一種變排量機油泵的製作方法
2023-05-27 04:52:36
專利名稱：一種變排量機油泵的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種變排量機油泵，特別是指一種適用於汽車發動機用機油泵。
技術背景
內燃機變排量機油泵具有節能的優點，目前在發達國家的汽車中已開始採用，大眾的TSI系列發動機上使用的一個可調式(Duo-centric oil pump)，就是變排量機油泵。
從2006年起，寶馬和標緻、雪鐵龍合作生產了 1300萬臺1. 6L渦輪增壓汽油發動機，而在技術方面，我們可以簡單的理解為這款發動機是在PSA的TU系列基礎上，增加了汽油直噴、「 Twin-Scroll」渦輪增壓器、連續可變正時氣門、可變排量機油泵、鋁製曲軸箱等新技術的應用。熟悉的MINI Cooper S、標緻207CC、雪鐵龍C4等均搭載的是這款1. 6T發動機。
2010年9月13日，奇瑞發布了 ACTECO III代系列發動機首款汽油機一 1. 6TDGI (SQR F4J16)。1. 6TDGI發動機集渦輪增壓器、缸內直噴、可變排量機油泵、電子節溫器等先進發動機技術於一身，其動力性、燃油經濟性、排放指標均達世界同等先進發動機水平。因此，逐步採用變排量機油泵，是今後發動機技術的一個發展趨勢。
發動機工作時，各運動零件均以一定的力作用在另一個零件上，並且發生高速的相對運動，有了相對運動，零件表面必然要產生摩擦，加速磨損。因此，為了減輕磨損，減小摩擦阻力，延長使用壽命，發動機上都必須有潤滑系(lubrication system)。其主要作用有1)潤滑作用潤滑運動零件表面，減小摩擦阻力和磨損，減小發動機的功率消耗； 2)清洗作用機油在潤滑系內不斷循環，清洗摩擦表面，帶走磨屑和其它異物；3)冷卻作用機油在潤滑系內循環還可帶走摩擦產生的熱量，起冷卻作用；4)密封作用在運動零件之間形成油膜，提高它們的密封性，有利於防止漏氣或漏油；5)防鏽蝕作用在零件表面形成油膜，對零件表面起保護作用，防止腐蝕生鏽；6)液壓作用潤滑油還可用作液壓油，如液壓挺柱，起液壓作用；7)減振緩衝作用在運動零件表面形成油膜，吸收衝擊並減小振動，起減振緩衝作用。
潤滑系的主要部件有機油泵、機油濾清器、各種閥、機油散熱器以及檢視設備。其中，機油泵作用是將機油提高到一定壓力後，強制地壓送到發動機各零件的運動表面上。其結構多採用齒輪式機油泵。發動機工作時，曲軸帶動主動齒輪傳動，被動齒輪作反方向旋轉。吸油腔內的機油便沿著齒隙和泵壁壓入出油腔。因吸油腔內的機油被不斷帶走，故吸油腔內產生吸力，不斷地將油底殼內的機油吸入吸油腔，並同時將一定壓力的機油泵入潤滑油路。機油泵的效用是把機油送到發動機各摩擦部位，機油在潤滑路中循環，以使發動機得到良好的潤滑。由於轉子式機油泵結構緊湊，供油均勻，吸油真空度高，泵油量大，在轎車發動機上廣泛採用。
汽車發動機對機油泵理想的要求是在低轉速下，機油泵滿足最低供油量；而在高轉速時，保證最小油壓。一般的非變量調節機油泵，在一定機油溫度、一定出油壓力下，機油泵的出油量大小隨其轉速的增加而增加，二者呈線性關係在一定轉速、一定機油溫度下，出油壓力增加到一定值時，由於機油泵洩漏增加或旁通閥開啟，機油泵供油量緩慢下降。為保證發動機在各種油溫下機件磨損、軸承間隙增大後，為能保證機油仍保持一定的壓力，保證低速狀態下最低供油量和高轉速時最小油壓，非變量調節機油泵一般設計很大；非變量調節機油泵在高轉速時供油量大大超出了實際需求。在高轉速時，多餘潤滑油一般從調壓閥和限壓閥直接洩出返回油箱，致使發動機功率消耗增加、機油老化加速。根據國外研究資料，發動機在高轉速工況下(比如5000rpm)，有大約50%的帶功機油直接通過洩壓閥流回機油泵進油腔或油底殼。這將帶來較大的能量浪費。而變排量泵可避免這部分能量的浪費，可降低C02排放量大約1%。
