专利名称: | 用于发动机的可变排量机油泵及具有其的发动机组件 | ||
专利名称(英文): | Variable displacement oil pump for engine and engine assembly with variable displacement oil pump | ||
专利号: | CN201510163129.9 | 申请时间: | 20150408 |
公开号: | CN104913181A | 公开时间: | 20150916 |
申请人: | 北汽福田汽车股份有限公司 | ||
申请地址: | 102206 北京市昌平区沙河镇沙阳路 | ||
发明人: | 刘建国 | ||
分类号: | F16N13/20 | 主分类号: | F16N13/20 |
代理机构: | 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 | 代理人: | 黄德海 |
摘要: | 本发明公开了一种用于发动机的可变排量机油泵及具有其的发动机组件,所述可变排量机油泵包括泵体,泵体上设有油封安装孔、吸油口和出油口;调节环,调节环设在泵体内且与泵体可摆动地相连;转子,转子安装在曲轴上且位于调节环内,转子与调节环偏心设置;多个叶片,多个叶片沿转子的周向间隔且可移动地设在转子上;密封结构,密封结构设在泵体与调节环之间以将泵体与调节环之间的区域分隔为吸油腔和出油腔,吸油口与吸油腔连通,出油口与出油腔连通;调节组件,调节组件设在调节环与泵体之间以调节偏心距。根据本发明实施例的可变排量机油泵,结构简单,集成了前油封支架功能,零部件少,布置容易。 | ||
摘要(英文): | The invention discloses a variable displacement oil pump for an engine and an engine assembly with the variable displacement oil pump. The variable displacement oil pump comprises a pump body which is provided with an oil seal installation hole, an oil suction port and an oil outlet, an adjusting ring arranged in the pump body and connected with the pump body in a swing mode, a rotor installed on a crankshaft and located in the adjusting ring, a plurality of blades movably arranged on the rotor at intervals in the circumferential direction of the rotor, a sealing structure and an adjusting assembly arranged between the adjusting ring and the pump body to adjust the eccentric distance, wherein the rotor and the adjusting are eccentrically arranged, the sealing structure is arranged between the pump body and the adjusting ring to divide the area between the pump body and the adjusting ring into an oil suction cavity and an oil outlet cavity, the oil suction port is communicated with the oil suction cavity, and the oil outlet is communicated with the oil outlet cavity. According to the variable displacement oil pump, the structure is simple, the function of a front oil seal support is integrated, the number of parts is small, and arrangement is easy. |
