內燃機的機油泵的製作方法

2023-07-26 12:32:11 1

內燃機的機油泵的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種內燃機的機油泵，包括：轉子組件；葉片組件，其與轉子組件連接；和定子組件，包括定子和滑塊，所述定子套接在滑塊內；當葉片組件與轉子組件同步轉動時，所述定子和滑塊可相對轉動。該內燃機的機油泵能根據實際工況來改善運轉狀況從而減少能耗和改善摩擦狀況。
【專利說明】內燃機的機油泵

【技術領域】
[0001]本發明涉及內燃機潤滑系統【技術領域】，具體涉及一種內燃機的機油泵。

【背景技術】
[0002]隨著對燃油經濟性的日漸重視以及發動機新技術的應用，對用於內燃機的潤滑系統提出了越來越高的要求。例如，現有技術中通過變排量的方式來降低發動機的燃油消耗、改善潤滑性能已經成為一種普遍的技術趨勢。而變排量的葉片泵因其變排量的方式簡單可靠、總效率高而被廣泛的應用於內燃機的潤滑，從而出現了用於內燃機的可變排量葉片式機油泵。現有技術的葉片式機油泵主要包括泵體、泵蓋、定子、轉子和控制機構，其結構和原理與現有葉片泵類似。但由於該用於內燃機的機油泵並未在結構上改進，其運轉模式與普通的葉片泵基本沒有差異，導致不能根據實際工況來改變運轉模式，從而使得其能耗和摩擦得不到改善。


【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是，提供一種內燃機的機油泵，其能根據實際工況來改善運轉狀況從而減少能耗和改善摩擦狀況。
[0004]本發明的技術解決方案是，提供一種具有以下結構的內燃機的機油泵，包括:
[0005]轉子組件；
[0006]葉片組件，其與轉子組件連接；和
[0007]定子組件，包括定子和滑塊，所述定子套接在滑塊內；當葉片組件與轉子組件同步轉動時，所述定子和滑塊可相對轉動。
[0008]與現有技術相比，本發明的內燃機的機油泵具有以下有益效果。由於葉片組件與轉子組件基本是同步轉動，定子和滑塊可相對轉動，這樣定子的運轉模式可分為定子不轉動、定子與葉片同速轉動而定子相對滑塊轉動以及第三種是定子與葉片差速轉動。因此，根據實工況來選擇其中一種運轉模式，例如，在內部扭矩和外部扭矩相差不多的情況下，定子與葉片差速運轉。由於在這種情況下，定子可以運動，因此會減少定子的表面以及葉片的磨損，從而保證了泵的性能和可靠性。另外，定子轉動，會減少定子與葉片之間以及定子與滑塊之間的摩擦。由於葉片是通過發動機等來驅動的，因此改善摩擦狀況的同時也減少了能耗。
[0009]在一個實施例中，所述定子為圓環結構，所述滑塊與定子同心且間隙配合。現有技術中的定子承載了本發明中的定子和滑塊兩者的功能，為不規則形狀，對其進行特殊工藝處理或者採用特定材質加工時,增加了加工的難度,也極大地增加了成本。本發明中的定子為相對比較規則的圓環結構，因此，方便對定子表面進行特殊的工藝處理和/或採用特殊的材質進行製作。例如採用鋼件來製作定子，或者採用淬火等工藝來提高定子的表面質量。因此，本發明的定子既能達到更好的效果，例如耐磨性更好，更不容易損壞等。同時又能降低加工難度,極大地降低加工成本。
[0010]在一個優選的實施例中，所述滑塊和定子採用不同的材料和表面處理工藝，所述滑塊和定子可相對高速轉動。根據滑塊和定子的用途和工作需要來對滑塊和定子進行處理，有利於降低成本，同時又能提高滑塊和定子的使用壽命。
[0011]在一個實施例中，所述葉片組件包括兩端的定位環和若干葉片，所述葉片徑向連接在兩個定位環的外周面上且向定子組件的方向延伸。通過兩定位環來連接和固定葉片，可減少整個葉片組件的重量。
[0012]在一個實施例中，所述轉子組件包括驅動軸和轉子，所述轉子上均布有容納葉片的凹槽或間隙；優選地，所述轉子組件由電機或曲軸直接驅動。當然，轉子組件也可以被間接驅動。
[0013]在一個實施例中，所述機油泵的泵體內還包括設在滑塊外的矩形密封條，所述矩形密封條與滑塊的旋轉定位弧面形成封閉的變量反饋腔。由於定子的偏心會發生變化，通過矩形密封條能形成更好的密封。
[0014]在一個實施例中，當變量反饋腔的壓力達到調定壓力時，滑塊克服連接在其上的變量彈性件的彈性力從而帶動定子轉動或移動從而改變排量。該特徵不僅適用於單腔反饋，而且對變量反饋腔中的流體介質沒有限制，既可以是油液，也可以是水或其它流體。
[0015]在一個實施例中，在內部扭矩小、外部扭矩大的情況下，定子不轉動。外部扭矩明顯大於內部扭矩時，內部扭矩不足以克服外部扭矩的作用，定子不轉動。這種情況與普通的葉片泵基本相同。
[0016]在一個實施例中，在內部扭矩大於外部扭矩從而能夠提供驅動力的情況下，定子與葉片同速轉動，定子相對滑塊高速轉動。這種情況是內部扭矩明顯大於外部扭矩，在克服外部扭矩的基礎上還能夠提供驅動力來驅動定子轉動。此時定子和葉片之間由於作用力和反作用力的作用下而同速轉動。受到的阻力和摩擦力主要存在與定子的外表面與滑塊之間。由於葉片一直牢固頂在定子的內表面上，不容易出現磨損和洩漏，因此，該機油泵能可靠地進行工作。
[0017]在一個實施例中，在內部扭矩與外部扭矩的大小相當的情況下，定子、轉子和葉片差速轉動。這種情況是內部扭矩與外部扭矩相差不多或基本相等的情況。這種情況介於定子不轉動和定子與葉片同速轉動這兩種情況之間。能耗較少，同時摩擦也不大，因此是一種比較理想的運轉狀態。另外，由於葉片與定子之間的作用力和摩擦力均比較小，又處於相互接觸的狀態，使得工作時的可靠性較高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1所示是本發明的內燃機的機油泵未安裝泵蓋時的結構示意圖。
[0019]圖2所示是圖1中的部分零部件的拆分結構示意圖。

