CN111425752A - 一种可变排量的转子机油泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种可变排量的转子机油泵，包括泵体、泵盖、内转子、外转子、偏心齿环及伺服电机；泵体上设有容纳偏心齿环的腔体，腔体底部设有第一油槽、第二油槽；偏心齿环与泵体的腔体为间隙配合，偏心齿环的外周设有渐开线齿，偏心齿环齿顶DA中心与容纳外转子的内孔D中心存在偏心距e，所述偏心距e为内转子与外转子的偏心距；伺服电机通过螺钉B固定在泵体上，伺服电机的传动轴上设有螺旋齿，所述螺旋齿与偏心齿环外侧的渐开线齿相啮合，使所述传动轴和所述偏心齿环构成涡轮蜗杆机构，在伺服电机传动轴的驱动下，偏心齿环能够在腔体内进行顺时针或逆时针旋转，从而改变偏心齿环与腔体底部第一油腔和第二油腔的夹角，实现排量可变。

Description

一种可变排量的转子机油泵

技术领域

本发明涉及内燃机润滑***或变速器润滑液压***技术领域，特别是一种可变排量的转子机油泵。

背景技术

从全球能源发展趋势与国际内燃机技术看，控制内燃机燃油消耗 和二氧化碳及其他污染物排放，正在成为全球应对环境保护和能源短 缺问题的最有效途径。随着汽车节能减排政策推广和日益严格的汽车 排放法规，可变排量机油泵在发动机润滑***和变速器液压润滑*** 中应用日益普及。目前主流变排量油泵有以下三种类型：①通过改变 偏心距实现变排量的单作用叶片泵；②通过改变啮合长度实现变排量 的齿轮泵；③通过进出油口节流实现变流量的转子泵。其中单作用叶 片泵的变量结构较复杂，而浮动结构的定子降低了油泵的可靠性，在 大流量，低速和高速工况下存在不同程度的性能下降，尤其在大功率 商用车发动机上使用受限。齿轮泵的变量结构更复杂，不仅成本更高， 而且总效率、噪声和相应时间等重要性能指标不及单作用叶片泵和转 子泵等。而变排量转子泵的研究一直未取得重大突破，不能实现真正 意义上的变排量，所以现有技术条件下转子泵普遍为定量机油泵，随 着转速升高，机油泵供油量会不断增加，油道油压也会不断升高，当 超过润滑或液压需求时又需要通过阀泄载，泄载的这部分机油并未对 润滑或液压贡献作用，但也消耗的发动机的功率，因而节油减排效果 受到限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单紧凑，可靠性高的可变排量的转子机油泵。

为解决上述技术问题，本发明关于可变排量的转子机油泵的技术方案如下：一种可变排量的转子机油泵，包括泵体、泵盖、内转子、外转子、偏心齿环及伺服电机；所述泵体上设有容纳偏心齿环的腔体，所述腔体底部设有第一油槽、第二油槽，其中第一油槽与进油口通过油道相连，第二油槽与出油口通过油道相连；所述偏心齿环与泵体的腔体为间隙配合，所述偏心齿环的外周设有渐开线齿，所述偏心齿环齿顶DA中心与容纳外转子的内孔D中心存在偏心距e，所述偏心距e为内转子与外转子的偏心距；所述伺服电机通过螺钉B固定在泵体上，所述伺服电机的传动轴上设有螺旋齿，所述螺旋齿与偏心齿环外侧的渐开线齿相啮合，使所述传动轴和所述偏心齿环构成涡轮蜗杆机构，在伺服电机传动轴的驱动下，所述偏心齿环能够在泵体的腔体内进行顺时针或逆时针旋转，从而改变偏心齿环与腔体底部第一油腔和第二油腔的夹角。

上述技术方案中，由于偏心齿环能够在泵体的腔体内进行顺时针或逆时针旋转，从而改变偏心齿环与腔体底部第一油腔和第二油腔的夹角，进而就能改变转子密封有效面积来达到变排量效果，使油泵有效排量小于理论排量，减少发动机做工，从而实现节能降耗。

进一步地，所述内转子在转轴的驱动下能够带动外转子在偏心齿环内进行顺时针和逆时针旋转。当偏心齿环旋转180°实现偏心距e反向时，此时油泵可以实现反转供油且进出油道还可以保持不变，该工况可以满足新能源汽车倒车时的润滑***及液压***对油液的需求。常规新能源汽车的润滑及液力传动解决方案通常采用机械油泵+电子油泵组合的方式，当电机正转时由机械油泵工作，电子辅助工作，而电机反转时机械油泵通过离合器断开传动仅电子油泵工作，控制策略及整个液压***复杂繁琐；而本技术方案通过单一油泵就能实现上述全部功能，且结构简单，可靠性高。

