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CN105874202A - 具有热补偿的可变排量叶片泵 - Google Patents

具有热补偿的可变排量叶片泵 Download PDF

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CN105874202A CN201580003509.4A CN201580003509A CN105874202A CN 105874202 A CN105874202 A CN 105874202A CN 201580003509 A CN201580003509 A CN 201580003509A CN 105874202 A CN105874202 A CN 105874202A
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Abstract

一种可变排量叶片泵具有在其外壳内可移位的控制滑动件和用来接收加压润滑剂的第一控制室和第二控制室。热可调节控制阀被布置在该外壳中用来基于润滑剂的温度调节泵排量。除了控制室中的流体连通通道外，至少一个排放端口被设置在该第二室中。该控制阀被构造用来与控制滑动件一起控制该室之间的压力和流体连通。该控制阀可以在较低温度和低的发动机速度下帮助减小泵排量。在较低温度下，第二控制室可以被第一控制室加压。在较高温度下，第二控制室可以通过该控制阀和/或排放端口被排放，与控制滑动件的位置无关。

Description

具有热补偿的可变排量叶片泵
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年9月4日提交的美国非临时专利申请No.14/477620的权益，该美国非临时专利申请的全部内容通过引用并入这里。
技术领域
本发明总体上涉及一种用来提供加压润滑剂到系统的可变排量叶片泵。更具体地，本公开涉及在可变排量叶片泵中使用压力和温度来控制泵排量和两个控制室内的压力水平。
背景技术
叶片泵已知用来泵送流体或润滑剂(诸如油)到内燃机。一些已知系统可以使用单个控制室来移动润滑剂。美国专利Nos.8602748和9097251和美国专利申请No.2013/0136641示出具有一个控制室的无源控制的可变叶片泵的例子，以上文献的每一个在此整体并入。其它类型的泵在美国专利Nos.8047822、8057201和8444395中被公开，该美国专利也整体并入这里。
发明内容
本公开的一方面是提供一种用来将润滑剂分配到系统的可变排量叶片泵。该泵包括：外壳；入口，所述入口用来将润滑剂从源输入到所述外壳中；出口，所述出口用来将加压润滑剂从所述外壳输送到所述系统；控制滑动件，所述控制滑动件在所述外壳内在第一滑动件位置和第二滑动件位置之间可移位以调节通过所述出口的所述泵的排量；弹性结构，所述弹性结构将所述控制滑动件偏置在所述第一滑动件位置中；具有至少一个叶片的转子，所述转子安装在所述外壳中并且被构造用来在所述控制滑动件内且相对于所述控制滑动件旋转，所述至少一个叶片被构造用来在其旋转期间与所述控制滑动件的内表面接合；第一控制室和第二控制室，所述第一控制室在所述外壳和所述控制滑动件之间，所述第二控制室在所述外壳和所述控制滑动件之间，所述第一控制室和第二控制室用来接收加压润滑剂；热可调节控制阀，所述热可调节控制阀被构造用来基于所述润滑剂的温度在第一阀位置和第二阀位置之间移动，所述热可调节控制阀对于低于预定温度的温度处于所述第一阀位置并且对于等于所述预定温度或高于所述预定温度的温度处于所述第二阀位置；连接到所述第一控制室的第一端口和连接到所述第二控制室的第二端口，所述第一和第二端口被构造用来选择性流体连通以形成控制压力通道，所述控制压力通道在所述第一控制室和所述第二控制室之间延伸；所述阀中的第三端口，所述第三端口被构造用来与所述第二端口选择性流体连通以在所述第二控制室和所述热可调节控制阀之间形成排放通道；和排放端口，所述排放端口被设置在所述外壳中并且被构造用来与所述第二控制室选择性流体连通。在其第一阀位置中，所述热可调节控制阀被构造用来通过所述第一端口和所述第二端口的流体连通控制所述第二控制室中的压力，以便通过所述控制压力通道将加压润滑剂输送到所述第二控制室中，由此加压所述第二控制室。在其第二阀位置中，所述热可调节控制阀被构造用来通过借助于连通所述第二端口到所述第三端口的所述排放通道或借助于所述排放端口从所述第二控制室排放加压润滑剂而控制所述第二控制室中的压力。在所述外壳内的所述控制滑动件的位置还被构造用来在所述第二控制室的排放期间帮助选择性地控制通过所述排放通道或通过所述排放端口的所述加压润滑剂的排放。
另一方面提供一种系统，该系统包括：发动机；包含润滑剂的润滑剂源；和可变排量叶片泵，所述可变排量叶片泵连接到所述润滑剂源以便将润滑剂分配到所述发动机。该泵包括：外壳；入口，所述入口用来将润滑剂从源输入到所述外壳中；出口，所述出口用来将加压润滑剂从所述外壳输送到所述系统；控制滑动件，所述控制滑动件在所述外壳内在第一滑动件位置和第二滑动件位置之间可移位以调节通过所述出口的所述泵的排量；弹性结构，所述弹性结构将所述控制滑动件偏置在所述第一滑动件位置中；具有至少一个叶片的转子，所述转子安装在所述外壳中并且被构造用来在所述控制滑动件内且相对于所述控制滑动件旋转，所述至少一个叶片被构造用来在其旋转期间与所述控制滑动件的内表面接合；第一控制室和第二控制室，所述第一控制室在所述外壳和所述控制滑动件之间，所述第二控制室在所述外壳和所述控制滑动件之间，所述第一控制室和第二控制室用来接收加压润滑剂；热可调节控制阀，所述热可调节控制阀被构造用来基于所述润滑剂的温度在第一阀位置和第二阀位置之间移动，所述热可调节控制阀对于低于预定温度的温度处于所述第一阀位置并且对于等于所述预定温度或高于所述预定温度的温度处于所述第二阀位置；连接到所述第一控制室的第一端口和连接到所述第二控制室的第二端口，所述第一端口和第二端口被构造用来选择性流体连通以形成控制压力通道，所述控制压力通道在所述第一控制室和所述第二控制室之间延伸；所述阀中的第三端口，所述第三端口被构造用来与所述第二端口选择性流体连通以在所述第二控制室和所述热可调节控制阀之间形成排放通道；和排放端口，所述排放端口被设置在所述外壳中并且被构造用来与所述第二控制室选择性流体连通。