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自動調節式變轉速油泵.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510502216.2

申請日:

2015.08.17

公開號:

CN105065893A

公開日:

2015.11.18

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F16N 13/20申請日:20150817|||公開
IPC分類號: F16N13/20 主分類號: F16N13/20
申請人: 寧波圣龍汽車動力系統股份有限公司
發明人: 洪杰; 羅玉龍; 周培良
地址: 315104浙江省寧波市鄞州區投資創業中心金達路788號
優先權:
專利代理機構: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙)33228 代理人: 李迎春
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510502216.2

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.11.24|||2016.01.06|||2015.11.18

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種自動調節式變轉速油泵,包括通過傳動機構連接的油泵主體(1)的轉軸(10)和發動機的動力輸出軸(3);傳動機構包括四個單錐面滾輪(4)和皮帶(7),四個單錐面滾輪(4)為兩個一對,且每對兩個單錐面滾輪(4)的錐面相對并同軸;其中一對單錐面滾輪(4)與轉軸(10)周向限位且滑動配合,兩個單錐面滾輪(4)之間的距離可調;另外一對單錐面滾輪(4)與動力輸出軸(3)周向限位且滑動配合,兩個單錐面滾輪(4)之間的距離可調;所述的皮帶(7)繞覆在兩對單錐面滾輪(4)上。采用以上結構后,能減少不必要的能量損耗,減少了液壓功率和機械功率,從而提高發動機的工作效率。

權利要求書

1.一種自動調節式變轉速油泵,包括帶有轉軸(10)的油泵主體(1)以及通過傳
動機構與轉軸(10)連接的發動機的動力輸出軸(3),油泵主體(1)上設有輸送到各
個潤滑點的工作油口(2);其特征在于:所述的傳動機構包括四個單錐面滾輪(4)和
皮帶(7),四個單錐面滾輪(4)為兩個一對,且每對兩個單錐面滾輪(4)的錐面相對
并同軸;其中一對單錐面滾輪(4)與轉軸(10)周向限位且滑動配合,并且兩個單錐
面滾輪(4)之間的距離通過第一間距調整機構調整;另外一對單錐面滾輪(4)與動力
輸出軸(3)周向限位且滑動配合,并且兩個單錐面滾輪(4)之間的距離通過第二間距
機構調整;所述的皮帶(7)繞覆在兩對單錐面滾輪(4)上。
2.根據權利要求1所述的自動調節式變轉速油泵,其特征在于:所述的每對單錐
面滾輪(4)中的兩個單錐面滾輪(4)均為沿著轉軸(10)或者動力輸出軸(3)相對
軸向滑動的動輪,所述的第一間距調整機構與遠離油泵主體(1)的單錐面滾輪(4)連
接,第二間距調整機構與遠離發動機的單錐面滾輪(4)連接。
3.根據權利要求1所述的自動調節式變轉速油泵,其特征在于:所述的皮帶(7)
的側面為與單錐面滾輪(4)的錐面相配合的斜面(11),皮帶(7)兩側的斜面(11)
與每對單錐面滾輪(4)上的錐面緊配。
4.根據權利要求2所述的自動調節式變轉速油泵,其特征在于:所述的第一間距
調整機構包括第一彈簧組(8)和耐磨片(9),第一彈簧組(8)的一端與機箱的殼體固
定連接,另一端與耐磨片(9)抵緊或者脫開,耐磨片(9)固定連接在單錐面滾輪(4)
的端面上。
5.根據權利要求2所述的自動調節式變轉速油泵,其特征在于:所述的第一間距
調整機構包括設置在兩個單錐面滾輪(4)之間的至少三組調整單元,每組調整單元包
括頂桿(12)、彈簧(14)和套筒(13);所述的套筒(13)的一端固定連接在其中一個
單錐面滾輪(4)的端面上,頂桿(12)的一端固定連接在另外一個單錐面滾輪(4)的
端面上,頂桿(12)的另一端滑動連接在套筒(13)的另一端內;所述的彈簧(14)位
于套筒(13)內,并且彈簧(14)的一端與頂桿(12)的端面抵緊,另一端與單錐面滾
輪(4)的端面抵緊。
6.根據權利要求2所述的自動調節式變轉速油泵,其特征在于:所述的第二間距
調整機構包括活動壓板(5)和第二彈簧組(6),活動壓板(5)滑動套接在動力輸出軸
(3)上并與動力輸出軸(3)同步轉動,第二彈簧組(6)位于活動壓板(5)和單錐面
滾輪(4)之間,并且第二彈簧組(6)的一端與活動壓板(5)連接,另一端與單錐面
滾輪(4)連接。
7.根據權利要求6所述的自動調節式變轉速油泵,其特征在于:所述的活動壓板
(5)遠離單錐面滾輪(4)的一端通過管路與壓塊與油泵主體(1)的工作油口(2)連
通。