1.一种用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,包括: 泵体,所述泵体上设有油封安装孔、吸油口和出油口; 调节环,所述调节环设在所述泵体内且与所述泵体可摆动地相连; 转子,所述转子适于安装在所述曲轴上且在径向上位于所述调节环内,所述转子与所 述调节环偏心设置; 多个叶片,所述多个叶片沿所述转子的周向间隔且可移动地设在所述转子上以将所述 转子与所述调节环之间的空间分隔为多个工作腔; 密封结构,所述密封结构设在所述泵体与所述调节环之间以将所述泵体与所述调节环 之间的区域分隔为吸油腔和出油腔,所述吸油口与所述吸油腔连通,所述出油口与所述出 油腔连通; 调节组件,所述调节组件设在所述调节环与所述泵体之间以调节所述调节环与所述转 子的偏心距。
2.根据权利要求1所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于, 所述调节环的外周面和所述泵体的内表面中的一个上设有朝向所述调节环的外周面和 所述泵体的内表面中的另一个敞开的凹槽; 所述密封结构设置在所述凹槽内,且包括多个密封唇,多个所述密封唇间隔设置,每 个所述密封唇均弹性地止抵在所述调节环的外周面和所述泵体的内表面中的另一个上。
3.根据权利要求2所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述密封结构 包括: 密封轴,所述密封轴与凹槽的底壁相连,所述密封轴沿所述调节环的厚度方向延伸; 密封垫,所述密封垫包括密封垫底壁和多个密封垫侧壁,所述多个密封垫侧壁沿所述 调节环的周向间隔设置在所述密封垫底壁上,所述密封垫侧壁的一端构成所述密封唇,所 述密封垫侧壁的另一端弹性地止抵在所述凹槽的底壁上。
4.根据权利要求2所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述密封垫构 造为U形。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所 述密封结构为聚四氟乙烯件。
6.根据权利要求1所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述转子的内 周面上构造有导向结构,所述导向结构包括沿所述转子的厚度方向延伸的导向槽或导向棱。
7.根据权利要求6所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述导向结构 为多个且沿所述转子的周向间隔设置。
8.根据权利要求1所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,还包括:挡圈, 所述挡圈可活动地安装在所述转子上,在所述转子的径向上所述叶片的外端与所述调节环 的内周面止抵,所述叶片的内端与所述挡圈止抵。
9.根据权利要求1所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述泵体上设 有发电机安装孔、皮带张紧器固定孔和空调压缩机固定孔中的至少一个。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于, 所述调节环设有沿径向向外延伸的凸台; 所述调节组件包括: 第一弹簧,所述第一弹簧位于所述凸台的一侧且设置成可向所述凸台施加使所述调节 环朝所述偏心距减小的方向摆动的力; 第二弹簧,所述第二弹簧位于所述凸台的另一侧且设置成可向所述凸台施加使所述调 节环朝所述偏心距增大的方向摆动的力。
11.根据权利要求10所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述调节组 件还包括:弹簧座,所述第一弹簧安装在所述弹簧座上,所述弹簧座位于所述凸台的一侧; 所述泵体上设有安装槽,所述凸台和所述调节组件均设在所述安装槽内,所述安装槽 的内壁向内凸起以形成台阶部,所述台阶部位于所述凸台与所述弹簧座之间且适于止挡所 述弹簧座以使所述第一弹簧停止向所述凸台施加使所述调节环朝所述偏心距减小的方向摆 动的力。
12.根据权利要求11所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述凸台的 朝向所述弹簧座的表面上设有导向销,所述弹簧座可滑动套设在所述导向销上。
13.一种发动机组件,其特征在于,包括: 发动机,所述发动机包括曲轴; 前油封,所述前油封套设在所述曲轴上; 根据权利要求1-12中任一项所述的用于发动机的可变排量机油泵,所述转子安装在所 述曲轴上,所述前油封夹设在所述油封安装孔的内壁与所述曲轴之间。