【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明。
[0021]如圖1所示為本發明的內燃機的機油泵一種具體實施例。其中圖1示出的是該內燃機的機油泵在未安裝泵蓋時的內部結構示意簡圖。該內燃機的機油泵主要包括泵體1、轉子組件2、葉片組件3、定子組件4以及泵蓋(未示出)。其中，主動軸轉子組件2、葉片組件3和定子組件4均設在泵體I的腔體內。泵體I和泵蓋密封后通過緊固件連接。轉子組件2由電機或曲軸直接驅動。
[0022]由於現有技術中的定子需要兼具滑塊的功能，因此其結構比較複雜，複雜的定子結構使得要提高定子表面質量需要特別的處理方式，例如蒸汽處理。但即便如此，現有技術中的定子的表面質量的提升受到限制，例如蒸汽處理得到的處理層很薄，在工作時容易被快速磨損從而影響機油泵的性能。另外，葉片出現卡滯時，由於定子的外部結構複雜，會導致摩擦阻力很大，從而損壞定子表面，導致機油泵失效。而在本發明的實施例中，定子組件4主要包括圓環狀的定子6和不規則形狀的滑塊9。定子6套接在滑塊9內。定子6與滑塊9為間隙配合。這種結構相當於將現有技術中的兼具滑塊的功能特徵的定子分成了定子6和滑塊9兩部分。因此，當葉片組件3與轉子組件2同步轉動時，定子6和滑塊9可相對轉動。優選地，對滑塊9和定子6採用不同的材料和表面處理工藝，即能提高滑塊9和定子6的性能，又能儘可能地降低成本。
[0023]在一個實施例中，轉子組件2主要包括主動軸13和轉子7。其中主動軸13和轉子7可以做成一體，也可以做成兩部分然後進行裝配。主動軸13與電機的輸出軸或曲軸直接連接從而構成電機或曲軸直接驅動轉子組件2。優選地，轉子7的外表面設有若干凹槽或間隙 7.1。
[0024]在一個實施例中，葉片組件3主要包括兩端的定位環8和若干葉片10。葉片10徑向連接在兩個定位環8的外周面上。在軸向方向上，葉片10的兩端稍凸出兩端的定位環8。在徑向方向上，葉片10向定子6的方向延伸。裝配時，若干個葉片10分別配合在在運動時，葉片10徑向抵接在定子6的內表面。
[0025]在一個實施例中，本發明的內燃機的機油泵的泵體I內還包括設在滑塊9外的矩形密封條11。矩形密封條11與橡膠棒12 —起使用。矩形密封條11與滑塊9的旋轉定位弧面形成封閉的變量反饋腔14。優選地，當變量反饋腔14的壓力達到調定壓力時，滑塊9克服作用在該滑塊9的外表面的變量彈簧5的彈性力從而帶動定子6轉動或移動，定子6轉動或移動時改變偏心狀況從而改變排量。這種結構有利於降低功率消耗，降低能耗，提高變量反饋腔14內的流體介質的功率使用率。
[0026]在本發明的實施例中，一般情況下滑塊9不動作，僅當變量反饋腔14的壓力達到調定壓力時，滑塊9才克服變量彈簧5的彈性力作用而使定子6的偏心發生變化。
[0027]本發明的內燃機的機油泵裝配完成後，若干個葉片10分別對應卡接在轉子7的凹槽或間隙7.1上，葉片10位於定子6內，定子6位於滑塊9內。因此，工作時，定子6的內表面受到葉片10的作用，產生一個內部扭矩。定子6的外表面受到滑塊9的作用，產生一個外部扭矩。內部扭矩和外部扭矩分別作用在定子6上，會使定子6產生三種運轉狀態。容易理解地，在下面三種運轉狀態中均會出現:當變量反饋腔14的壓力達到調定壓力時，滑塊9克服變量彈簧5的彈性力作用而使定子6的偏心發生變化。
[0028]第一種運轉狀態是:在內部扭矩小、外部扭矩大的情況下，內部扭矩不足以克服外部扭矩，由於受到外部扭矩的作用，定子6不發生轉動。這種情況下的機油泵跟一般的葉片泵沒有差異。
[0029]第二種運轉狀態是:在內部扭矩大於外部扭矩從而能夠提供足夠的驅動力的情況下，此時在內部扭矩的驅動下，葉片10抵接在定子6的內表面，使得定子6與葉片10以及轉子7同速轉動，此時的運轉速度相對較快，定子6相對滑塊9是高速轉動。主要的摩擦和相對運動存在於定子6與滑塊9之間，這與現有轉子泵的原理類似。
