一種輸出排量可變雙聯轉子泵及其控制系統的製作方法
2023-06-27 13:18:01 3
本實用新型涉及內燃機或變速箱潤滑系統技術領域，特別是一種內燃機或變速箱系統可控雙聯轉子泵及其控制系統。
背景技術：
隨著汽車節能減排意識的不斷提高和汽車排放法規的日益嚴格，可變排量油泵在發動機潤滑系統和變速箱系統中的應用日益普及，主要包括三種類型：通過改變偏心實現變排量的滑片泵（包括滑擺泵），通過改變嚙合長度實現變排量的齒輪泵，通過進出油口節流實現變流量的轉子泵。其中滑片泵的變量機構比較複雜，同時定子為浮動結構降低了油泵系統的可靠性，在大流量，低速和高速工況均存在一定程度的性能下降，尤其是在大功率商用車發動機上的應用受到限制。齒輪泵的變量機構更複雜，成本更高，總效率和響應時間等重要性能指標不及滑片泵和轉子泵等。變排量轉子泵的研究一直在進行，但都沒有形成有效突破，因而不能實現真正意義上的變排量，節油收益和經濟性都受到限制。
技術實現要素：
本實用新型要解決的技術問題是提供一種結構簡單、可靠性高的輸出排量可變雙聯轉子泵及其控制系統。
為解決上述技術問題，本實用新型關於輸出排量可變雙聯轉子泵的技術方案是：一種輸出排量可變雙聯轉子泵，包括泵腔和安裝在泵腔內的轉子軸、主泵、副泵，所述主泵和副泵之間設有一塊隔板，所述主泵和副泵均設有進油腔和排油腔，其中兩個泵的進油腔互相連通，兩個泵的排油腔則被隔板隔開；所述主泵包括主泵內轉子和主泵外轉子，所述副泵包括副泵內轉子和副泵外轉子。
上述技術方案提供的雙聯轉子泵，在一個泵腔中，通過一根轉子軸同時驅動兩套轉子副，並通過一塊隔板分割成主副兩臺泵，隔板使主泵和副泵的排油腔處於隔開狀態，而進油腔卻處於相通狀態。這種結構的雙聯轉子泵輸出排量可變且結構簡單緊湊。
在一個實施例中，所述隔板整體為圓形，所述隔板上設有一個偏心軸孔，所述隔板上在偏心軸孔的一側還設有一個通油孔，所述隔板將主泵的排油腔和副泵的排油腔隔開，所述主泵的進油腔和副泵的進油腔則通過隔板上的通油孔相通。
進一步地，所述隔板上在偏心軸孔的另一側還設有一個通孔，所述通孔中裝有一塊與該通孔相嵌合的浮動塊,所述浮動塊在油壓的作用下能夠在通孔中軸向移動。這種結構能夠對排油腔的油壓有一個緩衝作用。
優選地，所述隔板上的通油孔和通孔的形狀均為月牙形，所述浮動塊的形狀也為月牙形。
本實用新型關於控制系統的技術方案是：一種輸出排量可變雙聯轉子泵的控制系統，包括雙聯轉子泵、主油道、泵出口、主控制閥；所述主控制閥包括閥套、閥芯和彈簧，所述閥套的一端為控制腔，所述控制腔通過管路與主油道或泵出口連接，所述閥套的另一端為彈簧腔，所述閥芯的兩端分別受油壓和彈簧力的作用可在閥套內移動，所述閥套上還設有A口、B口、C口；所述雙聯轉子泵包括泵腔和安裝在泵腔內的轉子軸、主泵、副泵，所述主泵和副泵之間設有一塊隔板，所述主泵和副泵均設有進油腔和排油腔，其中兩個泵的進油腔互相連通，兩個泵的排油腔則被隔板隔開；所述主泵包括主泵內轉子和主泵外轉子，主泵內轉子與主泵外轉子構成的轉子副運轉時產生的主排油腔通過管路連接到泵出口；所述副泵包括副泵內轉子和副泵外轉子，副泵內轉子與副泵外轉子構成的轉子副運轉時產生的副排油腔通過管路連接到主控制閥的B口；所述閥套上的A口通過管路與泵出口相連，所述閥套上的C口通過管路與主泵和副泵的進油腔相連，所述閥芯的周面設有環狀的油槽，根據閥芯在閥套中的不同位置，主控制閥分別處於B口與A口相通、B口同時與A口和C口相通、B口與C口相通、A口與C口相通四種狀態中的一種。
上述技術方案中，在一個泵腔中，通過一根轉子軸同時驅動兩套轉子副，並通過隔板分割成主副兩臺泵，主泵持續供油，副泵通過控制閥選擇供油或排油，當主泵滿足發動機或變速箱油泵時，副泵以較低的油壓直接排回進油腔，實現轉子泵的排量可控和節能。
