CN106401950A - 叶片铰链活塞复合式变排量泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叶片铰链活塞复合式变排量泵，包括泵壳体、调节环、转子、多个叶片、旋转缸以及与叶片数量相等的活塞。每一叶片的两端分别设有第一铰接轴部和第二铰接轴部；旋转缸可转动地设置在调节环内；转子可转动地设置在旋转缸内；旋转缸的内周面和转子的外周面的其中一者设有分别与多个活塞一一配合的多个径向槽，旋转缸的内周面和转子的外周面的其中另一者设有分别与多个叶片的第一铰接轴部一一配合的多个第一铰接轴孔，多个活塞靠近叶片一端的端面分别设有与多个叶片的第二铰接轴部一一配合的多个第二铰接轴孔。本发明具有体积小、重量轻、叶片工作时不会出现卡滞、适用范围广等优点。

Description

叶片铰链活塞复合式变排量泵

技术领域

本发明涉及一种变排量泵。

背景技术

机油泵通常有两种安装方式，一种是安装在发动机油底壳内，由曲轴通过链条或皮带驱动，另一种是安装在发动机端盖上，由曲轴直接驱动。机油泵工作转速通常在500～6500rpm范围内,有的高转速可达8500rpm～10000rpm，工作油温在-30～150℃之间, 通常在95℃。

现有叶片式机油泵的结构如图1所示，其主要是由泵体91、转子92、叶片93、支撑环94、旋转销95、滑块96、滑块弹簧97、矩形密封条98、橡胶棒99等组成，该结构存在以下几个方面的不足：

1、现有叶片泵由于需要保证高温怠速性能和自吸性能，结构上需要保证叶片与滑块内壁贴紧，所以需要在转子两端放置两个支撑环，保证叶片顶端与滑块内壁的间隙。同时转子两端需要设计支撑槽，该结构会导致转子端面密封效果不好和转子强度降低，并且该结构增大了转子外径，导致线速度过大，从而发生空化气蚀的失效风险，尤其是在曲轴直接驱动的产品缺点更突出；

2、现有叶片泵是叶片在转子叶片槽中伸缩，叶片与滑块内圆滑动，当转速提高到3500rpm以上时，叶片与滑块内壁的高速滑动会造成两者之间无法形成油膜，造成不正常的波纹磨损失效，导致叶片泵容积效率的下降，摩擦功的消耗导致总效率低，噪音异常，严重的会导致安全性和可靠性的风险，这是现有叶片泵最主要的缺陷，并且6000rpm以上高速工作受到限制；

3、现有叶片式变排量泵，由于叶片需要在叶片槽内伸缩，使得叶片根部的叶片槽占用空间而不能形成有效容腔，空间利用率低，泵的体积与泵排量的比值低，无法满足轻量化和小型化的严苛要求；同时叶片线速度会很高，随着转速提高在离心力作用下，进口腔转子外径处无法完全充填油液，会导致产生空穴问题；叶片泵效率不高，同时气蚀使转子和叶片振动，叶片撞击滑块，导致失效，尤其在曲轴直驱产品上更严重。

随着节能环保和排放法规要求越来越严格，以及石油资源的短缺，亟需对市场上现有的叶片式变排量机油泵结构的不足之处进行改进和创新，以满足未来更加严苛的排放法规和市场需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种体积小、重量轻、叶片工作时不会出现卡滞、适用范围广的叶片铰链活塞复合式变排量泵。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种叶片铰链活塞复合式变排量泵，包括：泵壳体，所述泵壳体具有泵室，所述泵室具有入口和出口；调节环，在所述泵室内可以移动以调节泵的流量；转子，所述转子的旋转轴线偏离所述调节环的中心轴线；多个叶片；其中，每一叶片的两端分别设有第一铰接轴部和第二铰接轴部；叶片铰链活塞复合式变排量泵还包括旋转缸以及与多个叶片数量相等的多个活塞，旋转缸可转动地设置在调节环内，旋转缸的中心轴线与调节环的中心轴线同轴；转子可转动地设置在旋转缸内；旋转缸的内周面和转子的外周面的其中一者设有分别与多个活塞一一配合的多个径向槽，旋转缸的内周面和转子的外周面的其中另一者设有分别与多个叶片的第一铰接轴部一一配合的多个第一铰接轴孔，多个活塞靠近叶片一端的端面分别设有与多个叶片的第二铰接轴部一一配合的多个第二铰接轴孔；各叶片的第一铰接轴部伸入相对应的第一铰接轴孔，叶片可相对于第一铰接轴孔摆动；各叶片的第二铰接轴部伸入相对应的第二铰接轴孔，且叶片可相对于第二铰接轴孔摆动；每相邻的两个叶片及两个活塞、以及位于每相邻的两个叶片及两个活塞之间的旋转缸的内表面和转子的外周面共同围成密封主腔；各活塞伸入相对应的径向槽，并可沿径向槽移动，各活塞与相对应的径向槽之间形成密封副腔。