在其第一阀位置中，所述热可调节控制阀被构造用来通过所述第一端口和所述第二端口的流体连通控制所述第二控制室中的压力，以便通过所述控制压力通道将加压润滑剂输送到所述第二控制室中，由此加压所述第二控制室。在其第二阀位置中，所述热可调节控制阀被构造用来通过借助于连通所述第二端口到所述第三端口的所述排放通道或借助于所述排放端口从所述第二控制室排放加压润滑剂而控制所述第二控制室中的压力。在所述外壳内的所述控制滑动件的位置还被构造用来在所述第二控制室的排放期间帮助选择性地控制所述加压润滑剂通过所述排放通道或通过所述排放端口的排放。
根据以下详细描述、附图和所附权利要求，本发明的其它方面和优点将变得明了。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的泵的透视图。
图2是不使用热反应性装置的在各种温度下的泵中的相对压力对发动机速度的示例性的图。
图3是使用热反应性装置的在各种温度下的泵中的相对压力对发动机速度的示例性的图。
图4是根据本公开的实施例的系统的示意图。
图5是根据实施例的用于图4的系统的泵的顶视图。
图6是沿图5的线6-6截取的泵的一部分的剖视图。
图7是根据实施例的泵的侧视图。
图8是沿图7的线8-8截取的泵的一部分的剖视图。
图9是第一滑动件位置中的泵外壳的盖子和其部件的一些的下侧透视图。
图10示出泵的控制压力通道中的第一阀位置中的热可调节控制阀的详细视图。
图11是第二滑动件位置中的泵外壳的盖子和其部件的一些的下侧视图。
图12是示意图，该示意图示出泵的第一和第二控制室之间的流体连通，其中热可调节控制阀在第一阀位置中。
图13示出泵的控制压力通道中的第二阀位置中的热可调节控制阀的详细视图。
图14是泵外壳的盖子和其部件的一些的下侧视图，其中滑动件在靠近第一滑动件位置的位置中。
图15是示意图，该示意图示出用来从泵的第二控制室排放润滑剂的若干部分，其中热可调节控制阀在第二阀位置中。
具体实施方式
如这里详细描述的，可变排量叶片泵具有：控制滑动件，该控制滑动件在其外壳内可移位；和第一控制室和第二控制室，两者均在该外壳和控制滑动件之间，用来接收加压的润滑剂。热可调节控制阀被布置在该外壳中用来基于润滑剂的温度调节泵排量。除了控制室中的流体连通通道外，排放端口被设置在该外壳中，例如，与第二室关联或在第二室中。热可调节的控制阀被构造用来控制各室、各通道和排放端口之间的压力和流体连通。该控制阀因此可以在较低温度下减小泵排量。在较高温度下，取决于控制滑动件的位置，例如，取决于压力水平或泵排量，第二控制室可以通过热可调节的控制阀和/或排放端口被排放。
如本领域技术人员理解的，如贯穿本公开使用的“泵排量”或“排量”指的是在指定时间段期间泵能够移动的液体(润滑剂)的体积，即，流量。
图1是根据本公开的实施例的泵10的透视图。泵10是具有多室设计的可变叶片泵。泵10具有外壳20，该外壳具有入口30和出口40。入口30接收流体或输入要从源26(见图4)被泵送的润滑剂(在汽车情况中典型地为油)到外壳20中，并且出口40用来排出或输送加压的流体或润滑剂到该系统(例如，发动机)。如该技术领域中已知的，控制滑动件12(在下面被更详细地说明)、转子14、轴16和弹性结构24被布置在外壳20中。该入口和出口30、40被布置在转子14的旋转轴线的相对径向侧上。如图11和图14中的视图描绘的，该外壳20具有：至少一个入口端口31，该至少一个入口端口用来吸入要被泵送的流体；和至少一个出口端口33，该至少一个出口端口用来排出该流体。入口端口31和出口端口33均可以具有新月形状，并且可以形成为通过位于该外壳的一个轴向侧或两个轴向侧(相对于转子16的旋转轴线)上的相同的壁。该入口端口和出口端口31、33被布置在转子16的旋转轴线的相对径向侧上。这些结构是常规的，并且不需要被详细描述。入口30和/或出口40的形状不意图是限制性的。
可以使用其它构造，诸如不同地成形的或编号的端口等等。此外，应当理解，可以设置多于一个入口或出口(例如，通过多端口)。
外壳20可以由任何材料制成，并且可以通过铝模铸造、粉末金属成形、锻造或任何其它希望的制造技术而形成。外壳20包围内室，该内室在这里也称为第一控制室34和第二控制室36。在附图中，外壳20的主壳体被示出。壁限定内室的轴向侧并且周向壁23在周围延伸以周向地包围该内室。盖子19(例如，在图5和图7中被示出)诸如通过紧固件27附接到外壳20，该紧固件插入沿周向壁23设置的各种紧固件孔29(例如，见图9)。该盖子在图1中没有被示出，例如，使得泵的内部部件的一些可以被看到。然而，这种盖子19的使用通常是熟知的并且在这里不需要被更详细地描述。盖子19可以由任何材料制成，并且可以通过铝模铸造、粉末金属成形、锻造或任何其它希望的制造技术而形成。附图也示出盖子19的若干部分和盖子19的下侧，该下侧与外壳20一起帮助包围泵10的内室。衬垫或其它密封件可以可选地布置在盖子19和外壳20的周向壁23之间以密封内室。
外壳20和盖子19包括用来适应控制滑动件12的运动和密封接合的各种表面，该各种表面将在下面被更详细地描述。