1.一种用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,包括: 泵体,所述泵体上设有油封安装孔、吸油口和出油口; 调节环,所述调节环设在所述泵体内且与所述泵体可摆动地相连; 转子,所述转子适于安装在所述曲轴上且在径向上位于所述调节环内,所述转子与所 述调节环偏心设置; 多个叶片,所述多个叶片沿所述转子的周向间隔且可移动地设在所述转子上以将所述 转子与所述调节环之间的空间分隔为多个工作腔; 密封结构,所述密封结构设在所述泵体与所述调节环之间以将所述泵体与所述调节环 之间的区域分隔为吸油腔和出油腔,所述吸油口与所述吸油腔连通,所述出油口与所述出 油腔连通; 调节组件,所述调节组件设在所述调节环与所述泵体之间以调节所述调节环与所述转 子的偏心距。
2.根据权利要求1所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于, 所述调节环的外周面和所述泵体的内表面中的一个上设有朝向所述调节环的外周面和 所述泵体的内表面中的另一个敞开的凹槽; 所述密封结构设置在所述凹槽内,且包括多个密封唇,多个所述密封唇间隔设置,每 个所述密封唇均弹性地止抵在所述调节环的外周面和所述泵体的内表面中的另一个上。
3.根据权利要求2所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述密封结构 包括: 密封轴,所述密封轴与凹槽的底壁相连,所述密封轴沿所述调节环的厚度方向延伸; 密封垫,所述密封垫包括密封垫底壁和多个密封垫侧壁,所述多个密封垫侧壁沿所述 调节环的周向间隔设置在所述密封垫底壁上,所述密封垫侧壁的一端构成所述密封唇,所 述密封垫侧壁的另一端弹性地止抵在所述凹槽的底壁上。
4.根据权利要求2所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述密封垫构 造为U形。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所 述密封结构为聚四氟乙烯件。
6.根据权利要求1所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述转子的内 周面上构造有导向结构,所述导向结构包括沿所述转子的厚度方向延伸的导向槽或导向棱。
7.根据权利要求6所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述导向结构 为多个且沿所述转子的周向间隔设置。
8.根据权利要求1所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,还包括:挡圈, 所述挡圈可活动地安装在所述转子上,在所述转子的径向上所述叶片的外端与所述调节环 的内周面止抵,所述叶片的内端与所述挡圈止抵。
9.根据权利要求1所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述泵体上设 有发电机安装孔、皮带张紧器固定孔和空调压缩机固定孔中的至少一个。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于, 所述调节环设有沿径向向外延伸的凸台; 所述调节组件包括: 第一弹簧,所述第一弹簧位于所述凸台的一侧且设置成可向所述凸台施加使所述调节 环朝所述偏心距减小的方向摆动的力; 第二弹簧,所述第二弹簧位于所述凸台的另一侧且设置成可向所述凸台施加使所述调 节环朝所述偏心距增大的方向摆动的力。
11.根据权利要求10所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述调节组 件还包括:弹簧座,所述第一弹簧安装在所述弹簧座上,所述弹簧座位于所述凸台的一侧; 所述泵体上设有安装槽,所述凸台和所述调节组件均设在所述安装槽内,所述安装槽 的内壁向内凸起以形成台阶部,所述台阶部位于所述凸台与所述弹簧座之间且适于止挡所 述弹簧座以使所述第一弹簧停止向所述凸台施加使所述调节环朝所述偏心距减小的方向摆 动的力。
12.根据权利要求11所述的用于发动机的可变排量机油泵,其特征在于,所述凸台的 朝向所述弹簧座的表面上设有导向销,所述弹簧座可滑动套设在所述导向销上。
13.一种发动机组件,其特征在于,包括: 发动机,所述发动机包括曲轴; 前油封,所述前油封套设在所述曲轴上; 根据权利要求1-12中任一项所述的用于发动机的可变排量机油泵,所述转子安装在所 述曲轴上,所述前油封夹设在所述油封安装孔的内壁与所述曲轴之间。
翻译:技术领域
本发明涉及发动机润滑技术领域,具体而言,涉及一种用于发动机的可变排量机油泵 及具有该可变排量机油泵的发动机组件。
