專利名稱：變排量機油泵的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種變排量機油泵，特別是指一種適用于汽車發(fā)動機用機油泵。
背景技術(shù)：
內(nèi)燃機變排量機油泵具有節(jié)能的優(yōu)點，目前在發(fā)達國家的汽車中已開始采用，大眾的TSI系列發(fā)動機上使用的一個可調(diào)式(Duo-centric oil pump),就是變排量機油泵。從2006年起，寶馬和標致、雪鐵龍合作生產(chǎn)了 1300萬臺I. 6L渦輪增壓汽油發(fā)動機，而在技術(shù)方面，我們可以簡單的理解為這款發(fā)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(xù)可變正時氣門、可變排量機油泵、鋁制曲軸箱等新技術(shù)的應用。熟悉的MINI Cooper S、標致207CC、雪鐵龍C4等均搭載的是這款I. 6T發(fā)動機。 2010年9月13日，奇瑞發(fā)布了 ACTECO III代系列發(fā)動機首款汽油機一I. 6TDGI (SQR F4J16)。I. 6TDGI發(fā)動機集渦輪增壓器、缸內(nèi)直噴、可變排量機油泵、電子節(jié)溫器等先進發(fā)動機技術(shù)于一身，其動力性、燃油經(jīng)濟性、排放指標均達世界同等先進發(fā)動機水平。因此，逐步采用變排量機油泵，是今后發(fā)動機技術(shù)的一個發(fā)展趨勢。發(fā)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，并且發(fā)生高速的相對運動，有了相對運動，零件表面必然要產(chǎn)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(fā)動機上都必須有潤滑系(lubrication system)。其主要作用有I)潤滑作用潤滑運動零件表面，減小摩擦阻力和磨損，減小發(fā)動機的功率消耗； 2)清洗作用機油在潤滑系內(nèi)不斷循環(huán)，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(nèi)循環(huán)還可帶走摩擦產(chǎn)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，有利于防止漏氣或漏油； 5)防銹蝕作用在零件表面形成油膜，對零件表面起保護作用，防止腐蝕生銹； 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)減振緩沖作用在運動零件表面形成油膜，吸收沖擊并減小振動，起減振緩沖作用。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后，強制地壓送到發(fā)動機各零件的運動表面上。其結(jié)構(gòu)多采用齒輪式機油泵。發(fā)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(zhuǎn)。吸油腔內(nèi)的機油便沿著齒隙和泵壁壓入出油腔。因吸油腔內(nèi)的機油被不斷帶走，故吸油腔內(nèi)產(chǎn)生吸力，不斷地將油底殼內(nèi)的機油吸入吸油腔，并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(fā)動機各摩擦部位，機油在潤滑路中循環(huán)，以使發(fā)動機得到良好的潤滑。由于轉(zhuǎn)子式機油泵結(jié)構(gòu)緊湊，供油均勻，吸油真空度高，泵油量大，在轎車發(fā)動機上廣泛采用。汽車發(fā)動機對機油泵理想的要求是在低轉(zhuǎn)速下，機油泵滿足最低供油量；而在高轉(zhuǎn)速時，保證最小油壓。一般的非變量調(diào)節(jié)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(zhuǎn)速的增加而增加，二者呈線性關系在一定轉(zhuǎn)速、一定機油溫度下，出油壓力增加到一定值時，由于機油泵泄漏增加或旁通閥開啟，機油泵供油量緩慢下降。為保證發(fā)動機在各種油溫下機件磨損、軸承間隙增大后，為能保證機油仍保持一定的壓力，保證低速狀態(tài)下最低供油量和高轉(zhuǎn)速時最小油壓，非變量調(diào)節(jié)機油泵一般設計很大；非變量調(diào)節(jié)機油泵在高轉(zhuǎn)速時供油量大大超出了實際需求。在高轉(zhuǎn)速時，多余潤滑油一般從調(diào)壓閥和限壓閥直接泄出返回油箱，致使發(fā)動機功率消耗增加、機油老化加速。根據(jù)國外研究資料,發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速工況下(比如5000rpm),有大約50%的帶功機油直接通過泄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(jù)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(shù)》2010年第I期)，的實驗數(shù)據(jù)說明1. 6升5v發(fā)動機非變量機油泵在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速3500r / min，發(fā)動機近近似標定轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速2500r / min調(diào)節(jié)供油量，變量機油泵轉(zhuǎn)速為3500r / min時，可減少循環(huán)供^ Q ^ 52. 