控制滑动件12在外壳20内并且相对于盖子19在第一滑动件位置和第二滑动件位置之间可移位以通过出口40调节泵10的排量。根据实施例，控制滑动件12枢转地被安装并且被构造用来在外壳20内在第一和第二滑动件位置之间枢转移位。第一滑动件位置被限定为最大排量的初始位置。图9示出第一或最大排量滑动件位置中的滑动件的例子。图14示出靠近第一或最大排量滑动件位置的位置中的滑动件的例子。第二滑动件位置被限定为离开第一滑动件位置或最大排量位置的位置，例如，减小排量位置。更具体地，它可以包括离开第一滑动件位置的任何数量的位置，并且在一个实施例中可以包括当该滑动件靠近最小排量位置时，或者可以是最小排量位置。例如，控制滑动件12可以相对于第一和第二内部控制室34和36枢转地被安装。当控制滑动件12枢转离开第一滑动件位置时，不管枢转角度多少，控制滑动件12都可以被认为在第二滑动件位置中。图11示出第二或减小排量滑动件位置中的滑动件的例子。
具体地，在控制滑动件12枢转的实施例中，枢转销28或类似部件可以被设置用来控制控制滑动件12的枢转动作。枢转销28可以安装到外壳20。在外壳20中的控制滑动件12的枢转连接的构造不应当被限制。
控制滑动件12具有限定转子接收空间35的内侧或内表面13(例如，见图9)。该转子接收空间35具有基本上圆形的构造。这个转子接收空间35与入口和出口30、40直接连通以便通过入口30在负吸入压力下吸入油、润滑剂或另一流体，并且在正排出压力下将油、润滑剂或另一流体排出该出口40。
该转子14在控制滑动件12的转子接收空间35内以可旋转的方式安装在外壳20中。该转子14被构造用来在控制滑动件12内并且相对于控制滑动件12旋转。该转子14具有中心轴线，该中心轴线典型地相对于控制滑动件12(和/或转子接收空间35)的中心轴线偏心。该转子14以常规的方式(诸如驱动滑轮，驱动轴，发动机曲柄或齿轮)连接到驱动输入。如图1中示出的，该转子14连接到轴16。
该转子14具有至少一个径向延伸的叶片18，该至少一个径向延伸的叶片安装到该转子14以便径向运动。具体地，每一个叶片18以允许它们径向滑动的方式在近端部处安装在转子14的中心环或毂15中的径向槽中。在其旋转期间，离心力可以径向向外迫使叶片18接合叶片的远端部和控制滑动件12的内侧或内表面13和/或维持叶片的远端部和控制滑动件12的内侧或内表面13之间的接合。这种类型的安装是常规的且熟知的。可以使用其它变型，诸如用来径向向外偏置叶片的该槽中的弹簧或其它弹性结构，并且这个例子不是限制性的。因此，叶片18可以与控制滑动件12的内表面13密封接合使得旋转该转子14通过负吸入压力通过入口30吸入流体并且通过正排出压力通过出口40输出流体。因为控制滑动件12和转子14之间的偏心关系，在出口40所位于的侧上产生流体的高压体积，并且在入口30所位于的侧上产生流体的低压体积(该侧在该技术领域中称为泵的高压和低压侧)。因此，这引起通过入口30的流体的吸入和通过出口40的流体的排出。该泵的这个功能是熟知的，并且不需要被进一步详细描述。
控制滑动件12可以移动(例如，枢转)以改变转子14及其叶片相对于滑动件12的内表面13的位置和运动，并且因此改变泵的排量和通过出口40的润滑剂的分布。弹性结构24将控制滑动件12偏置或推进在其第一滑动件位置(或第一枢转方向或位置，或最大排量位置)中。外壳20中的压力改变可以导致控制滑动件12相对于转子14移动或枢转(例如，定心)，调节(例如，减小或增加)该泵的排量。第一滑动件位置是增加控制滑动件12和转子轴线之间的偏心率的位置或方向。随着偏心率增加，该泵的流量或排量增加。相反，随着偏心率减小，该泵的流量或排量也下降。在一些实施例中，可以存在偏心率为零，意味着转子和环轴线共轴的位置。在这个位置中，流动为零或非常接近零，因为高和低压力侧具有相同的相对体积。因此，在实施例中，控制滑动件12的第一滑动件位置是泵10的最大偏移或排量的位置或方向(例如，见图9)，而控制滑动件12的第二滑动件位置是减小的受限制的或最小的偏移或排量的位置或方向(例如，见图11)。同样，叶片泵的这个功能是熟知的，并且不需要更详细地被描述。
在示出的实施例中，弹性结构24是弹簧，诸如卷簧。根据实施例，弹性结构24是弹簧，该弹簧用来将控制滑动件12偏置和/或返回到其缺省或偏置位置(与转子14的最小偏心率的第一或初始滑动件位置)。控制滑动件12可以逆着弹簧或弹性结构移动以基于外壳20内的压力减小与转子14的偏心率以调节排量并且因此调节输出流。该外壳12可以包括用于弹性结构24的接收部分37，该接收部分由周向壁23的若干部分限定，例如，用来定位和支撑该结构(或弹簧)。该接收部分37可以包括：一个或更多个侧壁45，该一个或更多个侧壁用来约束该结构24以免侧向偏转或弯曲；和支承表面，该弹簧的一个端部接合在该支承表面上。例如，控制滑动件12包括径向延伸的支承结构60，该径向延伸的支承结构限定支承表面61，弹性结构24接合在该支承表面上。可以使用其它结构或构造。
例如，诸如密封件62、64(诸如在图11中被示出)的多个密封件可以被布置在外壳20/盖子19和控制滑动件12之间。
如上面详细描述的，压力通过该泵10用于控制润滑剂的分布或输送。该控制压力可以是例如泵出口压力或发动机过道反馈压力。该控制压力可以用于控制该泵的各部分使得希望量的加压润滑剂被输送到该系统，例如，发动机。然而，通常，在较低温度(例如，20℃)下，泵可以以低的速度达到控制压力水平，因此该泵排量的调节或控制典型地是有效的。在低的速度下的压力水平通常高于当该泵的控制机构以低的速度开始时适当的发动机性能所需的压力。在较高温度(例如，60℃或之上)下，该压力水平可以增加直到控制压力，然后该排量和压力减小。
如这里公开的，除了控制压力外，润滑剂的温度(例如，通过由热反应性装置确定的温度)用于控制热可调节控制阀以便引导外壳中的加压润滑剂并且根据该发动机改变可变叶片泵的排量。
