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自动调节式变转速油泵.pdf

摘要
申请专利号:

CN201510502216.2

申请日:

2015.08.17

公开号:

太阳城集团CN105065893A

公开日:

2015.11.18

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16N 13/20申请日:20150817|||公开
IPC分类号: F16N13/20 主分类号: F16N13/20
申请人: 宁波圣龙汽车动力系统股份有限公司
发明人: 洪杰; 罗玉龙; 周培良
地址: 315104浙江省宁波市鄞州区投资创业中心金达路788号
优先权:
专利代理机构: 宁波市鄞州甬致专利代理事务所(普通合伙)33228 代理人: 李迎春
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510502216.2

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2017.11.24|||2016.01.06|||2015.11.18

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种自动调节式变转速油泵,包括通过传动机构连接的油泵主体(1)的转轴(10)和发动机的动力输出轴(3);传动机构包括四个单锥面滚轮(4)和皮带(7),四个单锥面滚轮(4)为两个一对,且每对两个单锥面滚轮(4)的锥面相对并同轴;其中一对单锥面滚轮(4)与转轴(10)周向限位且滑动配合,两个单锥面滚轮(4)之间的距离可调;另外一对单锥面滚轮(4)与动力输出轴(3)周向限位且滑动配合,两个单锥面滚轮(4)之间的距离可调;所述的皮带(7)绕覆在两对单锥面滚轮(4)上。采用以上结构后,能减少不必要的能量损耗,减少了液压功率和机械功率,从而提高发动机的工作效率。

权利要求书

1.一种自动调节式变转速油泵,包括带有转轴(10)的油泵主体(1)以及通过传
动机构与转轴(10)连接的发动机的动力输出轴(3),油泵主体(1)上设有输送到各
个润滑点的工作油口(2);其特征在于:所述的传动机构包括四个单锥面滚轮(4)和
皮带(7),四个单锥面滚轮(4)为两个一对,且每对两个单锥面滚轮(4)的锥面相对
并同轴;其中一对单锥面滚轮(4)与转轴(10)周向限位且滑动配合,并且两个单锥
面滚轮(4)之间的距离通过第一间距调整机构调整;另外一对单锥面滚轮(4)与动力
输出轴(3)周向限位且滑动配合,并且两个单锥面滚轮(4)之间的距离通过第二间距
机构调整;所述的皮带(7)绕覆在两对单锥面滚轮(4)上。
2.根据权利要求1所述的自动调节式变转速油泵,其特征在于:所述的每对单锥
面滚轮(4)中的两个单锥面滚轮(4)均为沿着转轴(10)或者动力输出轴(3)相对
轴向滑动的动轮,所述的第一间距调整机构与远离油泵主体(1)的单锥面滚轮(4)连
接,第二间距调整机构与远离发动机的单锥面滚轮(4)连接。
3.根据权利要求1所述的自动调节式变转速油泵,其特征在于:所述的皮带(7)
的侧面为与单锥面滚轮(4)的锥面相配合的斜面(11),皮带(7)两侧的斜面(11)
与每对单锥面滚轮(4)上的锥面紧配。
4.根据权利要求2所述的自动调节式变转速油泵,其特征在于:所述的第一间距
调整机构包括第一弹簧组(8)和耐磨片(9),第一弹簧组(8)的一端与机箱的壳体固
定连接,另一端与耐磨片(9)抵紧或者脱开,耐磨片(9)固定连接在单锥面滚轮(4)
的端面上。
5.根据权利要求2所述的自动调节式变转速油泵,其特征在于:所述的第一间距
调整机构包括设置在两个单锥面滚轮(4)之间的至少三组调整单元,每组调整单元包
括顶杆(12)、弹簧(14)和套筒(13);所述的套筒(13)的一端固定连接在其中一个
单锥面滚轮(4)的端面上,顶杆(12)的一端固定连接在另外一个单锥面滚轮(4)的
端面上,顶杆(12)的另一端滑动连接在套筒(13)的另一端内;所述的弹簧(14)位
于套筒(13)内,并且弹簧(14)的一端与顶杆(12)的端面抵紧,另一端与单锥面滚
轮(4)的端面抵紧。
6.根据权利要求2所述的自动调节式变转速油泵,其特征在于:所述的第二间距
调整机构包括活动压板(5)和第二弹簧组(6),活动压板(5)滑动套接在动力输出轴
(3)上并与动力输出轴(3)同步转动,第二弹簧组(6)位于活动压板(5)和单锥面
滚轮(4)之间,并且第二弹簧组(6)的一端与活动压板(5)连接,另一端与单锥面
滚轮(4)连接。
7.根据权利要求6所述的自动调节式变转速油泵,其特征在于:所述的活动压板
(5)远离单锥面滚轮(4)的一端通过管路与压块与油泵主体(1)的工作油口(2)连
通。