其中，所述伺服电机上设有用于连接发动机ECU或者变速器TCU电缆插头，ECU或TCU根据***流量或压力需求发出信号指令控制伺服电机的传动轴转动，传动轴的螺旋齿驱动偏心齿环在泵体的腔体中能够实现360°旋转。

进一步地，所述泵体上设有一个用于容纳所述传动轴的通孔或凹槽，所述通孔或凹槽与所述腔体相通。

进一步地，所述内转子轴孔内侧段设有两处对称的扁尾，发动机曲轴或变速器输入轴的扁方穿过内转子轴孔与扁尾配合驱动内转子顺时针或逆时针旋转使油泵工作；所述内转子的轴孔外侧段装有衬套且为过盈配合，所述泵盖内侧面设有一个环形凸台，所述环形凸台外周以过盈配合的方式压装有一个轴套，所述环形凸台和轴套伸入至所述衬套内对内转子进行定位，所述泵盖与泵体通过定位销定位，并通过螺钉锁紧。

进一步地，所述泵体的腔体周围设有位置对称的第一标记点和第二标记点，所述偏心齿环上设有第三标记点；当第三标记点与第一标记点对准时，油泵可以进行逆时针旋转；当第三标记点与第二标记点对准时，油泵可以进行顺时针旋转。在泵体和偏心齿环上设置标记点，有利于提高偏心齿环与泵体的装配精度。

附图说明

图1为本发明实施例中的机油泵***结构示意图；

图2为本发明实施例中的机油泵未安装泵盖时的整体结构示意图；

图3为图1中的泵体结构示意图；

图4为图1中的偏心齿环结构示意图；

图5为图1中的伺服电机结构示意图；

图6为图1中的内转子结构示意图；

图7为图6的左向视图；

图8为图1中的泵盖结构示意图；

附图标记为：

1——螺钉A 2——泵盖 3——轴套

4——衬套 5——内转子 6——外转子

7——偏心齿环 8——定位销 9——螺钉B

10——伺服电机 101——电缆插头 102——过钉孔

103——传动轴 104——螺旋齿 11——泵体

111——螺孔 112——通孔 113——第一油槽

114——第二油槽 115——第一标记点 116——第二标记点

117——腔体 118——进油口 119——出油口

21——环形凸台 51——扁尾 71——第三标记点

72——渐开线齿。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解所述术语的具体含义。

如图1至8所示，本发明的优选实施例是：一种可变排量的转子机油泵，包括泵体11、泵盖2、内转子5、外转子6、偏心齿环7及伺服电机10；泵体11上设有容纳偏心齿环7的腔体117，腔体117底部设有第一油槽113、第二油槽114，其中第一油槽113与进油口118通过油道相连，第二油槽114与出油口119通过油道相连；偏心齿环7与泵体的腔体117为间隙配合，偏心齿环7的外周设有渐开线齿72，偏心齿环7齿顶DA中心与容纳外转子的内孔D中心存在偏心距e，偏心距e为内转子5与外转子6的偏心距；伺服电机10通过螺钉B9固定在泵体11上，伺服电机10的传动轴103上设有螺旋齿104，螺旋齿104与偏心齿环7外侧的渐开线齿72相啮合，使传动轴103和偏心齿环7构成涡轮蜗杆机构，在伺服电机传动轴103的驱动下，偏心齿环7能够在泵体的腔体117内进行顺时针或逆时针旋转，从而改变偏心齿环7与腔体底部第一油腔113和第二油腔114的夹角，进而就能改变转子密封有效面积来达到变排量效果，使油泵有效排量小于理论排量，减少发动机做工，从而实现节能降耗。

如图3所示，泵体11上设有四个用于固定伺服电机10的螺孔111，以及一个用于容纳传动轴103的通孔112或凹槽，该通孔112或凹槽与腔体117相通；如图5所示，伺服电机10上设有四个过钉孔102。安装时，先将伺服电机10的传动轴103***到泵体上的通孔112或凹槽内，再用四个螺钉1分别从伺服电机10的四个过钉孔102穿过并拧入到泵体11的四个螺孔111中，就能够将伺服电机10固定在泵体11上。

如图5所示，伺服电机10上设有用于连接发动机ECU或者变速器TCU电缆插头101，ECU或TCU根据***流量或压力需求发出信号指令控制伺服电机10的传动轴103转动，传动轴103的螺旋齿104驱动偏心齿环7在泵体11的腔体117中能够实现360°旋转。