背景技术
机油泵是发动机润滑系统的主要组成零件,相关技术中的可变排量机油泵中,存在零 件成本过高,对发动机整体布置压力较大,制造工艺难度大,存在改进空间。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明提出一 种结构简单、布置容易且制造容易的用于发动机的可变排量机油泵。
本发明的另一个目的在于提出一种具有上述可变排量机油泵的发动机组件。
根据本发明第一方面所述的用于发动机的可变排量机油泵包括:泵体,所述泵体上设 有油封安装孔、吸油口和出油口;调节环,所述调节环设在所述泵体内且与所述泵体可摆 动地相连;转子,所述转子适于安装在所述曲轴上且在径向上位于所述调节环内,所述转 子与所述调节环偏心设置;多个叶片,所述多个叶片沿所述转子的周向间隔且可移动地设 在所述转子上以将所述转子与所述调节环之间的空间分隔为多个工作腔;密封结构,所述 密封结构设在所述泵体与所述调节环之间以将所述泵体与所述调节环之间的区域分隔为吸 油腔和出油腔,所述吸油口与所述吸油腔连通,所述出油口与所述出油腔连通;调节组件, 所述调节组件设在所述调节环与所述泵体之间以调节所述调节环与所述转子的偏心距。
根据本发明实施例的可变排量机油泵,转子由发动机的曲轴直接驱动,且泵体集成了 曲轴的前油封支架的功能,结构简单、集成化程度高,零部件少。
根据本发明的一个实施例,所述调节环的外周面和所述泵体的内表面中的一个上设有 朝向所述调节环的外周面和所述泵体的内表面中的另一个敞开的凹槽;所述密封结构设置 在所述凹槽内,且包括多个密封唇,多个所述密封唇间隔设置,每个所述密封唇均弹性地 止抵在所述调节环的外周面和所述泵体的内表面中的另一个上。
根据本发明的一个实施例,所述密封结构包括:密封轴,所述密封轴与凹槽的底壁相 连,所述密封轴沿所述调节环的厚度方向延伸;密封垫,所述密封垫包括密封垫底壁和多 个密封垫侧壁,所述多个密封垫侧壁沿所述调节环的周向间隔设置在所述密封垫底壁上, 所述密封垫侧壁的一端构成所述密封唇,所述密封垫侧壁的另一端弹性地止抵在所述凹槽 的底壁上。
可选地,所述密封垫构造为U形。
可选地,所述密封结构为聚四氟乙烯件。
根据本发明的一个实施例,所述转子的内周面上构造有导向结构,所述导向结构包括 沿所述转子的厚度方向延伸的导向槽或导向棱。
根据本发明的一个实施例,所述导向结构为多个且沿所述转子的周向间隔设置。
根据本发明的一个实施例,所述用于发动机的可变排量机油泵还包括:挡圈,所述挡 圈可活动地安装在所述转子上,在所述转子的径向上所述叶片的外端与所述调节环的内周 面止抵,所述叶片的内端与所述挡圈止抵。
根据本发明的一个实施例,所述泵体上设有发电机安装孔、皮带张紧器固定孔和空调 压缩机固定孔中的至少一个。
根据本发明的一个实施例,所述调节环设有沿径向向外延伸的凸台;所述调节组件包 括:第一弹簧,所述第一弹簧位于所述凸台的一侧且设置成可向所述凸台施加使所述调节 环朝所述偏心距减小的方向摆动的力;第二弹簧,所述第二弹簧位于所述凸台的另一侧且 设置成可向所述凸台施加使所述调节环朝所述偏心距增大的方向摆动的力。
根据本发明的一个实施例,所述调节组件还包括:弹簧座,所述第一弹簧安装在所述 弹簧座上,所述弹簧座位于所述凸台的一侧;所述泵体上设有安装槽,所述凸台和所述调 节组件均设在所述安装槽内,所述安装槽的内壁向内凸起以形成台阶部,所述台阶部位于 所述凸台与所述弹簧座之间且适于止挡所述弹簧座以使所述第一弹簧停止向所述凸台施加 使所述调节环朝所述偏心距减小的方向摆动的力。
根据本发明的一个实施例,所述凸台的朝向所述弹簧座的表面上设有导向销,所述弹 簧座可滑动套设在所述导向销上。
根据本发明第二方面实施例的发动机组件包括:发动机,所述发动机包括曲轴;前油 封,所述前油封套设在所述曲轴上;根据第一方面所述的用于发动机的可变排量机油泵, 所述转子安装在所述曲轴上,所述前油封夹设在所述油封安装孔的内壁与所述曲轴之间。
根据本发明实施例的发动机组件,通过设置上述可变排量机油泵,结构简单、集成化 程度高,零部件少,且减少不必要的能量损耗,达到节能减排效果,既减少了液压功率和 机械功率,使发动机的效率明显提高。
附图说明
图1是根据本发明实施例的发动机组件的结构示意图;
图2是根据本发明实施例的用于发动机的可变排量机油泵的爆炸图;
图3是根据本发明实施例的用于发动机的可变排量机油泵的泵体的主视图;
图4是根据本发明实施例的用于发动机的可变排量机油泵与曲轴的安装示意图;
图5是根据本发明实施例的用于发动机的可变排量机油泵与曲轴的安装完成后在曲轴 与泵体连接处的示意图;
图6是根据本发明实施例的用于发动机的可变排量机油泵的密封结构处的放大图;