說明書

自動調節式變轉速油泵

技術領域

本發明涉及油泵的技術領域,具體講是一種自動調節式變轉速油泵。

背景技術

汽車發動機在工作時,各運動零件均以一定的力作用在另一個零件上,并且發生高
速的相對運動,有了相對運動,零件表面必然要產生磨擦,從而加速磨損。因此,為了
減輕磨損,減小磨擦阻力,延長使用壽命,發動機上都必須有潤滑系統。潤滑系統的主
要部件有機油泵等各種設備,機油泵的作用是將機油提高到一定壓力后,強制地壓送到
發動機各零件的運動表面上,它一般包括泵蓋和泵體,在泵蓋和泵體之間用螺釘連接,
泵體內設有內轉子、外轉子、低壓油腔和高壓油腔。傳統的機油泵在高速運轉時流量比
較大,而發動機實際上不需要那么大的流量,在這個過程中,多余的機油造成發動機做
了大量的無用功,因此發動機耗功較大,從而使發動機油耗較大,不能滿足節能減排的
效果。因此,現有技術中出現了一種可變排量泵,它主要是通過改變泵的轉軸的轉速來
實現油泵輸出油壓的變化,而實現這一目的的方式,一種是將發動機的動力輸出軸直接
與泵的轉軸連接,還有一種是發動機的動力輸出軸通過齒輪箱與泵的轉軸連接。但是,
不管是哪種連接結構,油泵輸出的油壓值,都是由速度比來決定的,換句話說,發動機
的動力輸出軸的轉速與油泵轉軸的轉速是一定的比例關系的,因此,它存在的問題是:

1)油泵的輸出油壓是根據發動機的轉速決定的,而發動機的轉速與油泵的轉軸的
速度比是一定的,因此,它不能在發動機轉速一定的情況下對油泵轉軸的轉速進行調節,
從而也達不到調節油泵輸出油壓的目的;

2)當車輛低速或者怠速時,發動機的平均轉速都是較低的,因此,油泵的輸出油
壓低,輸出的油液量也小,但是,此時車輛的發動機溫度高,要求的潤滑油需求量較大,
因此,很明顯油泵的供油量達不到需求量,從而造成發動機燒壞的現象;

3)而車輛的發動機在高速運轉時,油泵容易出現氣蝕的現象,從而影響油泵的使
用壽命;

4)實現油泵的轉軸轉動所需的扭矩均來自發動機的輸出扭矩,由于發動機的轉速
與油泵的轉軸的速度比是一定的,因此,油泵的轉軸轉速越高發動機所要求的功率消耗
就相應地越大,不利于車輛節能減排的需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是,提供一種降低發動機功耗、提高發動機能效,從而
實現節能減排的自動調節式變轉速油泵。

為解決上述技術問題,本發明提供的自動調節式變轉速油泵,包括帶有轉軸的油泵
主體以及通過傳動機構與轉軸連接的發動機的動力輸出軸,油泵主體上設有輸送到各個
潤滑點的工作油口;所述的傳動機構包括四個單錐面滾輪和皮帶,四個單錐面滾輪為兩
個一對,且每對兩個單錐面滾輪的錐面相對;其中一對單錐面滾輪與轉軸周向限位且滑
動配合,并且兩個單錐面滾輪之間的距離通過第一間距調整機構調整;另外一對單錐面
滾輪與動力輸出軸周向限位且滑動配合,并且兩個單錐面滾輪之間的距離通過第二間距
機構調整;所述的皮帶繞覆在兩對單錐面滾輪上。

所述的每對單錐面滾輪中的兩個單錐面滾輪均為沿著轉軸或者動力輸出軸相對軸
向滑動的動輪,所述的第一間距調整機構與遠離油泵主體的單錐面滾輪連接,第二間距
調整機構與遠離發動機的單錐面滾輪連接。