如图6、7所示，内转子的轴孔为阶梯孔，内转子5轴孔的内侧段设有两处对称的扁尾51，发动机曲轴或变速器输入轴的扁方穿过内转子5轴孔与扁尾51配合驱动内转子5顺时针或逆时针旋转使油泵工作；内转子5的轴孔外侧段装有衬套4且为过盈配合；如图8所示，泵盖2的内侧面设有一个环形凸台21，该环形凸台21的外周以过盈配合的方式压装有一个轴套3；环形凸台21和轴套3伸入至衬套4内对内转子5进行定位，泵盖2与泵体11通过定位销8定位，并通过螺钉A1锁紧。内转子5在扁方的驱动下能够带动外转子6在偏心齿环7内进行顺时针和逆时针旋转。当偏心齿环7旋转180°实现偏心距e反向时，此时油泵可以实现反转供油且进出油道还可以保持不变，该工况可以满足新能源汽车倒车时的润滑***及液压***对油液的需求。常规新能源汽车的润滑及液力传动解决方案通常采用机械油泵+电子油泵组合的方式，当电机正转时由机械油泵工作，电子辅助工作，而电机反转时机械油泵通过离合器断开传动仅电子油泵工作，控制策略及整个液压***复杂繁琐；而本实施例的技术方案通过单一油泵就能实现上述全部功能，且结构简单，可靠性高。

如图3、4所示，泵体11的腔体117周围设有位置对称的第一标记点115和第二标记点116，所述偏心齿环7上设有第三标记点71；当第三标记点71与第一标记点115对准时，油泵可以进行逆时针旋转；当第三标记点71与第二标记点116对准时，油泵可以进行顺时针旋转。在泵体11和偏心齿环7上设置标记点，有利于提高偏心齿环7与泵体11的装配精度。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims (6)

1.一种可变排量的转子机油泵，其特征在于：包括泵体（11）、泵盖（2）、内转子（5）、外转子（6）、偏心齿环（7）及伺服电机（10）；所述泵体（11）上设有容纳偏心齿环（7）的腔体（117），所述腔体（117）底部设有第一油槽（113）、第二油槽（114），其中第一油槽（113）与进油口（118）通过油道相连，第二油槽（114）与出油口（119）通过油道相连；所述偏心齿环（7）与泵体的腔体（117）为间隙配合，所述偏心齿环（7）的外周设有渐开线齿（72），所述偏心齿环（7）齿顶DA中心与容纳外转子（6）的内孔D中心存在偏心距e，所述偏心距e为内转子（5）与外转子（6）的偏心距；所述伺服电机（10）通过螺钉B（9）固定在泵体（11）上，所述伺服电机（10）的传动轴（103）上设有螺旋齿（104），所述螺旋齿（104）与偏心齿环（7）外侧的渐开线齿（72）相啮合，使所述传动轴（103）和所述偏心齿环（7）构成涡轮蜗杆机构，在伺服电机（10）传动轴的驱动下，所述偏心齿环（7）能够在泵体（11）的腔体内进行顺时针或逆时针旋转，从而改变偏心齿环（7）与腔体底部第一油腔（113)和第二油腔（114）的夹角。

2.根据权利要求1所述的可变排量的转子机油泵，其特征在于：所述内转子（5）在转轴的驱动下能够带动外转子（6）在偏心齿环（7）内进行顺时针和逆时针旋转。

3.根据权利要求1或2所述的可变排量的转子机油泵，其特征在于：所述伺服电机（10）上设有用于连接发动机ECU或者变速器TCU电缆插头（101），ECU或TCU根据***流量或压力需求发出信号指令控制伺服电机（10）的传动轴（103）转动，传动轴（103）的螺旋齿（104）驱动偏心齿环（7）在泵体（11）的腔体（117）中能够实现360°旋转。

4.根据权利要求1或2所述的可变排量的转子机油泵，其特征在于：所述泵体（11）上设有一个用于容纳所述传动轴（103）的通孔（112）或凹槽，所述通孔（112）或凹槽与所述腔体（117）相通。

5.根据权利要求1或2所述的可变排量的转子机油泵，其特征在于：所述内转子（5）轴孔内侧段设有两处对称的扁尾（51），发动机曲轴或变速器输入轴的扁方穿过内转子（5）轴孔与扁尾（51）配合驱动内转子顺时针或逆时针旋转使油泵工作；所述内转子（5）的轴孔外侧段装有衬套（4）且为过盈配合，所述泵盖（2）内侧面设有一个环形凸台（21），所述环形凸台（21）外周以过盈配合的方式压装有一个轴套（3），所述环形凸台（21）和轴套（3）伸入至所述衬套（4）内对内转子（5）进行定位，所述泵盖（2）与泵体（11）通过定位销（8）定位，并通过螺钉A（1）锁紧。

6.根据权利要求1或2所述的可变排量的转子机油泵，其特征在于：所述泵体的腔体（117）周围设有位置对称的第一标记点（115）和第二标记点（116），所述偏心齿环（7）上设有第三标记点（71）；当第三标记点（71）与第一标记点（115）对准时，油泵可以进行逆时针旋转；当第三标记点（71）与第二标记点（116）对准时，油泵可以进行顺时针旋转。

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