图2是不使用热可调节的/反应性的装置的在各种温度下的泵中的相对压力对发动机速度的示例性的图。如在图2的图中见到的，在较低发动机速度(例如，小于3000rpm)和较低温度(例如，小于50摄氏度)下，泵出口压力是相对高的或增加。这种高压水平和润滑剂从该泵的排量在较低发动机速度下或对于适当的发动机性能来说不是必要的。因此，本公开在该泵10中使用热可调节控制阀44以在较低温度下减小泵排量。当润滑剂在较低温度下穿过泵10时，该控制阀44因此可以直接减小泵排量。在一些情况中，因为当发动机以较低速度运行时润滑剂的温度可能倾向于较低，控制阀44可能间接地受低的温度和低的发动机速度影响。该排量可以减小对于发动机性能来说不需要的低的发动机速度下的高的压力水平。图3是使用热可调节控制阀的在各种温度下的泵中的相对压力对发动机速度的示例性图。如图3的图中见到的，特别地当与图2的图对比时，泵出口压力在较低发动机速度(例如，小于3000rpm)下相对减小。滑动件12可以用于在限定的滑动件位置打开排放口以在较高发动机速度下限制泵排量且避免较低压力水平。本公开的另外的特征和优点在下面被进一步说明。
图4是根据本公开的实施例的系统25的示意图。例如，该系统25可以是车辆或车辆的一部分。该系统25包括诸如发动机32(例如，内燃机)的机械系统以便从泵10接收加压润滑剂。该泵10从润滑剂源26接收润滑剂(例如，油)(通过入口30输入)并且加压润滑剂且将它输送到发动机32(通过出口40输出)。
现在参考图9、图11和图14，示出的是在外壳20和控制滑动件12之间的第一控制室34和在外壳20和控制滑动件12之间的第二控制室36相对于泵部件中的一些部件的定位，用来接收泵10中的加压润滑剂。第一控制室34相对于控制滑动件12的第一侧被设置在该外壳中，而第二控制室36被设置在控制滑动件12的相对的第二侧上。第一控制室34和第二控制室36均具有至少一个端口以便接收加压流体。例如，该至少一个端口可以与外壳20的出口40连通以便在正的排出压力下接收加压流体。该加压流体也可以从正压力的其它源(诸如发动机油道，活塞喷射器等等)被接收，并且排出压力的转移不意图是限制性的。
第一控制室34使用无源控制以传统方式被控制，例如，它通过压力反馈被出口压力控制或过道压力控制。即，来自加压润滑剂的力的正压力可以被施加到第一控制室34，并且因此被施加到控制滑动件12，以迫使滑动件12进入其中偏心率减小的其第二滑动件位置(或第二枢转方向)。
如下面进一步详细描述的，第二控制室36通过第一控制室34，控制滑动件12和热可调节的控制阀44被控制。第一端口50和第二端口52被设置在外壳20中并且被构造用来选择性流体连通以形成控制压力通道，该控制压力通道在第一控制室34和第二控制室36之间延伸。因此，在某些情况下，该室34、36可以通过如由端口50和52限定的控制压力通道被连接。
图5-8示出安装在盖子19中的热可调节控制阀44的一个实施例。在实施例中，热可调节控制阀44被布置在壳体38中，该壳体允许加压润滑剂通过其的流体连通或分布。该壳体38可以与外壳20或盖子19分离地形成并且附接到其上，或者整体地形成在其内或与其整体地形成。该壳体38也可以集成或附接到外壳20或盖子19。热可调节控制阀44安装在壳体38中使得它可以调节或改变第一控制室和第二控制室34、36之间的流体连通。根据实施例，第一端口50和第二端口52被设置在壳体38中。因此，热可调节控制阀44可以基于预定参数被调节以改变或更改通过由端口50和52形成的控制压力通道的流体连通。
热可调节控制阀44使用至少基于润滑剂的温度的开/关控制来控制泵10的排量或流量(例如，通过将加压润滑剂引入外壳20中)。热可调节控制阀44被构造用来基于润滑剂的温度在第一阀位置和第二阀位置之间移动。在实施例中，热可调节控制阀44对于低于预定温度的温度处于第一阀位置并且对于等于预定温度或高于预定温度的温度处于第二阀位置。
根据实施例，例如，热可调节控制阀44可以对由热反应性装置确定的温度作出反应。在实施例中，热可调节控制阀44可以通过连接器或插头47和弹性装置46(诸如弹簧)安装到壳体38。连接器或插头47被布置在壳体38的端部并且将弹性装置46的第一端部保持或锁定在壳体38内的其位置中。弹簧46可以用来激活控制阀44在第一阀位置和第二阀位置之间的移动。
在实施例中，与热可调节控制阀44一起使用的或与热可调节控制阀44关联的热反应性装置是恒温器42。例如，如图6和8中所示，恒温器42可以连接到控制阀44(例如，通过轴)并且被固定在壳体38内。弹簧46具有在所有条件下保持控制阀44与恒温器42接触的功能。如这里使用的，恒温器42是当温度达到或超过某点或预定温度时自动控制一装置(即，控制阀44)的装置。例如，当达到和/或超过预定温度时，控制阀44被恒温器42移动(例如，通过轴)。例如，在实施例中，在较热的温度下，例如，等于预定温度或高于预定温度，恒温器42可以被构造用来使控制阀44沿一个方向膨胀并且移动，例如，抵靠弹簧46以压缩该弹簧(如图13中见到的，这在下面稍后被描述)。在较冷的温度下，例如，在低于预定温度，恒温器42可以被构造用来使控制阀44沿另一(相反的)方向缩回并且移动，例如，以向后移动使得弹簧46解压缩并且推动控制阀44，同时仍然维持与恒温器42接触(如在图10中见到的，这也在下面稍后被描述)。
在实施例中，恒温器42被构造用来控制大约40摄氏度和大约80摄氏度之间的温度曲线或范围。在实施例中，该温度曲线和/或范围可以根据用户希望的参数被调节以调整该泵10及其输出。例如，恒温器42被构造用来在其作出反应和/或移动的温度可以被几何级数地调整以便控制控制阀44的移动，并且因此控制泵排量。
如前所述，热可调节控制阀44被设计用来基于润滑剂(油)的温度在较低温度下减小泵排量并且在发动机性能不需要的低的发动机速度下减小高压水平。因此，恒温器42和控制阀44用作泵10的控制器。为了提供外壳20和室中的压力调节，该泵10包括第三端口48，该第三端口被构造用来与第二端口52选择性流体连通以在第二控制室36和热可调节控制阀44之间形成排放通道。