99-38. 19=14. 8L / min，減小功率消耗 759. 09— 497. 65=261. 44W，功率消耗減少34.4%。變量機油泵轉(zhuǎn)速為4300r / min時，可減少循環(huán)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(fā)動機上的重要作用和節(jié)能環(huán)保效果是顯而易見的。根據(jù)現(xiàn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)子機油泵，專利號=200820189119 ;(5)發(fā)動機用機油泵，專利號:200520021815. 4 ； (6)偏心轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)、工作零部件或調(diào)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(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種節(jié)能且環(huán)保的變排量機油泵。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設計方案一種變排量機油泵，包括一轉(zhuǎn)子油泵本體，泵體殼上開有進油口和出油口，泵體內(nèi)裝有主動的內(nèi)轉(zhuǎn)子和從動的外轉(zhuǎn)子并開設有進油腔、出油腔及其進、出油通道，主動的內(nèi)轉(zhuǎn)子由驅(qū)動軸驅(qū)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(diào)節(jié)滑塊及一可對該調(diào)節(jié)滑塊進行牽制的調(diào)壓彈簧，該調(diào)節(jié)滑塊通過調(diào)節(jié)滑塊安裝腔安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子間且位于進油通道與出油通道的交界區(qū)域。所述的變排量機油泵中，一用于使進出油通道兩側(cè)分開的密封塊扣壓在調(diào)節(jié)塊上。所述的密封塊由密封條及片簧組合構(gòu)成。所述的變排量機油泵工作初始狀態(tài)時，該調(diào)節(jié)滑塊移動至排量調(diào)節(jié)座最靠近出油、腔處。本實用新型的優(yōu)點是通過在機油泵內(nèi)增加調(diào)節(jié)滑塊、調(diào)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(tài)和位置，發(fā)動機需機油多時就供給多，需要少時就供給少，即研制的一種機油泵能隨發(fā)動機工作狀態(tài)而增加或減小機油供給量并且流量和壓力變化是連續(xù)的，從而改變了現(xiàn)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(jié)能和環(huán)保，壽命增長。

圖I為本實用新型變排量機油泵的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型的排量調(diào)節(jié)座結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型的排量調(diào)節(jié)座安裝位置示意圖。圖4為本實用新型的密封塊結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實用新型的調(diào)節(jié)滑塊初始掃描面積示意圖。圖6為本實用新型的調(diào)節(jié)滑塊工作時掃描面積示意圖。圖中外轉(zhuǎn)子一I ;內(nèi)轉(zhuǎn)子一2 ;排量調(diào)節(jié)座一3 ;調(diào)節(jié)滑塊一4 ;密封塊一5 ;調(diào)壓彈簧一6 ;過載保護閥一7 ;機油泵蓋一8。
以下結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明。
具體實施方式
參閱圖I所示，本實用新型變排量機油泵包括一轉(zhuǎn)子機油泵本體，泵體開有進油口和出油口，泵體內(nèi)裝有主動的內(nèi)轉(zhuǎn)子2和從動的外轉(zhuǎn)子I并開設有進油腔、出油腔及其進、出油通道11、12，主動的內(nèi)轉(zhuǎn)子由驅(qū)動軸驅(qū)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(nèi)轉(zhuǎn)子2由外轉(zhuǎn)子I和機油泵蓋8固定，內(nèi)轉(zhuǎn)子2繞轉(zhuǎn)子腔中心做圓周運動。本實用新型的創(chuàng)造點在于增設一調(diào)節(jié)滑塊4及一可對該調(diào)節(jié)滑塊進行牽制的調(diào)壓彈簧6。該調(diào)節(jié)滑塊4與一安裝在其上的密封塊5 —起安設在排量調(diào)節(jié)座3中，而該調(diào)節(jié)座3過盈裝配在外轉(zhuǎn)子I的內(nèi)腔中(參見圖2和圖3，圖2中示出調(diào)節(jié)滑塊安裝腔301)，并且它們工作時無相對運動，出油腔側(cè)調(diào)節(jié)滑塊通過出油腔調(diào)節(jié)油道11與出油腔相通，同理進油腔側(cè)調(diào)節(jié)滑塊通過進油腔調(diào)節(jié)油道12與進油腔相通；該調(diào)節(jié)滑塊能在機油泵內(nèi)機油壓力大小及調(diào)壓彈簧作用下改變其在機油泵內(nèi)的位置，從而能改變進油腔和出油腔的大小。