说明书

自动调节式变转速油泵

技术领域

本发明涉及油泵的技术领域,具体讲是一种自动调节式变转速油泵。

背景技术

汽车发动机在工作时,各运动零件均以一定的力作用在另一个零件上,并且发生高
速的相对运动,有了相对运动,零件表面必然要产生磨擦,从而加速磨损。因此,为了
减轻磨损,减小磨擦阻力,延长使用寿命,发动机上都必须有润滑系统。润滑系统的主
要部件有机油泵等各种设备,机油泵的作用是将机油提高到一定压力后,强制地压送到
发动机各零件的运动表面上,它一般包括泵盖和泵体,在泵盖和泵体之间用螺钉连接,
泵体内设有内转子、外转子、低压油腔和高压油腔。传统的机油泵在高速运转时流量比
较大,而发动机实际上不需要那么大的流量,在这个过程中,多余的机油造成发动机做
了大量的无用功,因此发动机耗功较大,从而使发动机油耗较大,不能满足节能减排的
效果。因此,现有技术中出现了一种可变排量泵,它主要是通过改变泵的转轴的转速来
实现油泵输出油压的变化,而实现这一目的的方式,一种是将发动机的动力输出轴直接
与泵的转轴连接,还有一种是发动机的动力输出轴通过齿轮箱与泵的转轴连接。但是,
不管是哪种连接结构,油泵输出的油压值,都是由速度比来决定的,换句话说,发动机
的动力输出轴的转速与油泵转轴的转速是一定的比例关系的,因此,它存在的问题是:

1)油泵的输出油压是根据发动机的转速决定的,而发动机的转速与油泵的转轴的
速度比是一定的,因此,它不能在发动机转速一定的情况下对油泵转轴的转速进行调节,
从而也达不到调节油泵输出油压的目的;

2)当车辆低速或者怠速时,发动机的平均转速都是较低的,因此,油泵的输出油
压低,输出的油液量也小,但是,此时车辆的发动机温度高,要求的润滑油需求量较大,
因此,很明显油泵的供油量达不到需求量,从而造成发动机烧坏的现象;

3)而车辆的发动机在高速运转时,油泵容易出现气蚀的现象,从而影响油泵的使
用寿命;

4)实现油泵的转轴转动所需的扭矩均来自发动机的输出扭矩,由于发动机的转速
与油泵的转轴的速度比是一定的,因此,油泵的转轴转速越高发动机所要求的功率消耗
就相应地越大,不利于车辆节能减排的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是,提供一种降低发动机功耗、提高发动机能效,从而
实现节能减排的自动调节式变转速油泵。

为解决上述技术问题,本发明提供的自动调节式变转速油泵,包括带有转轴的油泵
主体以及通过传动机构与转轴连接的发动机的动力输出轴,油泵主体上设有输送到各个
润滑点的工作油口;所述的传动机构包括四个单锥面滚轮和皮带,四个单锥面滚轮为两
个一对,且每对两个单锥面滚轮的锥面相对;其中一对单锥面滚轮与转轴周向限位且滑
动配合,并且两个单锥面滚轮之间的距离通过第一间距调整机构调整;另外一对单锥面
滚轮与动力输出轴周向限位且滑动配合,并且两个单锥面滚轮之间的距离通过第二间距
机构调整;所述的皮带绕覆在两对单锥面滚轮上。