根據參考文獻《變量機油泵的設計與試驗研究》(作者冉麗紅，《汽車實用技術》 2010年第1期)，的實驗數據說明1. 6升5v發動機非變量機油泵在轉速2500r / min,出口壓力5 bar時，實測供油量為38. 19L / min，容積效率約為93. 6%，功率消耗497. 65w ； 在機油泵轉速3500r / min，發動機近近似標定轉速5600r / min,出口壓力5 bar時， 實測供油量為52. 99 L / min，功率消耗759. 09W 在機油泵轉速4300 r / min，出口壓力5 bar時，實測供油量為61. 23L / min，功率消耗976. 21 W。當設計變量機油泵在泵轉速2500r / min調節供油量，變量機油泵轉速為3500r / min時，可減少循環供油 Q 52. 99-38. 19=14. 8L / min，減小功率消耗 P 759. 09— 497. 65=261. 44W，功率消耗減少34.4%。變量機油泵轉速為4300r / min時，可減少循環供油Q 61. 23— 38. 19=23. 04L / min，減小功率消耗 P ^ 976. 21-497. 65=478. 56W，功率消耗減少 49%。
由上述可見機油泵(尤其能變排量機油泵)在汽車發動機上的重要作用和節能環保效果是顯而易見的。根據現有專利文獻的查詢，如(1)可變排量的齒輪機油泵，專利號 201110043174 ； (2)變基徑擺線轉子機油泵，專利號200510017133 ； (3)機油限壓油路，專利號200620016319 ； (4) —種可變流量的轉子機油泵，專利號200820189119 ； (5)發動機用機油泵，專利號:200520021815. 4 ；(6)偏心轉子式機油泵，專利號:CN200920072368. 3 ； (7)可變排量機油泵，專利號CN 201020140940. 8等專利從不同角度敘述到了機油泵怎樣進行變排量及其特點。但都是被動地改變機油泵結構、工作零部件或調壓閥和限壓閥壓力大小來改變排油量的多少，相對來說還是沒有達到變機油泵工作的理想要求。發明內容
本發明的目的是提供一種節能且環保的變排量機油泵。
為實現上述目的，本發明採取以下設計方案一種變排量機油泵，包括一轉子油泵本體，泵體殼上開有進油口和出油口，泵體內裝有主動的內轉子和從動的外轉子並開設有進油腔、出油腔及其進、出油通道，主動的內轉子由驅動軸驅動，還帶有過載保護閥、機油泵蓋，該過載保護閥安裝在機油泵蓋上且與進油腔相通；增設一調節滑塊及一可對該調節滑塊進行牽制的調壓彈簧，該調節滑塊通過調節滑塊安裝腔安裝在內轉子和外轉子間且位於進油通道與出油通道的交界區域。
所述的變排量機油泵中，一用於使進出油通道兩側分開的密封塊扣壓在調節塊上。所述的密封塊由密封條及片簧組合構成。
所述的變排量機油泵工作初始狀態時，該調節滑塊移動至排量調節座最靠近出油腔處。
本發明的優點是通過在機油泵內增加調節滑塊、調壓彈簧兩個零件，兩者隨機油泵的工作速度變化而實時改變工作狀態和位置，發動機需機油多時就供給多，需要少時就供給少，即研製的一種機油泵能隨發動機工作狀態而增加或減小機油供給量並且流量和壓力變化是連續的，從而改變了現有變量泵被動地改變機油排量的工作方式，使得各種機油泵改造更加方便、使用更加節能和環保，壽命增長。
圖1為本發明變排量機油泵的結構示意圖。
圖2為本發明的排量調節座結構示意圖。
圖3為本發明的排量調節座安裝位置示意圖。
圖4為本發明的密封塊結構示意圖。
圖5為本發明的調節滑塊初始掃描面積示意圖。
圖6為本發明的調節滑塊工作時掃描面積示意圖。
圖中外轉子一 1 ；內轉子一2 ；排量調節座一3 ；調節滑塊一4 ；密封塊一5 ；調壓彈簧一6 ；過載保護閥一7 ；機油泵蓋一8。
下面結合附圖及具體實施例對本發明做進一步詳細說明。
具體實施方式
參閱圖1所示，本發明變排量機油泵包括一轉子機油泵本體，泵體開有進油口和出油口，泵體內裝有主動的內轉子2和從動的外轉子1並開設有進油腔、出油腔及其進、出油通道11、12，主動的內轉子由驅動軸驅動，還帶有過載保護閥7、機油泵蓋8，該過載保護閥7安裝在機油泵蓋8上且與進油腔相通，泵蓋和泵體通過螺栓連接在一起，內轉子2由外轉子1和機油泵蓋8固定，內轉子2繞轉子腔中心做圓周運動。