密封塊5的結(jié)構(gòu)參見圖4，由密封條51及片簧52組合構(gòu)成。其作用是把調(diào)節(jié)滑塊的進出油兩側(cè)隔開使進出油腔調(diào)節(jié)油道分開，同時密封塊5與調(diào)節(jié)座3接觸是高副接觸，目的是使調(diào)節(jié)塊4能夠繞轉(zhuǎn)子腔I的中心旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)彈簧6安裝在調(diào)節(jié)滑塊4與外轉(zhuǎn)子I內(nèi)腔的位置上，其一端與殼體固定，另一端與調(diào)節(jié)滑塊4連接；改變調(diào)壓彈簧的彈性系數(shù)，可以改變調(diào)節(jié)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，作用是當機油泵由于部分零件失效造成泵出油壓壓力超過潤滑系統(tǒng)規(guī)定壓力時打開保護潤滑系統(tǒng)不被損壞。 本實用新型的工作原理是如圖I所示，轉(zhuǎn)子泵的排量與轉(zhuǎn)速成正比，機油泵工作初始在調(diào)壓彈簧力6的作用下將調(diào)節(jié)滑塊4移動至排量調(diào)節(jié)座3最靠近出油腔處，此時機油泵外轉(zhuǎn)子I每轉(zhuǎn)掃過面積最大；當外轉(zhuǎn)子I的轉(zhuǎn)速升高機油泵排量增加同時壓力升高，出油腔的油壓高于進油腔，此時出油腔油道11的油壓力通過克服調(diào)節(jié)彈簧6彈力和進油腔油道12油壓力將調(diào)節(jié)滑塊4沿外轉(zhuǎn)子I內(nèi)腔中心順時針旋轉(zhuǎn)至兩油腔力平衡位置，從而改變轉(zhuǎn)子單齒每轉(zhuǎn)掃過的面積(如圖5、圖6)，達到調(diào)節(jié)排量的目的。當調(diào)節(jié)彈簧6、調(diào)節(jié)滑塊4和密封塊5失效時， 此時油泵壓力會出現(xiàn)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(tǒng)。本實用新型方案制造的可變排量機油泵能夠改變輸入發(fā)動機油道的機油量，提高發(fā)動機的性能；機油泵結(jié)構(gòu)變動不大，增加的零部件均采用目前通用的零部件，容易加工制造，成本低；而且結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，重量輕，供油壓力脈動小，能夠被廣泛用于發(fā)動機潤滑系統(tǒng)。上述各實施例可在不脫離本實用新型的范圍下加以若干變化，故以上的說明所包含及附圖中所示的結(jié)構(gòu)應視為例示性，而非用以限制本實用新型申請專利的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種變排量機油泵，包括ー轉(zhuǎn)子油泵本體，泵體殼上開有進油口和出油ロ，泵體內(nèi)裝有主動的內(nèi)轉(zhuǎn)子和從動的外轉(zhuǎn)子并開設有進油腔、出油腔及其進、出油通道，主動的內(nèi)轉(zhuǎn)子由驅(qū)動軸驅(qū)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；其特征在于增設ー調(diào)節(jié)滑塊及一可對該調(diào)節(jié)滑塊進行牽制的調(diào)壓彈簧，該調(diào)節(jié)滑塊的安裝腔設在內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子間且位于進油通道與出油通道的交界區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變排量機油泵，其特征在于一用于使進出油通道兩側(cè)分開的密封塊扣壓在調(diào)節(jié)塊上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變排量機油泵，其特征在于所述的密封塊由密封條及片簧組合構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變排量機油泵，其特征在于變排量機油泵工作初始狀態(tài)吋，該調(diào)節(jié)滑塊移動至排量調(diào)節(jié)座最靠近出油腔處。
專利摘要本實用新型公開了一種變排量機油泵，包括一轉(zhuǎn)子油泵本體，泵體殼上開有進油口和出油口，泵體內(nèi)裝有主動的內(nèi)轉(zhuǎn)子和從動的外轉(zhuǎn)子并開設有進油腔、出油腔及其進、出油通道，主動的內(nèi)轉(zhuǎn)子由驅(qū)動軸驅(qū)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(diào)節(jié)滑塊及一可對該調(diào)節(jié)滑塊進行牽制的調(diào)壓彈簧，該調(diào)節(jié)滑塊通過調(diào)節(jié)滑塊安裝腔安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子間且位于進油通道與出油通道的交界區(qū)域。通過在機油泵內(nèi)增加調(diào)節(jié)滑塊、調(diào)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(tài)和位置，改變了現(xiàn)有變量泵被動地改變機油排量的工作方式，使用更加節(jié)能和環(huán)保。
文檔編號F16N13/20GK202371419SQ20112053257
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者王運生 申請人:王運生