所述的每对单锥面滚轮中的两个单锥面滚轮均为沿着转轴或者动力输出轴相对轴
向滑动的动轮,所述的第一间距调整机构与远离油泵主体的单锥面滚轮连接,第二间距
调整机构与远离发动机的单锥面滚轮连接。

所述的皮带的侧面为与单锥面滚轮的锥面相配合的斜面,皮带两侧的斜面与每对单
锥面滚轮上的锥面紧配。

作为所述的第一间距调整机构的第一种结构,它包括第一弹簧组和耐磨片,第一弹
簧组的一端与机箱的壳体固定连接,另一端与耐磨片抵紧或者脱开,耐磨片固定连接在
单锥面滚轮的端面上。

作为所述的第一间距调整机构的第二种结构,它包括设置在两个单锥面滚轮之间的
至少三组调整单元,每组调整单元包括顶杆、弹簧和套筒;所述的套筒的一端固定连接
在其中一个单锥面滚轮的端面上,顶杆的一端固定连接在另外一个单锥面滚轮的端面
上,顶杆的另一端滑动连接在套筒的另一端内;所述的弹簧位于套筒内,并且弹簧的一
端与顶杆的端面抵紧,另一端与单锥面滚轮的端面抵紧。

所述的第二间距调整机构包括活动压板和第二弹簧组,活动压板滑动套接在动力输
出轴上并与动力输出轴同步转动,第二弹簧组位于活动压板和单锥面滚轮之间,并且第
二弹簧组的一端与活动压板连接,另一端与单锥面滚轮连接。

所述的活动压板远离单锥面滚轮的一端通过管路与压块与油泵主体的工作油口连
通。

采用以上结构后,本发明与现有技术相比,具有以下的优点:

1)由于油泵主体的转轴与发动机的动力输出轴之间通过四个单锥面滚轮和皮带来
传动,并且通过调整每对两个单锥面滚轮之间的间距来调整皮带在转轴或者动力输出轴
上的运动半径,由此来实现变化的传动速度比,换句话说,转轴的转速与动力输出轴的
转速比是根据实际情况而变化的,这样来改变油泵输出的流量;在转速变化的过程中,
驱动半径也在变大,也就意味着需要驱动的扭矩也在减小,对于发动机功耗来说其实是
双向减少;转速在减小需要的功耗在减,扭矩也同时在减少;因此,能减少不必要的能
量损耗,达到节能减排的效果,减少了液压功率和机械功率,从而提高发动机的工作效
率;

2)该油泵的调节是自动调节式,转速的变化动力完全来自于自身泵出的油压来调
节的;比如在发动机转速低的时候(此时速比大于1),油泵的转速会比一般泵的高,发
动机转速高的时候(此时速比小于1),油泵转速会比一般的低,这样,保证了油泵的泵
油量在低转速时油压充足,高转速时减小多余的油量,在达到将功耗的同时符合发动机
个转速下对润滑油的需求;

3)通过第一间距调整机构和第二间距调整机构实现两对单锥面滚轮之间的间距的
变化,结构简单,并且通过皮带两侧的斜面与锥面之间的配合来实现运动的传递,效率
高、运动平稳;

4)通过油泵工作油口出来的液压驱动力来驱动第二间距调整机构中的活动压板,
使整个装置结构更加紧凑,更加提高了油泵的工作效率,减少功耗。

附图说明

图1是本发明自动调节式变转速油泵的结构示意图。

图2是本发明中第一间距调整机构的第二种结构示意图。

图3是本发明中传动机构的受力分析示意图。

其中,1、油泵主体;2、工作油口;3、动力输出轴;4、单锥面滚轮;5、活动压
板;6、第二弹簧组;7、皮带;8、第一弹簧组;9、耐磨片;10、转轴;11、斜面;12、
顶杆;13、套筒;14、弹簧;F0、液压驱动力;B、油泵处皮带的运动半径;b、发动机
处皮带的运动半径;F、皮带受到的作用力;N、皮带传递的扭矩。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