本發明的創造點在於增設一調節滑塊4及一可對該調節滑塊進行牽制的調壓彈簧6。該調節滑塊4與一安裝在其上的密封塊5 —起安設在排量調節座3中，而該調節座3 過盈裝配在外轉子1的內腔中(參見圖2和圖3，圖2中示出調節滑塊安裝腔301)，並且它們工作時無相對運動，出油腔側調節滑塊通過出油腔調節油道11與出油腔相通，同理進油腔側調節滑塊通過進油腔調節油道12與進油腔相通；該調節滑塊能在機油泵內機油壓力大小及調壓彈簧作用下改變其在機油泵內的位置，從而能改變進油腔和出油腔的大小。密封塊5的結構參見圖4，由密封條51及片簧52組合構成。其作用是把調節滑塊的進出油兩側隔開使進出油腔調節油道分開，同時密封塊5與調節座3接觸是高副接觸，目的是使調節塊4能夠繞轉子腔1的中心旋轉。調節彈簧6安裝在調節滑塊4與外轉子1內腔的位置上， 其一端與殼體固定，另一端與調節滑塊4連接；改變調壓彈簧的彈性係數，可以改變調節滑塊位置和靈敏度。過載保護閥7安裝在機油泵蓋8上，同時它與進油腔相通，作用是當機油泵由於部分零件失效造成泵出油壓壓力超過潤滑系統規定壓力時打開保護潤滑系統不被損壞。
本發明的工作原理是如圖1所示，轉子泵的排量與轉速成正比，機油泵工作初始在調壓彈簧力6的作用下將調節滑塊4移動至排量調節座3最靠近出油腔處，此時機油泵外轉子1每轉掃過面積最大；當外轉子1的轉速升高機油泵排量增加同時壓力升高，出油腔的油壓高於進油腔，此時出油腔油道11的油壓力通過克服調節彈簧6彈力和進油腔油道12 油壓力將調節滑塊4沿外轉子1內腔中心順時針旋轉至兩油腔力平衡位置，從而改變轉子單齒每轉掃過的面積(如圖5、圖6)，達到調節排量的目的。當調節彈簧6、調節滑塊4和密封塊5失效時，此時油泵壓力會出現過高或過低，過高時會使得油道破壞，這時過載保護閥 7工作，降低油壓保護潤滑系統。
本發明方案製造的可變排量機油泵能夠改變輸入發動機油道的機油量，提高發動機的性能；機油泵結構變動不大，增加的零部件均採用目前通用的零部件，容易加工製造， 成本低；而且結構緊湊，外形尺寸小，重量輕，供油壓力脈動小，能夠被廣泛用於發動機潤滑系統。
上述各實施例可在不脫離本發明的範圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的結構應視為例示性，而非用以限制本發明申請專利的保護範圍。
權利要求
1.一種變排量機油泵，包括一轉子油泵本體，泵體殼上開有進油口和出油口，泵體內裝有主動的內轉子和從動的外轉子並開設有進油腔、出油腔及其進、出油通道，主動的內轉子由驅動軸驅動，還帶有過載保護閥、機油泵蓋，該過載保護閥安裝在機油泵蓋上且與進油腔相通；其特徵在於增設一調節滑塊及一可對該調節滑塊進行牽制的調壓彈簧，該調節滑塊的安裝腔設在內轉子和外轉子間且位於進油通道與出油通道的交界區域。
2.根據權利要求1所述的變排量機油泵，其特徵在於一用於使進出油通道兩側分開的密封塊扣壓在調節塊上。
3.根據權利要求2所述的變排量機油泵，其特徵在於所述的密封塊由密封條及片簧組合構成。
4.根據權利要求1所述的變排量機油泵，其特徵在於變排量機油泵工作初始狀態時， 該調節滑塊移動至排量調節座最靠近出油腔處。
全文摘要
本發明公開了一種變排量機油泵，包括一轉子油泵本體，泵體殼上開有進油口和出油口，泵體內裝有主動的內轉子和從動的外轉子並開設有進油腔、出油腔及其進、出油通道，主動的內轉子由驅動軸驅動，還帶有過載保護閥、機油泵蓋，該過載保護閥安裝在機油泵蓋上且與進油腔相通；增設一調節滑塊及一可對該調節滑塊進行牽制的調壓彈簧，該調節滑塊通過調節滑塊安裝腔安裝在內轉子和外轉子間且位於進油通道與出油通道的交界區域。通過在機油泵內增加調節滑塊、調壓彈簧兩個零件，兩者隨機油泵的工作速度變化而實時改變工作狀態和位置，改變了現有變量泵被動地改變機油排量的工作方式，使用更加節能和環保。
文檔編號F16N13/20GK102537630SQ20111042637
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年11月24日
發明者王運生 申請人:王運生