图7是根据本发明实施例的用于发动机的可变排量机油泵的密封结构的结构示意图;
图8是根据本发明实施例的用于发动机的可变排量机油泵的泵体的结构示意图;
图9是根据本发明实施例的用于发动机的可变排量机油泵的在一级调节过程中的结构 示意图;
图10是图9中的调节组件处的放大图;
图11是根据本发明实施例的用于发动机的可变排量机油泵的在两级调节过程中的结构 示意图;
图12是图11中的调节组件处的放大图;
图13是根据本发明实施例的用于发动机的可变排量机油泵的转速-油压曲线图。
附图标记:
发动机组件1000、可变排量机油泵100、泵体1、油封安装孔11、吸油口12、出油口 13、发电机安装孔14、皮带张紧器固定孔15、空调压缩机固定孔16、安装槽17、安装槽 的顶壁171、安装槽的底壁172、台阶部18、调节环2、凹槽21、凹槽21的底壁211、凹 槽21的侧壁212、凸台22、导向销221、转子3、导向结构31、叶片安装槽32、叶片4、 密封结构5、密封轴51、密封垫52、密封垫底壁521、通槽5211、密封垫侧壁522、密封 唇5221、调节组件6、第一弹簧61、第二弹簧62、弹簧座63、销轴71、挡圈72、吸油腔 81、出油腔82、泵盖91、冷启动阀92、堵盖921、钢球922、冷启动阀弹簧923、沉头螺 栓93、前盖94、偏心距L、发动机200、曲轴210、前油封300。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图 描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
首先参照图1-图13描述根据本发明实施例的发动机组件1000。如图1所示,根据本 发明实施例的发动机组件1000包括发动机200、前油封300和用于发动机200的可变排量 机油泵100。如图1所示,发动机200具有曲轴210,前油封300套设在曲轴210上。
可变排量机油泵100是发动机200的润滑系统的主要组成零件,作为发动机200的润 滑系统的心脏,其主要功能是为润滑系统提供足够压力和流量的机油,油压和流量随发动 机200的转速必须保证在一定的范围,以保证每一个摩擦件(例如曲轴210的主轴承、连 杆轴承、平衡轴轴承、链条张紧器、涡轮增压器轴承、凸轮轴轴承、VVT、液压挺柱以及高 压油泵凸轮等)得到充分的润滑而且不损坏相关的承压件。
下面参考图1-图13描述根据本发明实施例的用于发动机200的可变排量机油泵100, 根据本发明实施例的可变排量机油泵100包括泵体1、调节环2、转子3、多个叶片4、密 封结构5和调节组件6。
可以理解的是,如图2所示,可变排量机油泵100包括泵盖91,泵盖91安装在泵体1 上以在泵体1与泵盖91之间限定出安装腔,其中调节环2、转子3、多个叶片4、密封结 构5和调节组件6均安装在安装腔内。
调节环2设在泵体1内,且调节环2与泵体1可摆动地相连,例如图4、图8、图9和 图11所示,调节环2与泵体1通过销轴71可摆动地相连,即调节环2可绕销轴71的中心 轴线摆动。
转子3适于安装在曲轴210上,且在径向方向上,转子3位于调节环2内,转子3与 调节环2偏心设置,如图9和图11所示,转子3的中心与调节环2的内周面的中心的距离 为转子3与调节环2的偏心距L。
多个叶片4沿转子3的周向间隔设置,且每个叶片4均可移动地设在转子3上,从而 多个叶片4可以将转子3与调节环2之间的空间分隔为多个工作腔,在转子3随曲轴210 转动时,随着叶片4的移动,工作腔的容积发生变化。
如图6、图7、图9和图11所示,泵体1与调节环2(具体地,调节环2的外周面)之 间设置有密封结构5,密封结构5可以将泵体1与调节环2之间的区域分隔为吸油腔81与 出油腔82。如图3所示,泵体1上设有吸油口12和出油口13,吸油口12与吸油腔81连 通,出油口13与出油腔82连通,工作腔将从吸油口12进入吸油腔81的机油带入出油腔 82,并通过出油口13流出,例如流出至发动机200的缸体油道。
调节组件6设在调节环2与泵体1之间以调节调节环2与转子3的偏心距L。
通过上述描述可知,根据本发明实施例的用于发动机200的可变排量机油泵100,可以 根据油道压力以及发动机200的转速的变化,通过改变调节环2与转子3的偏心距L的方 式改变可变排量机油泵100的输出压力和排量,从而减少不必要的能量损耗,达到节能减 排效果,减少了液压功率和机械功率,使发动机200的效率明显提高。
如图3所示,泵体1上还设有油封安装孔11,油封安装孔11适于与发动机200的曲轴 210的前油封300配合。具体而言,油封安装孔11适于安装前油封300以在泵体1套设在 曲轴210上时使前油封300夹设在曲轴210与油封安装孔11的内壁之间起到密封作用。
