和密封副腔103體積逐漸由小變大完成吸油過程，隨著轉子5繼續旋轉從排油出口12始端到末端，密封主腔101和密封副腔103體積由大逐漸變小完成排油過程。

較佳的是，本實用新型的葉片鉸鏈活塞複合式變排量泵作為發動機用機油泵，可用作汽油發動機、柴油發動機等的機油泵，但不限於此，例如其還可以作為變速箱用機油泵。

顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。例如，在其它實施例中，如圖11所示，也可在旋轉缸4的內周面設置分別與多個活塞8一一配合的多個徑向槽，在轉子的外周面的設置分別與多個葉片7的第一鉸接軸部一一配合的多個第一鉸接軸孔。