控制阀44的位置和/或移动可以控制该使用以及第三端口48和第二端口52之间的连通(即，排放通道)。第三端口48连接到/通往泵的周围环境，例如，发动机油槽。如下面说明的，第三端口48被构造用来根据控制阀44的位置选择性地连接到第二控制室36以排放第二控制室36。在实施例中，第三端口48被设置在包含控制阀44的壳体38中(例如，见图6和7)。在实施例中，第三端口48被设置在控制阀44中。在实施例中，第三端口48被设置在外壳20中。在实施例中，第三端口48被设置在盖子19中。
除了用于控制阀44的壳体38外，盖子19和/或外壳20还包括设置在其中的排放端口54(见例如图9和14)。排放端口54与第二控制室36关联和/或连接到第二控制室36。排放端口54被构造用来与第二控制室36选择性流体连通。此外，排放通道或排放端口54的使用可以由控制滑动件12在外壳20内的位置和/或相对于盖子19的位置选择性地控制。即，基于泵10内的润滑剂压力水平(例如，较高或较低)，当第二室的排放(如果发生)时或在第二室的排放期间，任一个可以用于排放。排放端口54也可以选择性地连接到/通往泵的周围环境，例如发动机油槽。
在实施例中，排放端口54被设置在外壳20中。在另一实施例中，排放端口54被设置在盖子19中。
如下面详细描述的，在实施例中，在较低温度和较高速度下，通过控制滑动件12的移动，排放端口54可以被打开以排放第二控制室36。根据一个实施例，控制阀44被构造用来加压第二控制室36(例如，在冷的条件下)，并且当滑动件进一步移动到第二滑动件位置(例如，到最小排量位置)时，排放端口54打开。在实施例中，在较高温度和较低压力下，第二控制室36可以通过排放通道(通过端口48和52的流体连通)被排放。当被连接时，排放端口54实现且连接通过排放通道从第二室36到发动机的油槽的润滑剂的流动。
控制滑动件12移动可以由根据支配发动机速度的压力水平调节泵排量的第一控制室34(例如，在热的条件中，控制阀44被布置成如图10中所示)，或者由第一和第二控制室34和36中的压力驱动(例如，在冷的条件中，控制阀44被布置成如图13中所示)。排放端口54通过控制滑动件12的移动被控制。
控制阀44的位置基于泵10内的润滑剂的温度被控制。
控制滑动件12和控制阀44被独立地控制。例如，控制阀44可以被布置在其第一阀位置或其第二阀位置中，或者在这种位置之间移动，不管控制滑动件12的位置如何(例如，在第一滑动件位置中，在第二滑动件位置中，在最大排量位置中，在最小排量位置中，或在滑动件的这种最大和/或最小位置之间或靠近滑动件的这种最大和/或最小位置的第二滑动件位置中)。如下面详细描述的，控制阀44的位置(如由恒温器42控制)调节端口50、52和排放口48、54之间的连接/流体连通。
图10示出泵10的控制压力通道中的第一阀位置(相对于壳体38)中的控制阀44。根据实施例，热可调节控制阀44的第一阀位置对应于较低流体或润滑剂温度(例如，润滑剂的冷的或较冷的温度)。例如，在实施例中，在小于60摄氏度的温度下，热可调节控制阀44被布置在第一阀位置中。在使用恒温器42的实施例中，在较低温度(例如，小于60摄氏度)下，恒温器42处于最小长度位置。
如图10中所示，在其第一阀位置中，热可调节控制阀44被布置成使得第一端口50和第二端口52可以通过其壳体38流体连通。此外，在这个第一位置中，第三端口48被控制阀44关闭使得不存在第三端口48和至少第二端口52(即，排放通道)之间并且因此与第二控制室36的流体连通。取决于控制滑动件12的位置，第一控制室34的控制压力可以通过流体连接的端口50和52被引导通过至少热可调节控制阀44，并且在一些情况中被引导通过壳体38。
即，加压润滑剂可以在第一控制室34和第二控制室36之间流动，如图12的图中示意性地描绘的，经由控制阀44的位置(取决于控制滑动件12的位置)通过壳体38。例如，当控制滑动件12移动到如图14中示出的第一滑动件位置(例如，最大位置)并且如图10中所示在较冷的温度下控制阀44被布置在其第一阀位置中时，第二控制室36可以通过将加压流体从第一端口50输送到第二端口52被第一控制室34加压。第二室36不或基本上不被排放，因为排放端口54被阻塞(通过滑动件12上的突出部分)，如图14中所示。因此，根据实施例，为了在较低润滑剂温度下减小泵排量，第一控制室34加压第二控制室36。
根据实施例，在最小排量处或附近(或在第二滑动件位置中)，例如，如图11中所示，当热可调节控制阀44处于图10的第一阀位置时控制滑动件12被移动且布置在外壳20内以关闭通过排放通道(即，通过第三端口48和第二端口52，因为第二端口52被阻塞)的流体连通。例如，控制滑动件12可以基于在室34、36内并且离开出口40的流动的加压流体被调节。当压力在较低温度下通过控制阀44从第一控制室34被引导到第二控制室36，并且控制滑动件12处于其最小位置时，至少排放端口54被控制滑动件12打开，如图11中所示(例如，与图14对比)。控制滑动件12帮助保证泵排量压力不减小太多(通过来自第二控制室36的压力作用于或致动控制滑动件12到其最大位置)，使得在高的发动机速度下不存在太低压力水平的危险。
典型地，在较低温度(例如，低于60摄氏度)和较低发动机速度(例如，低于2500rpm)下，该泵10在高的压力下运行。通过使用热可调节控制阀44(即，通过将该阀44布置在第一阀位置中并且允许室34、36之间的流体连通)控制室34和36内的液压压力和通过出口40的输出，控制滑动件12的位置可以由流动压力控制，而该流动压力在低的温度下减小泵排量。因此，该压力水平或排量也下降。这个减小的压力水平也减小泵驱动扭矩。因此，当使用如这里公开的控制阀44和控制滑动件12时，总的发动机摩擦和发动机CO2排放可以被改善(例如，降低)。