[0030]第三種運轉狀態是:在內部扭矩與外部扭矩的大小相當的情況下，這種狀態是位於第一種和第二種運轉狀態之間。定子6會轉動，但沒有足夠的驅動力，僅轉子7和葉片10同速轉動，而定子6與轉子7以及葉片10之間形成了差速轉動。定子6以低於葉片10的轉速進行運轉。這第三種運轉狀態是比較典型的運轉狀態，在能耗和運轉可靠性之間達到了一種比較好的平衡。即既能降低能耗，同時該機油泵的可靠性又比較好。
[0031]在本發明的實施例中，由於定子6與滑塊10之間的間隙配合，以及可旋轉的定子6，能夠有效克服曲軸傳動時曲軸或轉子組件振動傳遞的葉片振動對定子表面的破壞性影響，顯著改善可變排量葉片式機油泵的可靠性，特別是曲軸直接驅動式機油泵。
[0032]因此，本發明通過將一體連接的定子6和滑塊9分開進行生產和加工後，能夠實現三種運轉狀態，而且這三種運轉狀態可根據實際運轉時作用在定子6的內外兩個表面的內部扭矩以及外部扭矩之間的關係來進行切換，從而在降低能耗、減少摩擦和達到較好的可靠性之間達到一個比較好的平衡。這也進一步能提高該內燃機的機油泵的性能，延長該內燃機的機油泵的使用壽命。
[0033]雖然已經結合具體實施例對本發明進行了描述，然而可以理解，在不脫離本發明的範圍的情況下，可以對其進行各種改進或替換。尤其是，只要不存在結構上的衝突，各實施例中的特徵均可相互結合起來，所形成的組合式特徵仍屬於本發明的範圍內。本發明並不局限於文中公開的特定實施例，而是包括落入權利要求的範圍內的所有技術方案。
【權利要求】
1.一種內燃機的機油泵，包括: 轉子組件； 葉片組件，其與轉子組件連接；和 定子組件，包括定子和滑塊，所述定子套接在滑塊內；當葉片組件與轉子組件同步轉動時，所述定子和滑塊可相對轉動。
2.根據權利要求1所述的內燃機的機油泵，其特徵在於，所述定子為圓環結構，所述滑塊與定子同心且間隙配合。
3.根據權利要求1或2所述的內燃機的機油泵，其特徵在於，所述滑塊和定子採用不同的材料和表面處理工藝，所述定子可相對滑塊高速轉動。
4.根據權利要求1?3中任一項所述的內燃機的機油泵，其特徵在於，所述葉片組件包括兩端的定位環和若干葉片，所述葉片徑向連接在兩個定位環的外周面上且向定子組件的方向延伸。
5.根據權利要求1?4中任一項所述的內燃機的機油泵，其特徵在於，所述轉子組件包括驅動軸和轉子，所述轉子上均布有容納葉片的凹槽或間隙；優選地，所述轉子組件由電機或曲軸直接驅動。
6.根據權利要求1?5中任一項所述的內燃機的機油泵，其特徵在於，所述機油泵的泵體內還包括設在滑塊外的矩形密封條，所述矩形密封條與滑塊的旋轉定位弧面形成封閉的變量反饋腔。
7.根據權利要求6所述的內燃機的機油泵，其特徵在於，當變量反饋腔的壓力達到調定壓力時，滑塊克服連接在其上的變量彈性件的彈性力從而帶動定子轉動或移動從而改變排量。
8.根據權利要求1?7中任一項所述的內燃機的機油泵，其特徵在於，在內部扭矩小、外部扭矩大的情況下，定子不轉動。
9.根據權利要求1?8中任一項所述的內燃機的機油泵，其特徵在於，在內部扭矩大於外部扭矩從而能夠提供驅動力的情況下，定子與葉片同速轉動，定子相對滑塊高速轉動。
10.根據權利要求1?9中任一項所述的內燃機的機油泵，其特徵在於，在內部扭矩與外部扭矩的大小相當的情況下，定子、轉子和葉片差速轉動。
【文檔編號】F16N13/20GK104314637SQ201410408808
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月19日 優先權日:2014年8月19日
【發明者】許仲秋, 宋善國, 劉光明, 李戰訓, 楊正中 申請人:湖南機油泵股份有限公司