進一步地，控制系統還包括先導電磁閥，所述先導電磁閥位於主控制閥的控制腔與主油道或泵出口之間的管路上。這樣就能實現多級可變排量控制。
其中，當先導電磁閥處於OFF狀態時，主控制閥的控制腔處於洩荷狀態，副泵排油腔內的壓力油依次經過B口、A口後進入泵出口；當泵出口壓力過高，先導電磁閥得電，主油道或泵出口油壓經先導電磁閥進入主控制閥的控制腔推動閥芯向彈簧腔逐漸移動，使A口逐漸關閉，C口逐漸打開，副泵排油腔內的部分壓力油依次經過B口、A口後進入泵出口，另一部分壓力油依次經過B口、C口後回流至主泵和副泵的進油腔；當A口完全關閉，則C口完全打開，副泵排油腔內的壓力油依次經過B口、C口後回流至主泵和副泵的進油腔；當主油道壓力繼續升高時，主油道或泵出口油壓經先導電磁閥進入主控制閥的控制腔推動閥芯繼續向彈簧腔移動，使A口與C口相通、B口關閉，泵出口多餘的油經過A口和C口部分洩荷，形成溢流控制。
其中，所述主控制閥閥芯的周面設有兩個環狀的油槽，兩個油槽之間的間隔部設有一個通孔。
其中，所述先導電磁閥根據ECU所檢測到的溫度、負載及轉速信號來確定目標壓力值，並控制主控制閥的閥芯位置和開閉時間。
在一個實施例中，所述隔板整體為圓形，所述隔板上設有一個偏心軸孔，所述隔板上在偏心軸孔的一側還設有一個通油孔，所述隔板將主泵的排油腔和副泵的排油腔隔開，所述主泵的進油腔和副泵的進油腔則通過隔板上的通油孔相通。
進一步地，所述隔板上在偏心軸孔的另一側還設有一個通孔，所述通孔中裝有一塊與該通孔相嵌合的浮動塊,所述浮動塊在油壓的作用下能夠在通孔中軸向移動。這種結構能夠對排油腔的油壓有一個緩衝作用。
優選地，所述隔板上的通油孔和通孔的形狀均為月牙形，所述浮動塊的形狀也為月牙形。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例1和實施例2的結構示意圖；
圖2為本實用新型實施例3的結構示意圖；
圖3為本實用新型實施1-3中的隔板結構示意圖；
圖4為圖3中A-A線的剖視結構示意圖。
附圖標記為：
1——泵腔 2——轉子軸 3——主泵
4——副泵 5——隔板 6——主油道
7——泵出口 8——主控制閥 9——先導閥
31——主泵內轉子 32——主泵外轉子
41——副泵內轉子 42——副泵外轉子
51——偏心軸孔 52——通油孔 53——浮動塊
81——閥芯 82——控制腔 83——A口
84——B口 85——C口。
具體實施方式
為了便於本領域技術人員的理解，下面結合實施例與附圖對本實用新型作進一步的說明，實施方式提及的內容並非對本實用新型的限定。
在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。在本實用新型的描述中，「多個」的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解所述術語的具體含義。
實施例1
如圖1、3、4所示的一種輸出排量可變雙聯轉子泵，包括泵腔1和安裝在泵腔1內的轉子軸2、主泵3、副泵4，所述主泵3和副泵4之間設有一塊圓形隔板5，所述隔板5上設有一個偏心軸孔51，所述隔板5上在偏心軸孔51的一側還設有一個通油孔52，所述隔板5將主泵3的排油腔和副泵4的排油腔隔開，所述主泵3和副泵4的進油腔則通過隔板5上的通油孔52相通；所述主泵3包括主泵內轉子31和主泵外轉子32，所述副泵4包括副泵內轉子41和副泵外轉子42。
如圖3、4所示，隔板5上在偏心軸孔51的另一側還設有一個通孔，所述通孔中裝有一塊與該通孔相嵌合的浮動塊53,所述浮動塊53在油壓的作用下能夠在通孔中軸向移動。所述隔板5上的通油孔52和通孔的形狀均為月牙形，所述浮動塊53的形狀也為月牙形。
實施例2