在润滑剂的较低温度下并且在最大排量下，第二控制室36可以被第一控制室34加压到当控制滑动件12从其最大容许排量位置移动时的程度。在控制滑动件12移动离开其最大容许排量位置(例如，离开如图14中示出的位置)(例如，到第二或向着最小排量位置)时，第二端口52可以被关闭并且排放端口54可以被打开，诸如图11中示出的。如前所述，在实施例中，在或当控制滑动件12移动时，在滑动件12继续在其另一或第二(最小)排量位置和第一(最大)排量位置之间移动时，排放端口54可以被选择性地关闭或覆盖(例如，通过滑动件12上的突出部分)。一旦第二端口52被关闭，从第一控制室34被供给到第二控制室36的压力就被关闭或基本上切断，并且第二控制室36可以被排放。因此，在实施例中，在这种时间期间，排放端口54可以用于排放和连通来自第二控制室36的润滑剂。排放端口54排放第二控制室36以显著减小和/或消除该第二控制室36中的压力，而同时第二端口52被关闭以避免油/润滑剂流入第二控制室36(从第一控制室34)，并且因此避免可能降低总效率的通过该泵10的任何润滑剂泄漏。
在较低温度和控制滑动件12的较低/最小排量位置下，控制阀44可以维持在其第一位置中，诸如图10中所示，即使控制滑动件12已经移动以打开排放口54。
然而，在较高温度下，润滑剂的压力水平增加到控制压力。为了控制该压力和泵排量(例如，减小该压力和排量)，公开的热可调节控制阀44可以被启动。
如前所述，为了首先控制该压力和排量，第二控制室36可以通过热可调节控制阀44和其壳体38和/或排放端口54被排放。如前所述，控制滑动件12可以基于流动的润滑剂的压力被移动以排放第二控制室36和关闭第一和第二控制室34、36之间的连通。此外，控制阀44可以用于基于润滑剂的温度提供泵10的另外控制。取决于润滑剂的温度和压力，第二室36可以以第一排放模式或第二排放模式被操作。例如，图13和15示出泵10的控制压力通道中的第二阀位置中的控制阀44。根据实施例，热可调节控制阀44的第二阀位置对应于较高润滑剂温度。在实施例中，在这种较高润滑剂温度下，控制阀44也可以移动以关闭第一端口50和第二端口52之间的连通和打开且建立排放口。例如，在实施例中，在等于和/或大于60摄氏度的温度下，热可调节控制阀44被布置在第二阀位置中。在使用恒温器42的实施例中，在较高温度下(例如，等于60摄氏度或高于60摄氏度下)，恒温器42处于最大长度位置，因此将控制阀44移动到其第二位置(例如，通过轴)。这种特征在图13中被示出。在控制阀44在这些较高温度下移动到第二位置时，与壳体38或阀44关联的第三端口48可以被布置成与第二端口52流体连通以打开排放通道。因此，在其第二位置中，热可调节控制阀44可以被构造用来通过由连接第三端口48和第二端口52形成的排放通道或通过排放端口54排放来自第二控制室36的加压润滑剂(即，通过将第二端口52连通到第三端口48)控制第二控制室36中的压力。可以通过第三端口48从壳体38排出的任何润滑剂可以被引到发动机油槽。
该外壳内的控制滑动件的位置另外被构造用来在第二控制室36的排放期间帮助选择性地控制加压润滑剂通过排放通道或通过排放端口54的排放。因此，加压润滑剂从第二控制室36的排放可以基于控制滑动件12在外壳20内和/或相对于盖子19的位置来在将加压润滑剂引导通过排放通道(例如，通过将第二端口52和第三端口48布置成流体连通)和将加压润滑剂引导通过设置在第二控制室36中的排放端口54之间改变，这在图15的图中被示意性地描绘。因此，可以看到，除了控制阀44(该控制阀基于润滑剂的温度)外，第二控制室36的选择性排放功能还可以由控制滑动件12位置(相对于外壳20和盖子19，基于润滑剂的流动压力)控制。第二控制室的排放也具有当控制阀44处于其第一位置时限制泵排量的功能(由于出口压力通过恒温器42和控制阀44的位置被引导到第二控制室36)。
具体地，在实施例中，控制阀44通过恒温器42和弹簧46移动到延伸位置，如图13中所示，关闭第一控制室34和第二控制室36之间的控制压力通道的流体连接(即，关闭端口50和52之间的连通)。因此，恒温器42和控制阀44现在处于最大位置。同时，热可调节控制阀44已经被移动且布置成使得第二端口52和第三端口48可以通过其壳体38流体连通(取决于控制滑动件12的位置)。
更具体地，在实施例中，当控制滑动件12被布置用于较高排量时，或者在第一排放模式中，流体或润滑剂可以通过壳体38的第二端口52和第三端口48被供给。该控制滑动件12可以被布置用来当控制阀44处于第二阀位置时关闭通过控制压力通道的流体连通，并且该控制滑动件12被布置用于较高排量。因此，可以不存在第一控制室34和第二控制室36之间的流体连通和第二控制室36通过控制压力通道的加压。
在控制滑动件12移动(例如，逆时针)到泵10的较低排量(向着第二滑动件位置)时，它可以移动到第二排放模式，打开排放端口54使得排放端口54用于排放第二控制室36。特别地，当控制滑动件12正移动(例如，参考图，当控制滑动件12正逆时针或向着如图11的位置的位置移动时)并且由于压力改变而减小泵排量时，控制滑动件12可以相对于外壳20和盖子19向着第二滑动件位置移动。在第二滑动件位置中，控制滑动件12关闭第二端口52，并且因此关闭排放通道(形成在第二端口52和第三端口48之间)。同时，排放端口54可以被打开以停止该泵的进一步排量减小。当控制滑动件12处于第二滑动件位置时，那么，该泵10仅由第一控制室34、出口压力或过道压力控制。这是因为该泵仍然需要在更高的发动机速度(例如，大于大约2500rpm)下供应更高的压力。因此，在热可调节控制阀44和/或恒温器42正移动的中等速度(例如，大约2500rpm)和预定义的或预定的温度(例如，60摄氏度)下，通过热可调节控制阀44和/或恒温器42的控制当该压力是低的时是不起作用的。因此，控制阀44通过温度而不是发动机速度被调节。