换言之,泵体1集成了前油封支架的功能,从而使可变排量机油泵100的尺寸小且集 成化程度高,更利于发动机200的紧凑化设计的需求,使可变排量机油泵100更容易地布 置在曲轴210的前端,减少零部件数量且节省布置空间。
根据本发明实施例的可变排量机油泵100,转子3由发动机200的曲轴210直接驱动, 且泵体1集成了曲轴210的前油封支架的功能,结构简单、集成化程度高,零部件少。
根据本发明实施例的发动机组件1000,通过设置上述可变排量机油泵100,结构简单、 集成化程度高,零部件少,且减少不必要的能量损耗,达到节能减排效果,既减少了液压 功率和机械功率,使发动机200的效率明显提高。
如图4所示,将上述可变排量机油泵100安装在曲轴210上时,需要将泵体1和泵盖 91套在曲轴210上,为了便于可变排量机油泵100与曲轴210的装配,需要在转子3上设 置导向结构31。
如图4和图5所示,导向结构31设置在转子3的内周面上,导向结构31可以包括沿 转子3的厚度方向(即如图中所示的曲轴的轴向)延伸的导向槽或导向棱,如图4和图5 所示的一个具体实施例中,导向结构31为导向槽,相应地,曲轴210的对应部位为与导向 槽配合的导向棱。
在本发明的一些具体的实施例中,导向结构31(例如导向槽)可以为多个且多个导向 结构31可以沿转子3的周向间隔设置。由此,曲轴210和可变排量机油泵100更容易对正。
具体而言,转子3的内周面通过设置上述导向结构31构造为横截面为五边形或六边形, 与转子3对应的曲轴210的轴颈的横截面可以构造为五棱形或六棱形。更具体地,如图4 所示,与转子3对应的曲轴210的轴颈的横截面可以构造为正六边形,转子3的内周面上 设有六条导向槽。
具体地,沿图4中的箭头方向将可变排量机油泵100套入曲轴210时,容易调节转子3 的导向槽与曲轴210的正六边形对齐,推入过程中导向性更好,这样有利于保护曲轴210 的前油封300的唇口,使前油封300在套入曲轴210的过程中唇口不发生切边等损坏。
下面参照图1-图13详细描述根据本发明的用于发动机200的可变排量机油泵100的具 体实施例。
如图2所述,可变排量机油泵100包括泵体1、泵盖91、前盖94、调节环2、转子3、 多个叶片4、密封结构5、调节组件6、挡圈72和冷启动阀92。
泵体1上设有吸油口12和出油口13,泵盖91通过多个沉头螺栓93固定在泵体1上, 且曲轴210穿过泵体1和泵盖91,调节环2通过销轴71与泵体1可摆动地相连,调节环2 与泵体1之间的区域被销轴71和密封结构5隔离为吸油腔81和出油腔82,吸油口12与 吸油腔81连通,出油口13与出油腔82连通。
泵体1上还设有油封安装孔11以及发电机安装孔14、皮带张紧器固定孔15和空调压 缩机固定孔16中的至少一个,由此泵体1集成了前油封支架的功能,且为发动机200的其 它零部件提供了支撑点,集成程度更高,进一步减少发动机组件1000的零部件数量。
前盖94设置在泵体1的前方,泵体1与前盖94配合,并且泵体1与前盖94之间由密 封垫片进行密封,使得前盖94起到防尘的功能,保证发动机200的正时皮带以及可变排量 机油泵100的正常工作。
转子3固定在曲轴210上,如图6所示,转子3上设有叶片安装槽32,叶片4可移动 地设在叶片安装槽32内,挡圈72可活动地安装在转子3上,在转子3的径向上,叶片4 的外端与调节环2的内周面止抵,叶片4的内端与挡圈72止抵。
转子3在曲轴210的带动下旋转时,带动叶片4在叶片安装槽32内移动,使叶片4的 外端与调节环2的内周面可滑动地接触且使叶片4的内端与挡圈72可滑动地接触,随着叶 片4的移动可改变工作腔室的体积,且通过吸油口12进入吸油腔81的机油通过工作腔室 带到出油腔82,并且经出油口13流出至发动机200的缸体油道。随着油压的变化,油压 带动调节环2绕销轴71摆动,使偏心距L发生变化,从而调整吸油腔81和出油腔82的体 积,实现出油口13的压力和流量的变化。
当出油口13的压力过高时,冷启动阀92打开,过高的压力沿如图8所示的冷启动阀 92的阀孔处的孔泄掉,机油从该孔流回发动机200的油底壳,从而避免过高的机油压力流 过机油滤清器或者机油冷却器,影响这些零件的使用寿命。如图2所示,冷启动阀92可以 包括堵盖921、钢球922和冷启动阀弹簧923,冷启动阀92的各部件的连接关系及作用对 于本领域技术人员而言均为已知,在此不再详细叙述。
为了保证调节环2转动时,吸油腔81和出油腔82之间的隔离密封效果,特设计密封 结构5。调节环2的外周面和泵体1的内表面中的一个上设有朝向调节环2的外周面和泵 体1的内表面中的另一个敞开的凹槽21,也就是说,凹槽21可以设在调节环2的外周面 上且朝向泵体1的内表面敞开,凹槽21也可以设在泵体1的内表面上且朝向调节环2的外 周面敞开。