所述的皮帶的側面為與單錐面滾輪的錐面相配合的斜面,皮帶兩側的斜面與每對單
錐面滾輪上的錐面緊配。

作為所述的第一間距調整機構的第一種結構,它包括第一彈簧組和耐磨片,第一彈
簧組的一端與機箱的殼體固定連接,另一端與耐磨片抵緊或者脫開,耐磨片固定連接在
單錐面滾輪的端面上。

作為所述的第一間距調整機構的第二種結構,它包括設置在兩個單錐面滾輪之間的
至少三組調整單元,每組調整單元包括頂桿、彈簧和套筒;所述的套筒的一端固定連接
在其中一個單錐面滾輪的端面上,頂桿的一端固定連接在另外一個單錐面滾輪的端面
上,頂桿的另一端滑動連接在套筒的另一端內;所述的彈簧位于套筒內,并且彈簧的一
端與頂桿的端面抵緊,另一端與單錐面滾輪的端面抵緊。

所述的第二間距調整機構包括活動壓板和第二彈簧組,活動壓板滑動套接在動力輸
出軸上并與動力輸出軸同步轉動,第二彈簧組位于活動壓板和單錐面滾輪之間,并且第
二彈簧組的一端與活動壓板連接,另一端與單錐面滾輪連接。

所述的活動壓板遠離單錐面滾輪的一端通過管路與壓塊與油泵主體的工作油口連
通。

采用以上結構后,本發明與現有技術相比,具有以下的優點:

1)由于油泵主體的轉軸與發動機的動力輸出軸之間通過四個單錐面滾輪和皮帶來
傳動,并且通過調整每對兩個單錐面滾輪之間的間距來調整皮帶在轉軸或者動力輸出軸
上的運動半徑,由此來實現變化的傳動速度比,換句話說,轉軸的轉速與動力輸出軸的
轉速比是根據實際情況而變化的,這樣來改變油泵輸出的流量;在轉速變化的過程中,
驅動半徑也在變大,也就意味著需要驅動的扭矩也在減小,對于發動機功耗來說其實是
雙向減少;轉速在減小需要的功耗在減,扭矩也同時在減少;因此,能減少不必要的能
量損耗,達到節能減排的效果,減少了液壓功率和機械功率,從而提高發動機的工作效
率;

2)該油泵的調節是自動調節式,轉速的變化動力完全來自于自身泵出的油壓來調
節的;比如在發動機轉速低的時候(此時速比大于1),油泵的轉速會比一般泵的高,發
動機轉速高的時候(此時速比小于1),油泵轉速會比一般的低,這樣,保證了油泵的泵
油量在低轉速時油壓充足,高轉速時減小多余的油量,在達到將功耗的同時符合發動機
個轉速下對潤滑油的需求;

3)通過第一間距調整機構和第二間距調整機構實現兩對單錐面滾輪之間的間距的
變化,結構簡單,并且通過皮帶兩側的斜面與錐面之間的配合來實現運動的傳遞,效率
高、運動平穩;

4)通過油泵工作油口出來的液壓驅動力來驅動第二間距調整機構中的活動壓板,
使整個裝置結構更加緊湊,更加提高了油泵的工作效率,減少功耗。

附圖說明

圖1是本發明自動調節式變轉速油泵的結構示意圖。

圖2是本發明中第一間距調整機構的第二種結構示意圖。

圖3是本發明中傳動機構的受力分析示意圖。

其中,1、油泵主體;2、工作油口;3、動力輸出軸;4、單錐面滾輪;5、活動壓
板;6、第二彈簧組;7、皮帶;8、第一彈簧組;9、耐磨片;10、轉軸;11、斜面;12、
頂桿;13、套筒;14、彈簧;F0、液壓驅動力;B、油泵處皮帶的運動半徑;b、發動機
處皮帶的運動半徑;F、皮帶受到的作用力;N、皮帶傳遞的扭矩。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細地說明。