然而，为了避免在较高发动机速度下的太低压力水平，热可调节控制阀44对泵排量减小的影响被限制。最大排量减小由排放端口54在第二控制室36中的位置限定，例如，如图14中所示，当控制滑动件12进一步移动(例如，逆时针)离开图11的最小排量位置(进入其最大排量位置)时，该排放端口被打开以便排放。在没有排放端口54的情况下，该泵10将在发动机的整个速度范围上仅以低压力模式在低的温度下工作。因此，排放端口54允许泵10在更高的压力和更高的发动机速度下提供希望的排量，而不受热可调节控制阀44影响。排放端口54还可以在高的发动机速度(和低的润滑剂温度)下用于维持第二控制室36的排放并且帮助保证在第二控制室36处的低的压力水平，使得泵10在高的压力水平下基本上或仅由第一控制室34控制。
因此，基于控制滑动件12在外壳20中/相对于盖子19的位置(即，基于压力和/或压力改变)，并且基于控制阀44在其壳体38中的位置(即，基于润滑剂的温度)，第二控制室36可以被选择性地排放通过控制阀44和壳体38通过第二端口52和第三端口48的连接(即排放通道)或排放端口54。因此，在较高的润滑剂温度下，第二控制室36可以处于排放模式(例如，第一排放模式或第二排放模式)，与被第一控制室34加压相反。在第一排放模式或第二排放模式中，泵排量根据发动机的需要被调节。因此，可以说，发动机速度、压力和温度用于控制泵10。
因此，本公开描述一种热可调节控制阀44，该热可调节控制阀与控制滑动件12一起用于可变叶片多室泵10。该泵10通过温度和压力被控制并且基于控制阀44和控制滑动件12的位置调节至少第二室36中的压力。在其第一阀位置中(见图7和8)，热可调节控制阀44被构造用来通过允许第一端口50和第二端口52之间的流体连通控制第二控制室36中的压力，以便通过控制压力通道将加压润滑剂输送到第二控制室36中，由此加压第二控制室。在其第二阀位置中(见图9和10)，热可调节控制阀44被构造用来通过将第二端口52连通到第三端口48而从第二控制室34排放加压润滑剂而控制第二控制室中的压力。特别地，如果第二室36被排放，通过将加压润滑剂引导通过由第三端口48和第二端口52形成的排放通道(例如，在第一排放模式中)或通过将加压润滑剂引导通过被设置在第一控制室34中的排放端口54(例如，在第二排放模式中)，加压润滑剂从第二控制室36的排放可以基于控制滑动件12在外壳20内的位置而改变。
根据实施例，加压润滑剂从第二控制室的选择性排放可以与控制滑动件的位置无关地通过排放通道或通过排放端口。
虽然未示出，密封件可以被布置在外壳20和/或盖子19中。在示出的实施例中，两个室被示出；然而，在一些实施例中，可以使用更多的室以便对压力调节的更好控制。类似地，可以使用任何数量的另外密封件。
由于这里公开的恒温器42用作用来引导泵10中的润滑剂的控制器，因此ECU(发动机控制单元)控制器的使用不是必需的(由于ECU函数典型地包括与总泵控制图中的恒温器42类似的函数)。然而，应当理解，如ECU的控制器在一些实施例中可以关联和/或连接到泵10和/或发动机32以主动控制如由用于发动机的系统图限定的泵的一个或更多个特征，例如，基于发动机操作速度，发动机上的载荷等等。
而且，在本公开中，用于控制该阀44自身的热反应性装置的类型不意图被限制到恒温器(如恒温器42)。更确切地说，替代的和/或另外的机械装置(诸如热反应性弹簧)可以用于控制该控制阀44。
虽然本公开的原理已经在上面阐述的说明性实施例中被阐明，但对于本领域技术人员来说将显然的是，可以对用于实施本公开的结构，布置，比例，元件，材料和部件作出各种修改。
因此将看到，本公开的特征已经被完全地且有效地实现。然而，将认识到，前述优选的特别实施例已经被示出且描述以便说明本公开的功能和结构原理并且可以改变而不偏离这种原理。因此，本公开包括以下权利要求的精神和范围内包含的所有修改。

Claims (24)

1.一种用来将润滑剂分配到系统的可变排量叶片泵，所述可变排量叶片泵包括：
外壳；
入口，所述入口用来将润滑剂从源输入到所述外壳中；
出口，所述出口用来将加压润滑剂从所述外壳输送到所述系统；
控制滑动件，所述控制滑动件在所述外壳内在第一滑动件位置和第二滑动件位置之间可移位以调节通过所述出口的所述泵的排量；
弹性结构，所述弹性结构将所述控制滑动件偏置在所述第一滑动件位置中；
具有至少一个叶片的转子，所述转子安装在所述外壳中并且被构造用来在所述控制滑动件内且相对于所述控制滑动件旋转，所述至少一个叶片被构造用来在其旋转期间与所述控制滑动件的内表面接合；
第一控制室和第二控制室，所述第一控制室在所述外壳和所述控制滑动件之间，所述第二控制室在所述外壳和所述控制滑动件之间，所述第一控制室和第二控制室用来接收加压润滑剂；
热可调节控制阀，所述热可调节控制阀被构造用来基于所述润滑剂的温度在第一阀位置和第二阀位置之间移动，所述热可调节控制阀对于低于预定温度的温度处于所述第一阀位置并且对于等于所述预定温度或高于所述预定温度的温度处于所述第二阀位置；
连接到所述第一控制室的第一端口和连接到所述第二控制室的第二端口，所述第一端口和第二端口被构造用来选择性流体连通以形成控制压力通道，所述控制压力通道在所述第一控制室和所述第二控制室之间延伸；
所述热可调节控制阀中的第三端口，所述第三端口被构造用来与所述第二端口选择性流体连通，以在所述第二控制室和所述热可调节控制阀之间形成排放通道；和
排放端口，所述排放端口被设置在所述外壳中并且被构造用来与所述第二控制室选择性流体连通；
其中，在其第一阀位置中，所述热可调节控制阀被构造用来通过所述第一端口和所述第二端口的流体连通来控制所述第二控制室中的压力以便通过所述控制压力通道将加压润滑剂输送到所述第二控制室中，由此加压所述第二控制室；