密封结构5设置在凹槽21内,且密封结构5包括多个密封唇5221,多个密封唇5221 间隔设置,每个密封唇5221均弹性地止抵在调节环2的外周面和泵体1的内表面中的另一 个上,即每个密封唇5221均弹性地止抵在与凹槽21的底壁211相对的表面上。由此,密 封结构5为线接触密封而非面接触密封,即密封唇5221与调节环2的外周面和泵体1的内 表面中的另一个的接触为线接触,非面接触,接触磨损小且密封性好,此外密封结构5为 弹性密封结构,即采用密封唇5221弹性密封,长期工作后仍能保持较好的密封性,不会出 现卡死问题,且不会出现切边问题,从而避免碎屑进入叶片安装槽32内而影响可变排量机 油泵100正常工作的问题出现。
作为一种可选的实施例,密封结构5包括密封轴51和密封垫52。密封轴51与凹槽21 的底壁211相连,密封轴51沿调节环2的厚度方向(即曲轴210的轴向)延伸。密封垫 52包括密封垫底壁521和多个密封垫侧壁522,多个密封垫侧壁522沿调节环的周向间隔 设置在密封垫底壁521上,且密封垫侧壁522的一端构成密封唇5221,密封垫侧壁522的 另一端弹性地止抵在凹槽21的底壁211上。也就是说,密封垫侧壁522弹性地夹设在凹槽 21的底壁211与调节环2的外周面和泵体1的内表面中的另一个上。
下面参照图6和图7详细描述根据本发明实施例的密封结构5。
如图6和图7所示的实施例中,凹槽21设在调节环2的外周面上且朝向泵体1的内表 面敞开,密封垫52构造为U形,即密封垫52包括密封垫底壁521和分别位于密封垫底壁 521两侧的两个密封垫侧壁522。密封垫底壁521夹设在凹槽21的底壁211与密封轴51之 间,密封垫52的每个密封垫侧壁522均弹性地止抵在凹槽21的底壁211与泵体1的与凹 槽21相对的内表面上。由此,密封结构5的结构简单,制造容易且成本低。
如图7所示,密封垫底壁521上设有通槽5211,密封轴51与凹槽21的底壁211的连 接部分夹持在通槽5211内,由此密封垫52与密封轴51地装配更便利。
可变排量机油泵100工作时,随着调节环2的摆动,密封垫52的密封唇5221紧贴泵 体1的内表面,随着压紧力的变化改变密封唇5221的唇口的形状,保证吸油腔81与出油 腔82之间的密封,采用上述结构形式的密封结构5密封吸油腔81与出油腔82,密封效果 好。
当然,在另一些可选的实施例中,凹槽21也可以设置在泵体1的内表面上且朝向调节 环2的外周面敞开,相应地,密封垫52的每个密封垫侧壁522均弹性地止抵在凹槽21的 底壁211与调节环2的外周面之间。
有利地,密封垫侧壁522与凹槽21的侧壁212紧贴,由此进一步加强密封效果。
可选地,密封结构5为聚四氟乙烯件,即密封结构5由聚四氟乙烯制成,由此密封结 构5的耐高温性能以及耐磨性能进一步提升,从而降低了出现卡死问题的频率,具体而言, 出现由于密封结构5受热发生老化变硬而使调节环2卡死进而导致可变排量机油泵100无 法工作的问题的频率降低。
下面参照图9-图11描述根据本发明实施例的调节组件6,如图10和图12所示,调节 组件6包括:第一弹簧61、弹簧座63和第二弹簧62。
调节环2设有沿径向向外延伸的凸台22,泵体1上设有安装槽17,凸台22和调节组 件6均设在安装槽17内,安装槽17的内壁向内凸起以形成台阶部18。
如图10和图12所示,第一弹簧61和第二弹簧62分别位于凸台22的两侧,第一弹簧 61位于安装槽17的顶壁171与凸台22之间,第二弹簧62位于安装槽17的底壁172与凸 台22之间,第一弹簧61设置成可向凸台22施加使调节环2朝偏心距L减小的方向摆动的 力,第二弹簧62设置成可向凸台22施加使调节环2朝偏心距L增大的方向摆动的力。
第一弹簧61安装在弹簧座63上,且弹簧座63与第一弹簧61位于凸台22的同一侧, 台阶部18位于凸台22与弹簧座63之间且台阶部18适于止挡弹簧座63以使第一弹簧61 停止向凸台22施加使调节环2朝偏心距L减小的方向摆动的力。
进一步地,凸台22的朝向弹簧座63的表面上设有导向销221,弹簧座63可活动地套 设在导向销221上,从而确保弹簧座63相对凸台22沿导向销221的轴向移动,确保调节 组件6的调节精度。
下面结合上面的结构,参照图1-图13描述根据本发明实施例的用于发动机200的可变 排量机油泵100的工作过程:
根据本发明实施例的用于发动机200的可变排量机油泵100可实现两级调节。
一级调节过程Q1如下:
参照图13所示,当发动机200低转速运行时,可变排量机油泵100的转子3随曲轴210 逆时针转动,调节环2和转子3的偏心距L如图9所示,随着发动机200转速不断升高, 出油口13压力升高,调节环2绕销轴71逆时针摆动,吸油腔81体积增大,出油腔82体 积减小,调节环2顶住弹簧座63,弹簧座63推动第一弹簧61,发动机200转速继续升高, 第一弹簧61弹性地止抵在弹簧座63与安装槽17的顶壁171之间,从而使第一弹簧61产 生如图10中F1所示的反作用力,即可使偏心距L减小的力,使转子3和调节环2的偏心 距发生调整,当第一弹簧61被压缩到一定长度,机油压力对调节环2的作用力与第一弹簧 61作用于调节环2的作用力平衡,机油压力维持在一定水平。
二级调节过程Q2如下:
参照图13所示,当发动机200的转速继续升高,直到如图12所示,弹簧座63被泵体 1的台阶部18阻挡,第一弹簧61对调节环2的影响消失,出油腔82压力继续增大,机油 压力推动调节环2绕销轴71顺时针转动,吸油腔81体积减小,出油腔82体积增大,第二 弹簧62被压缩,即第二弹簧62弹性地止抵在凸台22与安装槽17的底壁172之间,从而 使第二弹簧62产生如图12中F2所示的反作用力,即可使偏心距L增大的力,使转子3和 调节环2的偏心距发生调整,第二弹簧62被压缩到一定长度,机油压力对调节环2的作用 力和第二弹簧62对调节环2的作用力达到平衡,机油压力达到稳定。
上述两级调节过程对应的机油压力曲线如图13的曲线Q所示,传统的定量机油泵的机 油压力曲线如图13的曲线P所示,由此可见,根据本发明实施例的可变排量机油泵100的 压力为两级可变,实现常用转速下机油压力降低的目的,有利于降低可变排量机油泵100 的驱动扭矩和功率,从而能降低发动机200的油耗,改善发动机200的排放。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、 “厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、 “外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于 附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所 指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发 明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示 或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两 个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是 机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相 连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于 本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可 以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第 一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或 斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、 “下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特 征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示 例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者 特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述 不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以 在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领 域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进 行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的, 不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例 进行变化、修改、替换和变型。