由圖1所示的本發明自動調節式變轉速油泵的結構示意圖可知,它包括帶有轉軸10
的油泵主體1以及通過傳動機構與轉軸10連接的發動機的動力輸出軸3,油泵主體1
上設有輸送到各個潤滑點的工作油口2。所述的傳動機構包括四個單錐面滾輪4和皮帶
7,四個單錐面滾輪4為兩個一對,且每對兩個單錐面滾輪4的錐面相對。其中一對單
錐面滾輪4與轉軸10周向限位且滑動配合,并且兩個單錐面滾輪4之間的距離通過第
一間距調整機構調整;另外一對單錐面滾輪4與動力輸出軸3周向限位且滑動配合,并
且兩個單錐面滾輪4之間的距離通過第二間距機構調整。所述的皮帶7繞覆在兩對單錐
面滾輪4上。實際上,每對單錐面滾輪4相當于形成一個帶輪,兩對單錐面滾輪4就是
一個帶輪組,不同的是,每對兩個單錐面滾輪4之間的間距是通過油泵的輸出油壓來調
整的。

所述的每對單錐面滾輪4中的兩個單錐面滾輪4均為沿著轉軸10或者動力輸出軸3
相對軸向滑動的動輪,所述的第一間距調整機構與遠離油泵主體1的單錐面滾輪4連接,
第二間距調整機構與遠離發動機的單錐面滾輪4連接。

所述的皮帶7的側面為與單錐面滾輪4的錐面相配合的斜面11,皮帶7兩側的斜面
11與每組單錐面滾輪4上的錐面緊配。

所述的第一間距調整機構包括第一彈簧組8和耐磨片9,第一彈簧組8的一端與機
箱的殼體固定連接,另一端與耐磨片9抵緊或者脫開,耐磨片9固定連接在單錐面滾輪
4的端面上。

所述的第二間距調整機構包括活動壓板5和第二彈簧組6,活動壓板5滑動套接在
動力輸出軸3上并與動力輸出軸3同步轉動,第二彈簧組6位于活動壓板5和單錐面滾
輪4之間,并且第二彈簧組6的一端與活動壓板5連接,另一端與單錐面滾輪4連接。

所述的活動壓板5遠離單錐面滾輪4的一端通過管路與壓塊與油泵主體1的工作油
口2連通。

本發明并不局限于以上所述的結構,其中,如附圖2中所示,所述的第一間距調整
機構包括設置在兩個單錐面滾輪4之間的至少三組調整單元,每組調整單元包括頂桿
12、彈簧14和套筒13;所述的套筒13的一端固定連接在其中一個單錐面滾輪4的端面
上,頂桿12的一端固定連接在另外一個單錐面滾輪4的端面上,頂桿12的另一端滑動
連接在套筒13的另一端內;所述的彈簧14位于套筒13內,并且彈簧14的一端與頂桿
12的端面抵緊,另一端與單錐面滾輪4的端面抵緊。

本發明的工作原理如下:當發動機低速運轉時,油泵主體1工作油口2出來的一部
分油液通過管路到第二間距調整機構中的活動壓板5上,并對活動壓板5向皮帶一方施
加液壓驅動力F0,這樣,壓縮第二彈簧組6后,促使該對的兩個單錐面滾輪4之間的
間距縮小,從而皮帶7兩側的斜面11沿著錐面向外滑動,導致發動機處的運動半徑b
增大;在扭矩N一定的情況下,皮帶7傳遞的作用力F減小,傳遞到油泵主體1處的轉
軸10的皮帶作用力F也減小;同時,皮帶7的長度是不變的,在發動機處的運動半徑
b增大的情況下,油泵主體1處的運動半徑B減小,此時油泵處的兩個單錐面滾輪4之
間的間距增大,第一彈簧組8呈壓縮狀態;此時,油泵主體1的轉軸10處的皮帶7受
到作用力減小,皮帶7的運動半徑B也減小,因此,此時油泵主體1的扭矩減小,從而
由于油泵的工作油口輸出的液壓驅動,減小了發動機的功耗。反之,一旦發動機高速運
轉時,撤掉活動壓板5上的液壓驅動力F0,第二彈簧組6反彈回復,使該處的兩個單
錐面滾輪4之間的間距增大,同時油泵主體1處的第一彈簧組8也進行反彈回復,使轉
軸處的兩個單錐面滾輪4之間的間距減小,根據上述的原理,來改變轉軸10與動力輸
出軸3之間的速度傳動比,實現可變排量的目的。

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自動 調節 轉速 油泵
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