采用上述技术方案后，本发明至少具有以下优点和特点：

1、根据本发明一实施例的叶片铰链活塞复合式变排量泵具有多个密封主腔和多个密封副腔，密封主腔作为主油腔起到等同于叶片泵的功能，密封副腔作为副油腔起到等同于径向柱塞泵的功能，因此，在几何排量相同的情况下，根据本发明实施例的叶片铰链活塞复合式变排量泵相比其他油泵，具有体积小、重量轻的特点，能满足发动机轻量化和小型化的要求；

2、根据本发明实施例的叶片铰链活塞复合式变排量泵可应用在曲轴直驱和链条链轮驱动结构上，可布置在油底壳和发动机端盖，应用范围广泛，适应性强；

3、相对于传统叶片泵的叶片依靠离心力甩出与定子内壁贴紧不同，根据本发明实施例的叶片铰链活塞复合式变排量泵的旋转缸的铰接轴孔与叶片的铰接轴为铰接配合，能保证叶片工作时不会出现卡滞，并且耐异物性能更佳，可适应污染的油品工作环境，应用范围更广。

附图说明

图1示出了现有叶片式机油泵的主视结构示意图。

图2示出了根据本发明一实施例的叶片铰链活塞复合式变排量油泵的局部结构示意图。

图3示出了根据本发明一实施例的泵体的结构示意图。

图4示出了图3的B方向的示意图。

图5示出了根据本发明一实施例的叶片的示意图。

图6示出了根据本发明一实施例的活塞的示意图。

图7示出了根据本发明一实施例的调节环的示意图。

图8示出了根据本发明一实施例的旋转缸的示意图。

图9示出了根据本发明一实施例的转子的示意图。

图10示出了根据本发明一实施例的叶片铰链活塞复合式变排量油泵吸排油原理示意图。

图11示出了根据本发明另一实施例的转子、旋转缸、活塞和叶片的布置结构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

请参阅图2至图4。根据本发明一实施例的一种叶片铰链活塞复合式变排量泵，包括泵壳体1、调节环3、旋转缸4、转子5、多个叶片7、与多个叶片7数量相等的多个活塞8。

泵壳体1具有泵室10，泵室10具有入口11、出口12、调节环定位孔13、反馈流道15和变量反馈控制腔16。在实际应用中，反馈流道15的一端与发动机主油道连通，另一端与变量反馈控制腔16连通，如此，将泵输出的流体反馈给与变量反馈控制腔16相邻的调节环3，变量反馈控制腔16内的压力用来抵抗来自复位弹簧9的偏压力而移动调节环3，从而改变泵流量。

请结合图5所示。每一叶片7的两端分别设有第一铰接轴部71和第二铰接轴部72。在本实施例中，叶片7包括直的片身部70，片身部70的两端均向外扩大，分别形成侧面呈凸圆柱面的第一铰接轴部71和第二铰接轴部72。叶片本身的结构可以多种多样，但叶片与其它部件配合的原理本质还是铰链活塞复合结构。

请结合图7所示。调节环3安装在调节环定位孔13中，在泵室10内可以做围绕旋转圆柱定位轴33转动的旋转移动或往复直线移动，进而改变转子的偏心距，以调节泵的流量。

请结合图8所示，旋转缸4的外周面41与调节环3的中心孔31间隙配合，旋转缸4可转动地设置在调节环3内，旋转缸4的中心轴线与调节环3的中心轴线同轴。在本实施例中，旋转缸的内周面43上设有分别与多个叶片的第一铰接轴部71一一配合的多个第一铰接轴孔42。多个第一铰接轴孔42等间隔地设置在旋转缸的内周面43上。

请结合图9所示。转子5可转动地设置在旋转缸4内。转子5的中心设有驱动轴孔50。驱动轴6安装在驱动轴孔50中，并与驱动轴孔50过盈配合，从而可带动转子5一起转动。转子5的旋转轴线偏离调节环3的中心轴线。在本实施例中，转子5的外周面53设有分别与多个活塞8一一配合的多个径向槽51。多个径向槽51等间隔地设置在转子5的外周面53上。

请参阅图10，并请结合图6所示。各活塞8伸入相对应的径向槽51，并可沿径向槽51移动，各活塞8与相对应的径向槽51之间形成密封副腔103。多个活塞8靠近叶片一端的端面分别设有与多个叶片7的第二铰接轴部72一一配合的多个第二铰接轴孔82。