由图1所示的本发明自动调节式变转速油泵的结构示意图可知,它包括带有转轴10
的油泵主体1以及通过传动机构与转轴10连接的发动机的动力输出轴3,油泵主体1
上设有输送到各个润滑点的工作油口2。所述的传动机构包括四个单锥面滚轮4和皮带
7,四个单锥面滚轮4为两个一对,且每对两个单锥面滚轮4的锥面相对。其中一对单
锥面滚轮4与转轴10周向限位且滑动配合,并且两个单锥面滚轮4之间的距离通过第
一间距调整机构调整;另外一对单锥面滚轮4与动力输出轴3周向限位且滑动配合,并
且两个单锥面滚轮4之间的距离通过第二间距机构调整。所述的皮带7绕覆在两对单锥
面滚轮4上。实际上,每对单锥面滚轮4相当于形成一个带轮,两对单锥面滚轮4就是
一个带轮组,不同的是,每对两个单锥面滚轮4之间的间距是通过油泵的输出油压来调
整的。

所述的每对单锥面滚轮4中的两个单锥面滚轮4均为沿着转轴10或者动力输出轴3
相对轴向滑动的动轮,所述的第一间距调整机构与远离油泵主体1的单锥面滚轮4连接,
第二间距调整机构与远离发动机的单锥面滚轮4连接。

所述的皮带7的侧面为与单锥面滚轮4的锥面相配合的斜面11,皮带7两侧的斜面
11与每组单锥面滚轮4上的锥面紧配。

所述的第一间距调整机构包括第一弹簧组8和耐磨片9,第一弹簧组8的一端与机
箱的壳体固定连接,另一端与耐磨片9抵紧或者脱开,耐磨片9固定连接在单锥面滚轮
4的端面上。

所述的第二间距调整机构包括活动压板5和第二弹簧组6,活动压板5滑动套接在
动力输出轴3上并与动力输出轴3同步转动,第二弹簧组6位于活动压板5和单锥面滚
轮4之间,并且第二弹簧组6的一端与活动压板5连接,另一端与单锥面滚轮4连接。

所述的活动压板5远离单锥面滚轮4的一端通过管路与压块与油泵主体1的工作油
口2连通。

本发明并不局限于以上所述的结构,其中,如附图2中所示,所述的第一间距调整
机构包括设置在两个单锥面滚轮4之间的至少三组调整单元,每组调整单元包括顶杆
12、弹簧14和套筒13;所述的套筒13的一端固定连接在其中一个单锥面滚轮4的端面
上,顶杆12的一端固定连接在另外一个单锥面滚轮4的端面上,顶杆12的另一端滑动
连接在套筒13的另一端内;所述的弹簧14位于套筒13内,并且弹簧14的一端与顶杆
12的端面抵紧,另一端与单锥面滚轮4的端面抵紧。

本发明的工作原理如下:当发动机低速运转时,油泵主体1工作油口2出来的一部
分油液通过管路到第二间距调整机构中的活动压板5上,并对活动压板5向皮带一方施
加液压驱动力F0,这样,压缩第二弹簧组6后,促使该对的两个单锥面滚轮4之间的
间距缩小,从而皮带7两侧的斜面11沿着锥面向外滑动,导致发动机处的运动半径b
增大;在扭矩N一定的情况下,皮带7传递的作用力F减小,传递到油泵主体1处的转
轴10的皮带作用力F也减小;同时,皮带7的长度是不变的,在发动机处的运动半径
b增大的情况下,油泵主体1处的运动半径B减小,此时油泵处的两个单锥面滚轮4之
间的间距增大,第一弹簧组8呈压缩状态;此时,油泵主体1的转轴10处的皮带7受
到作用力减小,皮带7的运动半径B也减小,因此,此时油泵主体1的扭矩减小,从而
由于油泵的工作油口输出的液压驱动,减小了发动机的功耗。反之,一旦发动机高速运
转时,撤掉活动压板5上的液压驱动力F0,第二弹簧组6反弹回复,使该处的两个单
锥面滚轮4之间的间距增大,同时油泵主体1处的第一弹簧组8也进行反弹回复,使转
轴处的两个单锥面滚轮4之间的间距减小,根据上述的原理,来改变转轴10与动力输
出轴3之间的速度传动比,实现可变排量的目的。

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自动 调节 转速 油泵
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