其中，在其第二阀位置中，所述热可调节控制阀被构造用来通过借助于连通所述第二端口到所述第三端口的所述排放通道或借助于所述排放端口从所述第二控制室排放加压润滑剂而控制所述第二控制室中的压力；并且
其中所述控制滑动件在所述外壳内的位置还被构造用来在所述第二控制室的排放期间帮助选择性地控制所述加压润滑剂通过所述排放通道的排放或通过所述排放端口的排放。
2.根据权利要求1所述的泵，其中，所述加压润滑剂从所述第二控制室的排放被构造成与所述控制滑动件的位置无关地通过所述排放通道或通过所述排放端口。
3.根据权利要求1所述的泵，其中，所述控制滑动件被构造用来当所述热可调节控制阀处于所述第一阀位置时被布置用来关闭通过所述排放通道的流体连通。
4.根据权利要求1所述的泵，其中，所述控制滑动件被构造用来当所述控制阀处于所述第二阀位置时被布置用来关闭通过所述控制压力通道的流体连通。
5.根据权利要求1所述的泵，其中，所述外壳包括盖子，并且其中所述排放端口被设置在所述外壳的盖子中。
6.根据权利要求1所述的泵，还包括恒温器，所述恒温器与所述热可调节控制阀关联，并且其中所述恒温器被构造用来对所述热可调节控制阀在第一阀位置和第二阀位置之间进行调节。
7.根据权利要求1所述的泵，其中，所述热可调节控制阀被布置在所述外壳内的壳体中，其中所述壳体被构造用于使加压润滑剂通过所述壳体流体连通。
8.根据权利要求1所述的泵，其中，所述第三端口被设置在所述壳体中。
9.根据权利要求1所述的泵，其中，所述弹性结构是弹簧。
10.根据权利要求1所述的泵，其中，所述控制滑动件被枢转地安装并且被构造用来在所述外壳内在所述第一滑动件位置和所述第二滑动件位置之间枢转移位。
11.根据权利要求1所述的泵，其中，所述预定温度是大约60摄氏度。
12.根据权利要求1所述的泵，其中，所述系统是发动机。
13.一种系统，所述系统包括：
发动机；
包含润滑剂的润滑剂源；
可变排量叶片泵，所述可变排量叶片泵连接到所述润滑剂源以便将润滑剂分配到所述发动机，所述泵包括：
外壳；
入口，所述入口用来将润滑剂从源输入到所述外壳中；
出口，所述出口用来将加压润滑剂从所述外壳输送到所述系统；
控制滑动件，所述控制滑动件在所述外壳内在第一滑动件位置和第二滑动件位置之间可移位，以调节通过所述出口的所述泵的排量；
弹性结构，所述弹性结构将所述控制滑动件偏置在所述第一滑动件位置中；
具有至少一个叶片的转子，所述转子安装在所述外壳中并且被构造用来在所述控制滑动件内且相对于所述控制滑动件旋转，所述至少一个叶片被构造用来在其旋转期间与所述控制滑动件的内表面接合；
第一控制室和第二控制室，所述第一控制室在所述外壳和所述控制滑动件之间，所述第二控制室在所述外壳和所述控制滑动件之间，所述第一控制室和第二控制室用来接收加压润滑剂；
热可调节控制阀，所述热可调节控制阀被构造用来基于所述润滑剂的温度在第一阀位置和第二阀位置之间移动，所述热可调节控制阀对于低于预定温度的温度处于所述第一阀位置并且对于等于所述预定温度或高于所述预定温度的温度处于所述第二阀位置；
连接到所述第一控制室的第一端口和连接到所述第二控制室的第二端口，所述第一端口和第二端口被构造用来选择性流体连通以形成控制压力通道，所述控制压力通道在所述第一控制室和所述第二控制室之间延伸；
所述热可调节控制阀中的第三端口，所述第三端口被构造用来与所述第二端口选择性流体连通以在所述第二控制室和所述热可调节控制阀之间形成排放通道；和
排放端口，所述排放端口被设置在所述外壳中并且被构造用来与所述第二控制室选择性流体连通；
其中，在其第一阀位置中，所述可变排量叶片泵中的所述热可调节控制阀被构造用来通过所述第一端口和所述第二端口的流体连通控制所述第二控制室中的压力，以便通过所述控制压力通道将加压润滑剂输送到所述第二控制室中，由此加压所述第二控制室；
其中，在其第二阀位置中，所述可变排量叶片泵中的所述热可调节控制阀被构造用来通过借助于连通所述第二端口到所述第三端口的所述排放通道或借助于所述排放端口从所述第二控制室排放加压润滑剂而控制所述第二控制室中的压力；并且
其中，所述控制滑动件在所述外壳内的位置还被构造用来在所述第二控制室的排放期间帮助选择性地控制所述加压润滑剂通过所述排放通道的排放或通过所述排放端口的排放。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述加压润滑剂从所述第二控制室的排放被构造成与所述控制滑动件的位置无关地通过所述排放通道或通过所述排放端口。
15.根据权利要求13所述的系统，其中，所述控制滑动件被构造成当所述热可调节控制阀处于所述第一阀位置时被布置成用来关闭通过所述排放通道的流体连通。
16.根据权利要求13所述的系统，其中，所述控制滑动件被构造成当所述控制阀处于所述第二阀位置时被布置成用来关闭通过所述控制压力通道的流体连通。
17.根据权利要求13所述的系统，其中，所述外壳包括盖子，并且其中所述排放端口被设置在所述外壳的盖子中。
18.根据权利要求13所述的系统，还包括恒温器，所述恒温器与所述热可调节控制阀关联，并且其中所述恒温器被构造用来在热可调节控制阀的第一阀位置和第二阀位置之间调节所述热可调节控制阀。
19.根据权利要求13所述的系统，其中，所述热可调节控制阀被布置在所述外壳内的壳体中，其中所述壳体被构造用于使加压润滑剂通过所述壳体流体连通。
20.根据权利要求13所述的系统，其中，所述第三端口被设置在所述壳体中。
21.根据权利要求13所述的系统，其中，所述弹性结构是弹簧。
22.根据权利要求13所述的系统，其中，所述控制滑动件被枢转地安装并且被构造用来在所述外壳内在所述第一滑动件位置和所述第二滑动件位置之间枢转移位。
23.根据权利要求13所述的系统，其中，所述预定温度是大约60摄氏度。
24.根据权利要求13所述的系统，其中，所述系统是发动机。
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