各叶片7的第一铰接轴部71伸入相对应的第一铰接轴孔42，叶片7可相对于第一铰接轴孔42自由摆动；各叶片7的第二铰接轴部72伸入相对应的第二铰接轴孔82，且叶片7可相对于第二铰接轴孔82摆动；每相邻的两个叶片及两个活塞、以及位于每相邻的两个叶片及两个活塞之间的旋转缸的内周面和转子的外周面共同围成密封主腔101。

在本实施例中，叶片7的数量为6个。叶片7、活塞8、转子5、旋转缸4、泵体1一起把泵室10分隔为6个相互独立的密封主腔101，同时形成6个独立的密封副腔103。密封主腔101、密封副腔103的数量可根据设计需要而确定，例如，也可以是5个、8个等。

根据本发明一实施例的叶片铰链活塞复合式变排量泵的吸排油的工作原理如下：

当驱动轴6带动转子5旋转时，转子5通过径向槽51带动活塞8、活塞8通过第二铰接轴孔82带动叶片7、叶片7带动旋转缸4一起做旋转运动，由于转子5和调节环3成偏心布置，当转子5从入口11低压侧旋转到出口12高压侧一周，由进油入口11的始端到末端，密封主腔101和密封副腔103体积逐渐由小变大完成吸油过程，随着转子5继续旋转从排油出口12始端到末端，密封主腔101和密封副腔103体积由大逐渐变小完成排油过程。

较佳的是，本发明的叶片铰链活塞复合式变排量泵作为发动机用机油泵，可用作汽油发动机、柴油发动机等的机油泵，但不限于此，例如其还可以作为变速箱用机油泵。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。例如，在其它实施例中，如图11所示，也可在旋转缸4的内周面设置分别与多个活塞8一一配合的多个径向槽，在转子的外周面的设置分别与多个叶片7的第一铰接轴部一一配合的多个第一铰接轴孔。

Claims (6)

1.一种叶片铰链活塞复合式变排量泵，包括：

泵壳体，所述泵壳体具有泵室，所述泵室具有入口和出口；

调节环，在所述泵室内可以做旋转移动或往复直线移动以调节泵的流量；

转子，所述转子的旋转轴线偏离所述调节环的中心轴线；

多个叶片；

其特征在于，每一叶片的两端分别设有第一铰接轴部和第二铰接轴部；

所述叶片铰链活塞复合式变排量泵还包括旋转缸及与所述多个叶片数量相等的多个活塞，所述旋转缸可转动地设置在所述调节环内，所述旋转缸的中心轴线与所述调节环的中心轴线同轴；所述转子可转动地设置在所述旋转缸内；所述旋转缸的内周面和所述转子的外周面的其中一者设有分别与所述多个活塞一一配合的多个径向槽，所述旋转缸的内周面和所述转子的外周面的其中另一者设有分别与所述多个叶片的第一铰接轴部一一配合的多个第一铰接轴孔，所述多个活塞靠近叶片一端的端面分别设有与所述多个叶片的第二铰接轴部一一配合的多个第二铰接轴孔；

各叶片的第一铰接轴部伸入相对应的第一铰接轴孔，叶片可相对于第一铰接轴孔摆动；各叶片的第二铰接轴部伸入相对应的第二铰接轴孔，且叶片可相对于第二铰接轴孔摆动；每相邻的两个叶片及两个活塞、以及位于每相邻的两个叶片及两个活塞之间的旋转缸的内表面和转子的外周面共同围成密封主腔；各所述活塞伸入相对应的径向槽，并可沿径向槽移动，各活塞与相对应的径向槽之间形成密封副腔。

2.根据权利要求1所述的叶片铰链活塞复合式变排量泵，其特征在于，各所述叶片包括直的片身部，所述片身部的两端均向外扩大，分别形成侧面呈凸圆柱面的第一铰接轴部和第二铰接轴部。

3.根据权利要求1所述的叶片铰链活塞复合式变排量泵，其特征在于，所述转子的外周面设有分别与所述多个活塞一一配合的多个径向槽，所述旋转缸的内周面设有分别与所述多个叶片的第一铰接轴部一一配合的多个第一铰接轴孔。

4.根据权利要求3所述的叶片铰链活塞复合式变排量泵，其特征在于，所述多个径向槽等间隔地设置在所述转子的外周面上；所述多个第一铰接轴孔等间隔地设置在所述旋转缸的内周面上。

5.根据权利要求1所述的叶片铰链活塞复合式变排量泵，其特征在于，所述转子的中心设有驱动轴孔。

6.根据权利要求1所述的叶片铰链活塞复合式变排量泵，其特征在于，所述的叶片铰链活塞复合式变排量泵为发动机用机油泵或变速箱用机油泵。