如圖1、3、4所示，一種輸出排量可變雙聯轉子泵的控制系統，包括雙聯轉子泵、主油道6、泵出口7、主控制閥8；所述主控制閥8包括閥套、閥芯81和彈簧，所述閥套的一端為控制腔82，所述控制腔82通過管路與主油道6連接，所述閥套的另一端為彈簧腔，所述閥芯81的兩端分別受油壓和彈簧力的作用可在閥套內移動，所述閥套上還設有A口83、B口84、C口85；所述雙聯轉子泵包括泵腔1和安裝在泵腔1內的轉子軸2、主泵3、副泵4，所述主泵3和副泵4之間設有一塊圓形隔板5，所述隔板5上設有一個偏心軸孔51，所述隔板5上在偏心軸孔51的一側還設有一個通油孔52，所述隔板5將主泵3的排油腔和副泵4的排油腔隔開，所述主泵3的進油腔和副泵4的進油腔則通過隔板5上的通油孔52相通；所述主泵3包括主泵內轉子31和主泵外轉子32，主泵內轉子31與主泵外轉子32構成的轉子副運轉時產生的主排油腔通過管路連接到泵出口7；所述副泵4包括副泵內轉子41和副泵外轉子42，副泵內轉子41與副泵外轉子42構成的轉子副運轉時產生的副排油腔通過管路連接到主控制閥的B口84；所述閥套上的A口83通過管路與泵出口7相連，所述閥套上的C口85通過管路與主泵和副泵的進油腔相連，所述閥芯81的周面設有兩個環狀的油槽86，兩個油槽86之間的間隔部設有一個通孔，根據閥芯81在閥套中的不同位置，主控制閥8分別處於B口84與A口83相通、B口84同時與A口83和C口85相通、B口84與C口85相通、A口83與C口85相通四種狀態中的一種。
如圖3、4所示，所述隔板5上在偏心軸孔51的另一側還設有一個通孔，所述通孔中裝有一塊與該通孔相嵌合的浮動塊53,所述浮動塊53在油壓的作用下能夠在通孔中軸向移動。所述隔板5上的通油孔52和通孔的形狀均為月牙形，所述浮動塊53的形狀也為月牙形。
工作時，主泵3持續向泵出口供油，副泵4通過主控制閥8選擇供油或排油，當主泵3滿足發動機或變速箱油泵時，副泵4則以較低的油壓直接排回進油腔，實現轉子泵的排量可控和節能。
實施例3
如圖2、3、4所示，一種輸出排量可變雙聯轉子泵的控制系統，其包括實施例2中的所有結構，之外還包括先導電磁閥9，所述先導電磁閥9位於主控制閥8的控制腔82與主油道6之間的管路上，這種結構能夠實現多級可變排量控制。
所述先導電磁閥9根據ECU所檢測到的溫度、負載及轉速信號來確定目標壓力值，並控制主控制閥8的閥芯位置和開閉時間。當先導電磁閥9處於OFF狀態時，主控制閥的控制腔82處於洩荷狀態，副泵4排油腔內的壓力油依次經過B口84、A口83後進入泵出口7；當泵出口7壓力過高，先導電磁閥9得電，主油道6油壓經先導電磁閥9進入主控制閥的控制腔82推動閥芯81向彈簧腔逐漸移動，使A口83逐漸關閉，C口85逐漸打開，副泵4排油腔內的部分壓力油依次經過B口84、A口83後進入泵出口7，另一部分壓力油依次經過B口84、C口83後回流至主泵3和副泵4的進油腔；當A口83完全關閉，則C口85完全打開，副泵4排油腔內的壓力油依次經過B口84、C口85後回流至主泵3和副泵4的進油腔；當主油道6壓力繼續升高時，主油道6油壓經先導電磁閥9進入主控制閥的控制腔82推動閥芯81繼續向彈簧腔移動，使A口83與C口85相通、B口84關閉，泵出口7多餘的油經過A口83和C口85部分洩荷，形成溢流控制。
上述實施例為本實用新型較佳的實現方案，除此之外，本實用新型還可以其它方式實現，在不脫離本技術方案構思的前提下任何顯而易見的替換均在本實用新型的保護範圍之內。
為了讓本領域普通技術人員更方便地理解本實用新型相對於現有技術的改進之處，本實用新型的一些附圖和描述已經被簡化，並且為了清楚起見，本申請文件還省略了一些其它元素，本領域普通技術人員應該意識到這些省略的元素也可構成本實用新型的內容。